3.2 Технология и организация линейных работ.

3.2.1 Определение объемов линейных работ.

Линейными считаем такие работы, объем которых не превышает 40000 м³.

Линейные работы распределены почти по всей длине строящейся дороги и повторяются на каждом километре с небольшими отклонениями от средних значений. Имеется три участка линейных работ: первый – с нулевого по четвертый километр, второй – с пятого по шестой километр, третий - с седьмого до девятого километра.

Определим среднюю высоту насыпи на этих участках по формуле:

h_ср = , (3.3)

где – сумма высотных отметок насыпи;

n – количество отметок насыпи.

Вычисляем среднюю высоту насыпи на участках по формуле (3.3):

1 участок: h_ср =

2 участок: h_ср =

3 участок: h_ср =

Грунт земляного полотна − супесь легкая, связный грунт. Оптимальная толщина уплотняемого слоя составляет 30−35 см при уплотнении грунта до коэффициента уплотнения 1,05 катком на пневмошинах массой 25−30 т. Для уплотнения слоёв насыпи принимаю каток ДУ−29. В расчётах принимаю толщину уплотняемого слоя равной 30 см. Средняя толщина насыпи составляет 1,35 м на первом участке, 1,0 м на втором участке и 1,5 м – на третьем участке, поэтому насыпь отсыпаем способом послойной отсыпки в 5 слоев: четыре слоя толщиной по 30 см и один слой толщиной 15 см – на первом участке; 3 слоя по 30 см и 4 слой 10 см на втором участке, а на третьем участке пять слоев. Рисунок(3.5). Участок 1 (0 км – 4 км).

Участок 2 (5 км – 6 км).

Участок 3 (7 км – 9 км).

Рисунок 3.5 – Схемы послойной разбивки насыпей на участках.

Средний объём грунта каждого слоя насыпи определяем по формуле:

V=((a+b)/2)∙h∙k_упл··1000, (3.4)

где a − ширина слоя понизу, м;

b − ширина слоя поверху, м;

h − толщина слоя, м;

k_упл− коэффициент уплотнения грунта, 1,05;

1000 − протяжённость равная 1 км дороги.

В соответствии с формулой (3.4) определим объём грунта каждого слоя насыпи, считая слои снизу насыпи:

Первый участок:

I слой: V₁ = ((17,4+ 16,2)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 5292 м³;

II слой: V₂ = ((16,2 + 15)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4914 м³;

III слой: V₃ = ((15 + 13,8)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4536 м³;

IV слой: V₄ = ((13,8 + 12,6)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4158 м³;

V слой: V₅= ((12,6 + 12,0)/2)∙0,15∙1,05∙1000 = 1937,3 м³;

Геометрические размеры слоёв приведены в таблицах (3.4),(3.5).

Таблица 3.4 – Геометрические параметры слоёв насыпи на первом участке ( с нулевого по конец третьего километра ).

номер слоя	толщина, м	ширина поверху, м	ширина понизу, м	площадь поперечного сечения, м2	Объем грунта,м3
1	0,3	16,2	17,4	4,992	5292
2	0,3	15	16,2	4,632	4914
3	0,3	13,8	15	4,272	4485,6
4	0,3	12,6	13,8	3,912	4158
5	0,15	12	12,6	1,3442	1937,3

Второй участок:

I слой: V₁ = ((15,5 + 14,45)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4717,125 м³;

II слой: V₂ = ((14,45 + 13,43)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4391,1 м³;

III слой: V₃ = ((13,43 + 12,36)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4061,925 м³;

IV слой: V₄ = ((12,36+ 12,0)/2)∙0,1∙1,05∙1000 = 1278,9м³.

Полученные значения объемов насыпи сводим в таблицу.

Таблица 3.5 – Геометрические параметры слоёв насыпи на втором участке (с пятого по шестой километр).

номер слоя	толщина, м	ширина поверху, м	ширина понизу, м	площадь поперечного сечения, м2	Объем грунта,м3
1	0,3	14,45	15,5	4,31	4717,125
2	0,3	13,43	14,45	4,28	4391,1
3	0,3	12,36	13,43	3,98	4061,925
4	0,1	12,0	12,36	1,26	1278,9

Третий участок:

I слой: V₁ = ((18+ 16,8)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 5481 м³;

II слой: V₂ = ((16,8 + 15,6)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 5103 м³;

III слой: V₃ = ((15,6 + 14,4)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4725 м³;

IV слой: V₄ = ((14,4 + 13,2)/2)∙0,30∙1,05∙1000 = 4347 м³;

V слой: V₅= ((13,2 + 12,0)/2)∙0,3∙1,05∙1000 = 3969 м³;

Геометрические размеры слоёв приведены в таблицах (3.4),(3.5).

