НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК ПРОЕКТУВАННЯ ПЕКЛО - Стор 14
4.4. ВИЗНАЧЕННЯ ОБСЯГІВ ЗЕМЛЯНИХ РОБОТ
Обсяг земляного полотна, обчислений без урахування дорожнього одягу, рослинного ґрунту та поправки на різницю робочих позначок, називають профільним обсягом земляних робіт. Профільний обсяг визначається як добуток:
де F сp - середня площа перерізу поперечних профілів на характерній ділянці, м; l – довжина характерної ділянки (насип, виїмка),
Середня площа перерізу насипу дорівнює:
F ср = BH ср + mH 2 ср
де Н ср – середня робоча позначка дільниці між суміжними поперечниками чи між суміжними пікетами (якщо перерізи розглядають кожному пікеті). У разі підрахунок обсягів земляних робіт називають попикетным.
У виїмці середню площу перерізу визначають за формулою
F ср = B H ср + 2 ω до + n H 2 ср + 2 в' до Н ср ,
де ω до - площа кювету, м 2; n - коефіцієнт крутості укосів виїмки; в' до - ширина кювету по верху, м.
Відповідно до позначень на рис. 4.13 б площа кювету дорівнює:
де в к - ширина кювета по низу, м; h до – глибина кювету, м; m – коефіцієнт крутості внутрішнього укосу кювету. Параметри кювету до , h до і m приймають згідно з запроектованим поперечним профілем у виїмці; n – коефіцієнт крутості зовнішнього укосу кювету (крутість укосу виїмки).
При визначенні обсягу земляних робіт необхідно враховувати поправку на різницю робочих позначок Н, яка може бути як зі знаком плюс, так і мінус:
де Н n+ 1 і Н n – робочі позначки на суміжних ділянках або пікетах, м. Поправка Н враховується за різниці робочих позначок
Мал. 4.13. Розрахункові схеми визначення обсягів земляних робіт: а - зрізання грунтупід насипом; б - зрізання ґрунту на виїмці; в - зрізання ґрунту на ширині резерву; г – параметри стічної призми; д - параметри дорожнього одягу
Об'єм ґрунту, що потрібний у насип замість знятого ґрунтоворослинного шару також не включений у формулу (4.15), тому об'єм-
єм зрізання під насип обчислюють окремо (рис. 4.13, а):
V c , [ B 2 m H cp h c ] h c l ,
де h с - Товщина зрізуваного шару ПРГ, м ; значення h з позначені поздовжньому профілі (розвідувальні геологічні дані).
На площі виїмки обсяг ПРГ, що зрізається, визначається зі-
голосно рис. 4.13, б:
V c B 2 mh k 2 k 2 nh k 2 nH cp h c l .
На площі резерву обсяг грунту, що зрізується, дорівнює:
V c l p mh c nh c h c l ,
де l р - ширина резерву внизу, м; h с – середня глибина резерву, м. Поправка ΔV на пристрій проїжджої частини також не входить до
формули (4.17) та (4.18) і визначається відповідно до рис. 4.13.
де S1 – площа стічної призми, м2 (рис. 4.13, г).
S 2 - площа перерізу дорожнього одягу на ширині проїжджої частини, м 2;
S 3 - площа перерізу крайових смуг, м 2:
S 4 - площа перерізу зміцнення узбіччя, м 2 :
де с' і с''' – відповідно ширина крайової смуги та ширина узбіччя за крайовою смугою, м.
Для узбіччя, укріплених рослинним грунтом, товщина зміцнення h у = 0.
Якщо площа стічної призми S 1 (S 2 +S 3 +S 4 ) то поправка ΔV на пристрій проїжджої частини додається до обсягу насипу і віднімається з обсягу виїмки.
Якщо S 1 2 +S 3 +S 4 ) поправка ΔV віднімається з обсягу насипу і додається до обсягу виїмки.
Якщо у конструкції дорожнього одягу запроектовано додатковий шар основи з піску або ґрунту підвищеної щільності, їх обсягвраховують у профільному обсязі земляного полотна, а при обчисленні площі перерізу дорожнього одягу S 2 за формулою
(4.26) товщину h д.о приймають без товщини піщаного або ґрунтового шару.
Приклад обчислення обсягу земляних робіт Завдання: обчислити попікетно обсяг земляних робіт на участ-
ке ПК15 + 00 - ПК23 + 75.
– робочі позначки на пікетах та плюсових точках представлені на поздовжньому профілі дод. 9.
- Індивідуальні поперечні профілі земляного полотна на характерних ділянках представлені на рис. 4.9 - 4.12;
- Товщина дорожнього одягу h д.о = 0,53 м;
- узбіччі неукріплені (h у = 0);
– ухили узбіччя та проїжджої частини відповідно рівні
- Товщина зрізуваного ПРГ на ділянках ПК15 + 00 - ПК20 і ПК23 + 75 - ПК28 дорівнює h с = 0,2 м, на ділянці ПК20 - ПК23 + 75 і ПК28
Розрахунок ведемо у табличній формі, послідовно заповнюючи графи табл. 4.1.
Графи заповнюємо з поздовжнього профілю дод. 9. Середні робочі позначки обчислюємо як півсуму робочих позначок на суміжних пікетах (і плюсових точках) та записуємо у графах 7 та 8.
Профільний обсяг земляних робіт у насипах та виїмках визначаємо за формулою (4.16). При цьому середні площі перерізу F ср визначаємо відповідно до запроектованих поперечних профілів у насипі (див. рис. 4.9) та виїмці (див. рис. 4.10 та 4.11).
