При проектировании котлованов, их размеры, определяют исходя из общих размеров (L и B) на плане (чертеже), требуемой глубины его заложения (Н), крутизны откосов (1 / m), принятых для выполнения производственных процессов, условий их безопасного выполнения, а также условий необходимых для обеспечения выполнения дальнейших работ: установка опалубки при изготовлении ростверка, гидроизоляция стен подпала, установка лесов или подмостей и т.д.
Для создания безопасных условий труда в котловане и предотвращения обрушения стенок котлована, его устраивают с откосами, или выполняют их крепление. Крутизна откоса - отношение его высоты к заложению (1 / m = Н / а). Крутизна откосов (1/m) зависит от вида грунта, глубины котлована ( Н ) и характеризуется коэффициентом заложения откоса (m), численные значения которого приведены в таблице 3.
Указанные параметры связаны между собой тождеством
1/m = Н/а,(1)
где:
1/m – крутизна (уклон) откоса
Н – высота откоса в котловане (глубина котлована), м
m – коэффициент заложения откоса котлована
а – заложение откоса, м.
Определяем заложение откоса путем преобразования тождества (1) в формулу
а = Н*m(2)
А= 2/0,25 = 8м
При глубине котлована Н=2 метра в грунте глина будет иметь коэффициент заложения откоса m = 0,25, и откос должен иметь угол предельного равновесия а, при основании откосов котлована не более 76°.
Рис.1
По конфигурации здания в плане и его размеров определяем необходимые размеры котлована. Длина (Lк, м) котлована по дну (по низу) определяется по формуле:
Lк = L + 2(c + d),(3)
где:
L – длина здания между координационных осей здания (пролет здания), м
с – расстояние, от боковых поверхностей ростверка до координационных осей здания, м
d – расстояние, от внешней наружной плоскости ростверка до подошвы откоса, м.
Lк = 45 + 2(0,3 + 0,7) = 47 м
Ширина котлована по дну (Вк, м), определяется по формуле:
Вк = В + 2(c + d),(4)
где:
В – размер по ширине здания между координационными осями здания, м
с – расстояние, от боковых поверхностей ростверка до координационных осей здания, м
d – расстояние, от внешней наружной плоскости ростверка до подошвы откоса, м.
Вк = 30 + 2(0,3 + 0,7) = 32 м
Длину котлована по верху (LВк, м), определяется по формуле:
LВк = Lк + 2а,(5)
где:
Lк – длина котлована по низу, м
а – заложение откоса котлована, м.
Используя формулу (2) преобразуем формулу (5), а после преобразования получаем формулу:
LВк = Lк + 2(Н *m)(6)
LВк = 47 + 2(2 * 0,25) = 48м
Ширину котлована по верху (ВВк, м) определяют по формуле:
ВВк = Вк + 2а = Вк + 2(Н *m)(7)
где:
m – коэффициент заложения откоса котлована.
ВВк = 32 + 2(2 * 0,25) = 34м
Вычерчиваем план котлована, сечения 1 – 1 и 2 – 2 по котловану и проставляем все условные обозначения с числовыми составляющими (рис. 2)