ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ГРУНТОВЫХ МАСС ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКЕ

Для получения объемов планировочных работ всю площадь на плане с горизонталями расчленяют на элементарные участки, объ­емы работ по ним затем суммируют. Различают следующие методы определения объемов работ по вертикальной планировке (рис. V.13).

Проектная отметка

Метод четырехгранных призм. Площадь участка разбивают на прямоугольники или квадраты со сторонами 10…50 м при пересе­ченной местности или 100м при спокойном рельефе (см. рис. V.13). Для упрощения дальнейших расчетов желательно, чтобы прямо­угольники были одинаковыми по размерам, а число их было неболь­шим. Для всех вершин прямоугольников вычисляют черные (мест­ные) отметки hr путем интерполяции между горизонталями, а в отдельных случаях в крайних участках — и путем экстраполяции; проектные (красные) отметки hap по заданной планировочной отмет­ке и уклону и рабочие отметки (Я=/гщ>—hr). Со знаком «плюс» — высота насыпи, со знаком «минус» — глубина выемки. Все эти вели­чины выписывают у вершин по схеме:

Рабочая отметка

Проектная отметка

Местная отметка

Йпр = Апл ± і 11

Где і — заданный уклон; I — расстояние под углом 90° к линии 0—0.

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 Я[ и #2, находят по правилу пропорциональности сторон подобных треугольников, причем #1 И #2 входят в формулу по абсолютной величине

Х = а Яі/(Яі + Я2), (V.8)

Где Хі — расстояние нулевой точки от вершины, имеющей отметку Ни а — сто­рона элементарного прямоугольника между вершинами с рабочими отметками Я, и Нг.

Путем соединения между собой всех имеющихся на площадке нулевых точек получают линию нулевых работ, разграничивающую зону планировочной выемки от зоны планировочной насыпи (ли­нию 0 — 0 на рис. У.13). Линия эта рассекает прямоугольники, по которым она проходит, на треугольники, трапеции, пятиугольники различных размеров и конфигурации (рис. V.14).

Объемы выемок или насыпей, заключенные в отдельных прямо­угольниках или в их частях, отсекаемых нулевой линией, опреде­ляют по формулам, приведенным в табл. V. I. Следует отметить, что

V. l. Расчетные формулы для определения объемов по методу четырехгранных призм

Вид фигуры

Расчетная формула

Характеристика формулы.

Целый элементарный пря­моугольник нли квадрат Фигуры, отсекаемые нулевой линией: треугольник трапеция пятиугольник

V = F (Ях + Я2 + Я3 + + Ні) 14

V = FH1IZ

V = F (ffx + tf,)/4

V = F (Ях + Я2 + Яз)/4

Точное решение То же

Приближенное решение Эмпирическая формула, дающая практически при­емлемые решения

F — площадь в плане соответствующей фигуры.

V.2. Ведомость объемов работ по вертикальной планировке площадки

Выемка

Насыпь

К° участка

F

Расчетная формул а объема

V —

F

Расчетная формула, объема

V

1 2 3

П— 1 п

2Kb

2F„

Погрешность 5%, возникающая из-за применения приближенных решений и неточности в подсчете объемов отдельных фигур, может сказаться лишь в долях процента в общем результате. Полученные по вышеприведенным формулам отдельные объемы переносят в ведомость (примерная форма такой ведомости приведена в табл. V.2).

Участки, расположенные по одну сторону линии нулевых работ, имеющих рабочие отметки со знаком «плюс», заносят в графу насы­пей, а со знаком «минус» — в графу выемок.

Метод трехгранных призм используют, когда рельеф площадки имеет ярко выраженный виртуальный характер с замкнутыми гори­зонталями. Объемы работ определяют путем расчленения квадра­тов или прямоугольников диагоналями на треугольники (например, прямоугольник № 9 на рис. V.13). При этом метод трехгранных призм позволяет получить наиболее точный результат.

Этот метод необходимо также применять, когда площадка име­ет не уфямоугольное очертание (фигура ЛБ5Гнарис. У.13).Объемы работ вычисляют в этом случае отдельно для каждой из трехгран­ных призм. Из-за того, что их вдвое больше по сравнению с четы-‘ рехгранными призмами, число вычислительных операций также увеличивается вдвое, но методика расчета остается такой же, как и при четырехгранных призмах. Линия нулевых работ рассекает в этом случае прилегающие к ней фигуры на треугольники и четы­рехугольники. Объемы выемок или насыпей, заключенных в от­дельных фигурах, определяют по формулам, приведенным в табл. V.3.

