Возведение здан. из сборн констр 8-001 / ТВЗиСК / Земл_работы_ч_3 / Зем_работы_ч3

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Ю. А. ВЕРЖЕНСКИЙ, Д. А. БАСОВСКИЙ, М. С. ВАТУТИНА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Часть III

Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию

для студентов, обучающихся по специальностям ПГС, СЖД, ВиВ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПГУПС

2011

УДК 625.12 ББК 0211-043 В31

Рецензенты:

нач. службы гражданских сооружений Октябрьской ж. д. — филиала ОАО «РЖД» В. А. Прокофьев,

доц. каф. «Управление и технологии строительства» ПГУПС, конд. техн. наук В. А. Рогонский

Верженский В. А.

В31 Проектирование производства земляных работ. Часть III / Ю. А. Верженский, Д. А. Басовский, М. С. Ватутина. — СПб. : Петербургский государственный университет путей сообщения, 2011. — 45 с.

ISBN 978-5-7641-0074-6

Учебное пособие рассчитано на студентов, обучающихся по специальностям «Промышленное и гражданское строительство», «Строительство железных дорог», «Водоснабжение и водоотведение», изучающих дисциплины «Технология строительных процессов» и «Технология возведения зданий и сооружений».

В учебном пособии приводится методика разработки проектов работ и технологических карт по планировке площадок и разработке котлованов.

УДК 625.12 ББК 0211-043

© Верженский Ю. А. , Басовский Д. А.,

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА

ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ ПЛАНИРОВКЕ ПЛОЩАДКИ

1.1. Способы задания площадок

Под планировкой площадки понимается придание поверхности земли в границах площадки плоской формы без уклонов либо с уклонами — од-носторон- ними или многосторонними. Проектная отметка планировки может устанавливаться проектировщиками в соответствии с технологическими требованиями функционирования объекта, для которого и проектируется площадка, т. е. проектная отметка для проектирования работ по планировке задана, либо отметка площадки строго не регламентируется, только обусловливается форма площадки, с уклонами или без. В последнем случае возникает возможность задать такую проектную отметку площадки, при которой объем срезки грунта был бы равен требуемому объему подсыпки (нулевой баланс). Проектные, или «красные», отметки и отметки земли могут использоваться в качестве как абсолютных, так и относительных. Отметки земли («черные» отметки) могут быть заданы цифровой моделью местности, картой в горизонталях либо получены в результате геодезической съемки.

Рабочая отметка — величина срезки или подсыпки грунта — определяется как разница между «черными» и «красными» отметками:

где Hч — отметка земли («черная»);

Hкр — проектная отметка («красная»).

Следовательно, рабочие отметки насыпей имеют знак минус (–), а выемок — знак плюс (+).

Существует несколько методов определения объемов земляных работ при планировке площадки. Чаще всего используется метод квадратных призм. Сущность метода такова: площадка делится на квадраты (со стороной a); в пределах квадрата рассматривается призма, образованная вертикально проектирующими плоскостями, проходящими через стороны квадрата, проектную поверхность и поверхность земли, которая в пределах призмы считается плоской. Следовательно, назначаемая величина стороны квадрата зависит от рельефа местности. Обычно при спокойном рельефе a принимается 40–100 м и выше, в более изменчивом рельефе — 20–50 м, а при изменчивом, горном рельефе — 10–30 м. В задании на курсовое проектирование (см. Приложение 1), длина стороны квадрата задана.

Для каждой вершины квадрата находятся рабочие отметки. Мы можем столкнуться с такими ситуациями:

1)в пределах квадратной призмы все они имеют одинаковый знак (знак «+» означает выемку, или знак «–» — насыпь);

2)в пределах квадратной призмы рабочие отметки имеют разные знаки (рис. 1).

3

Условные обозначения:

38,2 — отметки земли («черные» отметки); 0,854 — проектные отметки («красные» отметки) — рабочие отметки; 25 — номер квадрата; Х2 — расстояние от вершины квадрата до местопложения нулевой точки

Рис. 1. План площадки с линией нулевых работ и контурами откосов насыпей и выемок

4

При разных знаках рабочих отметок, как видно из рис. 1, может быть два варианта построения: в пределах квадрата — два элемента, в основании которых трапеции (квадраты № 14), либо одна трехгранная прямоугольная пирамида и элемент, в основании которого пятиугольник (квадраты № 15).

Между вершинами квадратов с разными знаками высот, на стороне квадрата есть точка перехода от выемки к насыпи — нулевая точка. Нулевые точки в пределах квадрата образуют нулевую линию.

