Визначення значень відміток природного рельєфу

Значення відмітки природного рельєфу у вершині кожногоквадрату визначається методом лінійної інтерполяції між двома суміжними горизонталями.

Метод лінійної інтерполяції (рис. 1, 2) передбачає вимірювання відстаней від вершини квадрата (А) до горизонталі (Н) з меншим значенням (l) і між горизонталями (L) по перпендикуляру (CВ) до горизонталей, який проходить через вершину квадрата.

Рис. 2. Визначення значень відміток поверхні землі у вершинах квадратів

 

Математична залежність для визначення відмітки природного рельєфу в точці А представлена формулою, яка має вигляд

Н_а = Н + h·l / L, (6)

де Н - відмітка горизонталі з меншим значенням, що знаходиться нижче вершини квадрата, яка розглядається, м; h – перевищення між горизонталями, м; l, L - відповідно відстань від вершини квадрата до горизонталі з меншим значенням і відстань між горизонталями, м.

 

У приведеному прикладі (рис.1): Н=14,00 м; l=8 м; L=12 м; перевищення між горизонталями h=1 м.

Значення відмітки природного рельєфу в точці А буде становити

H_А=14,00+(1·8/12)=14,67 м.

Таким чином визначаються значення відміток природного рельєфу в кожній вершині квадратів і записуються в нижньому правому куті від вершини квадрата.

Результати визначення значень відміток природного рельєфу у вершинах квадратів приведено на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Результати визначення значень відміток поверхні землі у вершинах квадратів

 

2.3. Визначення значення середньої планувальної відмітки

Значення середньої відмітки природного рельєфу при підрахунку об’ємів земляних мас за методом чотиригранних призм визначається за формулою

(7)

де - суми значень відміток поверхні землі, спільних відповідно для однієї, двох і чотирьох призм; - кількість призм.

åН₁=17,00+14,42+10,16+14,00=55,58 м.

2åН₂=2·(15,94+15,14+13,02+11,78+11,72+12,94+14,98+15,86)=222,76 м.

4åН₄₌4·(14,67+13,80+12,64+13,82)=219,72 м.

H₀=

Влаштування котлованів, траншей, насипів в межах контуру спланованого майданчика за умови нульового балансу ґрунтових мас потребує врахування цих додаткових об’ємів земляних споруд.

Тому значення середньої планувальної відмітки в межах контуру будівельного майданчика буде складати

(8)

де - підвищення або зниження середньої планувальної відмітки (приймається з додатнім знаком при надлишку ґрунту і з від’ємним знаком - при нестачі ґрунту); , - додатковий об’єм з виїмок або насипів; - площа планувальної площини.

У зв’язку з тим, що на будівельному майданчику не передбачено влаштування котлованів, траншей тощо значення середньої планувальної відмітки, при умові рівності об’ємів земляних мас виїмки і насипу, приймається

=13,84 м. (9)

 

2.4. Визначення значень проектних відміток

Значення проектних (червоних) відміток планувальної площини без прив’язки вершин в кожній вершині квадратів визначають за формулою

(10)

де - проектні похили планування; - відстань від осі повороту до вершини, що розглядається, м.

 

На сітці квадратів планувальної площини методом інтерполяції визначається положення середньо-планувальної відмітки і позначається на стороні квадрату (рис. 4.).

 

 

 

Для встановлення місцезнаходження середньої планувальної відмітки на плані планувальної площини із формули 6 визначається відстань () від горизонталі до точки на поверхні природного рельєфу, значення якої дорівнює значенню середньої планувальної відмітки.

У наведеному прикладі L = 16 м, а розраховане значення l=13,28 м.

Середня планувальна відмітка позначається на плані планувальної площини (на рис. 4 позначка, може бути не обов’язково на сітці планувальної площини).

Після встановлення місцезнаходження середньої планувальної відмітки на плані планувальної площини визначаються значення проектних відміток в кожній вершині квадратів за формулою 10.