Вид фигурыг

Расчетные формулы

Целый элементарный тре­угольник

Часть, отсекаемая нулевой линией: треугольнаи

При квадратах У = а* (Я1 + Я2 + Я3)/6

Уп„р = * Н3г/[6 (Hi + + Я2) (Я2 + Я3)]

При примоугольниках V—a Ь (Я! + Я2 + Я3)/6

Упир = а 6/ [6 (Ях + + Я2)(Я2 + Я3)]

V.3. Расчетные формулы для определения объемов по методу трехгранных призм

Четырехугольная

Я і, Я2, Я3

^кл = V — УПир = а2/[6

+ Я2 + Я3) — Упир]

VK]l = V-VnKp = ab/[6 № + Я2 + Яз) — Vn„P]

Все значения в формулу вводят с учетом знака, так же как УПир, знак которого зависит отЯд

Примечание. В приведенных формулах а — сторона квадрата; а и b — стороны прямоугольника; Я3) Я2 — рабочие отметки с одинаковыми знаками (см. рис. V.13); Ні — рабочая отметка с противоположным знаком. Знаки у УПир и у Укл в итоге должны быть противоположными.

Баланс земляных масс и нулевой. Балансом грунта или земля­ных масс называют разность между итогами граф 4 и 7 табл. V.2. Эта величина может иметь положительное значение, если объемы выемки превышают объемы насыпи и избыточное количе­ство грунта подлежит вывозке с площадки, и отрицательное, если объем насыпи превышает объем выемки и недостающее количест­во грунта следует завезти на площадку. Если весь грунт, добыва­емый при разработке выемки, может быть уложен без остатка в насыпь, возводимую на площадке, баланс называют нулевым. Та­кое равновесное состояние выемки и насыпи может быть достиг­нуто при отметке планировки, определить которую можно с по­мощью одного из нижеприведенных способов.

Способ статических моментов относительно нулевого горизонта

Применяют, когда площадка разбита на элементарные участки различной конфигурации и размера.

Подсчет в этом случае ведется по формуле

Ftcp = Ъ hicp— Л’/S /7, (V.9)

Где Лі cp — средние черные отметки элементарных участков, вычисляемые как

(h4l + h42 + h4S + h4i)/4 для прямоугольников и как

(йч1 +/г,2 + /г,3)/3

Для треугольников;

Fi — площади элементарных фигур; 2F; — общаи площадь планируемой пло­щадки.

Способ четырехгранных призм. Если на рис. V.13 рассматривать Я і как h4X в углу первого прямоугольника, то она войдет в расчет один раз при вычислении /?іср для этого прямоугольника.

Отметка Нъ являющаяся общей для прямоугольников 1 и 2, войдет в расчет 2 раза при вычислении hiCp для обоих этих прямо­угольников, а отметка Н7 войдет в расчет уже 4 раза при вычисле­нии hiCV для прямоугольников 1, 2, 6 и 7. Исходя из этого положе­ния формула (V.9) примет следующий вид:

Hep = (2 йч1 + 2 s Кг + 42 й,.)/(4 п), (V. 10)

Где h41 — черные отметки вершин на углах площадки; h42, h44 — черные отметки вершин, в которых сходятся соответственно два и четыре участка; п — число прямоугольников или квадратов.

Способ трехгранных призм. Для случая трехгранных призм фор­мула имеет вид

Hcp = (2 + 2 S /гч2 + 3 2 ftq3 + 4 2 /гч4 + 5 2 /гЧ5 + 6 2 h49)/(6 п), (V.11

Где Ачі, А®, Ачз и т. д. — отметки углов, где сходится соответственно треугольники и т. д.; п — число треугольников.

В зависимости от направления диа­гоналей, делящих прямоугольники на треугольники, в этой формуле імогут быть представлены все или только часть из них.

1-, 2-, 3-й

А)

Б/2

Б — Б/2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ГРУНТОВЫХ МАСС ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКЕ

V. I5. Схема планировки площадок по средней отметке и заданному уклону

А — при односкатном уклоне; б — при двускатном уклоне; в — при совмещенном уклоне

Проектирование плоскости верти­кальной планировки. В практике стро­ительства планировка площадки по го­ризонтальной плоскости встречается в редких случаях, так как из-за необхо­димости отвода атмосферных вод плос­кости планировки придается уклон не менее 0,002. В зависимости от местных условий уклон этот может быть одно­скатным, направленным перпендикуляр­но одной из осей площадки (рис. V. 15,а), двускатным (рис. V.15,6) или же на­правленным под углом к оси площадки (рис. V.15,в). При планировке пло­щадки по горизонтальной плоскости все красные отметки равняются hCp-

При уклонах плоскости планировки отметку Аср надо прини­мать для оси, перпендикулярной направлению заданного уклона.

Проектные отметки вычисляют при этом по формуле

Ftnp — ^ср ± La і, (V. 12)

‘где і —заданный уклон, выраженный в десятичных дробях; La — расстояние точки а от оси, для которой принята отметка hcР.

