Lista maselor pământului. Calculul volumelor de excavare
În practică, chiar și cu calcule foarte precise, este dificil să se asigure un echilibru zero. În mod convențional, se consideră asigurat dacă cantitatea necesară de ajustare a cotelor de proiectare datorită unui dezechilibru de m este în concordanță cu precizia în cote permisă la acceptarea lucrărilor de terasament conform SNiP 3.02.01. Valoarea ajustării trebuie determinată folosind formula:
Unde 
Şi 
– volumele totale de excavare și umplutură, ținând cont LA op, m3;
F plŞi F f– suprafața, respectiv, a șantierului și structurilor subterane (fundații), m 2.
Un posibil dezechilibru este identificat în bilanţul masei pământului (Tabelul 2.1), conform căruia, urmând exemplul de la situl I (Figura 1.2), dezechilibrul volumelor de sol s-a manifestat printr-un exces de excavare în valoare de 132 m 3 . . În acest caz, cantitatea de ajustare a cotelor de proiectare este:
Δh = (11407 – 11275)/(200×200 – 8×18) = +0,0033 m< 0,01 м.
Tabelul 2.1 – Bilanțul maselor pământului (volume)
|
Natura lucrărilor de excavare |
Volume de sol, m 3 |
|||
|
geometric |
luând în considerare K sau =1,05 |
|||
|
1 Aspect vertical: Înainte de reglarea volumului După reglarea volumelor | ||||
|
2 Dezvoltarea gropilor (tranșee) | ||||
|
3 Umplerea sinusurilor | ||||
|
Total înainte de ajustare | ||||
|
Excesul de sol (dezechilibru) Reglarea volumului | ||||
|
Sold după ajustare | ||||
|
*Volumul de umplere a sinusurilor este diferența dintre volumele gropilor și ale fundațiilor |
||||
Prin urmare, conform exemplului dat, nu este necesară recalcularea mărcilor de proiectare și de lucru. Dar pentru a asigura echilibrul zero absolut, scădem jumătate din volumul dezechilibrului din excavația de nivelare și adăugăm cealaltă jumătate la terasamentul de nivelare. Volumele de reglaj sunt distribuite proportional cu zonele prismelor cu un grad suficient de precizie pana la 3...10 m 3.
În exemplul luat în considerare, din excavarea prismei nr. 1, a cărei zonă este aproximativ jumătate din suprafața întregii săpături, scădem jumătate din volumul de reglare planificat - 33 m3 (3905 - 33 = 3872 ), iar restul de 33 m3 - din prismele cu numerele 2 și 3. Partea vrac a prismei nr. 1 este de aproximativ 6% din suprafața întregului terasament, prin urmare adăugăm doar 2 m3 la volumul terasamentului - 229 m3 (229 + 2 = 231). Folosind aceleași principii, adăugăm aproximativ jumătate din volumul de corecție la prisma numărul 4. Volumele corectate încercuite trebuie utilizate în calcule ulterioare (a se vedea tabelele 1.6 și 2.1).
| Numărul figurii | Figura aria S, m2 | Altitudinea medie de lucru, m | Volumele maselor pământului, m 3 | |
| crestătură (-) V B | terasament (+)V H | |||
| … | ||||
| … | ||||
| n | ||||
| Total | Σ | Σ | Σ |
Eroarea în rezolvarea problemei este determinată de formulele:
AV=VB-VH; (ΔV/ΣV total) 100% ≤ 5%.
Linia zero împarte pătratele în care site-ul este împărțit în diferite forme geometrice: dreptunghiuri, triunghiuri, trapeze, ale căror zone pot fi determinate folosind formule cunoscute. În pătratele întregi care nu sunt intersectate de linia zero funcționează volumul maselor pământului V:
V=a 2 ((r 1 +r 2 +r 3 +r 4)/4)= a 2 r avg,
unde a este latura pătratului; r 1,r 2,r 3,r 4 – semne de lucru la vârfurile pătratelor.
