Formula dell'area della trincea. Determinazione del volume dei lavori di scavo

I volumi di terreno scavato sono misurati in metri cubi di solidi densi. Per alcuni processi (compattazione superficiale, livellamento, ecc.) i volumi possono essere misurati in metri quadrati di superficie.

Il calcolo dei volumi del terreno scavato si riduce alla determinazione dei volumi di varie forme geometriche. Si presuppone che il volume del suolo sia limitato dai piani, le irregolarità individuali non influiscono in modo significativo sull'accuratezza del calcolo;

Nell'edilizia industriale e civile, quando si progettano i cantieri in verticale, è necessario calcolare principalmente i volumi di fosse, trincee, scavi e terrapieni.

Volume della fossa (Fig. 7, UN)

N- profondità della fossa;

a, b- lunghezze dei lati della fossa alla base;

UN,B- lunghezze dei lati della fossa in alto (UN= a + 2Нт; B= b + 2Нт);

T - coefficiente di pendenza (valore normativo secondo la Tabella 1.4).

Fig.7. Schemi per determinare il volume dei lavori di scavo

a, b- schemi geometrici per determinare rispettivamente il volume di una fossa e di una trincea; B - sezione fossa; G- planimetria del sito con pendenze (con una linea di opere zero e una rappresentazione schematica di figure geometriche per determinare il volume del terreno sviluppato); CON- costruzione; DI - riempimento.

Per determinare il volume riempimento seni della fossa, quando se ne conosce il volume, è necessario sottrarre il volume della parte sotterranea della struttura dal volume della fossa (Fig. 7, B):

, - dimensioni dell'edificio in pianta.

Quando si calcolano i volumi delle trincee e di altre strutture estese linearmente, i loro profili longitudinali sono divisi in sezioni tra i punti di frattura. Per ciascuna di queste sezioni, il volume della trincea viene calcolato separatamente, dopo di che vengono riassunti. Quindi, il volume della trincea nell'area tra i punti 1 E 2 (Fig. 7, V) calcolato utilizzando le formule:

(caro)

(sottovalutato),

F, F- area della sezione trasversale nei punti corrispondenti del profilo longitudinale;

F- area della sezione trasversale al centro della distanza tra i punti 1 E 2.

Più accuratamente

Per ottenere i volumi di lavoro di progettazione, l'intera area in pianta con le curve di livello viene divisa in sezioni elementari, quindi vengono riassunti i volumi di lavoro su di essi. Come sezioni elementari vengono solitamente utilizzati quadrati (meno spesso rettangoli e triangoli) con un lato di 10...100 m. Quanto più calmo è il terreno, maggiore è il lato del quadrato.

Ai vertici dei quadrati, utilizzando le tecniche conosciute da un corso di geodesia, vengono calcolati i segni di lavoro H(differenza tra prospetti di progetto - prospetti di progetto H e segni del terreno: segni della superficie terrestre H). I segni di lavoro con segno più (+) indicano la necessità di un terrapieno, i segni con segno meno (-) indicano lo scavo (Fig. 7, G).

Tra due picchi con segni di lavoro segno diverso trova sempre un punto in cui il segno di lavoro è 0, a questo punto no lavori di sterro. La distanza da questo punto ai picchi aventi i corrispondenti segni di lavoro H e H (o H e H ), trovato dalla regola di proporzionalità dei lati di triangoli simili:

,

X- distanza del punto zero dal vertice contrassegnato H3;

UN- lato del quadrato compreso tra i vertici con segni di lavoro Hi e H;

H, H- valori assoluti parametri.

Collegando i punti zero si ottiene una linea di opera zero, che separa la zona dello scavo di livellamento dalla zona del rilevato di livellamento (linea 0-0 in Fig. 7, G). I volumi degli scavi o dei rilevati contenuti nei singoli quadrati o parti di essi sono calcolati utilizzando le formule riportate nella Tabella 1.5.

Tabella 1.5

Formule di calcolo per determinare il volume di lavoro per la pianificazione verticale

5. Determinazione del volume dei lavori di scavo

Il volume di produzione del suolo sviluppato è determinato in un corpo denso dal volume del suolo durante i principali processi di produzione e dalla superficie durante i processi preparatori e ausiliari (livellamento dei pendii, aratura superficiale, ecc.). Quando si progettano strutture in terra, il calcolo del volume del terreno scavato si riduce alla determinazione dei volumi di varie forme geometriche limitate da piani piatti. Molto spesso è necessario determinare i volumi di fosse e trincee.