Равенство геометрических объемов планировочной выемки и на­сыпи не обеспечивает нулевого баланса земляных работ, так как разработанный в вы:м!<е грунт при укладке в насыпь не может быть уплотнен до первоначального объема, а следовательно, неко­торое его количестр. і Сг — йное объему грунта, помноженному на остаточное разры" : .::. ) останется в избытке. Избыток этот может быть вывезен за :,слы площадки или распределен равномерным слоем по ее поверхности, за счет чего отметка планировки изменит­ся на величину Ah.

Определение поправки к средней отметке планировки. В общем случае поправка Ah планировочной отметки приближенно будет

J(Fti + FUBK0), (V. 13)

• где Vn. E — геометрический объем грунта выемки на планировочной площадке; Ко — остаточное разрыхление грунта, выраженное в десятичных дробях; VB — геометрический объем грунта дополнительных выемок, выполняемых на площад­ке; Vh — геометрический объем грунта дополнительных насыпей, выполняемых на площадке; FH — полная площадь планируемой площадки; Fn в — площадь уча­стка, на котором устраивают выемку при планировке участка.

Для решения задачи необходимо вначале вычислить ип. в и Fu. B, приняв за отметку планировки (с учетом заданного уклона) найденную ранее отметку /гср. Эти величины вычисляют по графам 4 и 7 табл. V.2.

Значения vB и vn определяют по приведенным выше формулам. Величину Ко Принимают по примечанию 2 ЕНиР (Сб. 2, вып. 1) с переводом процентов в десятичную дробь. Положительный знак при Ah указывает на повышение ранее вычисленной средней пла­нировочной отметки, а отрицательный — на ее понижение.

После изменения величины средней планировочной отметки на Ah корректируют все проектные и рабочие отметки планировки. Скорректированные значения планировочных и рабочих отметок выписывают на плане под первоначальными значениями. Затем по скорректированным отметкам определяют новое положение линии нулевых работ, после чего пересчитывают все объемы.

1

1+Ко_

Ко + 1’в (l+*o)-Va

Д h —

Сводный баланс. После окончательного подсчета все объемы земляных работ сводят в ведомость, которая называется сводным балансом земляных масс (табл. V.4). Между суммарными значе­ниями прихода и расхода грунта при нулевом балансе может обра­зоваться разрыв, величина которого не должна превышать 5%. На плане площадки в этом случае выделяют участок, объем работ на котором соответствует вычисленному избытку или недостатку

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ГРУНТОВЫХ МАСС ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКЕ

Грунта. Такой участок целесообразно выделять в месте, наиболее удаленном от линии нулевых работ.

Определение средней дальности перемещения грунта иа участке. Трудоемкость и стоимость основных процессов земляных работ при планировке площадок зависят не только от объемов, но и от сред­ней дальности перемещения грунта из выемки в насыпь.

При определении средней дальности перемещения грунта при­меняют в основном. метод статических моментов. Для. этого сначала находят координаты центров тяжести объемов выемки и насыпи, заменяемых центром тяжести площадей их основания, относитель­но прямоугольной системы координат, в качестве осей абсцисс и ординат которой обычно принимают стороны планируемой площад­ки (Г— Л и Г — В на рис. V.13). Суммарные статические моменты объемов работ относительно той или иной оси получают как сумму моментов, найденных путе, м умножения объемов работ в каждом из элементарных участков на расстоянии от оси координат до цен­тра тяжести объема работ в пределах этого участка.

Координаты приведенных центров тяжестей объемов выемок и насыпей вычисляют по формулам:

І« = ЇМм/ЇУ,; LBy = 2 МВц/Е VB; ї

A* = 2AWSV„; Lay=ZMm/’ZV». J ( ■ }

Средняя дальность перемещения грунта

LcP = V(LBX-Lmy+ (LBy-. (V. 15)

Этот метод довольно трудоемкий, но дает высокую точность резуль­татов.

Шахматный баланс грунтовых масс — это такая форма, в кото­рой учитывается пункт укладки каждого объема земли, добыва­емого на отдельном объекте или участке планировочной выемки. При распределении земляных, масс по шахматному балансу сле­дует принимать оптимальные расстояния перемещения грунта для тех механизмов, которые применены для выполнения работ на дан­ном объекте.

Объемы работ по послойному уплотнению насйпей исчисляют в квадратуре последовательно уплотняемых слоев:

Fyn = VJhyn, (V.16)

Где Fyn — суммарная площадь уплотнения, м2; VB — геометрический объем на­сыпи, подлежащей уплотнению, мЗ; /гуп — толщина последовательно уплотняемых слоев, зависящая от рода грунта и вида уплотняющего оборудования, м.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *