§ XI 5. Подсчет объемов земляных работ

Рис. XI9. Неучитываемые объемы при подсчете земляных работ на уча­стках вертикальных кривых: I — неучитываемая площадь в продольном профиле; 2 — неучитываемая площадь в по­перечном сеченин

Рис. Х1.8. Различие в объемах насы­пей н выемок при одинаковых рабо­чих отметках: Н — высота насыпи или глубина выемки

Для подсчетов объемов земляных работ проектные организации используют специальные таблицы¹², составленные для различной ширины земляного полотна по уравнению (XI. 10.). Обычно в таблицах приводятся значения объемов земляного полотна для разных значений суммы рабочих отметок Н_г + П₂ при разной длине участк

а

В настоящее время подсчет объемов земляных работ в проект­ных организациях ведут на электронных вычислительных машинах, дающих возможность при больших объемах работ ускорить расчеты и избежать ошибок, частых при ручном подсчете.

Для удобства подсчетов объем боковых канав включают в объем выемок. При подсчете насыпей объем боковых канав учитывают до­полнительно по специальным таблицам.

Поперечный уклон местности менее Ю0°/оо мало влияет на объем работ и при подсчете не принимается во внимание. На косогорных участках земляные работы определяют по уравнению (Х1.9). Для подсчета должны быть вычерчены поперечные профили земляного полотна в характерных точках (рис. XI. 10). Площади выемок и насыпной части измеряют обводкой планиметром или путем разбивки сложного сечения на простейшие фигуры.

Мосты длиной по настилу менее 4 м и трубы при подсчете земляных работ для упрощения не учитывает, т. е. считают их как бы запол­ненными землей.

Для более точного учета объема земляных работ, которые необ­ходимо выполнить при постройке дороги, к объемам, вычисленным по формулам, необходимо вводить поправки, учитывающие: влияние разности смежных отметок, если она превышает 1 м; дополнительные объемы земляных работ по удалению растительного грунта, по отсып­ке конусов у искусственных сооружений; объемы, занимаемые в гото- гой дороге дорожной одеждой (так называемую поправку на устройство дорожной одежды); различие в степени уплотнения грунта в условиях естественного залегания и в насыпях после искусственного уплот­нения; просадки насыпей в слабые основания (торф, рыхлые грунты). Кроме того, на дополнительные и не учтенные в проекте работы вводят поправочный коэффициент 1,05—1,10 на общий объем землшых работ.

При введении поправки на устройство дорожной одежды учитыва­ют способы отсыпки обочин. Эту поправку при подсчете объемов на­сыпи вводят с отрицательным знаком, так как земляные работы умень­шаются на объем, занимаемый дорожной одеждой (рис. XI. 11, а). В выемках поправка на устройство дорожной одежды, наоборот, уве-

Рпс. XI.10. Поперечные профили зем- Рис. XI.11. Схема к учету поправки ляиого полотна на косогоре на устройство дорожной одежды:

а — в насыпях присыпаются обочины; б — в выемках отрывается корыто

личивает объем земляных работ, поэтому вводится с положительным знаком (рис. XI. 11, б).

Введение поправок на искусственное уплотнение грунта в насы­пях связано с тем, что при современных требованиях к уплотнению земляного полотна автомобильных дорог плотность грунта в земляном полотне должна быть больше плотности грунта в условиях естествен­ного залегания. Поэтому объемы насыпей, как правило, меньше объе­мов тех резервов, из которых их отсыпают. Величина поправочного коэффициента может быть установлена путем сопоставления плотно­сти грунта в условиях естественного залегания с плотностью грунта, которую необходимо обеспечить в земляном полотне.

Просадки насыпей на участках, расположенных на слабых, уплот­няющихся под насыпью или выжимаемых из-под нее грунтах, вычис­ляют при помощи методов, изложенных в разделе об устойчивости земляного полотна.

Если грунты на отдельных участках дороги или даже в пределах одного поперечного профиля .различны по трудности разработки, объемы земляных работ подсчитывают отдельно для каждой категории грунта. Это же относится к участкам с неблагоприятными грунтовыми и гидрологическими условиями, где верхнюю часть земляного полотна отсыпают из привозных песчаных грунтов.

§ Х1.6. УСТАНОВЛЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ ВОЗКИ ГРУНТА

При возведении земляного полотна грунт срезают и перемещают на новое место — в насыпь, в отвал. Поэтому одна величина объемов насыпей и выемок еще не дает оснований для составления проекта ор­ганизации работ и выбора механизмов.

В условиях пересеченного рельефа при чередующихся насыпях и выемках земляное полотно можно возводить несколькими методами: отсыпать насыпи из грунта, получаемого при разработке выемок (продольная возка), или брать грунт для насыпей в резервах, а грунт из выемок отвозить в сторону, в кавальеры (поперечная возка). На плодородных землях грунт из выемок используют в насыпях, а недо­стающий грунт подвозят из закладываемых в стороне от дороги грунтовых карьеров.

