5 Расчет дополнительных объемов земляных работ
5.1 За счет осадки насыпи на болоте
Под болотом понимают избыточно увлажненные участки земляной поверхности, покрытые слоем торфа (толщиной более 30 см). Они характеризуются застойным или слабопроточным увлажнением верхних слоёв почвы. Торф образуется в результате накапливания не полностью разложившегося растительного материала и представляет собой высокопористый водонасыщенный грунт органического происхождения с включением минеральных частиц. Малая прочность болотистых грунтов, их чрезвычайно высокая сжимаемость и способность к большим остаточным и упругим деформациям осложняют конструирование и расчет земляного полотна на болоте.
Для определения осадок насыпей рекомендуется следующая классификация торфов и торфяных залежей:
– лесной торф;
– лесотопяной торф;
– топяной торф;
– сапропель;
– вода с остатками растений и жидкие образования.
В зависимости от характера торфяных пластов болота подразделяются на три строительных типа:
I – болота, состоящие от поверхности до минерального дна из пластов первого - четвертого видов в различных сочетаниях по толщине;
II – болота, состоящие из всех пяти видов пластов (болота со сравнительно толстым торфяным слоем, подстилаемым жидкими образованиями);
III – болота, поверхность которых покрыта слоем сплавины (торфяной коры), практически не обладающей несущей способностью.
Насыпи на болотах проектируются, как правило, из дренирующих гравелистых, песчаных или супесчаных грунтов. Все насыпи на болотах должны быть отсыпаны с запасом на осадку, которую устанавливают расчетом. Высота насыпи над поверхностью болота после полной её осадки должна отвечать нормативным требованиям.
Для ускорения осадки насыпи, которая в естественных условиях происходит в течение длительного времени (1 – 2 года), применяют вертикальные дрены в основании насыпей, заполненные песком, или продольные прорези, способствующие скорейшему удалению воды из торфяного основания. На лесовозных дорогах широко практикуют постройку земляного полотна не менее чем за год до возведения дорожной одежды. Расчета величины осадки насыпи приведен в таблице 5.
1 – минеральное дно болота; 2 – плотный торф; 3 – уровень болота; ho – общая толщина отсыпаемого слоя грунта с учетом осадки, h – проектная рабочая отметка;
S – осадка насыпи; Hо – глубина болота.
Рисунок 11-Устройство земляного полотна на болотах
Таблица 5 – Ведомость дополнительных объемов земляных работ на болоте
ПК и + |
Рабочая отметка, Н, м |
Глубина болота,h,м |
Площадь просевшей части,F,м2 |
Расстояние, L,м |
Средняя площадь FСР, м2 |
Дополнительный объем ,V,м3
|
|
ПК 28 |
1,84 |
0,00 |
0,00 |
100 |
1,40 |
140 |
|
ПК 29 |
1,18 |
1,26 |
2,80 |
||||
100 |
3,87 |
387 |
|||||
ПК 30 |
1,65 |
1,75 |
4,94 |
||||
100 |
4,58 |
458 |
|||||
ПК 31
|
1,22 |
2,00 |
4,21 |
||||
100 |
3,88 |
388 |
|||||
ПК 32
|
1,25 |
1,51 |
3,55 |
||||
100 |
2,80 |
280 |
|||||
ПК 33
|
1,2 |
0,76 |
2,05 |
||||
|
|||||||
Всего 1653
Глубина болота определяется согласно масштабу в грунтах – «снимаем» с продольного профиля .
5.2 Компенсация растительного слоя
Растительный слой снимается под насыпями в тех случаях, когда одновременно выполняются два условия: насыпь должна быть до 0,5 метра с уклоном местности не круче 1:10, на более крутых поперечных уклонах местности предусматривается рыхление грунтов, устройство уступов. Также предусматривается снятие растительного слоя на всех выемках.
Ширину снятия растительного слоя Вс, м, вычисляем следующим образом:
- для насыпи: Врс=В +2mHСР; (5.1)
- для выемки: Врс=В + 2U+2mHСР (5.2)
где В - ширина земляного полотна, м, В=8,69;
m - коэффициент заложения откосов, m=1,5;
НСР – средняя рабочая отметка, м.
