Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт ИЭИ

Кафедра Строительных технологий и экспертизы недвижимости

Специальность 270100

 

Практикум по курсу ТСП

«Земляные работы»

 

 

Выполнил студент

Группы 5Скб-41

Бусыгин Н.С.

Проверил преподаватель:

Залипаева О.А.

 

 

 

 

Череповец

2012

           Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке

Планировка  площадок производится для устранения неровностей естественного рельефа местности и придания ей заданных проектом уклонов.

Подсчет объемов  земляных работ при вертикальной планировке включает в себя следующие  этапы:

                  Подсчет черных отметок

Черные отметки – это отметки уровня рельефа. Их находят в точках пересечения сторон квадратов. Черные отметки Н_ч определяются по кратчайшим расстояниям до ближайших горизонталей путем интерполяции (когда точка лежит между двумя горизонталями) или экстраполяции (когда точка лежит вне горизонталей). (рис. 1 и 2).

 

 

 

          ₍₁₎

      м

            ₍₂₎

      

 

            ₍₃₎

      м

            ₍₄₎

      м

    Рис. 2. Сечение нормалей

Таблица 1

Результаты  вычислений

№ точки	Нт	№ точки	Нт	№ точки	Нт
1.	202,38	11.	204,3	21.	201,44
2.	203	12.	205	22.	202,28
3.	203,72	13.	200,51	23.	203,21
4.	204,22	14.	201,46	24.	203,81
5.	205	15.	202,25	25.	199,15
6.	205,71	16.	203	26.	200
7.	201,35	17.	203,63	27.	200,66
8.	202,21	18.	204,48	28.	201,35
9.	202,88	19.	200	29.	202,7
10.	203,56	20.	200,64	30.	203,4

Черную отметку подписывают  в правом нижнем углу у вершины  квадрата нивелировочной сетки.

Подсчет средней нивелировочной отметки

Осуществляется  по черным отметкам по формуле:

,    (5)

где Н₁, Н₂, Н₃, Н₄ – черные отметки вершин общих (соответственно для одного, двух, трех, четырех) квадратов;

n – количество квадратов.

_{Подсчет красных отметок}

_{Красные отметки Нк определяют всех вершин квадратов нивелировочной сетки, принимая во внимание величину и направление уклона площадки:}

,     (6)

где L₁, L₂ – расстояние под углом 90⁰ между двумя симметричными вершинами к линии средней планировочной отметки Н₀;

i₁, i₂ – уклон площадки вдоль L₁ и L₂.

Красную отметку  подписывают в верхнем правом углу у вершины квадрата нивелировочной отметки.

Расчеты на ЭВМ  и миллиметровка с планом приведены  в приложении.

Расчет  рабочих отметок

Рабочие отметки h_р вычисляют как разность между черными отметками и проектными (красными, планировочными):

     (7)

  Рабочие  отметки со знаком “+” указывают  на необходимость срезки грунта, т.е. устройства выемки, со знаком “-” – на необходимость устройства насыпи.

 Рабочую  отметку надписывают в верхнем  левом углу у вершины квадрата  нивелированной сетки.

 

Построение  нулевой линии

Нулевая линия - это граница между выемкой и насыпью, линия, по которой пересекаются плоскость рельефа и проектная плоскость. Нулевая линия находится на сторонах квадратов, где знак рабочей отметки изменяется. Ее положение определяется графически (по картограмме) или аналитически по формуле:

,   (8)

где a – длина стороны квадрата.

Рис. 3. Определение  нулевых точек

 

Пользуясь формулой, определяют положение нулевых точек  на вертикальных   и горизонтальных сторонах квадратов. Соединив нулевые точки между собой, получают нулевую линию, которая является границей между выемками и насыпями.

 Картограмма земляных масс

По вычисленным  рабочим отметкам с учетом их знаков на сетке квадратов строят картограмму  распределения земляных масс.

При построении картограммы положительные рабочие  отметки откладывают вверх и  вправо, а отрицательные – вниз и влево.

 

Отложив рабочие отметки  от первой горизонтальной линии нивелировочной

сетки, соединяют  их друг с другом прямыми линиями. Пространство между полученной линией картограммы и горизонтальной линией сетки заштриховывается в вертикальном направлении. Этот процесс повторяется для второй горизонтальной линии сетки, затем для третей и так далее.

Картограмма дает наглядное представление о рельефе  местности и указывает на положение  нулевой линии.

 

Подсчет суммарного объема насыпи (выемки) с учетом откосов и коэффициента остаточного разрыхления

Определяется  по формуле:    ,

- коэффициент остаточного разрыхления.

Необходимый объём  выемки определяется по формуле:

 

Баланс  земляных масс

Баланс земляных масс – это разница объемов выемки и насыпи,   выраженная в %.

Если объемы выемок превышают объемы насыпей, т.е. V_в>V_н, то баланс будет называться положительным, а избыточное количество грунта подлежит вывозке с площадки в кавальеры (отвалы).

Если объем  насыпи превышает объем выемки, т.е. V_н>V_в, то баланс будет называться отрицательным, а недостающее количество грунта следует завести на площадку из резерва.

 

 

 Если же объем насыпи  равен объему выемки, т.е. V_н=V_в (разница в пределах 5%), то баланс будет называться нулевым.

V_н = 18 772,01 м³; V_в = 18 763,05 м³. Разница в пределах 0,05%.

