Як порахувати обсяг котловану

Last updated Лис 24, 2021

Розрахунок обсягу котловану

На початковому етапі будівництва, після виносу проектних ліній в натуру, виконуються земляні роботи – вертикальне планування території, риття котловану. Для визначення доцільності обраного варіанту планування, розміщення об’єкта, необхідно проаналізувати економічну складову майбутніх робіт. Важливі показники – кількість землі, яка підлягає переміщенню, дальність її транспортування. Для оптимізації процесу будівельникам необхідно вирішити ряд питань:

як правильно провести розрахунок обсягу грунту котловану;
скільки і якої техніки потрібно задіяти;
як розподілити на ділянці вилучену землю;
яка кількість породи залишити на зворотну засипку.

Від точності обчислень залежить вартість процесу, його тривалість, тому розрахунок обсягу земляних робіт для котловану повинен виконуватися за встановленими геометричним формулами.

Розрахунок обсягу грунту котловану з вертикальними стінками

Найбільш простий варіант – виїмка на рівній (спланованою) майданчику, яка має дно у вигляді прямокутника, вертикальні стінки одного розміру.

У цьому випадку формула, по якій проводиться розрахунок обсягу котловану, має вигляд:

V – об’єм,
a – ширина,
h – висота (відстань від дна до верхньої кромки),
L – довжина.

При облаштуванні глибокого котловану під масштабне спорудження в калькуляцію земляних робіт входять грунтові маси, що підлягають переміщенню при підготовці транспортної траншеї (для одностороннього руху – 4,5 м, для двостороннього – 6 метрів).

Якщо поглиблення має вертикальні стінки з перепадом висот (будинок на схилі) застосовується розрахунок по площі перетинів стін, що мають різну висоту:

V = (F1 + F2) / 2 ∙ L = (а ∙ h1 + а ∙ h2) / 2 ∙ L , де:

V – об’єм виїмки,
F1 – площа стіни з висотою h1,
F2 – площа стіни, у якій висота – h2,
h1 – висота найменшою стінки,
h2 – висота найбільшою стінки,
а – ширина поглиблення,
L – довжина.

Ці ж формули застосовуються для калькуляції траншеї, якщо споруда планується зводити на стрічковому, плитному фундаменті. При складних формах котловану його обсяг розбивається на прості геометричні фігури, обчислюється кубатура кожної, потім отримані значення підсумовуються.

Підрахунок землі, яка підлягає зворотній засипці, виконується за проектними кресленнями (або виконавчим схемам) з урахуванням розмірів і геометричної форми конструкції, для якої виконана виїмка.

Розрахунок обсягу котловану з укосами

У Москві і Московському регіоні будівельним бригадам нерідко доводиться працювати з пухкими, нестабільними ґрунтами. В цьому випадку отримати строго вертикальну стіну поглиблення вельми складно, оскільки в залежності від типу породи виходить скіс через її осипання. Розрахунок обсягу грунту котловану з укосами можна виконати декількома способами. Один з варіантів –

V = (F1 + F2) / 2 ∙ h, де:

F1 – площа дна;
F2 – площа перетину по верху виїмки (нульового рівня ділянки);
h – глибина заглиблення.

В цьому випадку крутизна укосу не має значення. Можна також виконати розрахунок обсягу котловану з укосами по поздовжніх перетинах з використанням формули площі трапеції.

Розрахунок обсягу котловану – що потрібно знати?

Від чого залежить форма, параметри поглиблення під фундамент? Перш за все – від проектних контурів будівлі, від типу грунтової породи. З будівельної практики: оптимальний зовнішній відступ (край поглиблення) від основних проектних меж будівлі – близько 600 мм для проходу і можливості виконувати монтаж.

Виробляючи розрахунок обсягу котловану, із загальної кубатури в окрему статтю кошторису виділяють зняття родючого шару (виконується скрепером або бульдозером), а також зріз недобору грунту, який залишається на дні виїмки для збереження природної структури несе навантаження шару. Допустимі величини товщини недобору регламентуються нормативами і залежать від типу грунтової породи.

Величина зворотної засипки – це різниця кількості вилученого грунту і кількості встановлених (запланованих до монтажу) конструкцій. У підрахунках обсягів враховуються також роботи по засипці в’їзних / виїзних траншей.

