Геометрические характеристики земляного сооружения

Геометрическими характеристиками земляного сооружения при строительстве трубопроводов являются:

- глубина траншеи и котлованов в расчетных сечениях;

- ширина траншеи и котлованов по дну и по бровкам в расчетных сечениях;

- угол заложения откосов траншеи и котлованов в расчетных сечениях.

Для расчета глубины сооружений предварительно определяют отметки лотков труб в трех расчетных сечениях и отметки дна земляных выемок.

Расчетными сечениями являются:

- начальное расчетное сечение (центр первого смотрового колодца или центр первого котлована);

- конечное расчетное сечение (центр третьего смотрового колодца или центр третьего котлована);

- среднее расчетное сечение (центр второго смотрового колодца или центр второго котлована).

Расчет отметки лотка трубопровода канализации в конечном (третьем) расчетном сечении

Отметка лотка трубопровода канализации в конечном (третьем) расчетном сечении равна:

, м, (4.1)

где - отметка лотка трубопровода в конечном (третьем) расчетном сечении, м;

- отметка лотка трубопровода в начальном (первом) расчетном сечении, принимаемая по условию задания, м;

- длина трубопровода между первым и третьим расчетными сечениями, принимаемая по условию задания, м;

- уклон безнапорного трубопровода канализации, принимаемый по условию задания.

Расчет отметок дна траншеи в начальном и конечном расчетных сечениях

Укладка труб в траншее и укладка плит днища колодцев в котлованах ведётся на песчаную подготовку толщиной не менее 100 мм [11, 12].

Отметка дна траншеи в начальном расчетном сечении безнапорного трубопровода канализации равна:

, м, (4.2)

где - отметка дна траншеи в начальном расчетном сечении безнапорного трубопровода канализации, м;

- отметка лотка безнапорного трубопровода канализации в начальном расчетном сечении, м;

Δ - толщина стенки трубы канализационного трубопровода, м (принимается по ГОСТ или ТУ на трубы из соответствующего материала);

0,1 - высота искусственного основания (песчаной подготовки), м.

Отметка дна траншеи в конечном расчетном сечении безнапорного трубопровода канализации равна:

м, (4.3)

где - отметка дна транши в конечном расчетном сечении безнапорного трубопровода канализации, м;

- отметка лотка трубы в конечном расчетном сечении безнапорного трубопровода канализации, м.

Ширина траншеи по дну

Ширина основания траншеи на протяжении всей длины остаётся постоянной и рассчитывается с учетом данных таблицы 3.1 Приложений.

Минимальная ширина траншеи по дну равна:

, м, (4.4)

где b_тр – минимальная ширина траншеи по дну, м;

- наружный диаметр трубы, м;

b – линейная величина, принимаемая по условиям данных таблицы 3.1 Приложений.

Поперечный разрез траншеи представлен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Поперечный разрез траншеи

Отметка поверхности земли в среднем (втором) расчетном сечении равна:

, м, (4.5)

где - отметка поверхности земли в среднем (втором) расчетном сечении, м;

- отметка поверхности земли в начальном расчетном сечении, м;

- отметка поверхности земли в конечном расчетном сечении, м.

При вычислении отметки дна траншеи в промежуточном поперечном сечении, где расположен средний смотровой колодец, учитывают:

- уклон заложения трубопровода;

- расстояния между поперечными осями смежных смотровых колодцев.

Отметка дна траншеи в промежуточном поперечном сечении, где расположен средний смотровой колодец, равна:

, м, (4.6)

где - отметка дна траншеи в промежуточном поперечном сечении, где расположен средний смотровой колодец, м;

- отметка дна траншеи в начальном поперечном сечении, где расположен первый смотровой колодец, м;

- общая длина трубопровода, м;

- уклон трубопровода.

Глубина траншеи

Высоту (глубину) траншеи h_тр в трех поперечных сечениях рассчитывают через разность отметок земли и дна траншеи в рассматриваемых сечениях.

Глубина траншеи в начальном поперечном сечении равна:

(4.7)

где - глубина траншеи в начальном поперечном сечении, м;

- отметка поверхности земли в начальном поперечном сечении земляного сооружения, где расположен первый смотровой колодец, м;

- отметка дна траншеи в начальном сечении, м.

Глубина траншеи в среднем поперечном сечении равна:

(4.8)

где - глубина траншеи в среднем поперечном сечении, м;

- отметка поверхности земли в среднем поперечном сечении земляного сооружения, где расположен второй смотровой колодец, м;

- отметка дна траншеи в среднем сечении, м.

Глубина траншеи в конечном поперечном сечении равна:

(4.9)

где - глубина траншеи в конечном поперечном сечении, м;

- отметка поверхности земли в конечном поперечном сечении земляного сооружения, где расположен третий смотровой колодец, м;

- отметка дна траншеи в конечном сечении, м.