Сводный баланс

Это ведомость, в которую сводят все результаты после окончания расчетов объемов  работ. Он отражает качественные и количественные соотношения объемов грунта выемок и насыпей.

 

 Шахматный  баланс земляных масс

Это таблица, в  которой показано из какого участка  выемки в какой участок насыпи рационально перемещать грунт.

 

 План распределения земляных масс

Составление плана  распределения земляных масс при вертикальной планировке заключается в нанесении нулевой линии на схему площадки с указанием наименьших перемещений грунта из участков выемки в участки насыпи.

 

Подсчет объемов земляных работ при разработке котлована и обратной засыпке

Подсчет объемов земляных работ при разработке котлована заключается в определении размеров, формы, объема котлована, объема въездной траншеи и объема обратной засыпки.

Размеры наружного  контура подземной части здания на уровне низа фундаментов А = 48 м, В = 72 м.

 

 

 

 

 

Определение размеров котлована

Размеры котлована  по дну определяются по формулам:

а = А + 2 · с´,

в = В + 2 · с´,

где а, в – размеры котлована по дну; А, В – размеры подземной части здания, принимаемые по исходным данным;  с´ - зазор между наружной гранью подземной части здания и основанием откоса; с´ = 1,5 м.

а = 48 + 2·2,5 = 53 м,

в = 72 + 2·2,5 = 77 м.

Далее определяем заложение откоса по формуле: а´ = m·h_к,

где  m – коэффициент откоса ([СНиП 12-04-2002, а также приложение, таблица 4.3]); т = 0,25; h_к – глубина котлована.

 

а^’= 1·3,5 =0,75 м.

Размеры котлована  поверху с, d определяют по формулам:

с = а + 2 · а´,

d = в + 2 · а´,

 

с = 53 + 2·1,5 = 54,5 м,

d = 77 + 2·1,5 = 78,5 м

 

 

 

 

Рис. 4. План котлована

 

3.2. Определение объема котлована

Объем котлована V_к с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырех сторон, определяется по формуле:   

V_к =

· [а ∙ в + с ∙ d + (а + с) · (в + d)],

V_к =

· [53*77 + 54,5*78,5 + (53+54,5) · (77*78,5)]=12537,75

 

 

   _{Определение объема въездной траншеи}

Объем въездной траншеи определяют по формуле:

V_т =

(3· е + 2 ·m·h_к · _,

где е – ширина траншеи по низу, принимается равной 3,0 – 3,5 м при одностороннем движении транспорта и 7,0 – 7,5 м – при двухстороннем; т` - коэффициент заложения для траншеи, при уклоне дна траншеи i = 0,005, т` = 10.

V_т =

(3,5*3 + 2 ·0,25*3 · _,

 

 

 

  Определение объема грунта для обратной засыпки

Объем грунта, необходимый для обратной засыпки V_оз, определяется        по формуле:                       ,

где  V_п – объем пазух, определяемый как разность между объемом котлована и объемом подземной части сооружения;  К_ор – коэффициент остаточного разрыхления, равный 1 + ρ_{о ,} где ρ_о– мера остаточного разрыхления грунта, %, определяемая в зависимости от вида грунта по [3, приложение, табл.3].

_{(12537,75-11100 +174,96)/1,07=1507,2}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор комплектов машин для вертикальной планировки

 

4.1. Исходные данные для расчета:

• размеры площадки 125х100 м (см. рис.6);
• средняя дальность перемещения грунта (расстояние между центром тяжести выемки и насыпи) L = 55,90 м;
• объем выемки (V_в) и насыпи (V_н): V_н = 6733,37 м³; V_в = 7072,51 м³;
• площадь выемки (F_в) и насыпи (F_н): F_н = 6189,98 м²; F_в = 6310,01 м²;
• грунт – песчаный;
• общий срок работ – 7,5 дня.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6. План площадки

Основные этапы  выбора машин для планировки площадки:

1. Определение группы грунта при разработке бульдозерами.            Группа  грунта  II [1,  с. 30.,  табл. 7]

2. Определение средней толщины насыпи:

h_н.ср = V_н/F_н = 6733,37/6189,98= 1,1 м.

3. Определение  средней толщины выемки:

h_в.ср  = V_в/F_в = 7072,51/6310,01 =1,1 м.

4. Выбор   варианта  производства  работ. Для сравнения выбрано 2 комплекта машин.

Состав комплектов:

 

 

1 вариант

Бульдозерный комплект:

- бульдозер;

- машина для  разравнивания грунта;

- машина для уплотнения;

2 вариант

Бульдозерный комплект:

- бульдозер;

- машина для  разравнивания грунта;

- машина для  уплотнения;

 

 

5. Выбор марки  машин и определение нормы  времени (Н_вр) по ЕНиР [3].

 

4.2. Бульдозерный комплект (1 вариант)

Состав работ:

- разработка  грунта и перемещение его из  выемки в насыпь;

- разравнивание  грунта;

- уплотнение.

4.2.1. Выбор ведущей машины (бульдозера)

Согласно [1, табл. 6, с. 30]: для V_В = 7072,51 м³ рекомендуются бульдозеры на тракторах мощностью 180-250 л.с. Марки бульдозеров можно принимать по

 [1, с. 33] или по [2, с. 140].

Для 1 варианта выбираем бульдозер на тракторе ДТ-75-БС и       заполняем табл. 2.

Таблица 2

Марка бульдозера	Оптовая цена, Со.ц., р.	Стоимость машино-смены, См.см., р.
Д-607	5300	26,40