Таблица 3.6 – Геометрические параметры слоёв насыпи на первом участке ( с седьмого по девятый километр ).

номер слоя	толщина, м	ширина поверху, м	ширина понизу, м	площадь поперечного сечения, м2	Объем грунта,м3
1	0,3	16,8	18	5,22	5481
2	0,3	15,6	16,8	4,86	5103
3	0,3	14,4	15,6	4,5	4725
4	0,3	13,2	14,4	4,14	4347
5	0,3	12	13,2	3,78	3969

Геометрические размеры слоёв приведены в таблицах (3.4),(3.5),(3.6)

Общий средний объём грунта определяем по формуле:

V = V₁ + V₂ + V₃ + V_…+V_n, (3.5)

Вычисляем общий средний объём грунта на 3 км на первом участке по формуле (3.5):

V₁ = 5292 + 4914+ 4536+ 4158 + 1937,3= 20837,3 м³;

Вычисляем общий средний объём грунта на 1 км на втором участке по формуле (3.5):

V₂ = 4717,125 + 4391,1 + 4061,925 + 1278,9 = 14449,05 м³;

Вычисляем общий средний объём грунта на 2 км на третьем участке по формуле (3.5):

V₁ = 5481+ 5103+ 4725+ 4347+ 3969= 23625 м³.

Линейные работы проводятся на трех участках: 0+00 км  4+00 км; 5+00 км – 6+00 км и 7+00 км 9+00 км. Объёмы работ на них определим по таблице (3.5), в соответствии с которой объём работ:

 на первом участке: V_I= 20837,3 м³;

 на втором участке: V_II= 14449 м³;

 на третьем участке: V_I= 23625 м³.

1. Расход воды на увлажнение грунта до оптимальной влажности из расчёта на 1м³ определяется по формуле

(3.6)

Р_Г – объемный вес сухого грунта, Р_Г= 1,8 т/м³;

W_e – естественная влажность, W_e = 15,5%;

W₀ – оптимальная влажность;W₀ = 11%;

(3.7)

W_T – влажность на границе текучести,(для супеси W_T = 0,18).

Определим расход воды по формуле (3.6).

Расчёт объёмов линейных работ на 1 км:

2. Объём разрабатываемого и перемещаемого грунта в первый слой насыпи определяем по формуле:

V = F·L·К_у (3.8)

где F – площадь поперечного сечения первого слоя, м²;

L – протяжённость расчётного участка линейных работ, м;

К_у – коэффициент уплотнения (1,05).

Вычислим объём перемещаемого грунта на первом участке насыпи по формуле (3.8):

1 слой: V1₁ = 4,992·1000·1,05 = 5292 м³;

2 слой: V2₁ = 4,632·1000·1,05 = 4914 м³;

3 слой: V3₁ = 4,272·1000·1,05 = 4536м³;

4 слой: V4₁ = 3,912·1000·1,05 = 3666,6 м³;

5 слой: V5₁ = 1,3442·1000·1,05 = 1180,4 м³.

Вычислим объём перемещаемого грунта на втором участке насыпи по формуле (3.8):

1 слой: V1₂ = 4,31·1000·1,05 = 4525,5 м³;

2 слой: V2₂ = 4,28·1000·1,05 = 4494 м³;

3 слой: V3₂ = 3,98·1000·1,05 = 4179 м³;

4 слой: V4₂ = 1,26·1000·1,05 = 1323 м³;

Вычислим объём перемещаемого грунта на третьем участке насыпи по формуле (3.8):

1 слой: V1₃ = 5,22·1000·1,05 = 5481 м³;

2 слой: V2₃ = 4,86·1000·1,05 = 5103 м³;

3 слой: V3₃ = 4,5·1000·1,05 = 4725 м³;

4 слой: V4₃ = 4,14·1000·1,05 = 4347 м³;

5 слой: V5₃ = 3,78·1000·1,05 = 3969 м³.

3. Увлажнение грунта первого слоя машиной ПМ-130 из расчёта 0,200 т воды на 1 м³ грунта определяем по формуле:

V_увл= V·Р_тр, (3.9)

где V – объём грунта слоя насыпи, м³;

Р_тр – количество воды из расчёта на 1 м³ грунта, т.

Вычисляем количество воды, требуемое для увлажнения грунта первого слоя насыпи до оптимальной влажности по формуле (3.9):

1 участок:

1. слой: V1_{увл 1} = 5292∙0,07=366,91 м³;

2 слой: V2_{увл 1} = 4914 ∙0,07=340,45 м³;

3 слой: V3_{увл 1} = 4536∙0,07=313,99 м³;

4 слой: V4_{увл 1} = 3666,6 ∙0,07=256,66 м³;

5. слой: V5_{увл 1}= 1180,4 ∙0,07=82,63 м³.

