Определение объемов и обмер земляных работ

Определение объемов и обмер земляных работ

Работа землекопов оплачивается в зависимости от количества выработанного ими грунта, подсчитанного в кубических метрах. Рассмотрим несколько примеров простейших вычислений объемов работ.

Расчет объемов рытья траншеи

Пример 1. Рабочие роют траншею с вертикальными стенками (рис. 10). За день бригада прошла 15 м траншеи. Если в начале траншеи глубина была равна 5,0 м, а в конце 4,0 м, ширина траншеи по дну и поверху — 3,0 м, то объем работ находится так: Определяем две площади поперечного сечения траншеи:

1. В месте начала работ 3*5= 15 кв.м;

2. В месте окончания работ 3*4= 12 кв.м;

Средняя площадь поперечного сечения траншеи получается, если сложить обе площади и разделить пополам:

Если эту среднюю площадь умножить на длину траншеи, пройденную бригадой, то получим:

13,5*15= 202,5 куб. м.

Это и будет искомый объем проделанной бригадой работы за день.

Расчет объема выемки

Пример 2. Сделана выемка для железнодорожного пути. Длины выемки — 20 м. Ширина выемки по дну — 6,0 м. Откосы сделаны с уклоном 1:2 (рис.11). Глубина выемки в одном конце 5 м, а в другом — 4 м.

Ширина выемки поверху равна ширине по дну плюс удвоенная длина заложения откоса. При откосе 1:2 заложение откоса равно двойной глубине выемки. Значит в одном конце ширина выемки поверху будет:

а в другом конце:

Площадь поперечного сечения выемки с откосами равна площади трапеции или половине суммы ширины по дну и ширины поверху, умноженной на высоту. Тогда площадь поперечного сечения в одном конце будет:

а в другом: (6+26)/2*5=80 кв.м.

Для того, чтобы получить объем, надо среднюю площадь поперечного сечения выемки умножить на длину ее (20 м).

Средняя площадь равна половине суммы площадей в начале и в конце участка выемки, т.е.:

Если помножить эту среднюю площадь на длину выемки получим:

68*20 = 1360 куб. м.

Это и есть объем выемки.

Расчет объема насыпи

Пример 3. Найти объем насыпи длиной в 50 м, если ширина ее поверху равна 10 м, крутизна откосов 1:1, высота насыпи в начале 2 м, а в конце — 4 м (рис.12). Ширина основания насыпи будет:

• в начале 10+2*(1*2)=14 м,
• в конце: 10+2*(1*4)=18 м,

а площадь поперечного сечения:

в начале: (10+14)/2*2=24 кв. м,

в конце: (10+18)/2*4=56 кв. м.

Средняя площадь поперечного сечения насыпи будет:

а объем: 40*50=2000 куб. м.

Котлованы могут быть различного очертания в плане. Объем котлованов получается, если среднюю площадь котлована умножить на его глубину.

Расчет объема котлована под здание

Пример 4. Найти объем котлована под здание, если глубина котлована равна 2,0 м, размеры по дну 10х5, а откосы стенок имеют крутизну 1:1, (1:1,25) рис.13. Площадь дна котлована равна 10х5=50 кв. м. Площадь верхнего сечения котлована равна:

[10+2*(1,25*2,0)]х[5+2*(1,25*2,0)]=15х10=150 кв. м.

Средняя площадь котлована равна:

Расчет объема круглого котлована

Пример 5. Найти объем круглого котлована под дымовую трубу котельной. Глубина котлована — 5 м, стенки — отвесные, диаметр котлована равен 10 м. В этом случае объем равен площади дна котлована, умноженной на его глубину. Смотрите рис. 14.

Площадь круглого дна равна диаметру его, умноженному на самого себя и еще на число 3,14 (π) и поделенному на 4, т.е.:

(10х10х3,14)/4=314/4=78,5 кв. м,

а объем котлована будет равен:

78,5х5=392,5 куб. м.

Чем более неровна поверхность земли, тем меньше должно быть расстояние между смежными поперечными профилями выемок и насыпей при подсчете их объемов.

На рис. 15 показано, в каких местах надо брать поперечные площади насыпи при сильно волнистой поверхности земли. На рис.15 1, 2, 3 и. т. д. означают те места, где надо брать площади, а l¹, l² и. т. д. — расстояние между ними.

Объем участка II насыпи будет равен площади 2+ площадь 3, деленной пополам и умноженной на расстояние l².

Объем всей насыпи равен сумме объемов участков I, II, III и. т. д.