Este recomandabil să împărțiți pătratele intersectate de linia lucrărilor zero în figuri elementare, de preferință în triunghiuri. Volumul unui corp de pământ a cărui bază este un triunghi se calculează folosind formula
V=S Δ ((r 1 +r 2 +r 3)/3)=S Δ r avg,
unde S Δ este aria triunghiului: r 1 , r 2 , r 3 – semne de lucru la vârfurile triunghiului. Calculul notei medii de lucru include și punctele cu nota de lucru zero.
Este recomandabil să se calculeze ariile triunghiurilor în care pătratele intersectate de linia de lucru zero sunt împărțite sau împărțite numeric, folosind datele pentru determinarea valorilor X și Y ale poziției punctelor liniei de lucru zero pe laturile pătratului (vezi Fig. 5).
În acest caz, este recomandabil să împărțiți alte figuri decât triunghiuri în triunghiuri dintr-un punct comun cu un semn de lucru zero. Un exemplu de astfel de împărțire cu pozițiile date ale liniei de lucru zero și semnele de lucru este prezentat în Fig. 7.
Pentru a determina aria triunghiurilor, ar trebui să utilizați formula
unde b este baza; h – înălțime. Pentru un triunghi 1 aria va fi S 1 = 0,5 13,08 15,00 = 98,1 m 2 ; pentru un triunghi 2 : S2 = 0,5 5,0 13,08 = 32,7 m2; pentru un triunghi 3 : S3 = 0,5 20 20 = 200 m2; pentru un triunghi 4 : S 4 = 0,5 6,92 20 = 69,2 m 2.
Orez. 7. Un exemplu de împărțire a unei zone în triunghiuri.
Corectitudinea calculelor ariilor triunghiurilor este controlată de suma acestora, care ar trebui să fie egală cu aria pătratului; în cazul nostru S □ =ΣS Δ =400m 2 .
Numerele figurilor (pătrate sau triunghiuri), notele medii de lucru ale acestei figuri și aria bazei sale sunt înregistrate în foaia de calcul al volumului (vezi Tabelul 2). În enunț și uneori pe cartogramă sunt reprezentate volumele figurilor elementare.
După ce s-au determinat volumele totale de săpătură și umplutură, soldul de terasamente este redus, adică. determina excesul sau lipsa de sol. Dacă volumul săpăturii diferă de volumul terasamentului (datorită excavarii solului din groapă, modificărilor reliefului din interiorul pătratului) cu valoarea ΔV, atunci se introduce o corecție ΔH la cota de proiectare H 0 . Mărimea acestei corecții este ΔH=ΔV/S 0, iar marca actualizată este H y = H 0 ± ΔH, unde S 0 este aria totală a sitului.
1. Date inițiale: schiță, jurnal de nivelare, tabel cu rezultatele nivelării și calculul notelor efective de egalitate și puncte plus.
2. Plan topografic al șantierului la scara 1:500 și înălțimea secțiunii de relief de 0,25 m.
3. Calculul cotei de proiectare a șantierului, cotelor medii de lucru și suprafețelor figurilor elementare. Fișă pentru calculul volumului de terasamente.
4. Cartograma terasamentelor.
Toate materialele trebuie să fie legate și prevăzute cu o pagină de titlu.
ÎNTREBĂRI DE AUTOTESTARE.
1. Care este scopul amenajării verticale a unui șantier?
2. Care este esența metodei de nivelare a unei suprafețe în vederea obținerii unui plan topografic?
3. Cum se calculează înălțimile punctelor de legătură la nivelarea unei suprafețe cu pătrate?
4. Cum se determină înălțimile vârfurilor pătratelor de umplere și ale punctelor plus?
5. Cum interpolezi liniile de pantă folosind o paletă și cum desenezi contururi?
6. Cum se determină cota de proiectare a unui sit orizontal cu un echilibru zero al lucrărilor de excavare?
7. Cum se determină cotele de proiectare ale unui sit înclinat cu un sold zero al lucrărilor de excavare?
8. Cum se determină punctele liniilor de lucru zero?
9. Ce sunt notele de lucru și cum se calculează pentru vârfurile pătratelor și punctele plus?
10. Cum se calculează notele medii de lucru și volumele de lucrări de excavare pentru cifrele elementare?
11. Cum se transferă planul de proiectare în natură folosind o tijă de nivelare?
LITERATURĂ
1.Geodezie inginerească: manual pentru universități / Kushtin I.F., Kushtin V.I. - Rostov-pe-Don: „Phoenix”, 2002. - 416 p.