Площадь снятия растительного слоя Fрс, м2 , находим путем умножения Врс на длину участка. Объем снятия растительного слоя Vрс, м3, находим путем умножения Fрс на h=0,15м.
Все полученные данные сведем в таблицу 6.
Таблица 6 – Компенсация растительного слоя.
ПК и + |
Рабочая отметка, м |
Расстояние, м
|
Средняя рабочая отметка, м |
Ширина снятия растительного слоя, м |
Площадь снятия растительного слоя, м2 |
Объем ,м3 |
ПК 11+44 |
0,50 |
|||||
47 |
0,25 |
9,44 |
443,68 |
66,56 |
||
ПК 11+ 91 |
0,00 |
|||||
9 |
0,05 |
12,44 |
111,96 |
16,8 |
||
ПК 12 |
0,09 |
|||||
8 |
0,05 |
12,44 |
99,52 |
14,93 |
||
ПК 12+08 |
0 |
|||||
19 |
0,25 |
9,44 |
179,36 |
26,91 |
||
ПК 12+27 |
0,50 |
|||||
|
|
|
|
|
||
….
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||
Продолжение Таблицы 6 |
||||||
ПК 24+23 |
0,50 |
|
||||
20 |
0,25 |
9,44 |
188,8 |
28,32 |
||
ПК 24+43 |
0,00 |
|||||
57 |
0,60 |
14,09 |
803,13 |
120,47 |
||
ПК 25 |
1,19 |
|||||
56 |
0,60 |
14,09 |
789,04 |
118,36 |
||
ПК 25+56 |
0,00 |
|||||
24 |
0,25 |
9,44 |
226,56 |
33,99 |
||
ПК 25+80 |
0,50 |
|||||
|
|
|
|
|
||
…. |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
ПК 27+75 |
0,50 |
|||||
20 |
0,25 |
9,44 |
188,8 |
28,32 |
||
ПК 27+90 |
0,00 |
|||||
10 |
0,03 |
12,38 |
123,8 |
18,57 |
||
ПК 28 |
0,06 |
|||||
7 |
0,03 |
12,38 |
86,66 |
13 |
||
ПК 28+07 |
0,00 |
|||||
61 |
0,25 |
9,44 |
575,84 |
86,38 |
||
ПК 28+68 |
0,50 |
|||||
|
||||||
Итого: объем компенсации растительного слоя равен 572,61 м3
5.3 Уширение земляного полотна на кривых
Расчет дополнительных объемов земляных работ на уширение земляного
полотна на поворотах
Объём дополнительных работ определяем для поворотов:
– правого е=0,85;
– левого е=0,70;
Объём дополнительных работ на уширение земляного полотна определяется по формуле:
,
(5.3)
где F – площадь поперечного сечения, м2;
F =Нсре.
Сводим расчеты в таблицу 7.
Таблица 7– Объем земляных работ на уширение земляного полотна
НК ПК+ КК ПК+ |
Рабочая отметка, м |
Длина кривой,L,м |
Средняя рабочая отметка, м |
Уширение , е,м
|
Площадь поперечного сечения, м2
|
Дополнительный объем ,м3
|
ПК 9+84 |
0,87 |
|||||
16 |
0,87 |
0,85 |
0,74 |
11,84 |
||
ПК 10 |
0,87 |
|||||
14 |
0,84 |
0,85 |
0,71 |
9,94 |
||
ПК 10+14 |
0,81 |
|||||
|
|
|
|
|
||
…. |
… |
|||||
|
|
|
|
|
||
ПК 17+83 |
1,18 |
|||||
17 |
1,20 |
0,70 |
0,84 |
14,28 |
||
ПК 18 |
1,22 |
|||||
36 |
1,40 |
0,70 |
0,98 |
35,28 |
||
ПК 18+36 |
1,57 |
Итого: объем земляных работ на уширение земляного полотна равен 71,34 м3.