Determinazione del volume della fossa. Per calcolare il volume di una fossa, che è un prismatozoo (Fig. 4, a), determinarne innanzitutto le dimensioni come segue:

a = A+0,5*2;B =B + 0,5*2;

a1= a + 2Ýт;B 1= V + 2Ýт,

dove aeb sono le dimensioni dei lati inferiori della fossa, m;

a1 e b 1 - dimensioni dei lati della fossa in alto, m;

A e B - dimensioni della fondazione in basso, m; Distanza di lavoro di 0,5 dal bordo della fondazione all'inizio del pendio, m;

H - profondità della fossa, calcolata come differenza tra la tacca media aritmetica della sommità della fossa agli angoli (nera - se la fossa è su un terrapieno di progettazione e rossa - su una rientranza di progettazione) e la tacca del fondo della fossa fossa, m;

m è il coefficiente di pendenza, standardizzato da SNiP III-8-76.

Il volume della fossa è determinato come

VK = H [(2a + a 1) b + (2a 1+a ) b l ] / 6.

Il volume di riempimento dei seni della fossa è determinato come la differenza tra i volumi della fossa e la parte sotterranea della struttura (Fig. 4, b).

Riso. 4. Schema per determinare i volumi della fossa (a) e del riempimento (b): 1-volume di scavo; 2-volume di riempimento

Determinazione del volume di una trincea e di altre strutture in terra a estensione lineare. Viene determinato tenendo conto dei profili longitudinali e trasversali della struttura. A tale scopo vengono individuate le aree comprese tra i punti di frattura del profilo lungo il fondo della trincea e la sua superficie.

Per ciascuna di queste sezioni, il volume viene calcolato separatamente, dopodiché vengono sommati. L'area è considerata come un prismatoide trapezoidale (Fig. 5), il cui volume approssimativo è pari a:

V = (F1 +F2) L/2 (sovrastimato) oppure

V = Fav.L (abbassato),

dove F1, F2 sono le aree delle sezioni trasversali all'inizio e alla fine della sezione considerata, in m²;

Fav. - area della sezione trasversale al centro della sezione considerata, m2;

L è la lunghezza della sezione, m.

Il valore esatto del volume viene determinato utilizzando la formula di Murzo:

V = Fcp+L,

dove H2, H3 sono le profondità all'inizio e alla fine del tratto, m.

Riso. 5 Schema per determinare il volume della trincea

Determinazione dei volumi delle masse di terreno durante la pianificazione verticale. In un centro abitato, di norma, vengono eseguiti lavori di pianificazione relativi al taglio delle aree sporgenti e al riempimento delle aree infossate. A seconda del volume e del tipo di terreno da tagliare, della distanza del suo movimento e del terreno, viene determinato il metodo di pianificazione. Esistono diversi metodi per determinare l'ambito di lavoro sulla pianificazione verticale del territorio. La scelta del metodo dipende dalla complessità del terreno e dalla precisione di conteggio richiesta. I più comuni sono i metodi con prisma tetraedrico e triangolare.

L'essenza di questi metodi è che l'intera area della pianta con linee orizzontali è divisa in figure elementari, per ciascuna delle quali viene determinato il volume di lavoro, e quindi vengono riassunti.

Metodo dei prismi tetraedrici. Prevede la divisione dell'area del sito in rettangoli o quadrati con lati di 10...100 m. Più il terreno è calmo, maggiori sono le dimensioni dei lati del rettangolo. Ulteriori calcoli saranno più facili se i rettangoli avranno la stessa dimensione. Per tutti i vertici dei rettangoli vengono calcolati i segni neri (locali) hch - interpolando i valori delle linee di contorno adiacenti, rosse (disegno); hpr - secondo un dato segno di pianificazione e la pendenza esistente, segni di lavoro H - come differenza tra i segni rossi e neri. Un segno di lavoro con un segno “più” indica l'altezza del terrapieno, mentre un segno con un segno “meno” indica la profondità dello scavo. I voti calcolati vengono registrati accanto al vertice secondo lo schema mostrato in Fig. 6.

