Картограмма земляных работ

Объемы земляных работ на объекте являются важным показателем, который определяет качество проекта вертикальной планировки. Подсчет объемов земляных работ необходимо делать, с целью определения стоимости земляных работ, выбора методов и средств производства работ, установления количества грунта для подсыпки или его излишки.

При организации производства работ решают вопрос подвоза грунта, которого не хватает для подсыпки или, наоборот, вывоз излишков. Подвозят грунт обычно из ближайших строительных объектов. Его используют или для засыпки ям, тальвегов, или для устройства горок, брустверов, валов. Излишки грунта при строительстве объектов образуются, обычно, за счет выкопки котлованов под водоемы, здания и сооружения; такие излишки используются с целью создания различных геопластических решений.

Вывозить излишки грунта или же наоборот, ввозить не всегда выгодно для производственников, потому что это сопряжено с высокими транспортными, затратами. В ряде случаев, когда грунт необходим для подсыпки, а вблизи он отсутствуют, то приходится предусматривать его подвоз из карьеров, а излишки грунта, особенно, если они непригодны, сильно засорены или токсичные - отвозить на свалку.

При разработке проекта вертикальной планировки объекта озеленения следует стремиться к нулевому балансу земляных работ, с целью сведения транспортных расходов к нулю. При производстве земляных работ рекомендуется использовать землеройно-транспортные машины: бульдозеры, автогрейдеры, скреперы. Земляные работы не должны производиться с какими-либо перегрузочными операциями и использованием автотранспорта.

При проектировании вертикальной планировки методами проектных продольных и поперечных профилей объемы земляных работ определяют как суммы объемов работ отдельно для выемок и отдельно для насыпей, на участках между соседними и поперечными профилями. Степень точности подсчетов зависит от частоты расположения поперечных профилей, которые обычно проектируют во всех переломных точках продольного профиля, а также в интервалах между ними по дорогам, через 20 ми в том числе в местах наибольших и наименьших отметок. Объем работ на каждом участке определяют по формуле:

Где F1 и F2 - площади поперечных сечений насыпей или выемок рассмотренных поперечных профилей, а l - расстояние между этими профилями. На участках парковых дорог с дорожными одеждами рабочие отметки определяют по основанию дорожного корыта. Данные подсчета объемов земляных работ по профилям, на каких- то нелинейных участках при больших размерах планируемых территорийподсчет ведут в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение из этих двух подсчетов.

Таблица4. Ведомость подсчета земляных работ по профилям форма.

№ поперечного профиля	Расстояние между поперечными профилями, м	Площадь поперечного сечения, м2	Объем земляных работ, м3
		насыпь выемка	насыпь выемка

Для определения объемов земляных работ в проектах вертикальной планировки, выполненных методом проектных горизонталей, разрабатывают чертежи картограммы работ. Для этого план объекта разбивают на квадраты, т. е. на сетку квадратов, которая соответствует строительной координатной сетке (рис.1). Размер стороны квадрата зависит от сложности территории, ее величины и требуемой точности расчетов; обычно стороны квадрата назначаются 5, 10, 20, 25, 40, 50 м.

В плане объект, по своей конфигурации, может иметь различные очертания, поэтому по границам возможно образование фигур, отличных от квадрата (рис. 1).

Далее в вершинах квадрата нанесенной сетки вписывают существующие отметки справа внизуи проектные отметки справа, вверху, рабочие отметки, как разница между «черными и красными» отметками, вписывается слева, вверху (рис. 1). Между вершинами срабочими отметкамиразных знаков по сторонам квадрата находят нулевые отметки, т. е. места нулевых работ, и затем, соединив их линиями, отделяют участки насыпей от выемок.

Линии нулевых работ показывают границы нулевых работ. Формы земляных тел в объеме насыпи или срезки грунта, что, в пределах квадрата определяют отсутствием или прохождением в пределах квадрата линии нулевых работ. В основании земляного тела может быть треугольник, трапеция, пятиугольник (рис. 1). В основании земляного тела, не пересекаемого линией нулевых работ, лежит квадрат.

Объем земляных работ в квадратах, не пересекающихся нулевой линией полные квадраты, определяются по формуле:

где, h - рабочие отметки по углам квадрата; F – площадь квадрата.