2 участок:

1 слой: V1_{увл 2} = 4525,5 ∙0,07=316,8 м³;

2. слой: V2_{увл 2} = 4494∙0,07=314,6 м³;

3. слой: V3_{увл 2} = 4179∙0,07=292,5 м³;

4. слой: V4_{увл 2} = 1323∙0,07=92,6 м³;

3 участок:

1 слой: V1_{увл 3} = 5481 ∙0,07=383,7 м³;

2 слой: V2_{увл 3} = 5103∙0,07=357,2 м³;

3 слой: V3_{увл 3} = 4725∙0,07=330,8 м³;

4 слой: V4_{увл 3} = 4347∙0,07=304,3 м³;

5 слой: V5_{увл 3} = 3969 ∙0,07=277,8 м³.

4. Площадь планировки верха земляного полотна и дна резервов определяем по формуле:

F^в = B^в·L, (3.10)

где В^в – ширина земляного полотна поверху, 12 м.

L – протяжённость расчётного участка линейных работ, м

Вычисляем площадь планировки верха земляного полотна и дна резервов по формуле (3.10):

F^в = 12·1000=12000 м²

5. Площадь планировки откосов насыпи автогрейдером определяем по формуле:

F_о.н.= ∙2, (3.11)

где F_о.н. – площадь откосов насыпи на 1 км, м²;

h − средняя высота насыпи, м;

а − проекция откоса насыпи на горизонтальную плоскость, м;

1000 − протяжённость 1 км дороги.

Вычисляем площадь планировки откосов насыпи автогрейдером по формуле (3.11):

1 участок: F_о.н.1 = м²;

2 участок: F_о.н.2 = м²;

3 участок: F_о.н.2 = м².

6. Объём надвигаемого слоя растительного грунта на откосы определяем по формуле:

V_р = F_о.н.·h, (3.12)

где F_о.н. – площадь откосов насыпи на 1 км, м²;

h – толщина надвижки, 0,15 м.

Вычисляем объём надвигаемого слоя растительного грунта на откосы по формуле (3.12):

1 участок: V_1р = 8361,2·0,15 = 1254,2 м³;

2 участок: V_2р = 6324,6·0,15 = 948,7 м³;

3 участок: V_3р = 9032,8·0,15 = 1354,9 м³.

Результаты вычислений заносим в таблицы (3.5),(3.6).

Таблица 3.6 – Расчёты объёмов линейных работ на участке 0-4 км:

Слой насыпи	Площадь поп. сеч-я F, м2	Отсыпка грунта V, м3	Разравнивание V, м3	Увлажнение грунта V, м3	Уплотнение V, м3	Планировка F, м2	Надвижка растит гр V, м3
1 слой	4,992	4611,6	4611,6	366,91	4611,6	-	-
2 слой	4,032	4233,6	4233,6	340,45	4233,6	-	-
3 слой	3,672	4485,6	4485,6	269,89	4485,6	-	-
4 слой	3,492	3666,6	3666,6	243,43	3666,6	-	-
5 слой	1,1242	1180,4	1180,4	82,63	1180,4
Верх ЗП	-	-	-	-	-	10000	-
Откосы	-	-	-	-	-	8361,2	1254,2
Таблица 3.7 – Расчёты объёмов линейных работ на участке 5 - 6 км
Площадь поп сеч-я F, м2	Отсыпка грунта V, м3	Разравнивание V, м3	Увлажнение грунта V, т	Уплотнение V, м3	Планировка F, м2	Надвижка растит гр V, м3	Надвижка растит гр V, м3
4,31	4525,5	4525,5	316,8	4525,5	-	-	-
4,28	4494	4494	314,6	4494	-	-	-
3,98	4179	4179	292,5	4179	-	-	-
1,26	1323	1323	92,6	1323	-	-	-
-	-	-	-	-	10000	-	-
-	-	-	-	-	9039,4	948,7	948,7

Таблица 3.8 – Расчёты объёмов линейных работ на участке 7-9 км:

Слой насыпи	Площадь поп. сеч-я F, м2	Отсыпка грунта V, м3	Разравнивание V, м3	Увлажнение грунта V, м3	Уплотнение V, м3	Планировка F, м2	Надвижка растит гр V, м3
1 слой	5,22	5481	5481	383,7	5481	-	-
2 слой	4,86	5103	5103	357,2	5103	-	-
3 слой	4,5	4725	4725	330,8	4725	-	-
4 слой	4,14	4347	4347	304,3	4347	-	-
5 слой	3,78	3969	3969	277,8	3969
Верх ЗП	-	-	-	-	-	10000	-
Откосы	-	-	-	-	-	1354,9	1354,9