Будівництво споруди простих геометричних форм не потребує облаштування складних фундаментів, поглиблень для них. Прорахувати кількість переміщуваних земляних мас не складає труднощів. Якщо земля вилучається під складний фундамент, будмайданчик має перепади висот, для виконання підрахунків слід залучити фахівців.

Досвід співробітників нашої компанії «Московська Геодезія» дозволяє з високою точністю в короткі терміни провести необхідні обчислення. Наші фахівці готують калькуляцію за проектними кресленнями, геодезичним схемами території, проводять підрахунок виконаних земляних робіт в Москві і Московській області. Розрахунки ми виконуємо не тільки для окремо зведених будинків і споруд. За заявкою великих будівельних фірм ми виробляємо підрахунок майбутніх / виконаних земляних робіт для площ, житлових кварталів по нівелірної сітці.

Розрахунок обсягів земляних робіт

# 1. Траншея з вертикальними стінками на спланованою місцевості

Обсяг траншеї (V) = м3

Площа поперечного перерізу (F) = м2

# 2. Траншея з вертикальними стінками, з перепадом висот

Обсяг траншеї (V) = м3

Площа поперечного перерізу (F ₁ ) = м2

Площа поперечного перерізу (F ₂ ) = м2

# 3. Траншея з укосами на спланованою місцевості

Обсяг траншеї (V) = м3

Площа поперечного перерізу (F) = м2

Увага: якщо ви задаєте вид грунту, то програма сама вираховує розмір a ₂ (по коеф. M з таблиці в кінці сторінки). Якщо ж вам треба вписати своє значення розміру a ₂ , то виберіть вид грунту «розрахунок за розміром a ₂ «.

# 4. Траншея з укосами, з перепадом висот

Обсяг траншеї (V) = м3

Площа поперечного перерізу (F1) = м2

Площа поперечного перерізу (F2) = м2

Ухил укосів в даному розрахунку прийнятий однаковий по всій довжині траншеї.

# 5. Котлован з вертикальними стінками на спланованою місцевості

Обсяг котловану (V) = м3

Площа в плані (F) = м2

# 6. Котлован з вертикальними стінками, з різними позначками вершин

Обсяг котловану (V) = м3

Площа в плані (F) = м2

# 7. Котлован вузькі всередині на спланованою місцевості

Обсяг котловану (V) = м3

Ширина верху котловану (L3) = м2

Довжина верху котловану (L4) = м2

# 8. Круглий колодязь з укосами

Обсяг котловану (V) = м3

опис

Траншея – це відкрита виїмка в землі, призначена для пристрою стрічкового фундаменту, прокладки комунікацій (водопровід, каналізація, силові кабелі, мережі зв’язку).

При влаштуванні стрічкового фундаменту ширину траншеї рекомендується приймати на 600 мм більше ширини підстави фундаменту Bф (для можливості виконання монтажних робіт, прохід людей).

Траншея з вертикальними стінками на спланованою місцевості – найпростіша форма виїмки. В основному застосовується при низькій висоті траншеї і під час виконання робіт в зимових умовах, коли укоси траншеї заморожені, і немає небезпеки обвалу грунту, так само застосовується при влаштуванні механічних кріплень стін виїмки (розпірних; консольних; консольно-розпірних).

Крутизна схилів в залежності від виду грунту і глибини виїмки

Найменування грунтів	Крутизна схилів (відношення його висоти до закладання – 1: m) при глибині виїмки, м, не більше
Найменування грунтів	1.5	3	5
насипний неущільнений	1: 0,67	1: 1	1: 1,25
Піщаний і гравійний	1: 0,5	1: 1	1: 1
супісок	1: 0,25	1: 0,67	1: 0,85
суглинок	1: 0	1: 0,5	1: 0,75
глина	1: 0	1: 0,25	1: 0,5
Леси і лесовидні	1: 0	1: 0,5	1: 0,5

Обсяг виїмки траншеї можна опрделіть як добуток площі поперечного перерізу на довжину.

Обсяг зворотної засипки визначається як різниця між обсягом виїмки і монтуються (фундаментних блоків, труб).

Котлован – виїмка в грунті, призначена для влаштування основ і фундаментів будівель та інших інженерних споруд.