5.4 Объем земляных работ на разъездах
Разъезды устраиваем через каждые 300 м
Таблица 8 Объем земляных работ на разъездах
№ разъезда |
ПК+ |
Рабочая отметка, м |
Длина разъезда
|
Средняя рабочая отметка, м |
Площадь поперечного сечения, м2 F=Hср·Вр |
объем ,м3 V= F·L |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
ПК 1 |
0,67 |
40 |
0,68 |
1,36 |
54,4 |
ПК 1+40 |
0,68 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
2 |
ПК 4 |
0,82 |
40 |
1,01 |
2,02 |
80,8 |
ПК 4+40 |
1,20 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
3 |
ПК 7 |
0,60 |
40 |
0,87 |
1,74 |
69,6 |
ПК 7+40 |
1,14 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
4 |
ПК 10 |
0,87 |
40 |
0,81 |
1,62 |
64,8 |
ПК 10+40 |
0,74 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
5 |
ПК 13 |
0,64 |
40 |
0,76 |
1,52 |
60,8 |
ПК 13+40 |
0,88 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
6 |
ПК 16 |
1,22 |
40 |
1,18 |
2,36 |
94,4 |
ПК 16+40 |
1,13 |
|||||
Продолжение Таблицы 5 |
||||||
№ разъезда |
ПК+ |
Рабочая отметка, м |
Длина разъезда
|
Средняя рабочая отметка, м |
Площадь поперечного сечения, м2 F=Hср·Вр |
объем ,м3 V= F·L |
7 |
ПК 19 |
1,22 |
40 |
1,25 |
2,5 |
100 |
ПК 19+40 |
1,27 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
8 |
ПК 22 |
1,29 |
40 |
1,2
|
2,4
|
96 |
ПК 22+40 |
1,10 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
9 |
ПК 25 |
1,19 |
40 |
0,77 |
1,54 |
61,6 |
ПК 25+40 |
0,34 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
10 |
ПК 28+07 |
0,00 |
40 |
0,17 |
0,34 |
13,6 |
ПК 28+47 |
0,33 |
|||||
|
…. |
|
|
|
|
|
11 |
ПК 31 |
0,60 |
40 |
0,61 |
1,22 |
48,8 |
ПК 31+40
|
0,62 |
|||||
Всего 744,8 м3
5.5 Сводная ведомость объемов земляных работ.
Найдем общий объем земляных работ. Все расчеты сведены в таблицу 9.
Таблица 9 – Сводная ведомость объемов земляных работ.(ПК0-ПК10)
ПК и + |
Раб. отметка, м |
Средняя рабочая отметка Н, м |
Расстояние L, м |
Профильный объем,м3 |
Дополнительные объемы земляных работ ,м3 |
Суммарный объём, м3 |
|
|||||||
насыпь
|
выемка
|
на болотах |
на разъездах |
на уширение кривых |
компенсация растительного слоя |
насыпь
|
вы- емка
|
|
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
||
ПК 0 |
0,60 |
0,64 |
100 |
737 |
|
|
|
|
|
737 |
|
|
||
ПК 1 |
0,67 |
|
||||||||||||
0,68 |
100 |
787 |
|
|
54,40 |
|
|
841,4 |
|
|
||||
ПК 2 |
0,69 |
|
||||||||||||
0,65 |
50 |
374,5 |
|
|
|
|
|
374,5 |
|
|
||||
ПК 2+50 |
0,60 |
|
||||||||||||
0,64 |
50 |
368,5 |
|
|
|
|
|
368,5 |
|
|
||||
ПК 3 |
0,68 |
|
||||||||||||
0,75 |
100 |
878 |
|
|
|
|
|
878 |
|
|
||||
ПК 4 |
0,82 |
|
||||||||||||
1,30 |
100 |
1694 |
|
|
80,80 |
|
|