Riso. 6. Schema di ripartizione del terreno quando si determina il volume del lavoro di pianificazione utilizzando il metodo del prisma tetraedrico. Numeri nei cerchi: numeri di figure

Tra due vertici con segni di lavoro di segni diversi, si trova un punto in cui il segno di lavoro è zero. A questo punto non è necessario alcuno scavo. La distanza da esso ai vertici, che hanno i corrispondenti segni di lavoro H1 e H2, si trova secondo la regola di proporzionalità dei lati di triangoli simili, e H1 e H3 sono inclusi nella formula come valori assoluti:

X1=H2/(H2 + H3),

dove X1 è la distanza del punto zero dal vertice avente un segno di lavoro H2, m;

a è la lunghezza del lato del rettangolo compreso tra i vertici con i segni di lavoro H1 e H3, m.

Collegando i punti zero si ottiene una linea di lavoro zero che costituisce il confine tra la zona dello scavo di livellamento e il rilevato di livellamento.

Questa linea taglia i singoli rettangoli in altre forme geometriche di varie dimensioni. Per ogni figura situata in una determinata zona, il volume del rilevato e dello scavo viene determinato moltiplicando l'area delle figure per il livello medio di lavoro. Il voto medio di lavoro è la somma dei voti di lavoro ai vertici della figura in esame, divisa per il numero di vertici di questa figura. I risultati del calcolo vengono inseriti in una dichiarazione nella seguente forma:

La differenza tra la somma dei volumi di scavo e di riempimento è chiamata bilancio di massa terrestre. Può essere positivo se il volume dello scavo supera il volume del rilevato, negativo se il volume del rilevato supera il volume dello scavo. Nel primo caso c'è un eccesso di terreno che deve essere rimosso, nel secondo c'è una carenza che richiede la consegna del terreno in cantiere.

Metodo del prisma triangolare. Vengono utilizzati quando il terreno del sito è complesso, il suo contorno non è rettangolare e quando è necessario calcolare con maggiore precisione il volume del lavoro di pianificazione. Questo metodo prevede l'ulteriore divisione di rettangoli o quadrati per diagonali in triangoli, che vengono utilizzati per determinare il volume del lavoro di pianificazione.

Il metodo di calcolo rimane lo stesso del metodo del prisma tetraedrico, ma il numero di operazioni è raddoppiato.

Nel processo di progettazione del tracciato verticale è possibile raggiungere un equilibrio tra i volumi del rilevato e dello scavo in cantiere, ovvero garantire il cosiddetto “bilancio zero” delle masse di terra, che rappresenta l’opzione più razionale .

A volte, per ottenere un “bilancio zero”, si ricorre alla formazione di un paesaggio artificiale nell'area circostante lo sviluppo, creando colline e stagni.

In un altro caso, a questo scopo, viene determinata la quota media di pianificazione della superficie del rilievo naturale del sito e vengono progettate le pendenze necessarie mantenendo il bilancio zero. Quando si calcola il volume dei lavori di scavo utilizzando il metodo del prisma tetraedrico, la quota media di pianificazione è pari a:

hcp =(∑h h1+∑h h2+∑h h4) / (4n)

dove h ch1, h ch2, h ch4 sono segni neri nei punti in cui si trovano rispettivamente i vertici di uno, due e quattro rettangoli; n è il numero di rettangoli o quadrati.

Utilizzando il metodo del prisma tripledrico, l'elevazione media di pianificazione viene determinata come hcp =(∑h h1+2∑h h2+3∑h h3+4∑h h4+5∑h h5+6∑h h6) / (6n)

dove h ch1, h ch2, h ch3, ecc. sono segni neri nei punti in cui si trovano rispettivamente i vertici di uno, due, tre, ecc. triangoli; n è il numero di triangoli.

Di norma, ai cantieri viene data una certa pendenza per drenare l'acqua atmosferica. A seconda delle condizioni locali, la pendenza può essere a pendenza singola, diretta perpendicolarmente a uno degli assi del sito, a doppia pendenza o diretta ad angolo rispetto all'asse del sito. Se è presente una pendenza, il segno medio di pianificazione sarà posizionato su un asse non perpendicolare alla direzione della pendenza data.

