23. Об’єми земляних робіт та баланс земляних мас:

Об’єм земляних робіт і баланс земляних робіт розраховують в процесі розробки варіанту ВП після визначення висотного положення проектних поверхонь території, а при графоаналітичних методах – одночасно. Метод розрахунку залежить від способів зображення існуючого і проектного рельєфу. При вирішенні ВП методами проектних горизонталей і відміток об’єми підраховують, попередньо виконав картограму земляних робіт. Для цього на підоснову плану ВП наносять координаційну сітку зі сторонами квадрату від 20 до 200м. Розмір сторони назначають виходячи з масштабу креслення, перетинів рельєфу і вимагаємої точності підрахунку. На крупно масштабних планах приймають сітку з кроком 20*20, а на дрібномасштабних до 200*200. На пересіченій місцевості вибирають менший крок, на території зі спокійним рельєфом більший крок.

Розрахунки по сітці з малим кроком забезпечують більш точні результати близькі до фактичних об’ємів земляних мас, але при цьому зростає трудоємність проектування.

На картограмі в кутах перетину сітки наносять червоні, чорні і робочі відмітки. Останні залишають зі знаком „+” в насипу, ”-” в виїмці.

В квадратах з робочими відмітками різних знаків наносять лінію нульових робіт – це границя, поділяюча площі підсипки і зрізки ґрунту.

Положення нульових точок на плані визначають використовуючи подобу трикутників, отриманих в вертикальному перерізі по осях сітки. Горизонтальні проекції закладення насипу і виїмки визначаються за ф-ми:

l₁=+l*h₁/(h₁+h₂)

l₂= -l*h₂/(h₁+h₂)

h₁ і h₂ –робочі відмітки насипу і виїмки в кутах квадрату (м);

l – сторона квадрату

l₁,l₂ – відстань від лінії нульових робіт до кутів квадрату.

Об’єми робіт 2-мя методами:

- метод квадратів

- метод трикутних призм

В першому розглядають повні і неповні квадрати.

Повні – це квадрати з робочими відмітками одного знаку.

Неповні – з різними знаками.

Лінія нульових робіт поділяє квадрат на 2 фігури:

V= ±A∑h_i /n

A – площа основи фігури

h_i – робочі відмітки

n – число точок, які мають робочі відмітки включаючи нульові.

Геометричний об’єм повного квадрату:

V= ±l²∑h_i /4

В неповних квадратах лінія нульових робіт відсікає фігури у вигляді призм або пірамід, в основі яких лежить трикутник чи трапеція.

Розрахунок по другому методу дає більше наближення результатів до реальних об’ємів, при цьому кількість обчислень збільшується вдвічі.

Діагоналі проводять суміщуючи з направленням горизонталей.

В повних призмах геометричний об’єм обчислюється:

V= ±l²∑h_i ;

В неповних призмах, спочатку визначають баланс об’єму виїмки і насипу, робочі відмітки проставляють з їх знаками:

Об’єм трикутної піраміди:

V_пир =l^³_³ /{6(h₁+h₃)*(h₂+h₃)}

Геометричний об’єм дорівнює:

V_пр =V-V_пир

При проектуванні ВП методом профілів, об’єми земляних робіт підраховують використовуючи креслення профілю і плану території. Площу перерізу підсипки чи зрізки визначають безпосередньо на профілі. Фігури утворені проектною чи існуючою лінією рельєфу мають вид трикутників чи трапецій.

Загальна площа насипу чи виїмки визначається:

A= ±∑li(h_i-1+h_i)/2

А – загальна площа насипу чи виїмки

h_i-1, h_i – робочі відмітки сусідніх точок.

При проектуванні лінійних споруд геометричний об’єм насипу чи виїмки визначають як :

V= ±Ad

d- довжина споруди

На незабудованих територіях:

V= ±∑L(A_i-l +A_i)/2

V- загальний об’єм насипу і виїмки території

A_i-l ,A_i – площа виїмки чи насипу на i–му профілю.

L – відстань між 2 суміжними точками.

Баланс земляних мас:

Складають проектуючи ВП лінійних споруд і територій. Баланс формують по ґрунту природної щільності. В нього включають маси витіснені фундаментами і підвалинами будівель, підземними комунікаціями і конструкціями доріг, об’єми на відкосах великої крутизни, підсипки і зрізки на території.

Описані властивості (при розпушенні ґрунту) характеризуються коефіцієнтом залишкового розпушення, а об’єм

ґрунту в щільному тілі.

V_г.н.=V_н/k_o.p.

V_н - геометричний об’єм насипу

k_o.p. – коефіцієнт залишкового розпушення (%)

Об’єм ґрунту витісненого підземними частинами споруд і будівель розраховують за їх проектами.

Для будівель:

V_б= ±ah

а – площа будівлі по зовнішньому обміру фундаментів з врахуванням проходів по периметру (м²).

h – глибина закладення фундаменту

При підрахунку об’ємів робіт для підземних комунікацій не враховують зворотню засипку, а тільки ґрунт витіснений конструкціями.

V_п.к. =+(а_т*l_т+∑a_kh_k)

а_т – площа поперечного перерізу трубопроводу

l_т – довжина комунікації (трубопроводу )

a_{k –} площа горизонтального перерізу вертикальних елементів

h_{k –} глибина закладення конструкцій вертикальних елементів

Об’єми ґрунту витіснені коритами дорожнього одягу:

V_kд=+dh_gl_g

d – ширина дороги

h_g – товщина конструктивного шару дороги

l_g – довжина дороги

В балансі земляних мас об’єми визначені по сітці картограми доповнюють об’ємами ґрунту на відкосах великої крутизни. При складному рельєфі така деталізація необхідна.

Об’єми ВП зводять в спеціальні таблиці (баланс земляних мас).