Угол естественного откоса

Угол естественного откоса

Угол естественного откоса — угол, образованный свободной поверхностью рыхлой горной массы или иного сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Иногда может быть использован термин «угол внутреннего трения».

Частицы материала, находящиеся на свободной поверхности насыпи, испытывают состояние критического (предельного) равновесия. Угол естественного откоса связан с коэффициентом трения и зависит от шероховатости зерен, степени их увлажнения, гранулометрического состава и формы, а также от удельного веса материала.

По углам естественного откоса определяются максимально допустимые углы откосов уступов и бортов карьеров, насыпей, отвалов и штабелей. угол естественного откоса из различных материалов

Список из различных материалов и их угла естественного откоса [источник не указан 134 дня] . Данные приблизительные.

Общие сведения

Группы грунта

Все типы земли с точки зрения строительных работ можно поделить на такие две группы:

• Сцементированные, или еще их называют скальными – каменные породы горного типа, разработка которых возможна лишь с использованием взрывной технологии или, возможно, дробления.
• Несцементированные, и их доставание проводится вручную или же посредством экскаваторов, бульдозеров, а также иной специальной техники. К ним можно отнести глины, пески, а еще смешанные разновидности земли.

Свойства земли

На сложность работ по разработке и цену земляных работ воздействуют такие свойства земли:

1. Влажность – отношение веса воды, которая содержится в грунте, к массе частиц твердого типа.
2. Сцепление – это сопротивление различным сдвигам.
3. Плотность, а именно масса одного метра кубического земли в естественном виде.
4. Разрыхляемость – способность увеличится в объеме при вынимании и разработке.

Влажность земли – это его мера насыщения посредством воды, которая выражена в процентном соотношении. Нормальный уровень влажности будет лежать в пределах от 5 до 25%, а виды земли, которые имеют влажность больше 30%, можно считать мокрыми. При влажности до 5% землю можно называть сухой. Именно сцепление будет воздействовать на сопротивление земли сдвигу, у песков и супесей данный показатель будет лежать в диапазоне от 3 до 50 кПа, а у глины и суглинков – от 5 до 200 кПа.

Плотность будет очень сильно зависеть от количественного и качественного состава земли, а также от его уровня влажности. Наиболее плотными, а значит, тяжелыми являются грунты скального типа, а самые легкие типы грунта – это супески и пески.

Технические параметры разных видов земли приведены в этой таблице.

Как видно по представленной таблице, коэффициент первозданного грунтового разрыхления прямо пропорциональный плотности земли, другими словами, чем тяжелее и плотнее грунт при приодных условиях, то тем больше объема он будет занимать в выбранном состоянии. Такой параметр воздействует на объем вывоза земли после его разработки. Также есть иной показатель, и это конечное грунтовое разрыхление, который показывает, насколько земля поддается осадке при слеживании, контактировании с водой, а еще при трамбовании механизмами. Для частного возведения такой показатель имеет значение, если вы будете заказывать гравий для создания подушки для фундамента и остальных работ, которые связаны с расчетом привозной земли. Еще он важный при складировании и утилизации земли.

Зачем нужно определять разрыхление грунта

В комплексе при строительстве должно быть обеспечено следующее:

• определен тип фундамента, его размеры и глубина закладки;
• выбраны методы улучшения состава;
• установлен вид и объем инженерных мероприятий по освоению участка под строительство;
• выбраны способы воспроизводства запланированных работ по благоустройству оснований.

Предварительный анализ грунтового разрыхления и трамбовки помогает понять дальнейшую последовательность действий. Грунт всегда уплотняется по мере естественного или механического влияния на него.

Значит его итоговый объем уменьшается. Это нужно учитывать при возведении на участке здания. Но при освобождении почвы работает обратная схема. Параметр рыхления зависит от состава, влажности, плотности и сцепления. Коэффициент позволяет выявить возможное увеличение объема земли после ее извлечения из котлована, что важно для перевозки.

Разрыхлять специально грунт не приходится. Это естественный процесс, который происходит из-за разрыва связей между грунтовыми частичками. Стоимость земляных работ в соответствии с этим увеличивается. Коэффициент разрыхления суглинка, горных пород, песка и т.д. разный.

Расчёт объема котлована

Часто во время строительно-монтажных работ по прокладке коммуникаций: водопроводов, газопроводов, кабельных прокладок, канализаций или при закладке ленточного, монолитного фундамента требуется расчет объема котлована. Для того, чтобы правильно и быстро посчитать объемы земляных работ, а также объем вынутого грунта не нужно делать это вручную – онлайн калькулятор профессионально выполнит расчет. Достаточно только выбрать нужные показатели и ввести размеры в строки меню.

Функции калькулятора

Калькулятор представляет собой онлайн программу, состоящую из набора строк для выбора показателей, ввода исходных данных, набора строк с выводом результатов расчета.

