Вертикальная планировка — раздел, который состоит из конкретных примеров проектов вертикальной планировки участков с описанием каждого шага. Представлены планы организации рельефа различных по назначению объектов.
Проектирование вертикальной планировки и подсчет объемов земляных работ
Данная статья о проектировании вертикальной планировки и подсчетах объемов земляных работ. Она составлена в виде учебного пособия для самостоятельного изучения. С чего же приступить в начале изучения по выполнению вертикальной планировки и расчету объемов работ? Можно определить следующий план действий:
- Изучение, чтение материалов о вертикальной планировке , уже имеющихся на данном сайте. Возможно, не все будет понятно сразу, но появится общее понимание предмета, а глаза привыкнут к горизонталям и отметкам.
- Рассмотрение конкретного примера проектирования, представленного ниже.
- Повторный просмотр всех материалов данной тематики.
Итак, далее схема проектирования вертикальной планировки и пример подсчета объемов земляных работ. Выполнен разбивочный план по посадке торгового павильона в существующей жилой застройке, требуется запроектировать вертикальную планировку. То есть мы имеем новое здание, новую постройку, посаженную на местности.
Проектирование зданий: важность вертикальной планировки для проектирования конструктивного раздела.
- Исходные материалы: топосъемка в масштабе 1:500, выполненный на данной топосъемке генплан. Водоотвод с территории выполнить открытым способом на существующий рельеф местности, дождевая канализация отсутствует.
- Ниже представлена топосъемка. Она необходима для изучения существующего рельефа местности и выявления существующих уклонов. Можно определить, что имеется существующий уклон местности с северо-запада на юго-восток. Следовательно, при проектировании вертикальной планировки рационально придерживаться именно этого принципа, то есть выполнять проект с учетом существующего положения и с увязкой с существующей застройкой, а также с отметками улицы Комсомольской.
- Следующий чертеж – генплан на данной топосъемке. Следует изучить генплан, а также получить необходимые данные у специалиста по архитектурным решениям относительно планируемого цоколя здания и отметки 0.000. По планируемым решениям цоколь должен быть около 30-40 см.
- Начинаем строить горизонтали. Выполняем пробную посадку здания, угловые отметки выносим на линиях-выносках. В числителе указаны проектные отметки, в знаменателе — существующие отметки. Проектные отметки должны быть немного выше прилегающей территории, чтобы выполнить отвод воды от здания. При этом необходимо увязаться с существующей территорией, дорожками, тротуарами.
- Далее определяем и строим контрольные горизонтали у проезжей части улицы. Это контрольное место, ведь здесь существующая улица, отметки по ней нельзя никак изменить.
- Оцениваем полученную ситуацию. Соединяем полученные проектные горизонтали около улицы и здания, проверяем полученные уклоны, соответствуют ли они нормативным требованиям. Проверяем, выполнен ли водоотвод от проектируемого здания и не подтапливаем ли мы соседние участки.
- Вместе со специалистом по архитектурно-строительным решениям определяем 0.000. Он равен 170.55
Проектирование вертикальной планировки окончено. Однако необходимо подсчитать объемы земляных работ. Об этом ниже после представленных рисунков.
Распланировка участка с южным фасадом.
Источник: www.proekt.lepshy.by
ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКЕ
Определение объемов земляных работ составляет один из наиболее важных этапов разработки проектов вертикальной планировки, который во многом определяет схему перемещения земляных масс, способы производства земляных работ и, наконец, сметную стоимость строительства аэродрома. Земляные работы на участках, где рабочие отметки выемок и насыпей превышают 0,1 м, называют предварительной планировкой, а на участках с рабочими отметками менее 0,1м — отделкой. Объемы земляных работ при предварительной планировке вычисляют в кубических метрах, а при отделке — в квадратных метрах.
При проектировании вертикальной планировки объемы земляных работ наиболее часто определяют одним из следующих способов: горизонтальных профилей, изолиний рабочих отметок и квадратов.