Знак (+) приймається, якщо хід здійснюється проти похилу, знак (-) – за похилом.

Наприклад: значення проектної відмітки у вершині А, яка спільна для квадратів 1,2,4,5, буде дорівнювати

Н_пр = 13,84 + 0,0025 ×18 = 13,89 м.

Значення визначених проектних відміток записуються в верхньому правому куті від вершини квадрата.

Результати визначення значень проектних відміток у вершинах квадратів подано на рис. 5.

 

 

2.5. Визначення значень робочих відміток

Значення робочих відміток в кожній вершині квадрата планувальної площини визначаються за формулою

(11)

де - відмітки поверхні землі у вершинах квадратів.

 

Значення робочих відміток зі знаком (-) означають глибину зрізування ґрунту, а зі знаком (+) – висоту насипання ґрунту. Значення визначених робочих відміток записуються у верхньому лівому куті від вершини квадрата.

Результати визначення значень робочих відміток у вершинах квадратів планувальної площини приведено на рис. 6, а схема їх запису на рис. 7.

 

 

 

Рис. 6. Результати визначення значень робочих відміток планувальної площини будівельного майданчика

 

Квадрати з робочими відмітками одного знаку називають повними (однойменними), а з відмітками різних знаків – перехідними.

 

2.6. Побудова лінії нульових робіт

Лінія нульових робіт будується по точках, в яких робочі відмітки рівні нулю. Ці точки мають місце на сторонах квадратів з робочими відмітками у вершинах протилежних знаків. Місце розташування нульових точок у даному прикладі визначається графічним методом (рис. 8).

 

На сторонах квадратів із значеннями робочих відміток протилежних знаків у вершинах в масштабі відкладаються в протилежні сторони відрізки довжиною рівною абсолютним значенням цих робочих відміток (h₁ і h₂; h₃ і h₄), кінці яких з’єднуються допоміжною лінією. Перетин допоміжної лінії зі стороною квадрату визначить точку, через яку має проходити лінія нульових робіт (рис.9).

 

Рис. 9. Графічна

побудова лінії

нульових робіт

 

 

Загальний контур будівельного майданчика визначають на основі проектування укосів виїмки і насипу. Відкладаючи у масштабі плану в вершинах квадратів значення закладання укосів (m× h), визначається зовнішнє окреслення в плані виїмки і насипу на рівні поверхні землі (рис. 10). При цьому, коефіцієнт закладання укосів виїмки і насипу (m) приймається із запасом залежно від виду ґрунту із табл. 1.

 

Таблиця 1. Найбільша допустима крутизна укосів виїмок і насипів

Вид ґрунту	Коефіцієнти закладання укосів залежно від глибини виїмки, висоти насипу, м
до 1,5	від 1,5 до 3.0	від 3,0 до 5.0
Насипний	0,67	1,0	1,25
Піщаний	0,5	1,0	1,0
Супісок	0,25	0,67	0,85
Суглинок		0,5	0,75
Глина		0,25	0,5
Лес сухий		0,5	0,5

Із таблиці 1 для заданого виду мінерального ґрунту – супісок коефіцієнт закладання укосів приймається із запасом відповідно до найбільших значень робочих відміток виїмки і насипу: m_в = 1,0; m_н =1,5. Наприклад: (m× h)=3,01 × 1,0 =3,01м.

 

 

 

Рис. 10. Встановлення зовнішнього окреслення укосів виїмки і насипу

2.7. Визначення обсягів земляних робіт

Об’єм ґрунту, що підлягає розробці (зона виїмки) і насипанню (зона насипу), визначається як сума об’ємів в повних (однойменних) і перехідних призмах та об’ємів ґрунту в укосах.

2.7.1. Визначення об’ємів ґрунту в основних фігурах планувальної сітки

Для визначення об’ємів ґрунту в основних фігурах користуються наступними схемами і розрахунковими формулами (табл. 2).

