Земляное сооружение — выемку
или насыпь — можно представить в виде геометрического тела, объем которого
подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета
характерных земляных сооружений приводятся в справочниках по земляным работам.
При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его
членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов, либо
пользуются приближенными методами подсчетов.
В практике промышленного и
гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы
линейно-протяженных сооружений (траншей), котлованов и работ по вертикальной
планировке площадок. Для определения объемов каждого вида земляных работ
существуют различные методы и расчетные формулы. Целесообразность метода
расчета выбирается в каждом конкретном случае с учетом рельефа местности,
размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства
работ, а также исходя из требуемой точности подсчетов.
При производстве и подсчете
объемов работ отметки поверхности имеют следующие наименования:
красная — проектная отметка,
под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение;
черная — фактическая отметка
поверхности земли до начала производства работ;
рабочая — это разность между
красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли, рабочие отметки
определяют глубину выемки или насыпи.
Основными исходными
документами для подсчета объемов земляных работ служат продольные и поперечные
профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с
горизонталями.
Подсчитывая объемы земляных
работ при прорывке траншей и котлованов, необходимо правильно определить их
размеры. Подсчет объемов сводится к определению объемов различных
геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения.
При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями и отдельные
неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный
объем.
Объем протяженных земляных
сооружений подсчитывается приближенным методом поперечных профилей, основанном
на делении сооружения в характерных точках перелома продольного профиля или на
пикетах вертикальными плоскостями на призматоиды. По площади поперечных сечений
и расстоянию между ними определяются частные объемы каждого призматоида,
которые затем суммируются. Для облегчения подсчетов существуют пособия,
справочники, таблицы, номограммы.
Объем котлована с
прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырёх сторон,
определяется, например, по преобразованной формуле:
V = (Н/6) (ab + cd + (а +
с)(b + d))
где Н — глубина котлована; а
и b — соответственно ширина и длина котлована по дну; с и d — то же, поверху.
При производстве подсчетов
объемов земляных работ при отрывке траншей и котлованов необходимо правильно
определить их размеры в зависимости от условий производства работ. При
разработке траншей под ленточные фундаменты ширина дна траншеи принимается
равной ширине подошвы фундамента плюс 0,2 м с каждой стороны для устройства песчаной
или бетонной подготовки. Если разработка траншеи ведется с креплением, то для
его установки необходимо ширину по дну увеличить на 0,1 м при глубине до 2 м и на 0,2 м — при глубине до 3 м. Для устройства шпунтового
ограждения уширение составляет уже 0,4 м при глубине до 3 м с добавлением по 0,2 м на каждый метр глубины
свыше 3 м.
При необходимости устройства вертикальной гидроизоляции фундаментов и стен
подвалов для удобства работ необходимо также уширить выемку.
Ширина траншей по дну для
укладки трубопроводов определяется в зависимости от размеров труб и способа их
укладки.
При разработке грунта
землеройными машинами наименьшая ширина траншей по дну должна соответствовать
ширине режущей кромки рабочего органа машины плюс 0,15 м в песчаных и
супесчаных грунтах, 0,1 м
— в глинистых и суглинках.
Рабочая глубина котлована под
фундаменты определяется разницей черной и красной отметок. Для учета характера
рельефа местности в практических подсчетах достаточно принять усредненную
черную отметку, равную средней арифметической нескольких отметок.
С целью предотвращения
нарушения естественной структуры грунта при работе экскаватора
предусматривается недобор грунта в пределах от 5 до 20 см. Рабочую высоту насыпи
протяженного сооружения задают больше проектной величины с учетом последующей
осадки грунта.
Исходным документом для
подсчета объемов земляных работ при вертикальной планировке является
картограмма земляных масс, представляющая собой план участка, на котором рельеф
изображен горизонталями, с нанесенной сеткой квадратов и указанием черных,
красных и рабочих отметок вершин квадратов, а также с изображением линии
нулевых работ. Картограмма составляется при проектировании генерального плана
геодезической службой проектно-изыскательской организации, однако перед началом
планировочных работ производственникам часто приходится уточнять ее.
Средняя отметка планировки
может быть задана в соответствии с потребностями строительства, но чаще всего
она определяется из условия нулевого баланса, т. е. равенства земляных масс
выемки и насыпи в пределах планируемой площадки.
Подсчет объемов земляных
работ при вертикальной планировке на больших площадях может производиться по
трехгранным или четырехгранным призмам. Для этого планируемый участок с
нанесенными на нем горизонталями разбивают на ряд квадратов, которые затем
разделяются диагоналями на прямоугольные треугольники. Сторона квадрата в
зависимости от рельефа местности и точности подсчета принимается для
пересеченного рельефа 10-50 м,
а для спокойного рельефа — до 100
м. В углах каждого квадрата интерполяцией по
горизонталям определяются и проставляются черные отметки — отметки от
поверхности земли. Рабочие отметки со знаком (+) указывают на необходимость
срезки грунта, т. е. на устройство выемки, а отметки со знаком (-) на
необходимость устройства насыпи. Треугольники с рабочими отметками одинакового
знака называют одноименными, а разных знаков — переходными.
Общий объем земляных работ
при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.
