Подсчет объемов траншеи. Определение объемов земляных работ

Объем выемки на участке ПК12 – ПК13 вычислим по формуле (4.9):

Строительство жилого 4-х этажного 2-х секционного дома на 16 квартир

Земляные работы при планировке и разработке строительной площадки

Проект производства работ на строительство автомобильной дороги

Объемы разрабатываемого грунта измеряют кубическими метрами плотного тела. Для некоторых процессов (уплотнение поверхности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратными метрами поверхности.

Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к определению объемов различных геометрических фигур. При этом допускается, что объем грунта ограничен плоскостями, отдельные неровности не влияют значительно на точность расчета.

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Объем котлована (рис.7, а)

Н - глубина котлована;

a, b - длины сторон котлована у основания;

а , b - длины сторон котлована поверху (а = а + 2Нт; b = b + 2Нт);

т - коэффициент откоса (нормативное значение по табл.1.4).

Рис.7. Схемы определения объемов земляных работ

а, в - геометрические схемы определения объема соответственно котлована и траншеи; б - разрез котлована; г - план площадки с откосами (с линией нулевых работ и схематическим представлением геометрических фигур для определения объемов разрабатываемого грунта); С - сооружение; О - обратная засыпка.

Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения (рис.7, б):

, - размеры здания в плане.

При расчете объемов траншей и других линейно протяженных сооружений их продольные профили делят на участки между точками перелома. Для каждого такого участка объем траншеи вычисляют отдельно, после чего их суммируют. Так, объем траншеи на участке между пунктами 1 и 2 (рис.7, в) вычисляют по формулам:

(завышенный)

(заниженный),

F , F - площади поперечного сечения в соответствующих пунктах продольного профиля;

F - площадь поперечного сечения на середине расстояния между пунктами1 и 2.

Более точно

Для получения объемов планировочных работ всю площадь на плане с горизонталями делят на элементарные участки, затем суммируют объемы работ по ним. В качестве элементарных участков обычно применяют квадраты (реже прямоугольники и треугольники) со стороной 10... 100 м. Чем спокойней рельеф местности, тем больше сторона квадрата.

В вершинах квадратов приемами, известными из курса геодезии, подсчитывают рабочие отметки H (разность между проектными отметками - отметками планировкиh и отметками местности - отметками поверхности землиh ). Рабочие отметки со знаком плюс (+) указывают на необходимость устройства насыпи, отметки со знаком минус (-) - выемки (рис.7, г ).

Между двумя вершинами с рабочими отметками разного знака всегда находят такую точку, в которой рабочая отметка равна 0, в этой точке не требуется никаких земляных работ. Расстояние от этой точки до вершин, имеющих соответствующие рабочие отметки Hи H(или Hи H), находят по правилу пропорциональности сторон подобных треугольников:

Х - расстояние нулевой точки от вершины, имеющей отметку Н3;

а - сторона квадрата между вершинами с рабочими отметками Hи H;

H, H- абсолютные величины параметров.

Соединяя нулевые точки, получают линию нулевых работ, отделяющую зону планировочной выемки от зоны планировочной насыпи (линия 0-0 на рис.7, г). Объемы выемок или насыпей, заключенные в отдельных квадратах или в их частях, рассчитывают по формулам, приведенным в табл.1.5.

Таблица 1.5

Расчетные формулы для определения объемов работ при вертикальной планировке

#G0Фигура

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ

4.1. Определение объемов земляных работ

Объемы земляных работ включают в себя объемы насыпей, выемок, присыпных обочин, кюветов, снимаемого плодородного слоя.

Для принятой конструкции дорожной одежды вычисляют ширину верха земляного полотна В , снижение ∆h бровки верха земляного полотна относительно проектной линии (оси проезжей части). (рис. 4.1). Предварительно определяют разность отметок оси проезжей части и бровки обочины ∆Y по формуле (3.15).

где Н – толщина дорожной одежды по оси проезжей части;

i 3п – поперечный уклон верха земляного полотна (i 3п = 0,03);

m – заложение относа насыпи;

i п – поперечный уклон проезжей части;

b – ширина проезжей части дорог II–VI категорий или одного направления дороги I категории;

c – ширина укрепительной полосы;

a – ширина обочины.

∆Y – разность отметок оси дороги и бровки обочины:

∆У = i п  (0,5b + c ) + i o (a – c ); (3.15)

где i п, i o – поперечные уклоны проезжей части и обочины;

b – ширина проезжей части двухполосной дороги или одного направления дороги I категории;

a , c – ширина обочины и укрепленной полосы (на дороге категории I-а вместо укрепленной полосы проектируют остановочную полосу шириной 2,50 м).

Ширина верха земляного полотна:

В = В п + 2m (∆h – ∆Y ), (4.3)

где В п – ширина дорожного полотна (расстояние между бровками обочины).

Рис. 4.1. Схема к определению объема насыпи и присыпных обочин

4.1.1. Определение объемов насыпей

Объем насыпи при высоте до 6,0 м на участке длиной l равен

где m – заложение откоса насыпи;

h – средняя высота земляного полотна в насыпи^

где h 1 и h 2 – рабочие отметки в начале и конце участка насыпи длиной l .

Объем плодородного слоя толщиною h nc , снимаемого из-под насыпи:

Общий объем насыпи

При высоте насыпи более 6 м объем насыпи

Объем плодородного слоя

4.1.2. Определение объемов выемок

Объем выемки (рис. 4.2) протяжением l вычисляют по формуле

где В 1 – ширина выемки по низу (рис. 4.2);

i зп – поперечный уклон верха земполотна (i зп = 0,03);

h – средняя глубина выемки;

m 1 – заложение откосов со стороны местности;

В – расстояние между бровками верха земполотна (см. рис. 4.1), вычисляемое по формуле (4.3).

Рис. 4.2. Схема к определению объема выемки

где m

h к, а к – глубина и ширина кювета (кювет-резерва).

где h 1 и h 2 – рабочие отметки на концах участка выемки длиной l ;

∆h – снижение бровки верха земляного полотна, вычисляется по формуле (4.1).

Объем плодородного слоя, снимаемого до разработки грунта выемки на участке длиной l :

где В 1 – ширина выемки по низу, вычисляется по (4.8);

h пс – толщина плодородного слоя.

Общий объем выемки

4.1.3. Определение объемов присыпных обочин

В случае насыпей и выемок вычисляют объем присыпных обочин (см. рис. 4.1)

где а и с – ширина обочины и укрепительной полосы;

h о – толщина основания дорожной одежды (см. рис. 4.1);

h п – толщина покрытия;

i о – уклон обочины;

i зп – уклон верха земляного полотна.

4.1.5. Примеры вычисления объемов земляных работ

И с х о д н ы е д а н н ы е. Дорога III технической категории на участке ПК10 – ПК13 проходит по лесу, частично в насыпи и частично – в выемке. Рабочие отметки насыпи равны 2,16 и 1,16 м на пикетах 10 + 00 и 11 + 00 и выемки 1.00 и 2.00 соответственно на пикетах 12 + 00 и 13 + 00. Глубина кювета принята равной 1,20 м, ширина по низу 0,4 м. Заложение откосов земляного полотна в насыпи назначено 1: 4 по условиям безопасности движения. Такое же заложение откоса выемки со стороны обочины. Заложение внешнего откоса выемки (со стороны леса) принято

1: 1,5 по условиям его устойчивости. Плодородный слой имеет толщину 0,10 м. Дорожная одежда включает покрытие 0,01 м, основание 0,20 м и дренирующий слой толщиной 0,20 м.

Требуется вычислить объемы насыпей, выемок, присыпных обочин на данном участке дороги.

Предварительно на основе исходных данных вычерчиваем конструкцию дорожной одежды и земляного полотна в насыпи (рис. 4.3) и вычисляем снижение бровки верха земляного полотна ∆h и ширину В .

Рис. 4.3. Конструкция дорожной одежды и земляного полотна в насыпи:

1 – покрытие; 2 – основание; 3 – дренирующий слой;

4 – присыпная обочина; 5 – верх земляного полотна

Из рис. 4.3 и формулы (3.15) следует, что

∆Y = i o (a – c ) + i п (0,5b + c ) = 0,04 (2,50 – 0,50) + 0,02 (3,50 + 0,50) = 0,16 м.

По формуле (4.2) вычисляем величину Н 1 (см. рис. 4.1, 4.3):

Н 1 = Н – (i п – i зп) (0,5b + c ) – (i o – i зп) (а – с ) =

Снижение бровки верха земляного полотна определяем по (4.1):

∆h = Н 1 + i зп mH 1 + ∆Y = 0,52 + 0,03 ∙ 4 ∙ 0,52 + 0,16 = 0,74 м.

Вычисляем ширину верха земляного полотна по формуле (4.3):

В = В п + 2m (∆h – ∆Y ) = 12 + 2 ∙ 4 (0,74 – 0,16) = 16,64 м.

П р и м е р 4.1. Для приведенных выше исходных данных требуется вычислить объем земляных работ насыпи на участке ПК10 – ПК11+00. Рабочие отметки на ПК10 и на ПК11 соответственно равны 2,16 и 1,16, а снижение их за счет дорожной одежды 0,74 м. Следовательно, земляное полотно на протяжении 100 м является насыпью.

Насыпь на участке ПК10 – ПК11 имеет среднюю высоту (формула (4.5))

На участке ПК10 – ПК11 объем насыпи вычислим по формуле (4.4):

Объем плодородного слоя по формуле (4.6):

Общий объем насыпи по формуле (4.7):

П р и м е р 4.2. Для приведенных выше исходных данных требуется вычислить объем насыпи на участке ПК11 – ПК12.

На участке ПК11 – ПК12 происходит переход насыпи в выемку (рис. 4.4). Найдем длину участка насыпи l н и выемки l в.

Рис. 4.4. Схема к определению длины участка насыпи l н и выемки l в

на участке ПК11 – ПК12:

1 – проектная линия; 2 – черный профиль; 3 – бровка верха земляного полотна

Длина участка насыпи l н

Длина участка выемки l в

Высота насыпи на ПК 11+20 равна нулю. Средняя высота насыпи на участке РК11+00 – РК11+20 (рис. 4.4):

Объем насыпи на участке ПК11+00 – ПК11+20 вычислим по формуле (4.4):

Объем плодородного слоя определим по формуле (4.6):

Общий объем насыпи

м 3 .

П р и м е р 4.3. Для приведенных выше исходных данных требуется определить объем выемки на участке ПК12 – ПК13.

Для размещения слоев дорожной одежды выемка разрабатывается на глубину, большую средней рабочей отметки на величину ∆h . На участке ПК12 – ПК13 средняя глубина выемки по формуле (4.9):

Ширину низа выемки вычислим по формуле (4.10):

Объем плодородного слоя по формуле (4.12):

Общий объем выемки на участке ПК12 – ПК13

П р и м е р 4.4. Для приведенных выше исходных данных требуется определить объем выемки на участке ПК11 – ПК12. Из примера 4.2 следует, что переход насыпи в выемку имеет место на ПК11 + 20. Глубина выемки на ПК 11 + 20 равна нулю.

Выемка на участке ПК 11 + 20 – ПК 12 + 00 имеет среднюю глубину (см. рис. 4.4)

Объем выемки на участке ПК 11 + 20 – ПК 12 + 00 вычислим по формуле (4.9):

Объем плодородного слоя на участке ПК 11 + 20 – ПК 12+00 по формуле (4.11):

Общий объем выемки на участке ПК 11 + 20 – ПК 12 + 00:

4.2. Определение объемов планировочных работ

Площади откосов выемок А в, насыпей А н, дна кюветов А дн, закюветной полки А п вычисляются по формулам:

а) выемка

б) насыпь высотой откоса до 6 м

в) насыпь высотой откоса более 6 м

г) дно кюветов (кювет-резервов)

д) закюветных полок

где h 1 , h 2 – рабочие отметки по концам участка выемки или насыпи длиной l ;

∆Y – разность отметок оси и бровки, определяется по формуле (3.15);

h к – глубина кювета;

a к – ширина по дну кювета 0,4 м;

a п – ширина закюветной полки;

l 1 , l 2 , l 3 – длины образующих откоса при высоте откоса, равной 1 м:

где m – заложение откоса со стороны обочины;

m 1 – заложение откоса со стороны местности.

5. Определение объемов земляных работ

Объемы производства разрабатываемого грунта определяют в плотном теле по объему грунта при основных производственных процессах и площади поверхности при подготовительных и вспомогательных процессах (планировка откосов, пропашка поверхности и т. д.). При проектировании земляных сооружений подсчет объема разрабатываемого грунта сводят к определению объемов различных геометрических фигур, ограниченных ровными плоскостями. Наиболее часто приходится определять объемы котлованов и траншей.

