5. Определение объемов работ и строительной стоимости мостового перехода

5.1. Земляные работы

Определение объемов земляных работ, главным образом, необходимо для составления проекта организации работ по возведению земляного полотна автомобильной дороги и установления стоимости этого проекта.

Объемы земляных работ для устройства подходных насыпей мостового перехода могут быть определены по специальным таблицам [14], формулам, графикам, номограммам, а также на ЭВМ.

Расчет объемов насыпей или выемок по формулам включает в себя определение площадей смежных поперечных профилей земляного полотна F₁ и F₂ или средней площади сечения F_ср, соответствующей величине средней рабочей отметки:

(57)

или (58)

где Н₁ и Н₂ – смежные рабочие отметки, взятые из продольного профиля;

m – крутизна откоса;

L – длина участка между рассматриваемыми сечениями земляного полотна;

При ориентировочном подсчете объемов земляных работ расчет ведут по упрощенной формуле

(59)

Результаты расчетов заносятся в таблицу, форма которой представлена в примере расчета.

Пример. Определить объемы земляных работ для устройства подходных насыпей и струенаправляющей дамбы мостового перехода через реку Сок.

Исходные данные. Автомобильная дорога II категории, продольный профиль мостового перехода (рис. 15), поперечные профили земляного полотна (рис. 23 и 24), поперечные профили струенаправляющей дамбы (рис. 4).

Расчет объемов земляных работ выполняем по упрощенной формуле (59). Площадь каждого поперечного сечения земляного полотна вычисляем как площадь трапеции, представленной на рис. 31.

Первноначально определяем объем земляного полотна левобережного подхода мостового перехода от ПК10+00 до ПК15+47,17 (рис. 15). По всей длине этого подхода намечаем характерные участки, на границах которых будем располагать поперечные сечения земляного полотна.

1-й участок – от ПК10+00 до ПК11+50

Вычисляем площадь поперечного сечения земляного полотна на ПК10+00 (рис. 23, а). Для этого сечения: рабочая отметка равна 0,5 м (рис. 15), крутизна откосов насыпи 1:4, ширина земляного полотна В=15 м.

Рис. 31. Схема для определения поперечного сечения подходной насыпи

Площадь поперечного сечения на ПК10+00 будет равна

м²

Определяем площадь поперечного сечения земляного полотна на ПК11+50, для которого рабочая отметка (установленная методом интерполяции) равна 2,43 м, при тех же параметрах крутизны откосов насыпи и ширины земляного полотна

м²

Объем земляного полотна в пределах первого участка находим по формуле

м³,

где L₁ = ПК11+50 – ПК10+00 = 150,0 м

2-й участок – от ПК11+50 до ПК13+00.

Определяем площадь поперечного сечения земляного полотна F₃ на ПК13+00, с рабочей отметкой 6,90 м (рис. 15), крутизной откосов: надводной части 1:1,5, а подтопляемой – 1:2.

Для вычисления площади F₃ (рис. 23, б) поперечное сечение разбиваем на две фигуры, с границей раздела соответствующей отметкам берм. Сначала ведем расчет пощади надводной части сечения с высотой насыпи Н^над = 59,90-57,55 = 2,35 м, затем подтопляемой части с высотой насыпи Н^под = 4,55 м.

м²

Площадь всего поперечного сечения F₃ составит

м²

Определяем объем земляного полотна второго участка

м³,

где L₂ = ПК13+00 – ПК11+50 = 150,0 м

3-й участок – от ПК13+00 до ПК15+37

Вычисляем площадь поперечного сечения F₄ на ПК15+37 с рабочей отметкой 10,77 м (рис. 15) и с крутизной откосов насыпи: надводной части 1:1,5, а подтопляемой – 1:2 (рис. 23, в).

Как и в предыдущем случае разделяем поперечное сечение на две фигуры. Высота земляного полотна надводной части сечения равна Н^над = 61,77-57,55 = 4,22 м, подтопляемой части - Н^под = 57,55-51,00 = = 6,55 м.

Площадь надводной части поперечного сечения земляного полотна равна

м²

Вычисляем площадь подтопляемой части поперечного сечения

Площадь всего поперечного сечения F₄ составит

м²

Определяем объем земляного полотна третьего участка

м³,

где L₃ = ПК15+37 – ПК13+00 = 237,0 м

4-й участок – от ПК15+37 до ПК15+47,17.