Простейшими приборами для измерения длины, ширины и высоты земляного сооружения является мерная лента и рулетка.

Мерная лента делается из тонкой стали шириной 2-3 см. Длина ленты — 20 м. Лента разделена на метры, полуметры и дециметры (дециметр равен 10 см) (рис. 16).

Рулетка — это тесьма длиной 5, 10 или 20 м, заключенная в футляр, в котором она наматывается на ось, пропущенную поперек футляра (рис. 17). Деления на тесьме имеются метровые, дециметровые и сантиметровые.

Оптимальным вариантов для замера в данный момент является лазерная рулетка и теодолит с нивелиром.

41.. Определение объемов откосов

а) Объем угловых откосов, представляющих собой пирамиду с квадратным основанием mh•mh, находим по выражению (объемы 1-го типа):

, м 3

б) Объемы откосов 2-го типа, представляющих собой призматоид с треугольным основанием, находим по формуле:

, м 3 . Знак объема, вычисляемого по формуле, определяется знаком рабочих отметок h_i и h_j.

в) Объем откосов 3-го типа, представляющих собой пирамиду с треугольным основанием, определяем по формуле:

, м 3

42.. Составление сводной балансовой ведомости.

Производим в форме таблицы:

Приход грунта (выемка)

Расход грунта (насыпь)

Общий объем котлована (траншеи)

Объем обратной засыпки пазух

В случае планировки под нулевой баланс без учета котлована или траншеи должно соблюдаться условие (баланс):

При учете в нулевом балансе котлована или траншеи проверка имеет вид:

В случае соблюдения условий разности ∑1-∑2 или ∑3-∑4 разрешается разбросать до получения полного баланса (равенства объемов) пропорционально объемам квадратов (треугольников).

Если планировка производится под заданную отметку равенство объемов, как правило, не соблюдается. В этом случае разница между ∑3 и ∑4 показывает, сколько грунта нужно привезти, либо вывезти.

При несоблюдении проверок определяется поправка к средней планировочной отметке по формулам:

43.. Нахождение приведенных объемов пунктов выемки и насыпи

Прежде всего необходимо грунт насыпи перевести в одно состояние с грунтом выемки, что достигается путем деления геометрических объемов на 1+К_ОР. Объемы откосов суммируются с объемами прилегающих квадратов (треугольников).В случае, если приведенные объемы меньше 5% от суммарного объема выемки или насыпи, то возможно присоединение этих объемов к одному из прилегающих квадратов (треугольников).В случае если объемы отдельных откосов составляют более 5% от суммарного объема выемки или насыпи, то необходимо рассматривать их самостоятельно (без присоединения к прилегающим пунктам).В случае нулевого баланса разность между суммами 1-2 или - разбрасывается пропорционально объемам пунктов выемки или насыпи.

44.. Определение центров тяжести пунктов выемки и насыпи

Производится на основании предположения, что центры тяжести объемных фигур совпадают с центрами тяжести плоских фигур.

Существуют два основных метода определения положения центров тяжести фигур:

При графическом методе сложная фигура разбивается на ряд простых (квадраты, прямоугольники, треугольники), положение центров тяжести которых легко находится. Для треугольников — это точка пересечения медиан, для квадратов и прямоугольников — точка пересечения диагоналей.

При аналитическом методе положение центров тяжести сложной фигуры определяется, после разбивки последней на простые фигуры, методом статических моментов по формулам:

, м , м

где: S_X, S_Y – статический момент составной фигуры относительно осей X и Y соответственно, м 3 ;

F_i – площадь i-ой фигуры, м 2 ;

X_i, Y_i – координаты центра тяжести i-ой фигуры относительно координатных осей XOY, м.

Укрупненка (часть 6.2)

КРУТИЗНА ОТКОСА (ОТНОШЕНИЕ ЕГО ВЫСОТЫ К ЗАЛОЖЕНИЮ) ПРИ ГЛУБИНЕ ВЫЕМКИ, М, НЕ БОЛЕЕ

ПЕСЧАНЫЕ И ГРАВИЙНЫЕ

ЛЕССЫ И ЛЕССОВИДНЫЕ

Примечание: При напластовании различных видов грунта крутизну откосов для всех пластов надлежит назначать по наиболее слабому виду грунта.