Определение объема котлована. Для подсчета объема котлована, представляющего собой призматозоид (рис. 4, а), вначале определяют его размеры следующим образом:

а = А+0,5*2; b =В + 0,5*2;

а1= а + 2Нт; b 1= В + 2Нт,

где а и в - размеры сторон котлована понизу, м;

а1 и b 1 - размеры сторон котлована поверху, м;

А и В - размеры фундамента понизу, м; 0,5-рабочий зазор от края фундамента до начала откоса, м;

Н - глубина котлована, вычисленная как разность между средней арифметической отметкой верха котлована по углам (черной - если котлован на планировочной насыпи и красной - на планировочной выемке) и отметкой дна котлована, м;

m - коэффициент откоса, нормируемый СНиП III-8-76.

Объем котлована определяют как

VK = H [(2a + a 1) b + (2a 1+a ) b l ] / 6.

Объем обратной засыпки пазух котлована определяют как разность объемов котлована и подземной части сооружения (рис. 4,б).

Рис. 4. Схема для определения объемов котлована (а) и обратной засыпки (б): 1 -объем выемки; 2 -объем обратной засыпки

Определение объема траншеи и других линейно-протяженных земляных сооружений. Его определяют с учетом продольного и поперечного профилей сооружения. С этой целью выделяют участки между точками перелома профиля по дну траншеи и ее поверхности.

Для каждого из таких участков объем вычисляют отдельно, после чего их суммируют. Участок рассматривают как трапецеидальный призматоид (рис. 5), приближенный объем которого равен:

V = (F1 +F2) L / 2 (завышенный) или

V = Fср.L (заниженный),

где F1, F2-площади поперечного сечения в начале и в конце рассматриваемого участка, м²;

Fср. - площадь поперечного сечения на середине рассматриваемого участка, м2 ;

L - длина участка, м.

Точное значение объема определяют по формуле Мурзо:

V = Fcp+L,

где H2, H3 - глубина в начале и в конце участка, м.

Рис. 5 Схема для определения объема траншеи

Определение объемов грунтовых масс при вертикальной планировке. На застраиваемой территории, как правило, выполняют планировочные работы, связанные со срезкой выступающих и засыпкой западающих мест. В зависимости от объемов и вида срезаемого грунта, дальности его перемещения, рельефа местности определяют способ планировки. Существует несколько методов определения объемов работ по вертикальной планировке территории. Выбор метода зависит от сложности рельефа и требуемой точности подсчета. Наиболее распространенными являются методы четырехгранных и трехгранных призм.

Сущность этих методов состоит в том, что весь участок на плане с горизонталями делят на элементарные фигуры, по каждой из которых определяют объемы работ, а затем суммируют их.

Метод четырехгранных призм. Предусматривает членение площади участка на прямоугольники или квадраты со сторонами 10...100 м. Чем спокойнее рельеф местности, тем больших размеров принимают стороны прямоугольника. Дальнейший расчет будет проще, если прямоугольники принять одинаковых размеров. Для всех вершин прямоугольников вычисляют черные (местные) отметки hч - путем интерполяции значений соседних горизонталей, красные (проектные); hпр - по заданной планировочной отметке и имеющемуся уклону, рабочие отметки H - как разность между красной и черной отметками. Рабочая отметка со знаком «плюс» показывает высоту насыпи, а со знаком «минус» - глубину выемки. Вычисленные отметки записывают рядом с вершиной по схеме, приведенной на рис. 6.

Рис. 6. Схема разбивки местности при определении объемов планировочных работ методом четырехгранных призм. Цифры в кружках - номера фигур

Между двумя вершинами с рабочими отметками разного знака находят такую точку, в которой рабочая отметка равна нулю. В этой точке не требуется никаких земляных работ. Расстояние от нее до вершин, имеющих соответствующие рабочие отметки Н1 и Н2, находят по правилу пропорциональности сторон подобных треугольников, причем Н1 и H3 входят в формулу как абсолютные величины:

X1=аH2/(H2 + H3),

где X1 - расстояние нулевой точки от вершины, имеющей рабочую отметку H2, м;

a - длина стороны прямоугольника между вершинами с рабочими отметками Н1 и H3, м.

Соединив между собой нулевые точки, получают линию нулевых работ, являющуюся границей между зоной планировочной выемки и планировочной насыпи.