Для этого участка можно считать, что площадь поперечного сечения земляного полотна на ПК15+47,17 практически будет равна площади сечения на ПК15+37. Поэтому объем земляного полотна четвертого участка можно рассчитать по формуле

V₄=F_срL₄ = 409,39 10,17 = 4163,50 м³,

где L₄ = ПК15+47,17 – ПК15+37 = 10,17 м.

Основной объем насыпи на левобережном подходе мостового перехода будет равен сумме частных объемов земляного полотна от ПК10+00 до ПК15+47.

м³.

Аналогичным способом вычисляем основной объем насыпи земляного полотна правобережного подхода мостового перехода от ПК20+51,83 до ПК43+00 (рис. 15).

Результаты расчетов сводим в табл. 15.

Таблица 15

Основные объемы земляных работ подходных насыпей

мостового перехода

ПК попереч-ного профиля	Расстояние между попереч-ными профилями, м		Площадь поперечных сечений, м2		Средние площади поперечных сечений, м2		Объемы земляных работ, м3
			насыпь	выемка	насыпь	выемка	насыпь	выемка
Левобережная подходная насыпь
10+00 11+50 13+00 15+37 15+47,17		150,0 150,0 237,0 10,17	8,5 60,07 221,66 409,39 409,39	- - - - -	34,28 140,86 315,52 409,39	- - - -	5142,0 21129,0 74778,2 4163,5	- - - -
Правобережная подходная насыпь
20+51,83 20+62 26+00 43+00		10,17 538,0 1700,0	440,81 440,81 126,75 35,08	- - - -	440,81 283,78 80,91	- - -	4483,0 152673,6 137547,0	- - -

Итого основной объем земляных работ V_осн = 399916,3 м³

Для получения фактического объема земляных работ V_ф необходимо в основной объем земляных работ V_осн ввести ряд поправок. Эти поправки вызваны тем, что основной объем земляных работ (табл. 15) был определен без учета поперечных уклонов проезжей части и обочин (рис. 32, линия ), а также без учета объема, занимаемого дорожной одеждой и укрепительными полосами на обочинах.

Устанавливаем величину поправки с учетом поперечных уклонов проезжей части (i_пч = 0,02) и обочин (i_об = 0,04) к основному объему V_осн (рис. 32).

Рис. 32. Схема для определения поправок к основному объему

земляных работ

где L = (ПК15+47,17 – ПК10+00) + (ПК43+00 – ПК20+51,83) =

= 547,17 + 2248,17 = 2795,34 м.

Вычисляем объем дорожной одежды и укрепительных полос

где L = 2795,34 м; h_до =0,63м

После введения поправок к основному объему земляных работ V­_осн (табл. 15) фактический объем этих работ V_ф составит

м³

Определяем объем земляных работ для устройства струенаправляющей дамбы (рис. 3):

- вычисляем площади поперечных профилей, построенных в характерных сечениях дамбы (рис. 4):

сечение I-I (в голове дамбы)

м²,

где h_Г = Д_В – Н_Г = 56,03 - 51,96 = 4,07 м;

сечение II-II (на участке между головой и корнем дамбы)

м²,

где h_В = Д_В – Н_В = 56,03 - 51,15 = 4,88 м;

ниже сечения III-III (на участке низовой дамбы)

м²,

где h_Н = Д_Н – Н_Н = 55,86 - 49,88 = 5,98 м;

- устанавливаем длины однородных участков для каждого поперечного сечения, при верховом вылете дамбы а_В = 447,3 м и низовом вылете а_Н = 223,65 м (см. пример расчета): длина участка, где располагается голова верховой дамбы (сечение I-I), равна L_Г = 60 м; от головы верховой дамбы до ее корня (сечение II-II) – L_B = 447,3 – 60,0 = = 387,3 м; от корня дамбы (сечение III-III) до конца низовой дамбы – L_H =223,65 м;

- находим частные объемы земляного полотна для каждого участка дамбы:

V_Г = F_Г L_Г = 90,68 60,0 = 5440,8 м³;

V_В = F_В L_В = 62,27 387,3 = 24117,2 м³;

V_Н = F_Н L_Н = 89,46 223,65 = 20007,7 м³;

- определяем общий объем земляного полотна, требуемый для сооружения струенаправляющей дамбы

V_д = V_Г + V_В + V_Н = 5440,8+24117,2+20007,7 = 49565,7 м³.