1774,8 |
|
|
||||
ПК 5 |
1,77 |
|
||||||||||||
1,22 |
100 |
1601,21 |
|
|
|
|
|
1601,21 |
|
|
||||
ПК 6 |
0,67 |
|
||||||||||||
0,64 |
100 |
737 |
|
|
|
|
|
737 |
|
|
||||
ПК 7 |
0,60 |
|
||||||||||||
1,59 |
100 |
2262,21 |
|
|
69,60 |
|
|
2331,81 |
|
|
||||
ПК 8 |
2,58 |
|
||||||||||||
2,09 |
25 |
632,25 |
|
|
|
|
|
632,25 |
|
|
||||
ПК 8+25 |
1,59 |
|
||||||||||||
1,80 |
75 |
1581 |
|
|
|
|
|
1581 |
|
|
||||
ПК 9 |
2,00 |
|
||||||||||||
1,44 |
100 |
1982,49 |
|
|
|
11,84 |
|
1994,33 |
|
|
||||
ПК 10 |
0,66 |
|
||||||||||||
Итого на 1 км |
13635,16 |
|
|
204,8 |
11,84 |
|
13851,8 |
|
|
|||||
|
|
|
||||||||||||
Продолжение Таблица 9 – Сводная ведомость объемов земляных работ (ПК10-ПК20)
ПК и + |
Раб. отметка, м |
Средняя рабочая отметка Н, м |
Расстояние L, м |
Профильный объем,м3 |
Дополнительные объемы земляных работ ,м3 |
Суммарный объём, м3 |
|||||
насыпь
|
выемка
|
на болотах |
на разъездах |
на уширение кривых |
компенсация растительного слоя |
насыпь
|
вы- емка
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ПК 10 |
0,87 |
0,93 |
100 |
1125 |
|
|
64,8 |
9,94 |
|
1199,74 |
|
ПК 11 |
0,98 |
||||||||||
0,49 |
91 |
508,33 |
|
|
|
|
66,56 |
574,89 |
|
||
ПК 11+ 91 |
0 |
||||||||||
0,05 |
9 |
|
10,10 |
|
|
|
16,8 |
6,70 |
|
||
ПК 12 |
0,09 |
||||||||||
0,05 |
8 |
|
10,25 |
|
|
|
14,93 |
4,68 |
|
||
ПК 12+ 08 |
0 |
||||||||||
0,39 |
42 |
183,26 |
|
|
|
|
26,91 |
210,17 |
|
||
ПК 12+ 50 |
0,78 |
||||||||||
0,74 |
25 |
216,25 |
|
|
|
|
|
216,25 |
|
||
ПК 12+ 75 |
0,70 |
||||||||||
0,67 |
25 |
193,5 |
|
|
|
|
|
193,5 |
|
||
ПК 13 |
0,64 |
||||||||||
0,94 |
100 |
1139 |
|
|
60,80 |
|
|
1199,8 |
|
||
ПК 14 |
1,23 |
||||||||||
1,03 |
25 |
317,75 |
|
|
|
|
|
317,75 |
|
||
ПК 14+ 25 |
0,82 |
||||||||||
1,25 |
75 |
1209 |
|
|
|
|
|
1209 |
|
||
ПК 15 |
1,67 |
||||||||||
1,54 |
50 |
1053,5 |
|
|
|
|
|
1053,5 |
|
||
ПК 15+ 50 |
1,40 |
||||||||||
1,31 |
50 |
855,5 |
|
|
|
|
|
855,5 |
|
||
ПК 16 |
1,22 |
||||||||||
1,11 |
100 |
1392 |
|
|
94,40 |
|
|
1486,4 |
|
||
ПК 17 |
0,99 |
||||||||||
1,11 |
100 |
1392 |
|
140 |
|
14,28 |
|
1546,28 |
|
||
ПК 18 |
1,22 |
||||||||||
1,51 |
60 |
1027,20 |
|
232,2 |
|
35,28 |
|
1294,68 |
|
||
ПК 18+ 60 |
1,80 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Продолжение. Таблицы 9 – Сводная ведомость объемов земляных работ (ПК10-ПК20)
ПК и + |
Раб. отметка, м |
Средняя рабочая отметка Н, м |
Расстояние L, м |
Профильный объем,м3 |
Дополнительные объемы земляных работ ,м3 |
Суммарный объём, м3 |
|||||
насыпь
|
выемка
|
на болотах |
на разъездах |
на уширение кривых |
компенсация растительного слоя |
насыпь
|
вы- емка