Наприклад, для ділянки насипу ПК15 – ПК16+00 встановлюємо за рис. 4.9 наступні розрахункові параметри земляного полотна:
Середня робоча позначка на даній ділянці Н ср дорівнює:
Н порівн 2,97 0,652 1,81 м .
Знаходимо за формулою (4.17) профільний об'єм насипу на даній ділянці:
V H (12 1,81 4 1,81 2) 100 3482 м 3 .
На ділянці ПК16 – ПК16 + 49 середня робоча позначка Н ср = 0,32 м, а профільнийоб'єм на ділянці завдовжки 49 м дорівнює:
V H (12 0,32 4 0,32 2) 49208 м 3 .
У виїмці профільний обсяг визначаємо за формулами (4.16) та (4.18), попередньо обчисливши площу кювету при n=6; m = 4; h до = 0,6 м і до = 0,5 м (див. рис. 4.11):
до 0,5 0,6 0,6 2 2 4 6 2,1 м 2 .
Профільний обсяг виїмки на ділянці ПК16 + 49 - ПК17 + 00 завдовжки 51 м при Н ср = 0,32 м дорівнює:
V (12 0,30 2 2,1 6 0,30 2 2 6,5 0,30) 51 624,2 м 3
Аналогічно виконуємо розрахунки на інших ділянках, заповнюючи графи 9 та 10 відомості (див. табл. 4.2).
Обсяги зрізання рослинного ґрунту (графи 11, 12 та 13) визначаємо за формулами (4.21), (4.22) та (4.23). При товщині шару, що зрізається h с = 0,2 м ; і m= 4 обсяг зрізання під насип на ділянці ПК15 – ПК16 дорівнює:
V з 12 2 4 1,81 0,2 0,2 100562 м 3 .
Об'єм зрізання на площі резерву на ділянці ПК15 – ПК16 при ширині резерву l р = 10 м та середній товщині зрізання h ср = 1,4 м (див. рис. 4.9) дорівнює:
V з 10 4 1,4 4 1,4 0,2 100424 м 3 .
Аналогічно обчислюємо обсяг зрізання ПРГ під виїмку, приймаючи розрахункові параметри земляного полотна за рис. 4.10 та 4.11.
Значення графи 11 вносимо до графи 14 – обсяг ґрунту замість зрізаного рослинного шару під насип.
У графу 15 записуємо різницю робочих відміток Н n+ 1 - H n (тобто. з наступної позначки віднімаємо попередню); знак отриманого результату (+ або слід зберігати при обчисленні поправки на різницю робочих позначок (див. графу 16 відомості). Наприклад, на ділянці ПК15 + 00 - ПК16 + 00 різниця робочих позначок дорівнює:
Поправка на різницю позначок на ділянці завдовжки 100 м за формулою (4.20) дорівнює:
Н 4 2,32 2 10012 179 м3.
Щоб обчислити поправку на пристрій проїжджої частини ΔV необхідно попередньообчислити площі перерізів S 1 , S 2 , S 3 і S 4 (див. формулу (4.24)) при наступних розрахункових даних: = 7 м ;
з = 2,5 м; i 0 = 0,04; i ін. год = 0,02.
Враховуючи, що дорожній одяг запроектований з додатковим шаром основи з піску товщиною 0,3 м у формулі (4.26)
необхідно прийняти товщину одягу на ширині проїжджої частини,
рівною 0,65 - 0,30 = 0,35 м .
Для таких умов визначаємо за формулою (4.25) площу ст-
0,04 7(2,5 0,04 7 0,02 4) 1,20 м2.
Площа перерізу дорожнього одягу на ширині проїжджої частини
S 2 7 0,35 2,45 м2.
Площа перерізу укріплених крайових смуг S 3 при с = 0,5 м
S 2 0,5 0,35 0,35 м2.
Частина ширини узбіччя, що залишилася, запроектована неукріпленою (h у = 0), тому площа перерізу S 4 = 0.
Визначаємо сумарну площу перерізів:
S 2 + S 3 + S 4 = 2,80 м 2 >S 1 .
Отже, поправка ΔV на влаштування дорожнього одягу повинна додаватися до обсягу виїмки та відніматися з об'єму насипу.
Величину поправки V визначаємо за формулою (4.24).
На ділянці довжиною l= 100 м (ПК15 + 00 – ПК16 + 00) виправлення на дорожній одяг за формулою (4.24) дорівнює:
ΔV = (1,2 - 2,8) 100 = м 3 .
При наступних обчисленнях до графи 17 записуємо значення ΔV зі знаком мінус; у графу 18 – зі знаком плюс.
Обчислюємо загальний обсяг земляних робіт дільницями, заповнюючи відповідні графи табл. 4.1.
Насип: графа 19 = графа 9 + графа 14 ± графа 16 ± графа 17. Виїмка: графа 20 = графа 10 ± графа 16 ± графа 18.
На ділянці насипу ПК15+00 – ПК16+00 обсяг земляних робіт:
V = 3482 + 562 - 160 = 3705 м 3 .
На ділянці насипу ПК16 – ПК16 + 49 виправлення ΔV = – 78 . 4 м 3 , а загальний обсяг земляних робітдорівнює V = 208,2 + 158 = 288 м3. На ділянці ПК16 + 49 – ПК17 (виїмка довжиною 51 м) маємо:
ΔV = 1,6 · 51 = 81,6 м 3 . Отже, V = 624 + 81,6 = 705,6 м3.
У графі 21 записуємо значення графи 12, а графу 22 заповнюємо як суму графа: графа 22 = графа 11 + графа 12 + графа 13.