А в соответствии с п. 9.11 этого же СНиП «Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м во всех случаях и глубиной менее 5 м при гидрогеологических условиях и видах грунтов, не предусмотренных п. 9,10 и табл. 4, должна устанавливаться проектом.
Из приведенного нетрудно понять, что при наличии грунтовых вод откосы котлованов и траншей должны быть более пологими, чем при их отсутствии. А раз откосы должны быть более пологими, следовательно, увеличиваются объемы работ:
— по механизированной разработке грунта в котлованах или траншеях;
— по отвозке мокрого грунта на свалку, либо во временный отвал;
— по разработке грунта для обратной засыпки пазух (раз увеличивается объем работ по разработке откосов, то соответственно увеличивается и объем работ по обратной засыпке);
— по подвозке грунта для обратной засыпки;
— по водоотливу.

При составлении смет по рабочим чертежам эти работы должны быть учтены непосредственно в сметах, при составлении сметных расчетов на предпроектной стадии должны быть разработаны поп¬равки к сметной стоимости объекта-аналога либо УПСС — по каждому виду затрат в отдельности либо одна укрупненная поправка, учитывающая все затраты. Но это не все. Увеличение объемов земляных работ в котлованах и траншеях происходит не только из-за увеличения объема разработки откосов. Размер котлованов и траншей в плане при наличии грунтовых вод и мероприятий по водоотливу также должен быть увеличен по сравнению с проектным, поскольку и сооружение водоотводных канавок и водосборных приямков, откуда грунтовые воды откачиваются, должны находиться за пределами проектных размеров котлованов либо траншей, поскольку процесс водоотлива будет проходить не только в период разработки котлованов и обратной засыпки пазух с уплотнением, но и весь период производства работ по возведению «нулевого цикла». Иначе не получится. Следовательно, обязательно будет увеличение размеров котлованов и траншей по длине и ширине, а это — дополнительные затраты как по разработке грунта, так и по его обратной засыпке.

Таким образом, при определении сметной стоимости строительства объектов на предпроектной стадии на основе стоимостных показателей объектов-аналогов либо УПСС возможно применение следующих поправок, касающихся стоимости земляных работ:
— поправка, учитывающая разницу в стоимости разработки мокрого грунта (по сравнению с сухим грунтом) механизированным способом при наличии грунтовых вод;
— то же вручную;
— поправка, учитывающая дополнительные затраты, связанные с увеличением объемов разработки грунта механизированным способом и вручную;
— поправка, учитывающая дополнительные затраты по транспортировке мокрого грунта;
— поправка, учитывающая дополнительные затраты по организации водоотлива;
— другие поправки.
Кроме того, если грунт некачественный, не годится для обратной засыпки (а бывает и такое), что должно быть указано в проекте, возникают дополнительные затраты по замене грунта:
— если грунт покупной — по его приобретению;
— если предоставляется участок под карьер грунта — затраты по освоению, эксплуатации (включая охрану карьера) и рекультивацию карьера.

На эти затраты также должны быть разработаны соответствующие поправки.

Расстояние перевозки грунта, как при отвозке, так и при подвозке также может отличаться от расстояний, учтенных в сметной документации объекта-аналога, либо в УПСС, эти расстояния могут отличаться как в большую, так и в меньшую сторону, следовательно, и поправки в данном случае могут быть как плюсовыми, так и минусовыми.

В данном случае приведены основные примеры введения поправок, которые могут иметь место при производстве земляных работ.

Не следует ограничиваться только этим перечнем. В отдельных случаях возможны и другие поправки, а именно:
— в случае обратной засыпки грунтом с применением грейфера, подведенного к стреле крана (стрелового или башенного);
— в случае замены некачественного грунта песком;
— в случаях увеличения размера котлованов и траншей при работе строительной техники в котловане или в траншеях — работы по погружению свай, бетонные работы, работы по монтажу сборных конструкций «нулевого цикла» и т. д. В этих случаях в соответствии с п. 3.1 СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основание и фундамент», размеры выемок, принимаемые в проекте, должны обеспечивать размещение конструкций и механизированное производство работ по забивке свай, монтажу фундаментов, водопонижению и водоотливу и других работ, выполняемых в выемке, а также возможность перемещения людей в пазухе согласно п. 3.2.
— при отрывке котлована и выполнении работ по возведению «нулевого цикла» здания в шпунтовом ограждении;
— в других случаях.

Говоря о привязке подземной части здания, в первую очередь следует сопоставить строительный объем подземной (подвальной) части здания, сметную стоимость которого необходимо определить на предпроектной стадии со строительным объемом подземной (подвальной) части здания, выбранного в качестве аналога. Поскольку подземная часть здания, стоимость которого следует определить на предпроектной стадии, может быть как больше, так и меньше подземной части зда¬ния, выбранного в качестве аналога, то и поправка может быть как в большую, так и в меньшую сторону и это никого не должно пугать.

