УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АД

4.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Объем земляного полотна, вычисленный без учета дорожной одежды, растительного грунта и поправки на разность рабочих отметок, называют профильным объемом земляных работ. Профильный объем определяется как произведение:

V = Fср l, (4.16)

где Fсp – средняя площадь сечения поперечных профилей на характерном участке, м; l – длина характерного участка (насыпь, выемка),

м.

где Нср – средняя рабочая отметка на участке между смежными поперечниками или между смежными пикетами (если сечения рассматривают на каждом пикете). В последнем случае подсчет объемов земляных работ называют попикетным.

В выемке среднюю площадь сечения определяют по формуле

где ωк – площадь кювета, м2; n – коэффициент крутизны откосов выемки; в'к – ширина кювета по верху, м.

В соответствии с обозначениями на рис. 4.13, б площадь кювета равна:

где вк – ширина кювета по низу, м; hк – глубина кювета, м; m – коэффициент крутизны внутреннего откоса кювета. Параметры кювета вк, hк и m принимают согласно запроектированному поперечному профилю в выемке; n – коэффициент крутизны внешнего откоса кювета (крутизна откоса выемки).

При определении объема земляных работ необходимо учитывать поправку на разность рабочих отметок Н, которая может быть как со знаком плюс, так и минус:

где Нn+1 и Нn – рабочие отметки на смежных участках или пикетах, м. Поправка Н учитывается при разности рабочих отметок

(Н1–Н2)>1 м.

131

132

133

134

135

Рис. 4.13. Расчетные схемы для определения объемов земляных работ: а - срезка грунта под насыпью; б - срезка грунта на выемке; в - срезка грунта на ширине резерва; г - параметры сточной призмы; д - параметры дорожной одежды

Объем грунта, требующийся в насыпь взамен снятого почвеннорастительного слоя также не включен в формулу (4.15), поэтому объ-

где hс – толщина срезаемого слоя ПРГ, м; значения hс обозначены на продольном профиле (разведочные геологические данные).

На площади выемки объем срезаемого ПРГ определяется со-

где lр – ширина резерва понизу, м; hс – средняя глубина резерва, м. Поправка ΔV на устройство проезжей части также не входит в

где с' и с''' – соответственно ширина краевой полосы и ширина обочины за краевой полосой, м.

Для обочин, укрепленных растительным грунтом, толщина укрепления hу=0.

Если площадь сточной призмы S1>(S2+S3+S4), то поправка ΔV на устройство проезжей части прибавляется к объему насыпи и вычитается из объема выемки.

Если S1<(S2+S3+S4), поправка ΔV вычитается из объема насыпи и прибавляется к объему выемки.

Если в конструкции дорожной одежды запроектирован дополнительный слой основания из песка или грунта повышенной плотности, их объем учитывают в профильном объеме земляного полотна, а при вычислении площади сечения дорожной одежды S2 по формуле

136

(4.26) толщину hд.о принимают без толщины песчаного или грунтового слоя.

Пример вычисления объема земляных работ Задание: вычислить попикетно объем земляных работ на участ-

ке ПК15+00 – ПК23+75.

Исходные данные:

–рабочие отметки на пикетах и плюсовых точках представлены на продольном профиле прил. 9.

–индивидуальные поперечные профили земляного полотна на характерных участках представлены на рис. 4.9 – 4.12;

–толщина дорожной одежды hд.о =0,53 м;

–обочины неукрепленные (hу=0);

–уклоны обочин и проезжей части соответственно равны

i0=40 ‰,

i пр. ч = 20 ‰;

– толщина срезаемого ПРГ на участках ПК15+00 – ПК20 и ПК23+75 – ПК28 равна hс=0,2 м, на участке ПК20 – ПК23+75 и ПК28

– ПК30 hс =0,3 м.

Решение

Расчет ведем в табличной форме, последовательно заполняя графы 1–22 табл. 4.1.

Графы 1–6 заполняем с продольного профиля прил. 9. Средние рабочие отметки вычисляем как полусумму рабочих отметок на смежных пикетах (и плюсовых точках) и записываем в графах 7 и 8.

Профильный объем земляных работ в насыпях и выемках определяем по формуле (4.16). При этом средние площади сечения Fср определяем согласно запроектированным поперечным профилям в насыпи (см. рис. 4.9) и выемке (см. рис. 4.10 и 4.11).

Например, для участка насыпи ПК15 – ПК16+00 устанавливаем по рис. 4.9 следующие расчетные параметры земляного полотна:

В=12 м, m=4.

Средняя рабочая отметка на данном участке Нср равна:

Нср 2,97 0,65 2 1,81 м.

