3.3Определение объемов земляных работ и составление баланса грунтовых масс
Объемы земляных работ определяют по обычным правилам вычисления объемов геометрических тел. При сложной конфигурации земляных сооружений, при планировочных работах производится разбивка сооружений на более мелкие части. Для облегчения расчетов используются специальные таблицы и компьютерные программы.
Все объемы выемок определяются по грунту в состоянии естественной плотности. Объемы насыпей устанавливаются по их проектным размерам.
Различают проектные (иначе профильные) и производственные объемы земляных работ. Проектные объемы соответствуют геометрическим размерам сооружения и определяются на основе анализа одной лишь проектной документации. Производственные объемы соответствуют фактически выполненным работам с учетом дополнительных объемов, связанных с повторной переработкой (перекидкой) грунта, заменой непригодного грунта, переуплотнением грунтов в профильных насыпях и т.д. Практика показывает, что производственные объемы обычно больше проектных в 1.3…2 раза.
Земляные сооружения должны проектироваться таким образом, чтобы суммарный объем выработок по возможности был равен объему насыпей, т.е. грунт из выемок должен использоваться как материал для насыпей. Если это не реально, то по крайней мере объемы отвалов, кавальеров резервов, карьеров, не ликвидируемых к моменту окончания строительства, должны быть минимальными. Для достижения этого проектировщику приходится выполнять довольно большой объем расчетов, рассматривать многочисленные варианты решений. Для решения подобных задач используются соответствующие компьютерные программы, таблицы, номограммы. Результаты такой работы оформляются в виде специального документа – баланса грунтовых масс.
Баланс грунтовых масс – это проектный документ, отражающий найденный вариант наиболее рационального распределения грунта между насыпями и выемками. Такой документ включает схему перемещения грунта и ведомость объемов таких перемещений. На рисунке 3 приведен пример схемы перемещения грунта при возведении гидроузла1.
Соответствующая ведомость объемов перемещаемого грунта (ведомость баланса грунтовых масс) показана в таблице 2.
При вертикальной планировке всю площадь на плане с горизонталями расчленяют на элементарные участки, затем суммируют объемы работ по ним.
Таблица 2 Примерный вид ведомости баланса грунтовых масс
(к схеме на рисунке 3)
Выемки
|
Насыпи |
|||||
Наименование |
Объемы |
Отвал (постоянный) |
Земляная часть плотины |
Временный отвал |
Обратная засыпка |
……
|
Котлован Карьер Отводящий канал Из временных отвалов . . . . . . . . . |
VI VII VIII
VIV ... |
v1 – v2
– ... |
v3 v4 v5
– ...
|
v6 – v7
– ... |
– v8 –
v9 ... |
... ... ... ...
... |
Итого: |
ΣVвыем
ΣVнас
|
V1 |
V2
|
V3
|
V4
|
… |
Форма элементарных участков обычно принимается квадратной (реже прямоугольной или треугольной) со стороной 10…100 м. Чем спокойнее рельеф местности, тем крупнее можно принимать элементарные участки. В вершинах квадратов (или других фигур) вычисляют «рабочие отметки», т.е. разности между планировочными отметками (именуемыми также «красными отметками») и отметками существующего рельефа («черными отметками»). Рабочие отметки со знаком «плюс» указывают на необходимость устройства на данном элементарном участке насыпи, «минус» – выемки. Между любыми двумя рабочими отметками разных знаков всегда имеется точка с отметкой «нуль», где не проводится никаких земляных работ. Путем соединения между собой всех нулевых точек получают линию «нулевых работ», разграничивающую зоны насыпей и зоны выемок. На схеме и в ведомости объемов перемещаемого грунта участки нумеруют и указывают для каждого участка соответствующий ему объем выемки («–») или насыпи («+»).
Равновесие между объемами выемок и насыпей обычно достигается путем рационального выбора средней планировочной отметки. Иногда для получения «нулевого баланса» прибегают к формированию искусственного ландшафта – на местности создают холмы, водоемы и проч. Это может положительно отражаться и на эстетических качествах ландшафта.
Подробнее вопросы планировки площадок рассматриваются в главе о реконструкции существующего рельефа (часть III глава 4).
Контрольные вопросы:
Какую долю в общем объеме земляных работ составляют работы, выполняемые механическим способом? Какие машины при этом используются в наибольшей степени, т.е. выполняют наибольшие объемы работ по стране в целом?
Какие методы выполнения земляных работ применяются помимо механического способа и когда они целесообразны?
Как классифицируются грунты по трудности разработки? Одинаковы ли они при разных методах разработки?
Что следует понимать под балансом грунтовых масс, и какую документацию он обычно включает?