расчет параметров траншеи для трубопроводов
Определение размеров котлованов и траншей
Отдел продаж:
Доставка, настройка и консультация БЕСПЛАТНО
Лицензионные СН-2020, ТСН-2001, РЖД, ТСНБ-2001, ФЕР-2017
30% скидка на недельные курсы
Для расчета строительных работ при разработке котлованов и траншей, необходимо знать их основные размеры: глубину (Н), ширину (В) и длину (L).
Глубина разработки котлованов и траншей принимается по проектным данным: от «черной» отметки поверхности земли до отметки заложения основания под фундаменты или подстилающего слоя под полы и уменьшается на толщину срезки растительного грунта, если объем среза подсчитывается отдельно.
Для котлована, с откосами определяются размеры котлована понизу и поверху: ширина (В) и длина (L).
Крутизна откоса характеризуется коэффициентом откоса- отношением глубины выемки к заложению откоса:
Объем земляных работ (V) при разработке котлованов с откосами определяется по формулам:
для котлована прямоугольной формы
Vк = H /6 * ( Sн + Sв + ( Bн + Bв )*( Lн + Lв ))
для котлована квадратной формы
Vк = H /3 * ( Sн + Sв + ( Sн * Sв) * 0,5)
для котлована круглого в плане
Vк = πH / 3 * (R2 + r2 + Rr)
для котлована, имеющего форму многоугольника
Vк = H /6 * ( Sн + Sв + 4 Sср )
При ширине котлована более 15 м земляные работы выполняются экскаватором типа «прямая лопата», который требуется опустить на дно котлована.
Если котлован разрабатывается экскаватором с прямой лопатой, то, к объему котлована необходимо прибавить объем земляных работ для устройства въездов в него.
Число въездов должно быть предусмотрено проектом организации строительства, а объем одного въезда подсчитывается по формуле:
Н— глубина котлована.
В случаях, когда котлован разрабатывается сверху (экскаватором-драглайном или обратной лопатой), а зачищают котлован бульдозером, следует к объему котлована прибавить объем земляных работ для устройства въезда бульдозера. Число въездов определяется проектом организации строительства, а объем въезда подсчитывается по формуле:
Размеры траншей определяются в зависимости от размеров фундаментов, диаметра прокладываемых труб, способа производства работ. Расстояния между конструкциями и стенками траншей понизу принимаются в том же порядке, что и для котлованов.
Наименьшая ширина траншей по дну при разработке грунта одноковшовыми экскаваторами соответствует ширине режущей кромки ковша с добавлением 0,15м- в песках и супесях; 0,1м- в глинистых грунтах; 0,4м- в разрыхленных скальных и мерзлых грунтах.
Важные параметры, или для чего и как рассчитать глубину и другие размеры траншеи для водопровода?
Прокладка коммуникаций при строительстве загородного дома – обязательный этап. Сложно представить дачу или коттедж, в которых нет водопровода, канализации.
Обустройство систем можно заказать у специализированной компании, но многие занимаются этим самостоятельно.
И чтобы коммуникации работали нормально, прокладывать их нужно по всем правилам. Это справедливо и в отношении расчетов размера траншеи под трубопровод.
Как рассчитать глубину, ширину и другие параметры траншеи для водопровода, расскажем в статье.
Зачем нужен расчет?
Водопроводные и канализационные трубы должны укладываться в грунт на определенную глубину. Этот параметр регламентируется СНиП, СП, и соблюдать его нужно строго.
Если неверно рассчитать глубину траншеи, в процессе эксплуатации водопровода возможно его промерзание, повреждения. Ширина траншеи тоже имеет значение, так как в нее нужно уложить трубу, обеспечить слой изоляции.
При строительстве нужно знать и площадь – для определения объема земляных работ.
Какими СНиП и СП пользоваться?
Все строительные работы регламентируются сводом правил (СП) и СНиП. При определении параметров котлована под водопровод пользуются такими документами:
В этих документах перечислены все условия для расчетов, приводятся данные по типам грунта, видам труб и трубопроводов, написаны формулы, по которым вычисляются оптимальные параметры котлованов. Ориентируясь на нормы, вы все рассчитаете правильно, без ошибок.
Правила, формулы и данные
Прокладка коммуникаций предварительно рассчитывается на этапе проектирования дома – в фундаменте нужно предусмотреть технологические отверстия (вводы) для труб.