 

Таблиця 2. Схеми і формули для визначення об’ємів ґрунту в основних фігурах

Елементи	Схема	Розрахункові формули
Однойменний квадрат (чотиригранна призма)		(12)
Перехідний квадрат (тригранна призма) 1)зона насипу 2)зона виїмки		Об’єм насипу: (13) Об’єм виїмки: (14)

 

Підрахунки об’ємів ґрунту виїмки і насипу при влаштуванні будівельного майданчика з використанням розрахункових формул 12,13,14 виконуються у формі таблиці (табл. 3).

При нульовому балансі земляних мас різниця між загальними об’ємами виїмки і насипу не повинна перевищувати 5%.

Визначається розбаланс земляних мас:

Таблиця 3. Відомість визначення об’ємів ґрунту виїмки і насипу при влаштуванні будівельного майданчика

№ квадрата									Об’єм виїмки (-)	Об’єм насипу (+)
	-3,01	-2,00	-0,78	-1,92	7,8		-	-		-
	-2,00	-1,25	+0,04	-0,78	4,07		-	-		-
	-1,25	-0,58	+0,77	+0,04	2,64		1,27	0,25
	-1,92	-0,78	+0,02	-1,09	3,81		3,77	0,0
	-0,78	+0,04	+1,15	+0,02	1,99		0,31	0,74
	+0,04	+0,77	+1,96	+1,15	3,92		-	-	-
	-1,09	+0,02	+0,85	-0,16	2,12		0,74	0,36
	+0,02	+1,15	+2,02	+0,85	4,04		-	-	-
	+1,15	+1,96	+3,53	+2,02	8,66		-	-	-
РАЗОМ

 

Якщо різниця загальних об’ємів виїмки і насипу перевищує 5%, то необхідно коригувати значення середньої планувальної відмітки на величину , яка визначається за формулою, м

(15)

де - різниця між об’ємами виїмки і насипу, м³; F - площа будівельного майданчика, м².

 

2.7.2. Визначення об’ємів ґрунту в укосах майданчика

Для визначення об’ємів ґрунту в укосах майданчика користуються схемами просторових геометричних фігур і розрахунковими формулами (табл. 4).

Загальний об’єм ґрунту в укосах складає (табл. 4):

- виїмки V_ув=9,09+0,07+0,001+95,48+111,5+0,02+0,45=216,61 м³;

- насипу V_ун =22,91+162+174,45=359,36 м³.

Загальний геометричний об’єм ґрунту, що підлягає розробці у виїмці і вкладанню в насип становить:

- виїмка V_в =1778+216,61=1995 м³;

- насип V_н =1797+359,36= 2156 м³.

 

Елементи	Схема	Розрахункові формули	Розрахунок
Кутовий, типу чотиригранної піраміди		V=m^2h^3/3 (16)	Виїмка: V1 =1^2×3,01^3/3=9,09 м^3 V2 =1^2×0,58^3/3=0,07 м^3 V3 =1^2×0,16^3/3=0,001 м^3 Насип: V1 =1,5^2×3,53^3/3=22,91 м^3
Боковий, типу тригранного призматоїда		_____ V=a/3(F1+Ö(F1·F2)+F2)= ma/6(h1^2+h1·h2+h2^2) (17)	Виїмка: V1=1×60/6(0,16^2+0,16×3,01+ 3,01^2)=95,48 м^3 V2=1×60/6(3,01^2+3,01×0,58+ 0,58^2)=111,5 м^3
Боковий, типу тригранної піраміди		V=mh^2l/6 (18)	Виїмка: V1=1,0×0,16^2^×4/6= 0,02 м^3 V2=1,0×0,58^2^×8/6= 0,45м^3 Насип: V1=1,5×3,53^2^×52/6= 162 м^3 V1=1,5×3,53^2^×56/6= 174,45м^3

Таблиця 4. Схеми і формули для визначення об’ємів ґрунту в укосах

2.7.3. Складання зведеної відомості обсягів земляних робіт

Для влаштування будівельного майданчика встановлюється перелік технологічних процесів, для яких визначаються обсяги земляних робіт.