Визначення та розрахунок обсягів земляних робіт

На практиці існують різні способи розрахунку обсягу земляних робіт, скориставшись якими ви отримаєте ту чи іншу ступінь точності. У разі масштабних проектів, відхилення результату від плану можуть бути досить значними, в зв’язку з чим даному етапу відводиться особлива роль. Розрахунок обсягів земляних робіт допомагає правильно визначити необхідні трудові і технічні ресурси, скласти календарний план і затвердити кошторисну вартість. Причому уточнення за обсягами земляних робіт траншеї в документацію можуть вноситися не тільки на стадії проектування, але і пізніше.

Якщо земляні роботи мають на увазі результат у вигляді правильної геометричної форми, то для визначення обсягу достатньо скористатися формулою з числа общеіспользуемих. З ускладненням рельєфу більш трудомісткими стають і методи підрахунку. В цьому випадку відповідну формулу можна знайти в довідниках.

З усього різноманіття форм земляних споруд виділяють три головні: котлован, траншея (ще одна назва – лінійно-протяжне спорудження), вертикальне планування майданчика. У першому випадку для розрахунок обсягу земляних робіт перевага віддається методу поперечних профілів (в разі багатокутного обриси з паралельними підставами можна скористатися формулою Сімпсона), у другому підрахунок в більшості випадків здійснюється по поздовжніх і поперечних профілів.

Схеми для визначення обсягу котлованів (прямоуольний, багатокутний, круглий котловани, траншея з укосами, насип)

У разі, коли підрядник має справу зі складною формою, для розрахунку загального обсягу земляних робіт виконується розбивка на кілька простіших фігур з наступним підсумовуванням значень, отриманих для кожної з них. Окремі нерівності допускається не брати до уваги що не впливають істотно на обсяг майбутніх робіт. При підрахунку обсягу протяжного земляної споруди, його розбивають вертикальними площинами на кілька призматоїд в точках перелому поздовжнього профілю. Для визначення обсягу кожної частини необхідно дізнатися величини сторін поперечних перерізів і відстань між ними. Вертикальне планування на території великої площі передбачає підрахунок по 3-гранним або 4-гранним призмам, сторони у яких беруться довжиною 10-100 м.

Одна з часто зустрічаються величин для розрахунку обсягів земляних робіт, – крутизна схилів. В літературі наводяться приблизні значення крутизни, що залежать від глибини виїмки і міцності грунту. Так, кут природного укосу котловану глибиною до 1,5 м в піску складає 63 градуси, а відношення висоти укосу до його закладення – 1: 0,5. Маючи в своєму розпорядженні значенням цієї величини, а також розмірами нижньої частини котловану і його глибиною, ви легко порахуєте довжину і ширину земляного споруди зверху і обсяг грунту, що підлягає виїмці.

Формула призматоїд для розрахунку обсягу прямокутного котловану:

V = (Н / 6) (AB + CD + (F + C) (B + D))
V – об’єм котловану з укосами з усіх боків;
Н – глибина котловану;
F і B – ширина і довжина по дну;
C і D – ті ж величини поверху.

Якщо ви виконуєте роботи з копання котловану глибше 5 м, заздалегідь подбайте про влаштування проміжних берм не вужче 2,5 м. Ще кілька рекомендацій:

при зведенні стрічкового фундаменту до ширини його підошви додається 0,2 м з кожного боку (для пристрою подушки з піску або бетону);
якщо мета робіт – траншея з кріпленням, слід додати до її ширині 0,1-0,2 м (чим глибше котлован, тим більше значення).

Додаткове відстань варто передбачити і в інших випадках, наприклад, при виготовленні вертикальної гідроізоляції фундаментів.

Існує специфіка у визначенні обсягу земляних робіт при залученні спецтехніки. Так, траншея не може бути вже ріжучої кромки ковша землерийної машини плюс 01-015 м (в залежності від виду грунту). А для того, щоб виключити порушення природної структури грунту, прийнято «недобирати» ковшем з дна 5-20 см.

Крім обсягів основних робіт, прийнято проводити розрахунок також для додаткових земляних споруд, таких як виїзди з котловану, розширення для розвороту транспорту та ін. Елементів, без яких реалізація проекту неможлива. Із загального обсягу котловану також виділяється обсяг земляних робіт по зрізку верхнього родючого шару.

Ще один момент, який слід враховувати, – то, що розрахунок обсягів земляних робіт роблять при щільності природного залягання ( «в щільному тілі»). При цьому робочу висоту насипу слід задати більше проектної, так як згодом грунт може осісти. Приклад: початкове збільшення обсягу піщаного ґрунту після розробки становить 10-15%, залишкове розпушення грунту (після його ущільнення атмосферними опадами, транспортоми і т.д.) – 2-5%.