Способом горизонтальных профилей вычисление объемов земляных работ осуществляют следующим образом. При проектировании исправления рельефа между фактическими и проектными горизонталями образуются фигуры (рис. 29.7), представляющие собой сечения выемки или насыпи горизонтальными плоскостями. При этом каждые две соседние плоскости вырезают фигуру с высотой, равной высоте сечения рельефа.
Очевидно, весь объем грунтового массива будет равен сумме объемов элементарных фигур:
где п — число элементарных массивов; Sj — площади горизонтальных сечений элементарных фигур; h — высота сечения рельефа; hB, hH — соответственно высота верхней и нижней элементарной фигуры. Очевидно, что при этом площади S0 и Sn+l будут равны нулю.
Рис. 29.8. Схема вычисления объемов земляных работ способом изолиний рабочих отметок
Рис. 29.7. Схема вычисления объемов земляных работ способом горизонтальных профилей
Площади горизонтальных сечений определяют аналитически при автоматизированном проектировании на уровне САП P-А либо с помощью палетки или планиметра (механического или электронного). Способ горизонтальных профилей применяют при сравнительно небольших значениях рабочих отметок, когда горизонтальные сечения не перекрывают друг друга или перекрывают лишь частично.
Способом изолиний рабочих отметок осуществляют вычисление объемов земляных работ при значительных величинах рабочих отметок, когда горизонтальные сечения накладываются друг на друга и применение способа горизонтальных профилей становится затруднительным. Изолиния рабочей отметки представляет собой некоторую замкнутую линию, являющуюся геометрическим местом точек, имеющих одинаковые рабочие отметки (рис. 29.8).
Обычно проводят линию нулевых работ и изолинии рабочих отметок, кратные высоте сечения h. Очевидно, что нулевая изолиния проходит через точки пересечения одноименных горизонталей (проектной 1 и фактической 2). При этом в данных точках рабочие отметки равны нулю.
Каждая изолиния 3 представляет собой замкнутую кривую, ограничивающую поверхность, все точки которой одинаково удалены от проектной поверхности. Изолинии рабочих отметок, кратные h, проходят через точки пересечения проектных и фактических горизонталей, которые также образуют замкнутые фигуры, называемые изоповерхностями, между которыми заключены слои грунта насыпи или выемки толщиной, равной высоте сечения рельефа И. На рис. 29.8 показаны профили фактической поверхности 4 и изоповерхностей 5.
Суммарный объем грунтового массива при этом может быть определен как
где Sr Sj+l — площади соответствующих поверхностей; hB — высота верхнего элементарного массива грунта.
Определение площадей изоповерхностей осуществляют, так же как и в способе горизонтальных профилей.
Вычисление объемов земляных работ способом квадратов основано на использовании результатов топографических съемок нивелированием по квадратам. В зависимости от знака рабочих отметок в вершинах квадратов различают полные и неполные квадраты.
Полный квадрат размещается полностью в выемке или в насыпи, и все рабочие отметки в его вершинах имеют один и тот же соответствующий знак (рис. 29.9).
Если объем /-го призматоида представить как
Рис. 29.9. Схема вычисления объемов земляных работ способом квадратов
то, переходя к рабочим отметкам в вершинах /-го полного квадрата, можно вычислить его объем:
где а — длина стороны квадрата; hu, h2j, h3i, h4i — рабочие отметки в его вершинах.
Неполный квадрат может иметь одну, две или три нулевые рабочие отметки в вершинах или отметки с обратным знаком. Объемы работ неполного квадрата соответственно можно определить:
• при одной вершине с нулевой рабочей отметкой или отметкой с обратным знаком
• при двух вершинах с нулевыми рабочими отметками или отметками с обратным знаком
• при трех вершинах с нулевыми рабочими отметками или отметками с обратными знаками
Объемы насыпей считают положительными, а выемок — отрицательными. Нередко в процессе проектирования вертикальной планировки составляют картограмму земляных работ, указывая в пределах каждого полного и неполного квадрата соответствующие им объемы со своими знаками. Картограмма земляных работ облегчает решение задачи разработки схемы перемещения земляных масс.