Для каждого конкретного случая наиболее выгоден тот метод, ко­торый связан с меньшим объемом транспортных работ и наиболее эффективным использованием землеройных машин.

В большинстве случаев вопрос о способе возки определяется мест­ными хозяйственными и природными условиями, рельефом местности, подъездными путями, грунтовыми и гидрологическими условиями. Возможность поперечной возки исключается на ценных земельных уго­дьях, участках сильно засоленных грунтов, на пересечениях болот и в пределах населенных мест. Продольную возку невозможно приме­нить, если разрабатываемый грунт в выемке непригоден для укладки в насыпь или на пути возки нет переправы через реки или болота.

При составлении проекта организации земляных работ для уста­новления участков смежных насыпей и выемок с равными объемами и определения средних дальностей возки может быть применен метод построения графика распределения земляных масс.

Кривую распределения земляных масс строят путем последова­тельного алгебраического суммирования по ходу трассы объемов насыпей и выемок по данным ведомостей подсчета объемов земляных работ. Объемы выемок, служащие источниками получения грунта, принимаются со знаком плюс, а объемы насыпей, для возведения которых расходуется этот грунт, — со знаком минус. Последователь­ную сумму объемов откладывают по ординатам против пикетов и промежуточных точек спрямленной трассы, служащей осью абсцисс (рис. XI. 12).

Кривые распределения земляных масс имеют следующие особен­ности:

любая ордината кривой представляет собой алгебраическую сум­му насыпей и выемок от начала кривой до рассматриваемого сечения;

разность двух ординат ДУ равна объему земляных работ между рассматриваемыми сечениями А/, на дороге;

восходящие участки кривой соответствуют выемкам, а нисходящие — насыпям. Максимумы и минимумы кривой располагаются над точками перехода из выемки в насыпь и наоборот;

пологие участки кривой характеризуют малые объемы земляных работ, крутые участки — сосредоточенные большие объемы;

всякая горизонтальная линия ММ, пересекающая кривую объемов, отсекает участок, на котором объем насыпи равен объему выемки. Эта линия называется равнообъемной или распределяющей;

Рис. XI.12. Построение графика распределения земляных масс: а — продольный профиль; б — график распределения земляных масс

средняя дальность возки грунта в пределах участка кривой, от­секаемого распределяющей линией, равна частному от деления отсе­ченной площади на ее максимальную высоту

Это свойство кривой может быть доказано следующим образом. Выделим на продольном профиле — на участке выемки — элемен­тарный объем йУ, который согласно рис. XI. 13, перемещен иа рас­стояние I в насыпь. Принимая упрощенно, что транспортные средства двигаются по прямой линии, находим, что работа, затраченная на перемещение рассматриваемого объема грунта, равна

сIV = ЦйУ,

где / — сопротивление движению транспортных средств.

Элементарное произведение ШУ изображается на кривой распре­деления заштрихованной элементарной полоской высотой ЗУ и дли­ной I.

Суммарная работа перемещения грунта из всего участка выемки в насыпь равна

V

Ц = Ш = (XI.II)

с •

Интеграл выражает собой площадь со всей отсеченной части кри­вой. Если же исходить из условной средней дальности возки грунта 'ср. ^тс работа перевозки будет

и = (XI. 12)

Рис. Х.13. Схема к определению сред­ней дальности возки

откуда, приравнивая два выражения для V, получаем:

График распределения земля­ных масс в условиях пересечен­ного рельефа может быть исполь­зован для выбора дорожных ма­шин. Зная среднюю дальность возки, при которой землеройная машина используется наиболее эффективно, ее откладывают на кривой распределения земляных масс.Данные анализа кривой рас­пределения земляных масс следует рассматривать лишь как прибли­женно ориентировочные, не отра

­

жающие полностью действительных условий перемещения грунта, так как, во-первых, при анализе кривой допускают, что грунт перемещают строго по прямой линии между центрами тяжести перемещаемых объемов. Между тем фактическая дальность возки с учетом разворотов, возможности движения только по участкам на круче определенных уклонов и расположение выездов на насыпи может существенно превышать это расстояние. В зависимости от состояния поверхности грунта сопротивление движению может также сильно меняться. Во-вторых, условия работы землеройных машип и транспортных с редств, а также обеспечение водоотвода из выемок в процессе работы могут препятствовать перемещению грунта из выемки в насыпь, если рыемка расположена ниже по уклону дороги по отношению к насыпи.

При работе экскаваторов может оказаться полезной проходка пионерной траншеи на всю длину выемки за пределы рациональной дальности возки применяемых транспортных средств.

Существенные коррективы в решения, найденные по графику рас­пределения земляных масс, могут вноситься также с учетом качества грунтов, разрабатываемых в выемках и в резервах.