Такие виды операций как:

• рассчитать объем траншеи с вертикальными стенками;
• рассчитать объем круглого колодца с откосами;
• расчет объема котлована с откосами онлайн калькулятор произведет за несколько секунд, готовый результат сохранит в формате файла PDF или выведет на печать одним нажатием кнопки.

Принцип работы на калькуляторе

Для получения результата вам нужно выбрать и ввести в строках меню калькулятора следующие данные:

1. Вид траншеи (после этого в информационном окне слева появится схематичное изображение вида работ, формула расчета, коэффициенты увеличения объёма разных грунтов после земляных работ);
2. Вид грунта;
3. Размеры выбранного вида земляных работ, в метрах;

После введения всех параметров калькулятор автоматически выдаст готовый числовой результат в кубометрах: объем котлована, объем вынутого грунта.

Справка

Траншея, котлован – открытая выемка в грунте, предназначенная для устройства фундаментов, оснований, трубопроводов и других инженерных сооружений.

Колодец – вертикальное углубление, выемка в грунте. Является гидротехническим сооружением для подъема воды, также используется для обустройства канализаций, септиков.

Грунт – сложная многокомпонентная подвижная система, состоящая из горных пород, почв, осадков, техногенных (антропогенных) образований. Является частью геологической среды и неотъемлемой частью инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Стадии усадки

У водонасыщенных глин этот процесс продолжается в три стадии: замедленную, нормальную и остаточную. На первой стадии вода испаряется из крупных пор, нередко армированных цементирующими веществами, вследствие чего общее уменьшение объёма грунта может быть меньше объёма испарившейся воды. На стадии нормальной усадки уменьшение объёма грунта максимально и примерно равно объёму испарившейся воды. При дальнейшем высыхании на стадии остаточной усадки изменение объёма грунта значительно отстаёт от объёма испарившейся влаги, а величина усадки грунта обычно не превышает 2-3% от общей усадки.

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.

Грунтовые плотины

Плотины возводятся в целях создания искусственных водоемов. Одним из самых распространенных типов плотин является грунтовая их разновидность, само ее название говорит о том, что в качестве основного материала для возведения плотины служит грунт.

Такой тип плотин достаточно распространен, в основном потому, что грунт — это тот материал, который не требует использования дорогостоящей технологии добычи. Немаловажен и тот факт, что грунтовая плотина может возводиться в практически любом климатическом поясе, также её строительство не имеет ограничений по высоте и ширине.

Несправедливым было бы утверждать, что грунтовые плотины лишены недостатков. Конечно же, они есть. Сюда можно отнести и то, что в теле строения имеется в наличии фильтрационный поток, кроме того, довольно большие объемы воды могут быть утрачены в результате того, что грунт имеет высокую водопроницаемость.

Отметим и сложности, сопряженные со строительством грунтовых плотин в условиях длительных по времени отрицательных температур воздуха, неравномерных осадков по продольному и поперечному профилям.

Типы земляных плотин

Все грунтовые плотины можно подразделить на несколько типов в зависимости от того, как именно осуществлялись работы. Так, выделяют конструкции с отсыпкой грунта насухо, с отсыпкой в воду, с механическим уплотнением материала, намывные плотины и те, что создаются при помощи направленных взрывов.

Ещё одно подразделение на типы зависит от конструкции препятствующих фильтрации устройств и тела самой плотины. Тут принято выделять плотины из неоднородного и, напротив, однородного грунта, с экраном из негрунтового или грунтового материала, с диафрагмой, выполненной из негрунтового материала и ядром из грунтового материала.

В зависимости от того, какие именно противофильтрационные меры были приняты при строительстве плотины, выделяют плотины с диафрагмой, замком, зубом, инъекционной или висячей завесой, со шпунтовой стенкой. Могут также использоваться комбинации из этих конструкций.

Если говорить о разделении грунтовых плотин на классы в соответствии со СНиП, то такая классификация подразумевает наличие четырех классов. От того, какой класс имеет плотина, напрямую зависят используемые расчетные характеристики.

Рисунок: Противофильтрационные устройства в основании грунтовых плотин:

a — зуб; б — замок; в — шпунтовая стенка; г — шпунтовая стенка в сочетании с зубом; д — инъекционная завеса, доведенная до водоупора; e — висячая инъекционная завеса; ж — понур в сочетании с экраном

При строительстве грунтовой плотины основополагающим этапом принято считать выбор вида её створа. Располагают створ в зависимости от того, каковы в данной местности топографические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Такие условия влияют на водопроницаемость грунта, а также на его прочностные качества. Для определения объемов воды и расчетных расходов требуется проведение гидрологических изысканий, в процессе которых намечают несколько мест для расположения створов. Выбирается один из них на основе анализа технико-экономических показателей, а сам результат изысканий оформляется как чертеж с пояснительной запиской.