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ПК 18+ 60 |
1,80 |
1,51 |
40 |
684,80 |
|
183,2 |
|
|
|
868 |
|
ПК 19 |
1,22 |
||||||||||
1,31 |
100 |
1711 |
|
388 |
100 |
|
|
2199 |
|
||
ПК 20 |
1,39 |
||||||||||
Итого на 2 км |
13008,09 |
20,35 |
943,4 |
320 |
59,50 |
125,2 |
14435,84 |
|
|||
Продолжение. Таблица 9 – Сводная ведомость объемов земляных работ (ПК20-ПК30)
ПК и + |
Раб. отметка, м |
Средняя рабочая отметка Н, м |
Расстояние L, м |
Профильный объем,м3 |
Дополнительные объемы земляных работ ,м3 |
Суммарный объём, м3 |
|||||
насыпь
|
выемка
|
на болотах |
на разъездах |
на уширение кривых |
компенсация растительного слоя |
насыпь
|
вы- емка
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ПК 20 |
1,39 |
1,46 |
100 |
1966 |
|
280 |
|
|
|
2246 |
|
ПК 21 |
1,53 |
||||||||||
1,41 |
100 |
1879 |
|
139 |
|
|
|
2018 |
|
||
ПК 22 |
1,29 |
||||||||||
1,20 |
75 |
1149 |
|
4,44 |
96 |
|
|
1249,44 |
|
||
ПК 22+ 75 |
1,10 |
||||||||||
1,42 |
25 |
478,5 |
|
|
|
|
|
478,5 |
|
||
ПК 23 |
1,75 |
||||||||||
1,39 |
100 |
1845 |
|
|
|
|
|
1845 |
|
||
ПК 24 |
1,02 |
||||||||||
0,51 |
43 |
255,29 |
|
|
|
|
28,32 |
283,61 |
|
||
ПК 24+ 43 |
0 |
||||||||||
0,60 |
57 |
|
551,52 |
|
|
|
120,47 |
|
431,05 |
||
ПК 25 |
1,19 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Продолжение Таблица 9 – Сводная ведомость объемов земляных работ (ПК20-ПК30)
ПК и + |
Раб. отметка, м |
Средняя рабочая отметка Н, м |
Расстояние L, м |
Профильный объем,м3 |
Дополнительные объемы земляных работ ,м3 |
Суммарный объём, м3 |
|||||
насыпь
|
выемка
|
на болотах |
на разъездах |
на уширение кривых |
компенсация растительного слоя |
насыпь
|
вы- емка
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ПК 25 |
1,19 |
0,46 |
56 |
|
551,52 |
|
61,60 |
|
118,36 |
|
371,56 |
ПК 25+ 56 |
0 |
||||||||||
0,40 |
44 |
197,51 |
|
|
|
|
33,99 |
231,50 |
|
||
ПК 26 |
0,79 |
||||||||||
0,70 |
100 |
813 |
|
|
|
|
|
813 |
|
||
ПК 27 |
0,60 |
||||||||||
0,30 |
90 |
313,64 |
|
|
|
|
28,32 |
341,96 |
|
||
ПК 27+ 90 |
0 |
||||||||||
0,03 |
10 |
|
8,37 |
|
|
|
18,57 |
10,20 |
|
||
ПК 28 |
0,06 |
||||||||||
0,03 |
7 |
|
6,74 |
|
|
|
13 |
6,26 |
|
||
ПК 28+ 07 |
0 |
||||||||||
0,38 |
93 |
399,46 |
|
|
13,60 |
|
86,38 |
499,44 |
|
||
ПК 29 |
0,76 |
||||||||||
0,71 |
100 |
826 |
|
|
|
|
|
826 |
|
||
ПК 30 |
0,66 |
||||||||||
Итого на 3 км |
10122,4 |
1118,50 |
423,44 |
171,20 |
0 |
447,41 |
10848,91 |
802,61 |
|||
Продолжение. Таблица 9– Сводная ведомость объемов земляных работ(ПК30-ПК32)
ПК и + |
Раб. отметка, м |
Средняя рабочая отметка Н, м |
Расстояние L, м |
Профильный объем,м3 |
Дополнительные объемы земляных работ ,м3 |