Линия эта рассекает отдельные прямоугольники на другие геометрические фигуры различных размеров. По каждой фигуре, расположенной в той или иной зоне, определяют объем насыпи и выемки, умножая площадь фигур на среднюю рабочую отметку. Средняя рабочая отметка есть сумма рабочих отметок в вершинах рассматриваемой фигуры, деленная на число вершин этой фигуры. Результаты подсчета заносят в ведомость, имеющую следующую форму:

Разность между суммой объемов выемки и насыпи называется балансом земляных масс. Она может иметь положительное значение, если объем выемки превышает объем насыпи, и отрицательное, если объем насыпи превышает объем выемки. В первом случае имеет место избыток грунта, который необходимо вывезти, во втором - недостаток, требующий завоза грунта на площадку.

Метод трехгранных призм. Используют при сложном рельефе площадки, непрямоугольном ее очертании и при необходимости более точного подсчета объемов планировочных работ. Этот метод предусматривает дополнительное членение прямоугольников или квадратов диагоналями на треугольники, по которым определяют объемы планировочных работ.

Способ расчета остается таким же, как и при методе четырехгранных призм, но число операций увеличивается вдвое.

В процессе проектирования вертикальной планировки можно добиться равновесия объемов насыпи и выемки грунта на площадке, т. е. обеспечить так называемый «нулевой баланс» земляных масс, что является наиболее рациональным вариантом.

Иногда для получения «нулевого баланса» прибегают к формированию искусственного ландшафта на местности, окружающей застройку, создавая холмы и водоемы.

В другом случае для этого определяют среднюю планировочную отметку поверхности естественного рельефа участка и проектируют необходимые уклоны с сохранением нулевого баланса. При подсчете объемов земляных работ методом четырехгранных призм средняя планировочная отметка равна:

hcp =(∑h ч1+∑h ч2+∑h ч4) / (4n )

где h ч1, h ч2, h ч4 - черные отметки в точках, где находятся соответственно вершины одного, двух и четырех прямоугольников; n - число прямоугольников или квадратов.

При методе трехгранных призм среднюю планировочную отметку определяют как hcp =(∑h ч1+2∑h ч2+3∑h ч3+4∑h ч4+5∑h ч5+6∑h ч6) / (6n )

где h ч1, h ч2, h ч3 и т. д. - черные отметки в точках, где находятся соответственно вершины одного, двух, трех, и т. д. треугольников; n - число треугольников.

Как правило, строительным площадкам придают определенный уклон для отвода атмосферных вод. В зависимости от местных условий уклон может быть односкатным, направленным перпендикулярно одной из осей площадки, двухскатным или направлен под углом к оси площадки. При наличии уклона средняя планировочная отметка будет располагаться на оси, неположенной перпендикулярно направлению заданного уклона.

Проектные отметки в искомых точках определяют по формуле:

h пр= h ср±La *i

где i - заданный уклон, выраженный в десятичных дробях; La - расстояния от точки "а", в которой определяют проектную отметку, до оси, имеющей среднюю планировочнy ю отметку.

Определив проектные отметки с учетом заданных уклонов, вычисляют рабочие отметки, проводят линии нулевых работ, вычисляют объемы планировки.

Однако данный расчет не обеспечивает «нулевого баланса», так как разработанный в выемке грунт при укладке в насыпь не может быть уплотнен до первоначального объема, следовательно, некоторое его количество останется в избытке. Этот избыток равен объему разработанного в выемке грунта, умноженному на коэффициент его остаточного разрыхления.Реферат >> Строительство

Введение Земляные работы выполняются при строительстве любых зданий и сооружений. В состав земляных работ входят: вертикальная планировка... . 1 Определение объемов земляных работ Объемы земляных работ подсчитывают по чертежам земляных сооружений, а также...

Курсовая работа >> Строительство

Закрепление слабых грунтов. Для выполнения земляных работ при строительства жилого 4-х этажного, 2-х секционного дома... . – 480 с. 7. ЕНиР. Сборник 2 Земляные работы . Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы ./Гострой СССР. – М.: Стройиздат, 1988 ...

Курсовая работа >> Строительство

... строительства – г. Брянск. Начало земляных работ 28.05.2010г., завершение земляных работ ... Е2. Земляные работы , вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы (ЕНИР... Кузнецов В.Г. Комплексная механизация земляных работ . Методические указания к курсовому...

Выемка (-)

Учебное пособие >> Транспорт

Дорожных работ Группа работ Наименование работ Допускаемая температура воздуха, °С 0 Подготовительные, сосредоточенные земляные работы , строительство мостов, труб...