При пересечении линией нулевых работ противоположных сторон квадрата объемы каждой из двух неправильных полупризм определяются по формуле:

где, h₁  і h₂  - рабочие отметки; F₁  - площадь трапеции.

Если нулевая линия проходит через соседние стороны квадратов, то земляные работа определяют в двух объемах - в теле пирамиды с основанием треугольника и в теле с основанием пятиугольника, объем такого сложного тела можно разделить на две призмы и пирамиды с основаниями треугольника. Объемы работ соответственно определяют по следующим формулам:

для пирамиды с треугольным основанием:

для земляного тела с пятиугольным основанием:

где, Fl, Fll, Flll - площади оснований; hl, hll, hlll - рабочие отметки;

V - объем земляного тела.

Подсчитаные объемы земляных работ по земляным телам в соответствии с чертежом картограммы записывают в ведомости объемов работ по приведенной ниже форме:

Таблица 2. Ведомость подсчета земляных работ по земляным телам форма.

№ геометрической фигуры	Площадь основания фигуры, м2	Средняя рабочая отметка, м	Объем земляных работ, м3
насыпь	выемка

Ориентировочный подсчет объемов земляных работ на большой по площади территории може быть определен по формуле:

где, Нср. - средняя величина намечаемой подсыпки или срезки;

F - площадь территории, на которой осуществляется подсыпка или срезка грунта.

На линейных участках насыпей или выемок, в пределах которых высота или глубина приблизительно постоянные, объем работ определяется по формуле:

где, F – площадь поперечного сечения проектируемых насыпи или выемки, а L - их длина.

При концентрированных работах, например, при выкопке котлованов под объемы или засыпка глубоких ям, объем земляных работ может быть определен, как объем фигуры, приближающейся по геометрической форме к образованной насыпи или выемки параллелепипед, призма, пирамида прямой или усеченный, конус.

При насыпи гор, брустверов, валов кроме случаев гидронамыва структура насыпного грунта нарушается, и объем его увеличивается по сравнению с естественным состоянием. Увеличение объемов при рыхлении почвы, степень разпушивания, следует учитывать непосредственно после его разработки и после оседания, т. е. уплотнения.

Так, увеличение объема песчаного грунта составляет: первоначальное - на 8 - 17%, остаточное - на 1 - 3%; торфа, соответственно - на 20 -30% и 3 - 4%; суглинка - на 14 - 28% и 1,5 - 5%; глины - на 24 - 30% и 4 - 7%; каменистой почвы - на 30 - 45 % и 10 -. 20%; скального грунта - на 45 - 50% и 20 - 30%.

Объемы земляных работ в проектах ландшафтных объектов определяются с учетом грунта, вытесняемого фундаментом какого-либо паркового дома павильона, сооружения, грунта из котлована под водоем, грунта под насыпь для устройства горки или вала, грунта, который вытесняется дорожными одеждами, подземными сетями.

Ориентировочные объемы работ определяются по формуле:

для фундаментов зданий:

где, р – процент остаточного разрыхления грунта; b, l – ширина и длина фундамента, м; Н_ф - глубина заложения фундамента, м;

для котлованов под водоемы:

где, F - площадь сечения котлована усредненная, м; H_b  - средняя глубина котлована.

для конструкций парковых дорог, проездов, площадок:

где, h – толщина дорожной одежды; В – ширина дороги, м; l – длина дороги в зоне выемки, м.

В рамках планируемой территории могут оказаться почвогрунты, которые подлежат замене на другие: например, может возникнуть необходимость удалить слой торфа из участков дороги или какого-либо сооружения или слой растительной земли. В этих случаях к разработке чертежа общей картограммы земляных работ необходимо разработать специальную картограмме в пределах территории, где залегают слои торфа или ценной растительной земли ее плодородного горизонта.

На объектах, где есть большие по площади участки насаждений с драгоценным травянистым покровом, который не затрагиваются проектом вертикальной планировки, картограмма земляных работ разрабатывается по отдельным элементам - по дорогам, площадкам, участкам под водоемы, физкультурные площадки площади и др.

Завершающим этапом вертикальной планировки является расчет объемов земляных работ, который определяется отдельно для внутриквартальной территории на плане земляных масс и для улиц. В первом случае применяется способ квадратов, во втором - поперечных профилей.

Картограмма земляных работ – рабочий чертёж, составляемый на основе проекта вертикальной планировки. Он служит для определения границ между выемками и насыпями с помощью рабочих отметок вершин сетки квадратов, а также для расчёта объема земляных работ.