Суммарный объём, м3 |
|||||
насыпь
|
выемка
|
на болотах |
на разъездах |
на уширение кривых |
компенсация растительного слоя |
насыпь
|
вы- емка
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ПК 30 |
0,66 |
0,63 |
100 |
724 |
|
|
|
|
|
724 |
|
ПК 31 |
0,60 |
||||||||||
0,63 |
100 |
724 |
|
|
48,80 |
|
|
772,8 |
|
||
ПК 32 |
0,65 |
||||||||||
Итого на 4 км |
1448 |
- |
- |
48,80 |
- |
- |
1496,8 |
|
|||
Всего |
38213,65 |
1138,85 |
1366,84 |
744,8 |
71,34 |
572,61 |
40633,35 |
802,61 |
|||
6 ВЫБОР СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
6.1 Анализ почвенно-грунтовых, рельефных условий и конструкции земляного полотна на участках пути. Обоснование с этих позиций вариантов средств механизации
-Насыпи до 1,5м должны возводиться продольным перемещением грунта из бокового резерва в насыпь. Ведущая машина: бульдозер ДЗ-18, вспомогательные: бульдозер ДЗ-18,каток ДУ-39А+Т-100.
- Выемки до 0,8 м разрабатываются продольным перемещением грунта из выемки в отвал(кавальер) .Ведущая машина бульдозер ДЗ-18,вспомогательная бульдозер ДЗ-18.
-Выемки более 0,8 м разрабатываются продольным перемещением грунта в соседнюю насыпь. При дальности вывозки до 100 м ведущая машина бульдозер ДЗ-18,вспомогательные: ДЗ-18,ДЗ-39А+Т-100.
-На болоте продольное перемещение грунта из карьера в насыпь автовозкой. Ведущая машина экскаватор Э-4121А, вспомогательные:автосамосвал КамАЗ-5511,ДЗ-18,ДЗ-39А+Т-100.
-Насыпи свыше 1,5 м автовозка из карьера, как на болоте.
При производстве земляных работ необходимо для каждого участка трассы отдельно или для группы участков с однородными условиями назначить возможные варианты применения ведущих машин.
Таблица 10 Выбор способа производства земляных работ
От ПК (+) до ПК (+) |
Тип поперечного профиля |
Высота участка, м |
Способ производства работ |
ПК О - ПК 7 |
насыпь |
до 1,5 |
поперечным перемещением из бокового резерва в насыпь |
ПК 7- ПК 9 |
насыпь |
более1,5 |
продольным перемещением из сосредоточенного резерва |
ПК 9 - ПК 14+25 |
насыпь |
до 1,5 |
поперечным перемещением из бокового резерва в насыпь |
ПК 14+25 - ПК 15+50 |
насыпь |
более1,5 |
продольным перемещением из сосредоточенного резерва |
ПК 15+50- ПК 17 |
насыпь |
до 1,5 |
поперечным перемещением из бокового резерва в насыпь |
ПК 17 - ПК 22 |
насыпь |
более1,5 |
продольным перемещением из сосредоточенного резерва |
ПК 22 - ПК 24 |
насыпь |
более1,5 |
продольным перемещением из сосредоточенного резерва |
ПК 24-25+56 |
выемка-насыпь |
- |
продольным перемещением из выемки в соседнюю насыпь |
ПК 25+56- ПК 32 |
насыпь |
до1,5 |
поперечным перемещением из бокового резерва в насыпь |