Підрахунок обсягів земляних робіт

Підрахунок об'ємів земляних робіт при влаштуванні виїмок (котлованів, траншей) і насипів при відомих розмірах досить простий. При складних формах виїмок і насипів їх розбивають на ряд більш простих геометричних тіл, які потім підсумовують. Підрахунок об'ємів земляних робіт необхідний для того, щоб обґрунтовано вибрати методи і засоби їх виконання, встановити необхідність відвезення або можливість розподілу вийнятого з котлованів або траншей ґрунту на прилеглій території з наступним його використання для влаштування зворотних засипок, визначити вартість виконання земляних робіт.

Рис. 2.7. Схеми для визначення об'ємів земляних робіт при влаштуванні котлованів різної форми, траншей і насипів:

а, 6, в ‒ котловани прямокутні, багатокутні та круглі; г ‒ траншея з укосами; д – насип

Визначення обсягів котлованів. Уточнивши за наведеними вище формулами розміри котловану понизу Вк, Lк, призначивши крутизну укосів m і знаючи глибину котловану H, визначають розміри котловану поверху B_K^B, L_K^B і потім обчислюють об'єм ґрунту, що підлягає розробці при влаштуванні котловану.

Об’єм котловану прямокутної форми з укосами знаходиться по формулі згідно схеми (рис. 2.7, а, б):

, м³. (2.7)

Об’єм круглого в плані котловану з укосами знаходять за формулою:

, м³, (2.8)

де та ‒ радіуси верхньої і нижньої основи котловану.

Котловани для споруд, що складаються з циліндричної і конічної частин (радіальні відстійники, метантенки та ін.), які переважно зводяться групами, тобто по кілька в одному котловані, розробляють в два етапи: спочатку влаштовують загальний прямокутний котлован з розмірами Вк, L_K понизу і В_К^В, L_K^B поверху від відмітки закладання їх циліндричних частин, а потім роблять поглиблення для конічних частин кожної споруди. Відповідно і обсяги земляних робіт визначають у два етапи; спочатку обсяг загального прямокутного котловану, за наведеними вище формулами, а потім обсяг конічних поглиблень з використанням формули усіченого конуса.

Обсяги насипів (рис. 2.7, д) можна обчислювати за тими ж формулами, що і виїмок, враховуючи форму насипу (призматоїд, усічений конус і т. п.). Потрібна кількість ґрунту для зведення насипу в щільному тілі визначають з урахуванням коефіцієнта залишкового розпушення (додаток 2). При великих ухилах, значній нерівності рельєфу і особливо при влаштуванні насипів на крутих схилах обсяги земляних робіт підраховують, розбиваючи насип на ділянки більш простої геометричної форми.

Для підрахунку обсягів робіт при вертикальному плануванні застосовують методи поперечних перерізів, чотиригранних і тригранних призм. Майданчик, що підлягає плануванню, на плані з горизонталями розбивають на елементарні ділянки, об'єми робіт по яких підсумовують. Метод поперечних перерізів (поперечників) використовують при рівному рельєфі і для орієнтовних підрахунків. У характерних перетинах рельєфу викреслюють поперечні профілі (на відстані один від одного не більше 100 м) і потім визначають площі кожного з них, а також обсяги ґрунту між ними.

Метод чотиригранних призм передбачає розбивку майданчика на прямокутники або квадрати (рис. 1.4, а, б) зі сторонами а (20... 100 м). Обсяги виїмок або насипів, укладені в окремих прямокутних призмах,

, м, (2.9)

де – сторона квадрата; , , , ‒ відмітки в кутах квадратів.

Відмітки зі знаком «-» вказують на необхідність влаштування насипу, а зі знаком «+» – виїмки. Загальний обсяг насипу (виїмки) визначають як суму окремих обсягів призм і їх частин, які лежать в межах ділянки насипу (виїмки).

Метод тригранних призм застосовують при нерівному рельєфі (із замкнутими горизонталями). Обсяг робіт підраховують шляхом розбиття прямокутників або квадратів діагоналями на трикутники. При цьому методі досягається найбільша точність підрахунків.

Після зведення в котловані споруди порожнечі з боків його (пазухи), включаючи в'їзні та виїзні траншеї, підлягають засипці ґрунтом. Обсяг засипки пазух котловану Vзас.к визначають різницею загального об'єму котловану Vзаг і обсягу заглибленої частини споруди Vз, тобто Vзас.к = Vзаг-Vз. Якщо споруди виступають над поверхнею землі на 0, 8...1 м, навколо них роблять обсипання ґрунтом. Обсяг обсипки Vобс обчислюють як обсяг усіченої піраміди Vу.п. п за вирахуванням обсягу обсипки частини споруди Vобс.ч в межах висоти h_обс (рис.2.8, в), тобто Vрбс = Vу.п.-Vобс.ч. Над спорудами з перекриттями (резервуарами, горизонтальними відстійниками й ін.) зверху влаштовують насип. Обсяг насипу над спорудою підраховують як обсяг усіченої піраміди насипу за вирахуванням обсягу частини споруди, що потрапляє в тіло насипу (рис. 2.8, г).

Рис. 2.8. Схеми до підрахунку обсягів вертикального планування, засипки та обсипки споруд:

а ‒ майданчика на квадрати; б ‒ положення площин при плануванні; в – план котловану і його подовжній переріз для визначення обсягу засипання і обсипання після спорудженні без покриттів; г ‒ те ж, для споруд з покриттями

Загальний об'єм ґрунту, що укладається в резерв на бермі котловану, повинен включати об'єм ґрунту для зворотної засипки пазух, обсипання споруд та влаштування насипу над ними. Надлишок ґрунту підлягає вивезенню.

Розподіл ґрунту на основі балансу земляних мас. Порівняння обсягів земляних робіт по влаштуванню виїмок і насипів на будівельному майданчику є баланс земляних мас, який може бути активним, якщо обсяг виїмок перевищує обсяг насипів, і пасивним, якщо обсяг виїмок менше обсягу насипів. У першому випадку зайвий ґрунт вивозять з будівельного майданчика у відвали, а в другому - недостатній для влаштування насипів ґрунт завозять ззовні.

Оскільки вивезення ґрунту за межі майданчика небажано, оскільки це підвищує терміни та вартість будівництва, необхідно прагнути, щоб весь ґрунт з виїмок укладався без залишку в насип, тобто щоб на майданчику дотримувався нульовий баланс ґрунтових мас. Для отримання такої рівності потрібно визначити оптимальну позначку планування майданчика, при якій, буде досягнутий нульовий баланс земляних мас.

Після закінчення підрахунку всі обсяги земляних робіт зводять в спеціальну відомість - зведений баланс земляних мас і складається з двох частин: лівої - прихід ґрунту (П) і правої - витрата ґрунту (Р). При П> Р баланс позитивний, тобто активний, при П < Р баланс негативний, тобто пасивний, і при П = Р баланс нульовий. Визначивши баланс земляних мас, складають схеми потоків переміщення ґрунту з виїмок в насипу або в резерви.