Источник: studref.com
Определение объема земляных работ при вертикальной планировке
Объем земляных работ и дальность перемещения грунта — показатели, определяющие целесообразность и экономичность принятого варианта вертикальной планировки, а также способ организации и очередности работ. При проектировании городских улиц и дорог существует несколько способов подсчета объемов земляных работ, которые позволяют с определенной степенью точности подсчитать объем земляного массива для естественно залегающего грунта. Объемы земляных работ подсчитывают по продольным и поперечным профилям, проектным горизонталям и другими способами.
Рассмотрим подсчет объемов земляных работ по продольному профилю. При подсчетах этим способом получаются приближенные объемы для предварительного определения количества земляных работ при разработке схематического решения проектов вертикальной планировки.
На продольном профиле участка улицы (рис. 51) h1, h2, h3, . hn — рабочие отметки по оси проезжей части, а l1, l2, l3, . ln — соответственно расстояния между ними. При этом полагают, что величина рабочей отметки по оси проезжей части одинакова для всей ширины улицы. Тогда объем земляных работ (м3) может быть подсчитан по формуле
где F — площадь насыпи (+) и выемки (-) по продольному профилю; м; В — ширина полосы, для которой составлен проект вертикальной планировки, м.
Для облегчения подсчетов площадь F по продольному профилю разбивается на ряд простейших геометрических фигур — трапеций и треугольников, площадь которых W1, W2, W3 и т. д. может быть определена по формулам. Так, на участке l1 площадь выемки
На участках, где насыпь переходит в выемку и обратно, образуются два треугольника, площади которых равны:
где х — расстояние от соответствующей рабочей отметки до места перехода из насыпи в выемку (нулевой точки), которое можно определить по формуле
Более точно объемы земляных работ могут быть подсчитаны по поперечным профилям, которые строят через одинаковые расстояния, равные обычно 20 м (поперечные профили на пикетах). По каждому поперечнику отдельно для насыпи и выемки подсчитывают их площади путем разбивки сложного сечения на более простые фигуры или измеряют площадь поперечного профиля обводкой планиметром. Объем земляных работ (м3) подсчитывают по формуле
где F1 И F2 — площади двух смежных поперечных профилей, м2; L — расстояние между этими поперечными профилями, м.
Объемы земляных работ по профилям для площадей или кварталов вычисляют по нивелирной сетке. Для этого вся площадь разбивается сеткой квадратов, длина сторон которых берется от 20 до 40 м в зависимости от требуемой точности подсчета объемов (рис. 52).
Около каждой вершины квадратов вписывают ее черную отметку, которую берут с топографического плана, и красную отметку, определяемую путем интерполяции по красным горизонталям с плана вертикальной планировки или вычислением. После этого вычерчивают продольные профили по сетке квадратов. На каждом продольном профиле должны быть указаны черные, красные и рабочие отметки.
По каждому профилю отдельно измеряют площади насыпей и выемок. Объемы насыпей и выемок вычисляют по предыдущей формуле, т. е. подсчитывают площади поперечного сечения двух смежных профилей, находят их среднее значение и умножают его на расстояние между профилями, равное при разбивке сетки квадратов длине их стороны. Объемы земляных работ, подсчитанные этим способом, получаются несколько завышенными.
Метод определения объемов земляных работ по проектным горизонталям дает более близкие к истинным результаты, чем метод по профилям. Метод картограммы земляных работ — один из наиболее распространенных способов подсчета объемов земляных работ в проектах вертикальной планировки, выполненных при помощи проектных горизонталей. Для составления картограммы земляных работ на план наносят сетку квадратов, направление линий которой выбирают в зависимости от конфигурации квартала. Обычно ее строят параллельно линиям фасадов зданий или длинной стороне квартала.
В зависимости от требуемой точности подсчета объемов земляных работ сетку квадратов разбивают через 5, 10 или 20 м. Около пересечений вершин квадратов выписывают черные отметки, определяемые по топографическому плану, красные отметки, найденные по проектному плану вертикальной планировки, и рабочие отметки со знаком «+», если красная отметка больше черной, и со знаком «-», если черная отметка больше красной.