Работа выполняется по плану:

1. В качестве исходного материала используется проект вертикальной планировки объекта проектирования.

2. На план накладывается калька и наносится сетка квадратов со сторонами 20м×20м в масштабе 1:500.

3. Методом интерполяции определяются черные отметки в углах квадратов (под линией сетки справа); красные отметки (над линией сетки справа); рабочие отметки (над линией сетки слева).

4. На сторонах квадратов, имеющих смежные рабочие отметки с разными знаками, определяются точки нулевых работ:

где х - искомое расстояние между точками расположения нулевой линии и точкой рабочей отметки; h₁ и h₂ - рабочие отметки; L - расстояние между рабочими отметками.

Полученное расстояние откладывается от рабочей отметки h₁ в сторону h₂.

4. Вычисленные точки нулевых работ соединяются прямыми линиями – линиями нулевых работ (линии пересечения проектируемой плоскости с плоскостью земли).

5. В каждом квадрате определяется объем выемки и насыпи.

6. Если линия нулевых работ пересекает квадрат, то объем земляных работ определяется через площади полученных фигур. Для нахождения суммы отметок берут отметки по вершинам каждой отдельной фигуры.

Используются следующие формулы:

Для участков с четырёхугольным основанием и двумя рабочими отметками (А):

где h₁ и h₂ – рабочие отметки, S₁ – площадь основания фигуры.

Для участков с треугольным основанием (В):

 

где h – рабочая отметка, S₂ – площадь основания фигуры.

Рисунок 8. Расчет объемов земляных работ.

Для участков, с квадратным основанием и четырьмя рабочими отметками (В):

где S - площадь квадрата, м²; - сумма рабочих отметок вершин данного квадрата, м.

Для участков с пятиугольным основанием:

Линия нулевых работ проходит через точки нулевых работ, которые находятся между вершинами квадрата, имеющими рабочие отметки разного знака. Положение точки нулевых работ (рис. 13) находится по формуле:

(10)

где h₁, h₂ - рабочие отметки; а - длина стороны квадрата;
X - расстояние между точкой нулевых работ и вершиной квадрата, рабочая отметка которой равна h₁.

Рис. 13. Схема определения положения точки нулевых работ

где h₁, h₂ - рабочие отметки;

а - длина стороны квадрата;

X - расстояние между точкой нулевых работ и вершиной квадрата, рабочая отметка которой равна h₁.

Объем земляных масс вычисляется отдельно для каждого квадрата. Если рабочие отметки вершин квадрата имеют один знак, то объем определяют по формуле

(11)

где h_i - рабочая отметка вершины квадрата; S_кв. - площадь квадрата.

Для случая, когда квадрат разделен линией нулевых работ на выемки и насыпи, объем земляных работ вычисляется отдельно для каждой фигуры по формуле

(12)

где n - число рабочих отметок (вершин фигуры), включая точки нулевых работ;
S_фиг. - площадь фигуры.

Поясним это на следующем примере (рис. 14).

Рис. 14. Схема определения объема земляных работ

Находим положение точек нулевых работ (при a = 30 м):

Линия нулевых работ делит квадрат на две трапеции: насыпь (+) и выемка (-). Находим объем земляных масс для каждой из них по формуле (12).

Под каждой колонкой квадратов плана земляных масс приводят таблицу по форме № 6 [1], в соответствующих графах которой указывают суммарные объемы насыпи и выемки по колонке квадратов, а в строках суммарных объемов справа - общие объемы насыпи и выемки по всей планируемой территории (рис. 15).

Рис. 15. Форма №6

По результатам работы на кальке в масштабе плана должна быть вычерчена картограмма земляных работ. Результаты расчета объемов земляных работ записываются в ведомость подсчета ОЗР и оформляются в виде пояснительной записки.

Приложения

Приложения содержат информацию о проектируемых малых архитектурных формах (МАФ) и другом оборудовании. Для получения полной информации здесь размещают рисунки, чертежи, сведения о производителе выбранных типовых конструкций и эскизные чертежи общих видов нетиповых МАФ и оборудования. Обязательный перечень проектируемого оборудования должен включать скамьи, урны, детское игровое оборудование. В дополнительный перечень могут быть включены: перголы, трельяжи, фонтаны, беседки и т.д.