В первую очередь проводится исследование участка – для выявления имеющихся инженерных сетей, уточнения места их прохождения и глубины залегания. Если другие сети есть, в соответствии с СНиП 3.05.04-85 трубопровод прокладывается на таком расстоянии от:
Под любой дорогой или мощенным участком труба должна проходить перпендикулярно. Это нужно для уменьшения нагрузок, которым будет подвергаться труба. На основе полученных данных разрабатывается план прокладки трассы.
Второй этап – определение формы траншеи. Она может быть прямоугольной, трапециевидной и смешанной.
Прямоугольную выемку копают в грунтах с высокой несущей способностью и низким уровнем подпочвенных вод. Такие траншеи более просты в обустройстве, земляные работы обходятся дешевле. Дополнительное укрепление стенок требуется только при большой глубине залегания трубы.
Трапециевидные траншеи обустраивают на участках с высоким уровнем грунтовых вод, на торфяных, болотистых или других почвах с низкой несущей способностью. За счет формы такие они не нуждаются в укреплении стенок, но земляные работы сложнее.
Вторым этапом подготовительных работ является непосредственно расчет. Определяется три параметра: глубина траншеи (Н), ее длина (L) и ширина (B).
Глубина
Этот параметр зависит от типа грунта, диаметра и вида труб, глубины промерзания почвы. На какую глубину копать траншею под воду? В соответствии со СНиП, минимальной глубиной для разных типов грунта является:
Но при расчетах учитывается глубина промерзания почвы – трубы нужно прокладывать ниже этой отметки. Если это технически сложно, трубопровод дополнительно утепляется.
Глубина промерзания грунта указывается в специальных таблицах. Вот данные по некоторым регионам РФ (в метрах):
Также вычисляют высоту траншеи – расстояние от ее дна до черной отметки. Глубина не равна высоте, так как в последний показатель входит глубина залегания трубы, толщина подсыпки под нее, толщина теплоизоляции, толщина общего слоя засыпки.
При прокладке трубопровода, которым будут пользоваться только в теплое время года, разрешается минимальная глубина траншеи – 50 см.
Длина
Длина траншеи складывается из длины отрезков трубопровода от точки врезки в магистраль или скважину до точки подключения к внутреннему трубопроводу.
В редких случаях траншея пролегает по прямой линии, чаще она имеет более или менее сложную форму, поэтому нужно рассчитать общую длину выемки. Делают это с помощью масштабного плана участка.
Ширина
В соответствии с СНиП ширина для труб диаметром 50-100 мм должна быть в пределах 0,5 – 0,8 м.
Этот показатель соблюдается при ручной копке. Если используется экскаватор, расчеты не нужны – исходят из ширины ковша техники. Но минимальная ширина траншеи, независимо от каких-либо факторов – 0,7 м.
Если копают прямоугольную траншею, ее ширина вверху и внизу одинакова. При трапециевидной форме верхняя ширина больше нижней в 1,5 – 2 раза. При этом нижняя ширина – основная, и для труб диаметром 50-100 мм составляет 0,5 – 0,8 м.
Периметр и площадь
После определения основных параметров котлована рассчитывают его объем – это нужно для определения общего объема земляных работ.
Расчет проводят по формуле V = a * h * L (для траншеи с прямоугольными стенками).
В этой формуле используют такие значения:
Если траншея имеет трапециевидную форму, то есть, ее стены скошены, используется формула V = (a + b) /2 * h * L. Здесь a – это ширина котлована по дну, b – ширина по верху.
Для простых расчетов с учетом всех параметров можно воспользоваться калькулятором.
Требования к прокладке трубопроводов в частных домах
При определении параметров ямы для труб используются те же рекомендации и нормативы. Но для частных домов требования более мягкие, достаточно придерживаться минимальных значений глубины и ширины.
Более строгие требования предъявляются при закладке труб на глубину свыше 3 метров, но в частном строительстве такая глубина – крайне редкое явление.
Желательно утеплять трубы, независимо от их глубины пролегания – это касается серверных и средних широт. При засыпке труб первые 25-30 см траншеи закапывают осторожно, мягким грунтом без крупных кусков и камней.
Нельзя в одной траншее прокладывать водопровод и канализацию. Но допускается укладка водопроводной трубы и электрического кабеля, при условии, что мощность кабеля не превышает 35 кВ, и он помещен в пластиковую трубу. Сама труба должна располагаться минимум на 25 см выше водопроводной, а над кабелем должно быть не меньше 100 см почвы.