2. Geodezie: Tutorial pentru universități / G.G. Poklad, S.P. Gridnev - M.: Proiect academic, 2007. - 592 p.
3. Semne convenționale pentru planuri topografice la scara 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 / Ch. ex. geodezie și cartografie în subordinea Consiliului de Miniștri al URSS. - M.: Nedra, 2007. - 279 p., 2 tabele.
Ediție educațională
PROIECTAREA DISECTARE VERTICALĂ
SANTIERE
pentru a efectua calcule și lucrări grafice
la disciplina „Geodezie inginerească” pentru studenții care studiază în zonele 271101.65 „Construcții de clădiri și structuri unice” și 271501.65 „Construcții căi ferate, poduri și tuneluri de transport"
Alcătuit de: Vasiliev Serghei Alexandrovici
Lisnichuk Slava Afanasyevna
Prohorov Alexandru Vladimirovici
Ed. persoane………………
Semnat pentru imprimare……….Format 60*84/8. Condiţional tipărit l…..Uch.-ed.l…….Circulation……copie. Comanda……Pret…….
Tipărită la Universitatea Tehnologică de Stat din Belgorod, numită după. V.G. Shukhova, 308012, Belgorod, Kostyukova, 46
În aproape fiecare zonă proiectată a unui parc, piață, bulevard etc. este necesar să se efectueze lucrări de excavare, atât pentru excavarea solului, cât și pentru realizarea terasamentelor, sau nivelarea șantierului prin mutarea solului îndepărtat într-o parte inferioară a șantierului. Compararea volumelor maselor de pământ din săpături cu volumul terasamentelor dă un echilibru al maselor de pământ. Balanta se numeste activ, când volumul săpăturilor este mai mare decât volumul terasamentelor și excesul de sol este îndepărtat în haldele inutile (cavaleri) și pasiv când volumul de sol din săpături nu este suficient pentru a construi terasamente şi se fac săpături inutile pentru a compensa deficienţa.
Cea mai bună soluție problema amplasării maselor de pământ pe un șantier este un caz sold zero, în care volumul de sol din săpăturile utile este utilizat în întregime și este suficient pentru construirea terasamentelor utile.
Pentru a obține egalitate în volumele săpăturilor și terasamentelor, este necesar să se determine nivelul amenajării zonei la care se va obține un echilibru zero al maselor de pământ.
Lucrarea se desfășoară în următoarea ordine:
1. Şantier de construcţie, care trebuie planificat cu condiția obținerii unui echilibru zero al maselor pământului, se împarte în pătrate cu laturile O egal de la 10 la 50 m(Figura 2.1 O).
2. La vârfurile fiecărui pătrat se calculează o cotă geodezică H relieful terenului prin interpolare de-a lungul liniei celei mai mari pante dintre liniile orizontale.
Figura 2.1 Împărțirea terenului în pătrate la determinarea cotei medii (de planificare) a teritoriului
3. Determinați cota medie a suprafeței sitului folosind formula
, m (2,1)
unde și este suma punctelor de vârf negre comune la patru și, respectiv, două pătrate;
– suma notelor vârfurilor aparținând unui pătrat;
n – numărul de pătrate.
4. Mark H medie luate condiționat ca zero și se determină note de lucru în raport cu acesta h adâncituri și terasamente, care sunt scrise la vârfurile pătratelor (triunghiurilor). Semnele de înălțime a terasamentului de lucru sunt de obicei desemnate printr-un semn pozitiv (+), iar semnele de adâncime a excavației printr-un semn negativ (-).