Визначення та розрахунок обсягів земляних робіт

У процесі організації ландшафтного проектування, будівництва будівель та інших видів діяльності, що вимагають розробки, ущільнення і переміщення грунту, необхідно проводити визначення обсягу земляних робіт. Загальні нормативи розрахунків наводяться в СНиП. Докладне керівництво по складанню кошторисів можна знайти в професійних довідниках. Оптимальний спосіб розрахунків багато в чому залежить від специфіки об’єкта.

Ступінь точності – основний критерій, на який потрібно орієнтуватися при виборі методу визначення обсягу земляних робіт. При проектуванні масштабних об’єктів похибка повинна бути мінімальною, щоб уникнути істотних відхилень від плану в процесі реалізації. Коли підвищена точність необов’язкова, допускається використання стандартних формул, розроблених для споруд відповідної конфігурації.

Незалежно від виду земляних робіт і використовуваної спецтехніки правильні розрахунки на підготовчому етапі спрощують планування ресурсів, складання кошторисної документації і графіка реалізації проекту. Початкові результати визначаються за кресленнями. Однак в подальшому допускається внесення змін до документів. Готові розрахунки можуть коригуватися безпосередньо при здійсненні земляних робіт на основі натуральних вимірів.

Види земляних робіт

Розробка котлованів різної геометрії.
Пристрій лінійно-протяжних споруд.
Вертикальне планування майданчиків.

Для риття котлованів і траншей обсяг земляних робіт обчислюється виходячи з геометричної форми. Результати розраховуються в кубометрах. Спорудження з укосами має складну конфігурацію, з якої виділяються прості складові. Обчислення обсягів окремих фігур дозволяє визначити підсумкове значення. Виїмка грунту розраховується строго по площинах. Незначні нерівності зазвичай не беруться до уваги.

При вирівнюванні рельєфу застосовується принципово інша схема розрахунків. Вертикальне планування потрібна при підготовці ділянок під забудову та благоустрій територій. У таких випадках розрахунки обсягів земляних робіт виробляються в квадратних метрах, а не в кубометрах. Вертикальне планування може полягати в виїмці, переміщенні, відсипки і ущільнення грунту. При цьому обсяг робіт залежить переважно від площі ділянки.

Математичні розрахунки для споруд різної форми

прямокутний котлован

V _до = H / 6 * B _до L _до + B _кв L _кв + ( B _до + B _до ) * ( L _до + L _кв )>

B _до – ширина по дну;

L _до – довжина по дну;

B _кв – ширина по верху;

L _кв – Довжина по верху;

H – глибина.

багатокутний котлован

V _до = H / 6 * ( F ₁+ F ₂+ 4 F _cp )

F ₂ – площа верху;

F _cp – площа перетину по центру висоти.

круглий котлован

V _до = H / 3 * ( R 2 + r 2 + Rr )

R – радіус верхнього підстави;

r – радіус нижньої основи;

H – висота.

насип

V _H = L * [ m ₁ /3 * ( H ₂ 2 + H ₂ + H ₁ * H ₁ 2) + b / 2 * ( H ₂ + H ₁ ) + 2]

b – ширина основного майданчика земляного полотна по верху;

H ₁ і H ₂ – робочі позначки крайніх перетинів;

m ₁ і m ₂ – показники крутизни укосів;

F _cn – площа поперечного перерізу зливний призми.

траншея

V _T = ( B ₁ + B ₂ ) / 2 * L * H

B ₁ – ширина по верху;

B ₂ – Ширина по низу;

H – глибина.

Особливості проведення розрахунків

Схема визначення обсягу земляних споруд складної конфігурації цілком стандартна. Після виділення і обчислення параметрів простих фігур всі показники сумуються. При виїмці грунту практично неможливо домогтися формування ідеальних площин. Але що утворюються при ручному або механізованому риття виступи і западини не роблять істотного впливу на точність результату, тому їх не прийнято враховувати.

Для визначення обсягу траншеї спорудження ділиться на частини у формі призматоїд. Для цього в точках перелому поздовжнього профілю по вертикалі проводять площині. Потім обчислюються розміри сторін поперечних перерізів, змиритися відстань між ними. На останньому етапі розрахунків обсяги всіх частин складаються. Перед вирівнюванням рельєфу великої ділянки проводиться розбивка на призми зі стороною від 10 до 100 метрів.