Последствия неправильных подсчетов показателей для траншеи под воду
Зачем нужно так тщательно рассчитывать все показатели, ведь можно проложить трубы «на глаз», особенно, если речь идет о частном доме, построенном на собственном участке?
Но если глубина траншеи будет меньше уровня промерзания грунта, зимой вода в трубах будет постоянно замерзать. Это приведет к засорам и даже к разрыву труб. При недостаточном заглублении трубы она может повредиться из-за чрезмерной нагрузки.
При слишком малой ширине траншеи не получится обеспечить правильную теплоизоляцию труб, что тоже приведет к их промерзанию. Кроме того, узкая яма осложняет укладку и обслуживание водопровода, его ремонт.
Что касается соблюдения других нормативов – расстояния до других коммуникаций – то они продиктованы соображениями безопасности. Ведь даже в частном доме нежелателен контакт водопроводной воды и канализационных стоков, или воды и электричества, газа.
Важная и полезная информация о копке траншеи для водопровода находится здесь.
Заключение
Качественное строительство водопровода своими силами возможно. Точный расчет, соблюдение требований и нормативов, рекомендаций по типу, характеристикам труб – и ваш водопровод будет работать без перебоев и аварийных ситуаций многие годы.
Расчет объема траншеи
Инструкция по расчету объема грунта траншеи
Для начала, необходимо заполнить исходные данные онлайн калькулятора в метрах:
L – это длина траншеи, зависит от назначения, например, для устройства фундамента, прокладки коммуникаций (водопровод, канализация, газопровод, силовые или слаботочные кабеля).
A – ширина верхней части траншеи, определяется возможностью работы в траншее работников обустраивающих коммуникации.
При устройстве ленточного фундамента ширину траншеи рекомендуется увеличить на 600 мм больше ширины основания фундамента (для возможности монтажа опалубки, перемещения рабочих).
B – ширина нижняя (дна), поскольку часто траншею роют с откосами, препятствующими осыпанию грунта, то ее размеры вверху и снизу могут отличаться. Разница между шириной верха и дна определяет крутизну откосов.
Если откосы не делаются и ширина постоянна вверху и внизу траншеи – введите одинаковые значения параметров А и В
H – глубина траншеи, зависит от ее целевого назначения, например для ленточного фундамента 0,5-2,5 м, согласно СНиП 3.02.01-87. Для газопровода не менее 0,8 метров до верхней точки трубы с учетом СП 62.13330.2011 (СНиП 42-01-2002), глубина прокладки водопроводных труб регламентируется СНиП 2.04.02-84 (к фактической глубине промерзания грунта необходимо прибавить минимум 0,5 метра). Минимальная глубина заложения канализации для регионов с теплым климатом составляет 0,7-0,8 м, а если зимы суровые – глубже. Для прокладки кабелей, как правило, роются траншеи глубиной порядка 0,7 м.
Стоит отметить, что иногда проще и экономичнее утеплить трубу, применить комбинированный способ устройства фундамента, (т.е. засыпка песчано-гравийной подушки, утепление и организация дренажа) и вырыть неглубокую траншею экономя время, силы и деньги за выемку, укрепление стенок и перемещение грунта.
Также укажите стоимость рытья в Вашем регионе (за 1 кубический метр) и вывоза грунта (тоже за 1 м 2 ) после чего нажмите «Рассчитать».
Расчет объема траншеи с откосами
Калькулятор рассчитает площадь траншеи (пригодится при определении необходимого количества материала для укрепления откосов), объём траншеи даст представление, сколько грунта необходимо вынуть и переместить и подобрать оптимальный способ рытья для получения ожидаемого результата в краткий срок. Если ширина верха и дна траншеи разные, то дополнительно будут рассчитаны объемы: полезный C и откосов D. Если Вы ввели расценки подрядчиков на копку и вывоз грунта, калькулятор выдаст стоимость копания траншеи, цену перемещения грунта и общие затраты на сооружение траншеи, что позволит принять взвешенное решение – обратиться к профессионалам или копать самому.
Размеры траншей при прокладке трубопроводов
Размеры траншей
Наименьшую ширину траншейс вертикальными стенками по дну Втрmin согласно /5/ следует принимать в зависимости от типа и диаметра прокладываемых труб, способа их укладки по приложению А, таблица А.4.