Все квадраты сетки нумеруют. Перед тем как приступить к подсчету объемов земляных работ, определяют линию нулевых работ, которая разграничивает объемы, подлежащие срезке и подсыпке. Для этого на сторонах квадратов, имеющих смежные рабочие отметки разных знаков, находят нулевые точки, пользуясь известной зависимостью
где х — искомое расстояние от вершины квадрата с рабочей отметкой h до нулевой точки; h1 и h2 — рабочие отметки, имеющие противоположные знаки; l — расстояние между отметками (длина стороны квадрата).
В зависимости от знаков рабочих отметок вершин квадратов объемы земляных работ по каждому квадрату могут быть подсчитаны по-разному. Возможны следующие основные случаи.
1. Линия нулевых работ соединяет две противоположные вершины квадрата, деля его, таким образом, на два треугольника. Рабочие отметки двух других вершин квадрата служат высотами пирамид, объемы которых равняются объемам проектируемых насыпи или выемки (рис. 53). Их объем может быть вычислен по формуле
где F — площадь квадрата, м2; h — рабочая отметка вершины квартала (высота пирамиды), м.
2. Рабочие отметки на углах одного квадрата имеют одинаковые знаки или равны нулю. Объем насыпи или выемки в пределах этого квадрата принимается равным объему призмы, основанием которой служит площадь квадрата, а высотой — средняя арифметическая величина рабочих отметок на углах квадрата. В этом случае формула для подсчета объема насыпи или выемки в пределах данного квадрата будет иметь следующий вид:
3. Рабочие отметки трех вершин квадратов имеют одинаковые знаки, а четвертая рабочая отметка — противоположный (рис. 54). Пользуясь линией нулевых работ, разбивают насыпи и выемки на ряд призм и пирамид, основаниями которых служат треугольники, и устанавливают их объемы по следующим формулам:
где F — площадь основания пирамиды или призмы, м2.
При определении объемов земляных работ на местности большой площади для предварительных подсчетов длину сторон квадратов иногда принимают 100—200 м. В дальнейшем эти квадраты разбивают вспомогательной квадратной сеткой на меньшие, длины сторон которых в зависимости от сложности рельефа принимают 10, 15 или 20 м. Объемы насыпей и выемок в пределах большого квадрата определяют как объемы призм, основаниями которых служат площади малых квадратов. Для большей точности подсчета каждый квадрат делят диагонально на два треугольника, которые представляют собой основания пространственных тел — призм и пирамид. Треугольные призмы имеют площадь основания F/2 и среднюю высоту
где F — площадь квадрата, м2; h1, h2, h3 — рабочие отметки по углам треугольника, м.
Объем треугольной призмы вычисляют по формуле
При проектировании реконструкции улиц из объемов земляных работ необходимо вычесть объем существующих конструкций проезжей части и тротуаров. Их толщина определяется промерами в натуре через каждые 100 м путем устройства шурфов или бурением скважин.
При всех способах подсчета объемов земляных работ определяют геометрический объем земляного массива в условиях естественного залегания. В процессе разработки выемок происходит так называемое первоначальное разрыхление грунта. Объем грунта (м3) увеличивается и с учетом разрыхления равен
где V — подсчитанный геометрический объем выемки; n — процент разрыхляемости грунта при разработке.
Первоначальное разрыхление грунта необходимо учитывать при расчете транспорта для его перевозки. Перевезенный в насыпь грунт уплотняется катками, трамбующими плитами и другими способами. После механического уплотнения происходит еще и естественное уплотнение, которое во многом зависит от высоты насыпи.
Но и после этого грунт не достигает естественной плотности, которую он имел до первоначального разрыхления. Разрыхление грунта в насыпи после окончательного его уплотнения называется остаточным разрыхлением. В связи с этим, даже при одинаковых геометрических объемах насыпей и выемок, в насыпь идет меньше земли, чем получается из выемки.
Для установления баланса земляных работ на определенном участке необходимо учесть все виды земляных работ, которые будут на нем выполняться (рытье котлованов под фундаменты, устройство подземных коммуникаций и т. д.).
Источник: stroi-archive.ru