В плотинных водоемах, которые были созданы при помощи грунтовых плотин, различают 3 уровня поверхности воды. УМО — уровень мертвого объема, НПУ — так называют нормальный подпорный уровень и ФПУ — аббревиатура от словосочетания «форсированный подпорный уровень» (самый верхний).

Принято обозначать специальными терминами верхнюю и нижнюю часть поперечного сечения плотины, которое образует трапецию. Верхняя часть этой трапеции называется гребнем, нижняя же — подошвой.

Огромное значение при строительстве плотины имеют характеристики грунта. Нормативы предписывают исключать из применяемых материалов грунты с содержанием более пяти процентов водорастворимых солей, к ним относят хлоридные и сульфатно-хлоридные типы, содержание же сульфатных солей не должно превышать двух процентов общей массы грунта. Ещё один тип грунтов, не используемый в строительстве плотин — грунт в котором содержится более восьми процентов неразложившихся органических соединений.

Геология и оценка грунтов

Во время проведения оценки грунтов, используемых для основания плотины, следует обращать внимание на наличие суффозионных грунтов, а также на избыточное поровое давление при консолидации грунта. Если в месте расположения плотины имеются иловые грунты, нужно предусмотрите систему дренирования основания, также этот фактор должен сигнализировать об ограничении плотины по высоте и более низких темпах возведения плотины. Если в основании имеется торф, то плотина должна возводиться с учетом его осадки, степень же разложения торфа должна быть не менее пятидесяти процентов. Грунты с имеющимися в них корневыми системами растений и ходами животных-землероев следует удалить.

Что касается создания противофильтрационных систем, то их следует выполнять из грунтов с низкими характеристиками водопроницаемости — глин, суглинков, глинобетона. Ещё в таких целях нередко используют асфальт, бетон, полимерные материалы. Допускается использование торфа со степенью разложения не менее пятидесяти процентов для экранов и понуров.

Откосы плотин из грунта испытывают давление со стороны волн, и показатели этого давления нужны для определения оптимальной высоты конструкции. При определении показателей используют специальную формулу, которую можно найти в справочных изданиях.

Основные расчеты

Для этого следует знать высоту волны, ее длину и период повторяемости. Кроме высоты наката волны, требуется определить ещё и высоту ветрового нагона волны. Для этого существует формула вида h= 2*10-6 W2D/gH*cos a₃

За W принимают скорость ветра заданной вероятности превышения, измеряемую в м/с; D — длина разгона волны в метрах; g — ускорение силы тяжести, м/c 2 ; Н—средняя глубина воды в зоне ветрового нагона в метрах; α_B — угол между продольной осью водоема и направлением ветра, измеряемый в градусах.

При расчете показателей конструктивных элементов плотины обращают внимание на максимальную высоту плотины и ширину её гребня. Гребень обычно применяется для прохода и проезда транспорта. В таком случае ширина гребня определяется той категорией дороги, которая по нему будет проходить, однако в любом случае она должна быть не менее пяти метров. Если на гребне не планируется проезд транспорта, его ширина может составлять от трех метров.

При расчете отметки гребня плотины, исходя из условия о недопустимости перелива воды, то есть превышения d над расчетным форсированным уровнем, используется формула

где h_H — величина наката волны на мокрый откос в метрах; h — величина ветрового нагона волны в метрах; α— конструктивный запас. Последний берется как большее из значений 0,5 метра или 0,1/г 1% (высоты волны в метрах с вероятностью превышения 1 %).

Рисунок: Поперечное сечение грунтовой плотины:

1 — верховой откос; 2 — берма верхового откоса; 3 — упор крепления; 4 — крепление верхового откоса; 5 — гребень плотины; 6 — тело плотины; 7 — низовой откос; 8 — берма низового откоса; 9 — крепление низового откоса; 10 — дренажная призма; 11 — естественная поверхность грунта; 12 — основание плотины; 13 — замок; 14 — водопроницаемое основание плотины; 15 — водопроницаемое основание плотины; H — высота плотины

Мокрый откос плотины, подверженный воздействию волн, как правило, укрепляют прочными материалами. На крупных сооружениях часто применяют бетонные и железобетонные плиты, толщину которых также высчитывают по специальной формуле.

Вернуться в раздел: Строительство

×

Кто выполняет расчет объема земли траншеи?

Наша компания «Московская геодезия» на протяжении ряда лет выполняет геодезические работы любой сложности и масштабности в Москве, Московской области и других регионах страны. Уровень знаний и профессионализм наших сотрудников вывел наше предприятие в число лидеров в сфере инженерных изысканий и геодезии.

Проводимая нами ценовая политика и высокое качество выполняемых работ привлекает не только крупные строительные фирмы, но и частных застройщиков.

В числе наших преимуществ — наличие современных приборов и оборудования, точность расчетов, соблюдение оговоренных сроков, высокая квалификация специалистов.