Таблица А.4
Наименьшая ширина траншеи по дну
Наименьшая ширина траншем с вертикальными стенками по дну, м, без учета креплений для труб
Плетями или отдельными секциями при наружном диаметре D труб, м:
D+0,3, но не менее 0,7
Отдельными трубами при наружном диаметре D труб, м:
Если траншея разрабатывается одноковшовым экскаватором, необходимо проверить ширину ковша вк принятого экскаватора с принятой по данной таблице по следующей формуле:
где q – емкость ковша выбранного экскаватора, м3.
При этом надо иметь в виду, что ширина траншей, разрабатываемых одноковшовым экскаватором, должна быть не менее ширины режущей кромки ковша экскаватора, с добавлением в песчаных грунтах и супесях 0,15 м, в глинах и суглинках 0,10 м. Если получится, что ширина траншеи меньше величины вк с добавлением этих запасов, то необходимо либо принимать экскаватор с меньшей шириной ковша или увеличивать проектную ширину траншеи, что повлечет за собой увеличение объемов земляных работ. Ширина траншей с откосами (см. рисунок 4, б и в) по дну принимается равной D+0,5 м при укладке трубопроводов из отдельных труб и D+0,3 м – при укладке плетями.
Рисунок 4 – Схема для определения размеров траншей:
Л.С.Щепаник Технология строительных процессов
Расчет объема земляных работ при строительстве магистральных трубопроводов
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
Задача 1
Параметры земляных сооружений, применяемых при строительстве магистральных трубопроводов (ширина, глубина и откосы траншеи, сечение насыпи и крутизна ее откосов и др.), устанавливают в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, способа его закрепления, рельефа местности, грунтовых условий и определяют проектом. Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливают в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.
· для трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм при рытье траншей с откосами не круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до величины D +500 мм;
· допускается принимать ширину траншей равной ширине рабочего органа землеройной машины, но не менее указанной;
· ширина траншеи по дну на кривых участках под гнутые или сварные отводы должна быть равна двухкратной величине по отношению к ширине на прямолинейных участках для обеспечения вписания трубопровода в кривую траншею;
· ширина траншеи по дну под балластными грузами или анкерными установками должна быть не менее 2.2D, на участках трубопровода балластируемого грунтом с использованием нетканого синтетического материала, 1.6D.
Таблица 1. Наибольшая допустимая крутизна траншей и котлованов в грунтах естественной влажности
| Отношение высоты откоса к его заложению при глубине выемки, м | |||
| Грунты | 1,5 | ||
| Насыпные | 1 : 0.67 | 1 : 1 | 1 : 0.25 |
| Песчаные и гравелистые влажные (ненасыщенные) | 1 : 0.5 | 1 : 1 | 1 : 1 |
| Глинистые | 1 : 0.25 | 1 : 0.67 | 1 : 0.85 |
| супесь | 1 : 0 | 1 : 0.5 | 1 : 0.75 |
| суглинок | 1 : 0 | 1 : 0.25 | 1 : 0,5 |
| глина | 1 : 0 | 1 : 0.5 | 1 : 0.5 |
| лёссовый сухой | |||
| Моренные | 1 : 0.25 | 1 : 0.57 | 1 : 0.75 |
| песчаные и супесчаные | 1 : 0.2 | 1 : 0.5 | 1 : 0.65 |
| суглинистые | |||
| Скальные | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| на равнине | По проекту | По проекту | По проекту |
| в горах |
Глубину траншеи устанавливают из условий предохранения трубопровода от мexaнических повреждений при переезде через него автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин и назначают равной: для трубопроводов диаметром до 1000 мм – Н = 0,8 м: для трубопроводов диаметром 1000 м и более Н = 1м; для болотистых грунтов, подлежащих осушению, Н = 1,1 м; для песчано-барханных грунтов Н = 1м от нижних межбарханных оснований; для скальных и болотистых грунтов при отсутствии проезда авто транспорта, строительных и сельскохозяйственных машин, Н = (0,6 – 0,8) м.