То же в части конструктивных решений по фундаментам. Естественно, на предпроектной стадии размеры, с точностью до 1 см получить не удастся, но с той или иной точностью проектировщики должны их дать, а это, в свою очередь, дает возможность сопоставить габариты фундаментов, с учетом их сечения и глубины заложения и разработать поправку к стоимости со знаком (+), если в рассматриваемом здании эти габариты будут больше, чем в здании, выбранном в качестве аналога и со знаком (-), если меньше. Следует уточнить и в части свайного основания под фун¬даменты, — если в рассматриваемом здании предусматривается свайное основание, а в объекте -аналоге его нет, поправка должна быть со знаком (+), если наоборот, то со знаком (-), если сваи не предусмотрены ни там, ни там — нет темы для рассмотрения, если же сваи предусмотрены и в рассматриваемом объекте и в объекте-аналоге, необходимо хотя бы приблизительно определить и объем свай в рассматриваемом объекте и в объекте-аналоге по следующим параметрам:
— частота забивки свай;
— длина свай;
— сечение свай.

Опять же расчетная поправка может быть как со знаком (+), так и со знаком (-).
При ориентировочном расчете затрат на устройство свайного поля, следует учитывать при необходимости и сопутствующие работы — водоотлив, уширение котлованов и траншей (об этом говорилось выше) и т. д.

В отдельных материалах ТЭО и ТЭР на стадии предпроектной проработки проектировщики пишут — «окончательное решение по частоте забивки свай, их длине и сечению» будет принято на стадии «рабочая документация» после предварительной забивки пробных свай и их испытания. Здесь заказчику надо настоять, чтобы проектная организация выполнила все работы до согласования сметной стоимости и твердой договорной цены, иначе потом сметного лимита может не хватить, поэтому и расчеты, и пробную забивку свай надо будет выполнить пораньше.

В отдельных случаях, когда сваи погружаются в кислотной среде, т. е. в бывшем болоте, проектом предусматривается обмазка свай битумом. В сметах в таких случаях стоимость работ нужно опреде¬лять по расценке на окраску поверхностей вручную и щетками. Но свая — не карандаш, ее вручную не перевернешь, непременно потребуется кран. На практике приходилось встречаться с такими работами по защите поверхности сборных железобетонных свай битумом, — там технология иная — сваривается корыто параметрами такими, чтобы в нее можно было бы опустить сваю или две сваи сразу, заливают в корыто горячий битум и макают туда сваю или сразу две, — как получится.

Вот по этой технологии и следует определять размер поправки.
Переходим к вопросам применения поправок при определении стоимости надземной части здания на предпроектной стадии.

При изменении этажности здания стоимость 1 м2 жилой площади (при строительстве жилых домов) меняется, ведь кровля — одна на весь дом, фундаменты — одни на весь дом, следовательно, стоимость 1 м2 жилой площади должна изменяться в меньшую сторону при увеличении этажности здания. В реальной действительности прямой пропорции здесь определить не удастся, поскольку с увеличением этажности увеличивается и нагрузка на фундаменты, на основание под фундаменты, следовательно, должны измениться и габариты фундаментов, особенно подошвы и армирование фундаментов. Поэ¬тому прямой зависимости здесь не найти, но вычислить можно. Институт «Казгорстройпроект» в уже упомянутой работе «Указания по определению ориентировочной сметной стоимости объектов жилищно-гражданского строительства на предпроектной стадии», Алма-Ата, 1986 г. привел размеры коэффициентов на изменение сметной стоимости жилых домов в зависимости от этажности зданий, принятых по методическому пособию Лукаева Л. П., Рузика Б. В. и Воронина А. Г. «Экономика архитектурных решений». Ниже эти коэффициенты приводятся.

Коэффициенты
на изменение сметной стоимости жилых домов в зависимости от этажности здания

Земляные работы — подсчет объемов при устройстве траншей и котлованов

Любое новое строительство, или даже ремонтные работы, к примеру, замена теплотрассы, начинаются с земляных работ. Правильный подсчет объемов земляных работ и правильное определение состава этих работ имеет огромное значение при составлении сметы.

Что же скрывается за этим понятием?

Земляные работами называются все работы связанные с перемещением, разработкой, уплотнением грунта.

Подсчет объемов всех земляных работ можно свести к подсчету объемов тех или иных геометрических фигур. Вот еще пару основополагающих определений.

