Подсчет объемов земляных работ.

Определение объема земляных сооружений и вертикальной планировки площадок выполняется как на стадии проектирования, так и в процессе строительства.

Объем и вид сооружений влияют на решения о способах производства, комплексной механизации и организации земляных работ. Поэтому определение объема земляных сооружений, особенно временных, устраиваемых в период выполнения строительно-монтажных работ, является важным элементом технологического проектирования, так как достоверность результатов расчета влияет на технико-экономические показатели производства.

Выбор метода подсчета объемов земляных работ зависит в основном от вида сооружения, рельефа местности и требуемой точности расчетов.

Объем линейных земляных сооружений (насыпи и выемки дорог, дамбы, каналы и т.д.) определяют, используя продольные и поперечные профили сооружения и формулы геометрии.

При расчетах продольный профиль сооружения членят в характерных точках изменения уклона местности или проектной (красной) линии вертикальными плоскостями на отдельные участки (рис.1). В пределах участка геометрическая форма сооружения представляет собой призматоид. Если длина участков не превышает 100 м, а поперечный уклон местности не более 0, 1, объем призматоидов, м

; (1)

, (2)

где и - площадь поперечного сечения призматоида в начале, конце и середине участка, м; - длина участка, м; и - рабочие отметки в начале и конце участка, м; - коэффициент откоса.

Рис.1. Схема к подсчету объемов линейных сооружений, котлованов и траншей:

а - продольный профиль линейного сооружения; I - поверхность земли; II - проектная (красная) линия; 1, 2, 3,... - номера сечений; б - форма призматоида на участке выемки; в - то же, на участке насыпи

При длине участков м и разности рабочих отметок м можно пользоваться упрощенными формулами (м )

(3)

или

. (4)

Способ подсчета объемов временных земляных сооружений - котлованов и траншей - зависит от формы и размеров их поперечного сечения, а также рельефа местности, где их разрабатывают. План котлована определяется формой и геометрическими параметрами подземной части здания и сооружения. Размеры поперечного сечения и очертания откоса котлована зависят от глубины разработки грунта в этом сечении и коэффициента откоса.

Если котлован имеет сложную конфигурацию, его разбивают в плане на элементарные фигуры, подсчитывают их объемы и суммируют.

Объем котлована значительных размеров, расположенного на местности со сложным рельефом, можно определить способом поперечных профилей по формулам (1) и (2). Предварительно котлован расчленяют вертикальными сечениями на участки, в пределах которых нет резких изменений поверхности земли. Полный объем котлована определяется как сумма объемов по участкам и объемов трехгранных призм и пирамид, образующихся между торцовыми сечениями и откосами котлована.

При разработке траншей на местности со значительными поперечными и продольными уклонами объем их определяют как сумму объемов отдельных участков между поперечными сечениями, проведенными в характерных точках продольного профиля трассы, используя формулы (1) и (2). Если размеры поперечного сечения траншей невелики, подсчет объемов с достаточной точностью можно проводить по упрощенным формулам (3) и (4).

Определение объемов при вертикальной планировке.

Расчеты объемов планировочных выемок и насыпей и составление схемы размещения земляных масс выполняются, как правило, при проектировании генерального плана застройки микрорайона или промышленной площадки.

Исходными материалами расчетов является план местности в горизонталях или результаты нивелирования по квадратам.

Подсчету объемов земляных работ предшествует определение положения проектной плоскости планировки. Отметки проектной плоскости могут быть заданы в соответствии с общим решением генерального плана застройки или определены исходя из условия равенства объемов выемки и насыпи в пределах планируемой территории, т.е. нулевого баланса земляных масс.

В зависимости от рельефа местности и конфигурации планируемой площадки средняя отметка планировки при нулевом балансе может быть определена способом статических моментов, среднеарифметических значений, способом треугольников или квадратов.

Способ треугольников используют при сложном рельефе местности. При более спокойном можно пользоваться способом квадратов, имеющим меньшую трудоемкость расчетов. Площадка планировки разбивается сеткой квадратов и средняя отметка определяется по формуле

(5)

где - отметки точек, где сходятся соответственно вершины 1, 2, 3, 4 квадрата; - число квадратов.

Среднюю отметку планировки корректируют с учетом дополнительных объемов, возникающих при застройке, уклонов площадки, необходимых для организации водоотвода, а также за счет остаточного разрыхления грунта.

Подсчет объемов планировочных выемок и насыпей в зависимости от характера рельефа и требуемой точности расчетов может производиться методом поперечных сечений, четырехугольных и треугольных призм.

Методы четырехугольных (метод квадратов) и треугольных призм обеспечивают достоверность расчетов для площадок с разнохарактерным рельефом. Более точным при сложном рельефе является метод треугольных призм.

При подсчетах объемов площадку планировки разбивают сеткой квадратов со сторонами а (от 20 до 100м), определяют рабочие отметки в углах, квадратов () и положение линии нулевых работ, т.е. линии пересечения проектной плоскости с естественной поверхностью (рис.2). Рабочие отметки со знаком “-” указывают на необходимость устройства насыпи, а со знаком “+” - выемки. Объем квадратных призм с рабочими отметками одного знака

(6)

Рис.2. Схема к подсчету объемов вертикальной планировки:

а - план площадки; б - профиль; в - схема квадрата на участке выемки; г - переходный квадрат

Общий объем насыпи (выемки) определяют как сумму частных объемов призм и их частей, лежащих в пределах участка насыпи (выемки). Подсчеты удобнее свести в таблицу. Расхождение между объемами насыпи и выемки должно лежать в пределах принятой точности расчетов.

Когда положение проектной плоскости площадки определено ранее - при составлении общего проекта планировки территории, не всегда возможны решения задач планировки с нулевым балансом земляных масс. В этом случае планировку ведут по заданным отметкам, определяя частные объемы одним из ранее рассмотренных методов. Баланс земляных масс может быть положительным, если объем выемки превышает объем насыпи, и отрицательным, если объем выемки не компенсирует объема насыпи.

Вопросы для самоконтроля:

1. Способы устройства вертикальной планировки.

2. Определение объемов земляных работ.

3. Подсчет объемов земляных работ.