У процесі розрахунків обов’язково враховується крутизна схилів. Цей показник визначається характеристиками грунту і глибиною споруди. Крутизну укосу можна розрахувати за допомогою спеціальних посібників, в яких наведені орієнтовні показники. Даний параметр в сукупності з площею нижньої частини і глибиною споруди допомагає швидко визначити верхні величини і обчислити кількість грунту, який треба витягти.

Пріоритетні фактори для визначення обсягу

Особливості об’єкта. Тип і призначення споруди вимагають обов’язкового обліку при складанні кошторисної документації на проведення земляних робіт. Залежно від об’єкта, виїмка грунту для подальшого переміщення може здійснюватися по всій площі основи або на окремих ділянках.
Спосіб організації робіт. Побудова котлованів і траншей, як і вертикальне планування майданчиків, проводиться вручну або із застосуванням засобів механізації праці. Використовуються і комбіновані способи організації робіт. При цьому один з них виявляється основним, другий – додатковим.
Застосовувана спецтехніка. Для механізованих земляних робіт використовуються бульдозери, екскаватори та інші продуктивні машини. Якщо потрібно транспортування грунту, застосовується самосвальная техніка. З незначним обсягом робіт на обмеженій території можна впоратися вручну.
Метод переміщення грунту. Відстань транспортування не має значення тільки при розробці у відвал. У цьому випадку грунт не потрібно вивозити з об’єкту. Якщо розробка має на увазі виїмку для перевезення в інше місце, потрібно навантаження на самоскиди, і крім обсягу потрібно врахувати відстань.
Технологія пристрою укосів. Реалізація деяких проектів вимагає кріплення стін котлованів і траншей. Якщо укоси формуються із застосуванням спеціальних технологій, це треба врахувати в розрахунках. Кріплення вертикальних стін необхідно при будівництві на водонасичених і нещільні грунтах.
Дані геологічних вишукувань. Характеристики грунту визначаються за підсумками інженерного аналізу. Від результатів досліджень залежить рівень складності і вибір способу здійснення земляних робіт. Скельні породи і мокрі грунти неможливо розробляти без застосування ефективної спецтехніки.
Необхідність водовідкачування. Близькість водоймища або високий рівень залягання ґрунтових вод серйозно ускладнює риття котлованів і траншей. У деяких ситуаціях доводиться вдаватися до відкачування. Іноді для усунення проблеми достатньо разового водовідливу за допомогою насосів.

Додаткові питання, які потребують врахування при складанні кошторису

При визначенні загального обсягу робіт необхідно враховувати пристрій допоміжних земляних споруд. Для реалізації невеликого проекту з використанням ручної праці додаткові заходи можуть не знадобитися. Але роботи з використанням спецтехніки вимагають обладнання під’їзних шляхів. Кількість родючого грунту, яка потребує зрізку, також слід включити в розрахунки, виділивши отриманий показник із загального обсягу.

Обчислення здійснюються при щільності природного залягання. Але при розрахунках треба враховувати ймовірність осідання грунту. Для виконання завдання досить збільшити робочу висоту щодо зазначеної в проекті. Так, обсяг піщаного ґрунту безпосередньо після виїмки зростає на 10-15%. В результаті ущільнення під впливом природних факторів або за допомогою спецтехніки залишкове розпушення становить 2-5%.

Під час риття котловану більше 5 метрів глибиною обов’язково обладнання проміжних берм шириною не менше 2,5 метра. Якщо земляні роботи проводяться для пристрою стрічкового фундаменту, потрібно передбачити додаткове місце на укладання бетонної або піщаної подушки, додавши по обидва боки 0,2 метра до проектної ширині. Під час копання траншей з кріпленням розміри збільшуються на 0,1-0,2 метра. Значення залежить від глибини.

Аналогічні заходи повинні застосовуватися при влаштуванні фундаментів з вертикальною ізоляцією і в деяких інших випадках. В риття з використанням спеціальних механізмів теж існують нюанси. Ширина траншеї повинна як мінімум відповідати розмірам робочого органу машини, а на деяких ділянках і перевищувати їх. Щоб уникнути порушення природної структури підстави на дні залишають зайві 5-20 см ґрунту.