5. Pe planul șantierului se trasează o linie de zero lucrări cu poziția determinată cu ajutorul formulei
Unde x– distanța necesară între punctele de amplasare a liniei zero și punctul marcajului de lucru;
h 1 h 2- marcaje de lucru, respectiv terasamente si sapaturi;
O– lățimea pătratului.
6. Ca urmare a trasării unei linii de zero lucrări pe o rețea de pătrate, sunt dezvăluite forme geometrice - „pătrat”, „trapez” și „triunghi”.
Calculați aria forme geometriceși găsiți nota medie de lucru în fiecare figură.
Aria figurii este înmulțită cu cota medie de lucru și astfel se obține volumul lucrărilor de excavare din această cifră.
Dacă pătratul nu este intersectat de linia zero, atunci toate cele patru semne de lucru ale vârfurilor sale au același semn și în limitele sale va exista doar o săpătură sau doar un terasament. Masa solului într-un astfel de pătrat este o prismă tetraedrică, al cărei volum este egal cu
(2.3)
unde a este lungimea laturii pătratului, m;
h 1, h 2, h 3, h 4 – semnele de lucru ale vârfurilor sale, m.
Volumul de sol din pătratul intersectat de linia zero va consta dintr-o tăiere și umplere. În acest caz, există două tipuri de astfel de pătrate de tranziție (mixte):
Pătrate tăiate de linia zero în două trapeze (Figura 2.2 O);
Pătrate disecate de linia zero într-un triunghi și un pentagon (Figura 2.2 b).
Figura 2.2 Tipuri de pătrate de tranziție tăiate de linia zero la:
a) două trapeze; b) triunghi și pentagon
Pentru primul tip de pătrat de tranziție, lungimile segmentelor laterale intersectate de linia zero:
Prin urmare d = a – c; (2.4)
Prin urmare f = a – e. (2,5)
Figura 2.3 Exemplu de desen al unei cartograme a lucrărilor de excavare pe un șantier
zona verde
Un exemplu de pregătire a unei declarații a volumelor maselor pământului
Un exemplu de plan al masei pământului
În mărcile de design
Un exemplu de plan de organizare de ajutorare
Anexa K
(informativ)
Anexa L
(informativ)
| Cantitate, m 3 | |||||
| Numele solului | Zona fabricii | Teritoriu prefabricat | Nota | ||
| Dig (+) | Crestătură (–) | Dig (+) | Crestătură (–) | ||
| 1. Solul de amenajare a teritoriului | 150 000 | 96 480* | 61 240 | 56 660 | GP (6) |
| 2. Sol deplasat, | 74 120 | 10 600 | |||
| inclusiv la instalare: | |||||
| a) părți subterane ale clădirilor (construcții) | |||||
| miri) | (25 000) | QoL (2, 4) | |||
| b) suprafeţe de drum | (46 000) | (10 420) | BP (2) | ||
| c) g. d. moduri | (1 500) | (40) | RV (2) | ||
| d) reţele subterane | (300) | (40) | NVK (1, 2) | ||
| e) structuri de drenaj | (460) | medic generalist (3) | |||
| e) sol fertil în zone | |||||
| amenajarea teritoriului | (860) | (140) | medic generalist (4) | ||
| 3. Sol pentru instalarea de înaltă | |||||
| prinderea clădirilor și terasamentelor de construcție | |||||
| mirii | 6 900 | AR (7) | |||
| 4. Corecția compactării | 15 690 | 6 120 | ing.-geol. rafinament | ||
| Sol total adecvat | 172 520 | 170 600 | 67 360 | 67 260 | |
| 5. Lipsa solului potrivit | 1 990** | 100** | |||
| 6. Solul este impropriu pentru construcție | |||||
| va terasamentele fundațiilor clădirilor, co- | |||||
| arme și supus înlăturării | |||||
| din teritoriu (turba) | 47 300*** | 47 300 | 7 140*** | 7 140 | medic generalist (5) |
| 7. Sol fertil, în total, | 44 500 | 7 340 | medic generalist (4) | ||
| inclusiv: | |||||
| a) folosit pentru amenajarea teritoriului | |||||
| retorică | |||||
| b) excesul de sol fertil (re- | |||||
| cultivarea terenului) | 43 640 | 7 200 | |||
| 8. Total sol prelucrat | 264 390 | 264 390 | 81 840 | 81 840 | |
Postarea de astăzi se va adăuga la secțiunea „Mase Pământului” și va aborda probleme pe care nu le-am atins încă pe acest subiect. V-am spus deja de mai multe ori cum să completați corect lista maselor pământului, dar din anumite motive nu am considerat că este necesar să spun cum să îndepliniți planul pentru aceste mase :).