Таблица 2. Классификация грунтов
| Группа грунтов по трудности разработки | |||||
| Грунты | экскаваторами | Бульдозерами | Скреперами | Грейдерами и автогрейдерами | |
| Одноковшовыми | Многоковшовыми | ||||
| Галька и гравий размером, мм: | |||||
| -до 80 | I | II | II | II | II |
| -более 80 с примесью булыг | II | — | — | — | — |
| Гипс мягкий | IV | — | — | — | — |
| Глина: | II | II | II | II | II |
| -жирная мягкая или насыпная слежавшаяся с примесью щебня, гравия и булыг 10 % то же > 10 % | III | — | II | — | III |
| -мореная с валунами до 30 % | IV | — | III | — | III |
| -сланевая | IV | — | III | — | III |
| -твёрдая | IV | — | III | — | III |
| -тяжелая ломовая | III | — | III | — | III |
| Грунт растительного слоя без корней и с корнями с примесью гравия, щебня или строительного мусора | II | — | I | I | — |
| Лёсс: | |||||
| -естественной влажности, рыхлый, с примесью гравия и гальки | I | II | I | I | I |
| -отвердевший | IV | — | III | II | II |
| Мел мягкий | IV | — | — | — | — |
| Мерзлые грунты песчаные и супесчаные, предварительно разрыхленные | II | — | III | — | — |
| Мерзлые грунты глинистые и суглинистые, предварительно разрыхленные | V | — | III | — | — |
| Опоки | IV | — | — | — | — |
| Песок всех видов (кроме сухого, сыпучего барханного и дюнного), в том числе с примесью щебня, гравия и гальки | I | II | II | II | II – III |
| Скальные грунты, предварительно разрыхленные | IV | — | — | — | — |
| Скальные грунты, не требующие разрыхления | IV | — | — | — | — |
| Солончак и солонец: | |||||
| -мягкий | I | II | I | I | I |
| -отвердевший | III | — | III | II | III |
| Суглинок легкий и лёссовидный тяжелый, а также всех видов с примесью гравия, щебня, булыг и строительного мусора | II | II | II | II | II |
| Супесок всех видов, в том числе с примесью щебня, гравия, строительного мусора или булыг до 10% | I | II | II | II | II |
| -то же > 10% | I | II | — | II | |
| Строительный мусор: | |||||
| -рыхлый и слежавшийся | II | — | II | — | II |
| -сцементированный | III | — | III | — | — |
| Торф: | |||||
| без корней и с корнями толщиной до 30 мм | I | I | I | I | I |
| с корнями толщиной более 30 мм | III | — | I | I | — |
| Трепел слабый | IV | — | — | — | — |
| Чернозем и каштановые земли: | I | I | I | I | I |
| естественной влажности | II I | II | III | II | III |
| отвердевшие | |||||
| Щебень всякий, а также с примесью булыг | — | — | III | — | I |
| Пески сухие сыпучие (барханные и дюнные) | Вне группы | III | Вне группы | III |
Крутизна откосов траншей под трубопровод и котлованов под трубопроводную арматуру принимается по СНиП (табл. 1)
Методы разработки грунтов определяют в зависимости от параметров земляного сооружения и объемов работ, геотехнических характеристик грунтов, классификации грунтов по трудности разработки, местных условий строительства, наличия землеройных машин в строительных организациях.
Классификация грунтов по трудности разработки приведена в табл. 2.
Расчет объема земляных работ при строительстве магистральных трубопроводов
1. Определяется объем земляных работ при разработке траншей с откосами:
V = [(B, + B2)/2] . L . H, м 3 V= (В2Н + пН 2 ) . L, м 3
Задача 2
Изоляционное покрытие стальных трубопроводов независимо от конструкции, методов нанесения, способов укладки, применяемых материалов должно обеспечить защиту нефте-, газо—и нефтепродуктопроводов от подземной (почвенной) и атмосферной коррозии и безаварийную их работу (по причине коррозии) на весь планируемый период эксплуатации. Для защиты трубопроводов от коррозии применяют следующие изоляционные покрытия: битумно-резиновые или битумно-полимерные; из полимерных липких лент (отечественных и импортных), полиэтиленовые, наносимые в заводских условиях: эпоксидные; лакокрасочные.
Изоляционные материалы, применяемые для защиты трубопроводов от коррозии, должны соответствовать требованиям действующих ГОСТ, ОСТ, СНиП и ТУ.
Таблица 3. Техническая характеристика изоляционных лент
Таблица 4. Техническая характеристика полимерных липких лент
Расчет расхода полимерных лент для изоляции строящегося трубопровода:
кп— коэффициент,учитывающий потери изоляционной ленты или оберточного материала при смене рулонов, обрывах, торцовке и т.п.; кп = 1,08;
2. Определяется площадь поверхности лентыили оберточного материала на трубе: Sл=π · D · L· В / (В· п), м 2 ,
где В – ширина рулонного материала, м; (табл. 3 и 4)