Траншея — выемка в земле вытянутой формы, как правило, трапециевидная, протяженная создаваемая для монтажа коммуникаций, к примеру, различных трубопроводов, или для устройства ленточных фундаментов.

Котлован — выемка в земле, более обширная по площади, предназначается для устройства фундаментов зданий и сооружений, различных оснований конструкций.

Составляя смету на земляные работы важно знать не только основные сметные нормы и правила, но и учитывать правила производства земляных работ, учтенные в СниП 3.02.01 « Земляные сооружения, основания и фундаменты». Окончательная сметная стоимость работ будет зависеть не только от объемов работ и вида грунтов, но и от многих факторов, которые обязательно должны освящаться в проекте, либо в дополнительных пояснениях.
Одни из главных дополнительных факторов, которые следует учитывать при составлении сметы на земляные работы:

1. Метод производства работ. Очень важно различать механизированным или ручным методом будут производиться работ. Чаще всего используют оба метода: механизированный метод, как основной, ручной, как дополнительный, для доработки.
2. Траншея или котлован. Сметчику важно учесть будет ли разрабатываться котлован под всю площадь основания, или траншеи, к примеру, под отдельные ряды фундаментов.
3. Механизмы. Механизированная разработка грунта может вестись различными механизмами: экскаваторами (необходимо уточнить емкость ковша), бульдозерами, так же могут использоваться автосамосвалы, автопогрузчики и т.д. Для выбора механизма так же стоит руководствоваться объемом и видом сооружения. В котлованах чаще используют экскаватор-драглайн, траншеи и ямы разрабатывают экскаватором с обратной лопатой, доработка грунта, зачистка стенок, либо же разработка грунта в небольших объемах или стесненных условиях производится вручную.
4. Перемещение грунта. Необходимо уточнить, будет ли вывозиться грунт во время производства работ, и если да, то, на какое расстояние. Сметчик должен установить будет ли грунт при разработке оставаться на бровке, т.е. разработка грунта производится в отвал, либо грунт разрабатывается с погрузкой на автотранспорт и вывозится.
5. Крепления стенок. Будет ли производиться крепление откосов котлованов и траншей или нет.
6. Водопонижение. Необходимо учесть, будет ли необходим водоотлив во время производства работ. Откачка воды может производиться насосами на протяжение всего времени производства работ либо единовременно.
7. Группа грунтов. От вида грунтов подлежащих разработки зависит сложность и методы производства работ. К примеру, при разработке скальных грунтов трудоемкость работ значительно повышается, и используются определенные специфические механизмы.

Методы подсчетов и математические формулы

Как уже упоминалось выше, подсчет объемов сводится к подсчету объемов геометрических фигур.

Эти фигуры чаще всего не имеют прямоугольную форму, так как в котлованах и траншеях устраиваются откосы. Крутизну откосов котлованов, траншей, которые устраиваются без каких либо креплений, выбирается исходя из группы грунтов находящихся в месте производства работ. Крутизну откосов принимают по следующей таблице.

Рис.4 Выбор крутизны откоса

Следует помнить, если на месте производства работ напластованы различные виды грунтов, крутизну откосов нужно выбирать по самому слабому грунту. При составлении сметы, если отсутствуют данные о видах грунтов, можно принимать: в мокрых грунтах не насыпных 1:1, в мокрых грунтах насыпных — 1:1,5.
Для подсчета земляных работ, необходимо знать ширину и длину траншеи по дну.
Ширину котлована при прокладке трубопроводов можно определить по следующей таблице:

Рис.5 Наименьшая ширина траншеи

Глубину разработки следует принимать по отметке верха котлована и по отметке дна заложения фундамента или трубопровода (важно не забыть учесть толщины подстилающих слоев или оснований).

После того как известны все необходимы исходные данные, можно приступить к расчетам. Объем разрабатываемого грунта в траншеи определяется по формуле.

Где a – ширина траншеи по дну.

С — обратное отношение крутизны откоса

Формула для подсчета объема работ в котловане.

V=F+pch/2+4/3 (ch) 2 h (2)

F- Площадь основания котлована

Р – периметр основания

С — обратное отношение крутизны откосов.

Эти формулы помогут подсчитать объемы земляных работ наиболее точно.

Если в котловане имеются перепады высот, к примеру, необходимо устройство фундаментов на разной глубине заложения, для упрощения подсчетов можно условно разделить котлован на несколько частей с одинаковыми высотами.