Să ne uităm la un exemplu specific de construcție pas cu pas a unui plan al maselor pământului. Lucrările asupra maselor pământului începe doar atunci când planul de organizare a reliefului a fost pe deplin elaborat.
Secvența mea de lucru:
Pasul 1.
Copiez planul de organizare a reliefului cu ridicare topografică pe o foaie separată, combinându-le într-un bloc. Este mai convenabil să lucrezi cu un bloc, deoarece vom construi o cartogramă deasupra unui plan plin cu linii de contur și semne de teren existente. După ce am determinat marcajele „negru” și „roșu”, ne vom șterge cu succes blocul, dar mai multe despre asta mai târziu, să mergem mai departe.
Pasul 2.
Împărțim zona proiectată în pătrate, desenând o grilă de 20x20 m deasupra „blocului” nostru - un plan pentru organizarea reliefului. Nu includem clădirile proiectate și existente sub grilă - așa cum se arată în exemplu. Desigur, în funcție de forma zonei proiectate, clădiri și structuri, celulele grilei pot fi de orice formă: dreptunghiuri, triunghiuri, trapeze etc.
Pasul 3.
Următorul pas este plasarea marcajelor de teren existente (negre) și proiectate (roșii) la toate intersecțiile grilei. Acesta este motivul pentru care avem nevoie de blocul nostru cu un plan de organizare a reliefului și ridicare topografică. Pe baza ridicării topografice determin cota existentă conform planului de organizare a reliefului, determin cota proiectată a terenului la intersecțiile grilei;
Marcajul proiectat este plasat deasupra marcajului existent în desen (așa cum se arată în imagine). Asta e, nu mai avem nevoie de „blocul” nostru. Stergem ridicarea topografica cu planul de organizare a reliefului. Vom avea doar o grilă cu semne rămase.
Pasul 4.
Următoarea sarcină este de a calcula diferența dintre cota proiectată și cea existentă. Totul este simplu aici: scădem marcajul existent (negru) din marcajul proiectat (roșu) și scriem rezultatul în stânga semnului proiectat (uitați-vă la exemplul de mai jos). Rezultatul poate fi negativ (cu semnul minus), pozitiv și egal cu zero (dacă valorile semnelor de relief roșu și negru coincid). Un rezultat negativ înseamnă „tăiat”, un rezultat pozitiv înseamnă „umplere”.
La sfârșitul acestei lucrări, avem un set de forme geometrice cu înălțimile fiecăruia dintre vârfurile sale și putem trece la pasul următor.
Pasul 5.
Odată ce am determinat cotele la fiecare intersecție a grilei, este timpul să construim o linie zero. Este prezentat ca o linie punctată și este situat între excavație și terasament. Dacă toate semnele de elevație sunt doar pozitive sau numai negative, atunci nu va exista nicio linie de lucru zero în desen (exact cazul meu). Aceasta înseamnă că fie umplem pământul întregii zone proiectate, fie îl îndepărtăm.