Находим по формуле (4.17) профильный объем насыпи на данном участке:

VH (12 1,81 4 1,812 )100 3482 м3.

На участке ПК16 – ПК16+49 средняя рабочая отметка Нср=0,32 м, а профильный объем на участке длиной 49 м равен:

137

VH (12 0,32 4 0,322 ) 49 208 м3.

В выемке профильный объем определяем по формулам (4.16) и (4.18), предварительно вычислив площадь кювета при n=6; m=4; hк=0,6 м и вк=0,5 м (см. рис. 4.11):

к 0,5 0,6 0,62 2 4 6 2,1 м2.

Профильный объем выемки на участке ПК16+49 – ПК17+00 длиной 51 м при Нср=0,32 м равен:

Vв (12 0,30 2 2,1 6 0,302 2 6,5 0,30) 51 624,2м3

Аналогично выполняем расчеты на прочих участках, заполняя графы 9 и 10 ведомости (см. табл. 4.2).

Объемы срезки растительного грунта (графы 11, 12 и 13) определяем по формулам (4.21), (4.22) и (4.23). При толщине срезаемого слоя hс=0,2 м; и m=4 объем срезки под насыпь на участке ПК15 – ПК16 равен:

Vс 12 2 4 1,81 0,2 0,2 100 562 м3.

Объем срезки на площади резерва на участке ПК15 – ПК16 при ширине резерва lр=10 м и средней толщине срезки hср=1,4 м (см. рис. 4.9) равен:

Vс 10 4 1,4 4 1,4 0,2 100 424 м3.

Аналогично вычисляем объем срезки ПРГ под выемку, принимая расчетные параметры земляного полотна по рис. 4.10 и 4.11.

Значения графы 11 вносим в графу 14 – объем грунта взамен срезанного растительного слоя под насыпь.

В графу 15 записываем разность рабочих отметок Нn+1 – Hn (т.е. из последующей отметки вычитаем предыдущую); знак полученного результата (+ или –) следует сохранять при вычислении поправки на разность рабочих отметок (см. графу 16 ведомости). Например, на участке ПК15+00 – ПК16+00 разность рабочих отметок равна:

0,65–2,97 = –2,32.

Поправка на разность отметок на участке длиной 100 м по формуле (4.20) равна:

Н 4 2,322 10012 179 м3.

Чтобы вычислить поправку на устройство проезжей части ΔV, необходимо предварительно вычислить площади сечений S1, S2, S3 и S4 (см. формулу (4.24)) при следующих расчетных данных : в=7 м;

с=2,5 м; i0=0,04; i пр. ч =0,02.

Учитывая, что дорожная одежда запроектирована с дополнительным слоем основания из песка толщиной 0,3 м, в формуле (4.26)

138

необходимо принять толщину одежды на ширине проезжей части,

равной 0,65 – 0,30=0,35 м.

Для таких условий определяем по формуле (4.25) площадь сточ-

Оставшаяся часть ширины обочины запроектирована неукрепленной (hу=0), поэтому площадь сечения S4=0.

Определяем суммарную площадь сечений:

S2 + S3 + S4 =2,80 м2 >S1.

Следовательно, поправка ΔV на устройство дорожной одежды должна прибавляться к объему выемки и вычитаться из объема насыпи.

Величину поправки ΔV определяем по формуле (4.24).

На участке длиной l=100 м (ПК15+00 – ПК16+00) поправка на дорожную одежду по формуле (4.24) равна:

ΔV =(1,2 – 2,8)100 = –160 м3.

При последующих вычислениях в графу 17 записываем значение ΔV со знаком минус; в графу 18 – со знаком плюс.

Вычисляем общий объем земляных работ по участкам, заполняя соответствующие графы табл. 4.1.

Насыпь: графа 19 = графа 9 + графа 14 ± графа 16 ± графа 17. Выемка: графа 20 = графа 10 ± графа 16 ± графа 18.

На участке насыпи ПК15+00 – ПК16+00 объем земляных работ:

V = 3482 + 562 –179 – 160 = 3705 м3.

На участке насыпи ПК16 – ПК16+49 поправка ΔV =–1,6·49 =– 78.4 м3, а общий объем земляных работ равен V = 208,2 + 158 –78,4 = 288 м3. На участке ПК16+49 – ПК17 (выемка длиной 51 м) имеем:

ΔV =1,6·51 = 81,6 м3. Следовательно, V = 624+81,6=705,6 м3.

В графе 21 записываем значения графы 12, а графу 22 заполняем как сумму граф: графа 22 = графа 11 + графа 12 + графа 13.

139

140