Ширина траншеи по верху

Ширина траншеи по верху в любом расчетном сечении зависит от высоты траншеи, вида грунта и равна:

, м, (4.10)

где B_тр - ширина траншеи по верху, м;

b_тр - ширина траншеи по дну, м;

m - коэффициент заложения откоса (принимается по данным таблицы 3.2 Приложений;

h_тр - глубина траншеи в рассматриваемом поперечном сечении, м.

Ширина котлована по дну

Схема котлована (вид сверху) для второго колодца, представлена на рисунке 4.2.

Ширину котлована по дну (b_к), принимают на 1,0 м больше диаметра плиты днища:

, м, (4.11)

где - ширина котлована по дну, м;

D_ПН - диаметр плиты днища колодца, м;

1,0 - расстояние, необходимое для удобства работы на дне котлована, м.

Рисунок 4.2 - Схема котлована для второго колодца (вид сверху)

Если диаметр колодцев одинаковый, то ширина котлованов по дну для всех колодцев принимается постоянной.

Диаметр плиты днища назначается по [2] с учетом принятого внутреннего диаметра стенового кольца рабочей камеры.

Для канализационных колодцев внутренний диаметр стенового кольца рабочей камеры принимается в соответствии с требованиями п. 6.3.1 [3].

Глубина котлованов

Глубину котлованов под смотровые колодцы рассчитывают путём прибавления к глубине траншеи в соответствующем сечении (по положению колодца):

- во-первых, принятого расстояния от наружной стенки трубы до поверхности плиты днища. Для канализации расстояние равно от 100 до 200 мм, в зависимости от материала труб (толщины стенки трубы);

- во-вторых, высоты железобетонной плиты днища смотрового колодца.

Высота (толщина) плиты днища зависит от ее диаметра. Высота плиты днища принимается по [2].

Глубина котлована в начальном поперечном сечении равна:

, м, (4.12)

где - глубина котлована в начальном поперечном сечении, м;

- глубина траншеи в начальном поперечном сечении, м;

n - принятое расстояние от наружной стенки трубы до поверхности плиты днища, м;

t - толщина железобетонной плиты днища смотрового колодца, м.

Глубина котлована в среднем поперечном сечении равна:

, м (4.13)

где - глубина котлована в среднем поперечном сечении, м;

- глубина траншеи в среднем поперечном сечении, м;

n - принятое расстояние от наружной стенки трубы до поверхности плиты днища, м;

t - толщина железобетонной плиты днища смотрового колодца, м.

Глубина котлована в конечном поперечном сечении равна:

, м , (4.14)

где - глубина котлована в конечном поперечном сечении, м;

- глубина траншеи в конечном поперечном сечении, м;

n - принятое расстояние от наружной стенки трубы до поверхности плиты днища, м;

t - толщина железобетонной плиты днища смотрового колодца, м.

4.8 Ширина котлованов по верху

Ширина котлована по верху в любом расчетном сечении зависит от глубины котлована, вида грунта и равна:

, м, (4.15)

где B_к - ширина котлована по верху, м;

b_к - ширина котлована по дну, м;

m - коэффициент заложения откоса (принимается по данным таблицы 3.2 Приложений;

h_к - глубина котлована в рассматриваемом поперечном сечении, м.

ОБЪЁМЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Объем земляных работ устанавливается по объему пространственной фигуры, какой является земляное сооружение. Если земляное сооружение представляет сложную пространственную фигуру, то ее условно разбивают на геометрические фигуры, для вычисления объемов которых известны математические формулы.

Земляное сооружение (рисунок 5.1) – сложная пространственная фигура, которую можно рассматривать состоящей из трех котлованов под колодцы; двух участков траншеи, ограниченной бровками котлованов смежных колодцев, и клинообразных фигур, находящихся под боковыми гранями котлованов и являющихся продолжением траншеи.

Рисунок 5.1 - План земляного сооружения

Объём траншеи

Расчётная схема первого участка траншеи представлена на рисунке 5.2.

Объём траншеи на первом участке между начальным и средним расчетными сечениями равен:

, м³, (5.1)

где - объём первого участка траншеи, м³;

- длина первого участка траншеи между бровками ограничивающих её котлованов, м;

и - площади поперечного сечения траншеи, соответственно в начале и в конце первого участка, м²

Рисунок 5.2 - Расчётная схема первого участка траншеи между первыми и вторым расчетными сечениями

, м² (5.2)

, м² (5.3)

, м (5.4)

Объём траншеи на втором участке между средним и конечным расчетными сечениями равен:

, м³, (5.5)

где - объём второго участка траншеи, м³;

- длина второго участка траншеи между бровками ограничивающих её котлованов, м;

и - площади сечения траншеи, соответственно в начале и в конце второго участка, м²

, м² (5.6)

, м (5.7)

Объём всей траншеи равен:

, м³ (5.8)