Deoarece pe planul meu al maselor pământului, tot solul este voluminos (toate cotele sunt cu semnul plus sau egal cu zero), voi arăta cum să construiesc o linie de lucrări zero folosind exemplul unei celule pătrate separate. Să presupunem că o celulă pătrată are o lungime a laturii de 20 m și cote de +3,0; -2,0; -4,0; 0,0. Între cota terasamentului +3,0 și săpătura -2,0 va exista o linie de lucru zero. Pe partea celulei luate în considerare, se prelucrează 5 m de sol: se toarnă 3 m și se taie 2 m. Împărțim lungimea laturii la 5 și determinăm în ce punct trece linia de lucru zero 20/5 = 4 m (4 m lungime pe 1 m înălțime). Aceasta înseamnă că „zero” este situat la o distanță de 8 m de marcajul -2.0 sau la 12 m de marcajul +3.0.
Plasați un punct pe latura pătratului între marcajele +3.0 și -2.0 și conectați-l la marcajul 0.0. Extindem linia zero lucrări în acest fel prin toate celulele care au urme și tăieturi și terasamente. Umbrim „crestătura” de-a lungul zonei proiectate cu linii la un unghi de 45 de grade. Să trecem la pasul următor.
Pasul 6.
Acum trebuie să determinăm volumul fiecărei celule. Nu sunt atât de puține opțiuni aici: vă puteți aminti matematica școlară sau puteți folosi un calculator online (deși calculatoarele sunt inventate în principal doar pentru calcularea gropilor cu pante sau tranșee). Folosesc un program simplu și convenabil ZEMMAS pe care îl puteți descărca de pe site la secțiunea „DOWNLOAD MATERIALE”. Regulile de utilizare sunt extrem de simple: găsiți cifra de care aveți nevoie (tipul de celulă) și introduceți datele necesare pentru a calcula volumul (de exemplu, pentru o celulă dreptunghiulară trebuie să indicați lungimile a două laturi în metri (măsurăm conform planul) și marcajele de cotă ale vârfurilor figurii (acestea sunt notele pe care le-am obținut prin scăderea cotei existente din cea proiectată (vezi pasul 4).
Amplasăm volumul rezultat în centrul celulei grilei de pe plan. Este important să nu ratați marcajele. Dacă marcajul de cotă are semnul minus, atunci îl introducem în program cu un semn minus. Volumul „tăierii” de pe plan este indicat cu un semn „minus”, iar „digul” - cu un semn „plus”.
Vă voi spune separat despre calcularea volumelor pe versanții formați de un terasament. Panta pantei este determinată de tipul de sol. De exemplu, să desemnăm panta pantei ca 1:1,5 (panta cea mai frecvent utilizată pentru Belarus). Să presupunem că înălțimea terasamentului este de 1 m, apoi lățimea pantei va fi de 1,5 m în secțiune transversală, panta noastră va arăta astfel:
Am obținut un triunghi dreptunghic și cunoaștem valorile catetelor sale: 1 m și 1,5 m Având astfel de date inițiale, este ușor să calculăm aria unui triunghi dreptunghic folosind formula ½ * 1 * 1,5 (rețineți. școala și încrederea noastră că aceste formule stupide nu vom avea niciodată nevoie de geometrie în viața noastră, atunci râdem în hohote). Aria secțiunii transversale a pantei noastre = aria unui triunghi dreptunghic = 2,5 mp.
Cunoscând lungimea pantei (și o știm întotdeauna), nu este dificil să calculăm volumul înmulțind aria secțiunii sale transversale cu lungimea. Pentru cei care nu înțeleg, măsuram lungimea conform desenului.
Pasul 7
Expiră, a mai rămas doar puțin. Sub planul maselor pământului punem la dispoziție o placă mică în care introducem toate volumele celulelor cu semnul „plus” - linia „digului” și toate volumele celulelor cu semnul „minus” - linia „excavare”. La sfârșitul fiecărei linii prezentăm cifra finală - suma volumelor obținute pentru „dig” și respectiv „săpătură”.
Aceste valori finale ale volumelor terasamentului și săpăturii sunt înscrise în prima linie a „Listei volumelor maselor de pământ” - solul amenajării teritoriului. Modul de completare a formularului este descris în detaliu în postările relevante. Vezi secțiunea ;).