Обсяги земляних робіт являють собою виробничі об’єми земляних мас, які необхідно розробляти землекопальними або землерізально-транспортними машинами в природному стані, транспортувати в розпушеному стані і ущільнювати до проектної щільності. Тому при розрахунках обсягів земляних робіт необхідно враховувати стан, в якому знаходиться ґрунт.

На основі виконаних розрахунків загального об’єму ґрунту, що підлягає розробці у виїмці і вкладанню в насип, складається зведена відомість обсягів земляних робіт, в яку заносяться результати розрахунку загального об’єму ґрунту, а також враховуємо збільшення об’єму ґрунту, після розробки виїмки коефіцієнтом розпушення.

Приклад складання зведеної відомості обсягів земляних робіт приведений в таблиці 5.

 

Таблиця 5. Зведена відомість обсягів земляних робіт

№ з. п	Найменування технологічного процесу	Розрахункова формула	Обсяг робіт
Одиниця виміру	Кількість
	Зрізування рослинного шару	Wр.ш=B×L×tр.ш	м^3
	Розробка мінерального ґрунту у виїмці	Wр= Vв-0,5Wр.ш	м^3
	Розрівнювання мінерального ґрунту в насипу	Wроз= Wр ×kр	м^3
	Ущільнювання мінерального ґрунту в насипу	Wу= Wроз	м^3
	Планування будівельного майданчика	Fм = B×L	м^2
	Планування укосів	Fу =å fi	м^2
	Рекультивація будівельного майданчика	Wр.м = Wр.ш ×kр	м^3

 

Пояснення до розрахунків обсягів земляних робіт (табл. 5):

1. B, L – розміри будівельного майданчика. Товщина зрізки рослинного шару ґрунту (t_р.ш) приймається 0,2...0,3м.

2. V_в – об’єм ґрунту, що підлягає розробці у виїмці (V_в = 1995 м³).

Припускаючи, що при балансі ґрунтових мас (V_в = V_н ), площі зрізки рослинного шару з виїмки і насипу будуть рівними, а тому об’єм зрізки рослинного шару з виїмки становить половину загального об’єму зрізаного рослинного шару.

3. k_р – коефіцієнт розпушування ґрунту (приймається за табл. 2 Додатків).

4. f_i - площа укосу виїмки або насипу на стороні будівельного майданчика, визначається як площа трикутника або трапеції.

Площа планування укосів (F_у) є сумою площ укосів виїмки і насипу по контуру будівельного майданчика. Для розрахунку площі укосу необхідно визначити його довжину (рис. 11).

Рис. 11. Схема до визначення довжини укосу

У кутах будівельного майданчика визначається довжина укосу за формулою

. (19)

Довжина укосів в кутах будівельного майданчика буде становити:

- квадрат 1 = =4,37 м;

- квадрат 3 = =0,82 м;

- квадрат 7 = =0,22 м;

- квадрат 9 = =6,35 м.

Площа укосу у формі трикутника (рис. 12) визначається за виразом

, (20)

де а – відстань від кута будівельного майданчика до перетину лінії нульових робіт з його стороною, м.

Рис. 12. Схема до визначення площі укосу у формі трикутника

Площа укосу у формі трикутника:

- виїмка = =2,32 м²;

= =0,32 м²;

- насип = =91,78 м²;

= =98,84 м².

Площа укосу у формі трапеції (рис. 13) визначається за виразом

, (21)

де а – відстань від кута будівельного майданчика до перетину лінії нульових робіт з його стороною, м.

Рис. 13. Схема до визначення площі укосу у формі трапеції

 

Площа укосу у формі трапеції:

- виїмка =155,7 м²;

=135,9 м².

Загальна площа укосів, що підлягають плануванню, становить: F_у =åf_i= F_в+ F_н;

- виїмка F_в = 2,32+0,32+155,7+135,9=294,24 м²;

- насип F_н = 91,78+98,84=190,62 м².