Для сопряжения проектной площадки с поверхностью земли производится подсыпка или срезка грунта с устройством откосов с крутизной в зависимости от группы грунта (в курсовом проекте принимаем уклон 1:1,5).

Объем квадратной призмы, или ее элемента с отметками одного знака в пределах квадрата, в общем случае определяется как произведение площади основания элемента на среднюю высоту элемента:

где F — площадь основания элемента;

hср — средняя рабочая отметка элемента; hср находится, как средняя арифметическая всех высот элемента.

Положение нулевых точек можно найти (рис. 1, 2), если в вершинах квадратов в выбранном масштабе отложить, с учетом знака, значения рабочих отметок (векторы) и соединить концы векторов, либо по формуле:

где а — сторона квадрата, м; h1, h2 — рабочие отметки.

Рис. 2

Далее можно подсчитать объемы земляных работ по всем элементам — насыпей и выемок.

Для полных квадратов (рис. 1, № 1÷12; 18, 21÷28) объем (м3) определяется по формуле:

где h1, h2, h3, h4 — рабочие отметки в углах квадрата;

5

для трехгранной пирамиды (рис. 1, квадраты № 13, 15):

для элемента, в основании которого — трапеция (рис. 1, квадрат № 14):

для элемента, в основании которого — пятиугольник (рис. 1, квадрат № 13):

для откосов:

•угловой, типа четырехгранной прямоугольной пирамиды (см. рис. 1, откосы напротив угловых квадратов № 1, 3):

• боковой типа призматоида (см. рис. 1 — откосы по бокам квадратов):

откосы в угловых квадратах № 25, 28 (см. рис. 1):

здесь m – коэффициент заложения откосов.

Далее, используя приведенные формулы, подсчитываются объемы земляных работ, которые нужно выполнить для планировки площадки. Это можно сделать «вручную», однако, для уменьшения трудоемкости, на кафедре «Управление и технология строительства» ПГУПС создана компьютерная программа «Площадка».

1.2. Порядок работы в программе «Площадка»

Рассмотрим распределение земельных масс на примере. Допустим, есть площадка 120 × 160 м, показанная на картограмме (Приложение 2) между 4-й и 8-й осями по вертикали, по горизонтали — между осями p3 и p6. Сторона квадрата — 40 м.

Запускаем программу «Площадка». Открывается окно «Предупреждение о безопасности»; если есть окно — макросы не отключать; если нет — зайти

6

в «Сервис» / «Макрос» / «Безопасность»; поставить отметку «Средняя/ОК» — выйти из программы и снова ее запустить:

1. Зарегистрироваться (рис. 3).

Рис. 3

2.Выбрать способ ввода данных и далее, для нашего случая, выбрать «2. По заданным осям».

3.В появившемся окне (рис. 4) ввести номера осей.

Рис. 4

7

4.Нажать клавишу «Построение площадки». После этого компьютер попросит выбрать направление уклонов. Нужно выбрать направление водостока, которое диктуется местностью.

Ставим точку в выбранном направлении уклонов и нажимаем клавишу «Продолжить» (рис. 5).

Рис. 5

5.В окне, показанном на рис. 6, нажимаем в командной строке «Надстройки», и окно приобретает вид, показанный на рис. 7.

Рис. 6

8

Рис. 7

6. Теперь нажимаем «Проектные отметки», компьютер находит проектные («красные» отметки) (рис. 8).

Рис. 8

9

7.После нажатия кнопки «Рабочие отметки» появляется страница, показанная на рис. 9.

Рис. 9

Здесь представлена площадка с рабочими отметками. Предлагается перейти к подсчету объемов земляных работ на площадке.

8.Для этого нужно нажать «вычисление объемов квадратов». Появилась таблица объемов (рис. 10).

9.Далее, для уменьшения при последующих расчетах трудоемкости решения задачи распределения земляных масс, следует зайти в лист «Объемы» и сгруппировать объемы квадратов и их элементов (одного знака) в массивы, относя каждый элемент объема к какому-либо массиву (присвоить номера каждому массиву). Номера массивам присваиваются отдельно для выемки и насыпи (в обоих случаях – начиная с единицы (1);

вначале это желательно сделать на плане площадки, потом проставить номера массивов в таблице объемов (столбцы 19 и 20)).

10.По команде «Вычисление объемов массивов» компьютер строит площадку с указанием центров тяжести каждого массива (рис. 11), и в

листе «Массивы» — итоговую таблицу («Таблица расстояний между массивами», рис. 12).

На этом заканчивается решение задачи с помощью программы «Площадка».

10