F_у= 294,24+190,62=484,86 м² » 485 м².

 

Запитання для самоконтролю

1. Як визначається значення відмітки природного рельєфу в точці?

2. Як визначається значення середньо-планувальної відмітки?

3. Як визначається значення проектної відмітки в точці планувальної площини?

4. Як визначається значення робочої відмітки в точці планувальної площини?

5. Як визначається положення лінії нульових робіт?

6. Як визначаються об’єми ґрунту в основних фігурах сітки планувальної площини?

7. Як визначаються об’єми ґрунту в укосах залежно від геометричної фігури?

8. Як визначити площу укосу, що відповідає формі трикутника, трапеції?

 

Умови індивідуального завдання

 

Самостійний вибір індивідуального завдання для проектування будівельного майданчика проводиться за варіантами вихідних даних та планів земельних ділянок до них.

Вибір варіанта індивідуального завдання проводиться за сумою трьох останніх цифр номера залікової книжки (студентського квитка).

 

Тема 3. Визначення середньої відстані транспортування ґрунту

Література:

1. Білецький А.А. Організація і технологія будівельних робіт: Навчальний посібник. – Рівне: НУВГП, 2007 р. – 202 с.

2. Білецький А.А. Організація і технологія будівельних робіт. Практикум: Навчальний посібник. – Рівне: НУВГП, 2007 р.

– 76 с.

 

Середня відстань транспортування (переміщення) ґрунту – це відстань між центрами ваги виїмки і насипу. Визначення центрів ваги виїмки і насипу можна виконувати аналітичним або графічним методом.

Середня відстань транспортування ґрунту визначається з метою вибору відповідного типу машини для розробки ґрунту у виїмці, його переміщення і вкладання в насип.

Середню відстань транспортування визначимо графічним методом (можливі інші методи), який передбачає побудову інтегральних кривих об’ємів ґрунту виїмки і насипу.

На аркуші міліметрового паперу А4 в масштабі 1:1000 наноситься сітка з розмірами квадратів 20х20м і лінія нульових робіт (рис. 9).

Із таблиці 3 (Відомість визначення об’ємів ґрунту виїмки і насипу при влаштуванні будівельного майданчика) в однойменні і перехідні квадрати виписуються відповідні об’єми ґрунту в межах контуру виїмки і насипу.

За межами контуру планувальної площини будівельного майданчика вибираються системи прямокутних координат (рис. 14).

Для побудови інтегральних кривих по рядках і колонках планувальної сітки виконується обрахунок об’ємів виїмки і насипу наростаючим порядком, на підставі значень яких будуються відповідні інтегральні криві.

На осях об’ємів відкладається значення 0,5V_ср (0,5 ×1792=896 м³) і проводяться допоміжні лінії паралельно до сторін планувальної сітки будівельного майданчика.

Ці допоміжні лінії перетнули інтегральні криві виїмки і насипу в точках 1 і 2. Із точок 1 і 2 проводяться перпендикуляри до планувальної сітки у відповідні зони – виїмку і насип.

У зоні виїмки перпендикуляри перетнулися в точці В, а в зоні насипу – в точці Н. Точки В і Н є відповідно центрами ваги виїмки і насипу, а відстань між ними і є середня відстань транспортування ґрунту.

 

Рис. 14. Схема визначення середньої відстані транспортування ґрунту графічним способом

 

Запитання для самоконтролю

1. Дайте означення середньої відстані переміщення ґрунту.

2. Як виконується побудова інтегральних кривих об’ємів виїмки і насипу?

3. Як визначається значення середньої відстані переміщення ґрунту графічним способом?

 

Умови індивідуального завдання

Використовуючи значення об’ємів ґрунту в основних фігурах планувальної сітки індивідуального завдання (тема 2) визначати середню відстань переміщення ґрунту графічним способом.