I voti di progettazione nei punti richiesti sono determinati dalla formula:

h pr= h av±La *i

dove i è la pendenza specificata, espressa in frazioni decimali; La - distanze dal punto “a”, in cui viene determinata la quota di progetto, all'asse avente una quota di progetto media.

Dopo aver determinato le quote di progetto tenendo conto delle pendenze indicate, calcolano le quote di lavoro, tracciano linee di lavoro zero e calcolano i volumi di pianificazione.

Questo calcolo non fornisce però un “bilancio zero”, in quanto il terreno sviluppato nello scavo, una volta posto nel rilevato, non può essere compattato al suo volume originario, pertanto una parte di esso rimarrà in eccesso. Tale eccesso è pari al volume di terreno sviluppato nello scavo, moltiplicato per il coefficiente del suo allentamento residuo. Riassunto >> Costruzione

introduzione Terracotta lavoro vengono eseguiti a costruzione eventuali edifici e strutture. Parte terra lavori include: disposizione verticale... . 1 Determinazione dei volumi terra lavori Volumi terra lavori calcolato secondo i disegni terra strutture, nonché...

4. DETERMINAZIONE DELL'AMBITO DI LAVORO

4.1. Determinazione del volume dei lavori di scavo

I volumi di lavoro di scavo comprendono i volumi dei rilevati, degli scavi, delle banchine polverizzate, dei fossati e dello strato fertile rimosso.

Per il progetto della pavimentazione adottato, calcolare la larghezza della parte superiore del fondo stradale IN, diminuire ∆ H il bordo della parte superiore della massicciata rispetto alla linea di progettazione (asse della carreggiata). (Fig. 4.1). Viene preliminarmente determinata la differenza tra le quote dell'asse della carreggiata e il bordo del cordolo ∆ Y secondo la formula (3.15).

Dove N– spessore della pavimentazione lungo l'asse della carreggiata;

io 3п – pendenza trasversale della sommità del sottofondo ( io 3p = 0,03);

M– posa del terrapieno;

io n – pendenza trasversale della carreggiata;

B– la larghezza della carreggiata delle strade delle categorie II-VI o una direzione di una strada della categoria I;

C– larghezza della fascia di rinforzo;

UN– larghezza del cordolo.

∆Y– differenza tra i segni dell’asse stradale e il bordo del cordolo:

∆U = io p (0,5 B + C) + io o ( UN – C); (3.15)

Dove io P, io o – pendenze trasversali della carreggiata e della banchina;

B– la larghezza della carreggiata di una strada a due corsie o ad un senso di marcia di categoria I;

UN, C– larghezza della banchina e della fascia rinforzata (su una strada di categoria I-a, al posto della fascia rinforzata, è prevista una fascia di arresto larga 2,50 m).

Larghezza della parte superiore del sottofondo:

IN = IN n+2 M (∆H – ∆Y), (4.3)

Dove IN n è la larghezza della carreggiata (la distanza tra i bordi del cordolo).

Riso. 4.1. Schema per la determinazione del volume del rilevato e delle banchine di riempimento

4.1.1. Determinazione dei volumi dei rilevati

Il volume del terrapieno ad un'altezza fino a 6,0 m in una sezione di lunghezza l equivale

Dove M– posa del pendio del rilevato;

H– altezza media del sottofondo nel rilevato^

Dove H 1 e H 2 – segni di lavoro all'inizio e alla fine della lunghezza della sezione del rilevato l.

Volume dello spessore dello strato fertile H nc , tolto da sotto il terrapieno:

Volume totale del terrapieno

.

Se l'altezza del terrapieno è superiore a 6 m, il volume del terrapieno

Volume dello strato fertile

4.1.2. Determinazione dei volumi di scavo

Il volume dello scavo (Fig. 4.2) si estende l calcolato dalla formula

Dove IN 1 – larghezza della tacca nella parte inferiore (Fig. 4.2);

io zp – pendenza trasversale della sommità del sottofondo ( io stipendio = 0,03);

H– profondità media di scavo;

M 1 – posa di pendenze dal terreno;

B è la distanza tra i bordi della sommità del sottofondo (vedi Fig. 4.1), calcolata utilizzando la formula (4.3).

Riso. 4.2. Schema per la determinazione del volume di scavo

Dove M

H A, UN k – profondità e larghezza della cuvetta (cuvetta di riserva).

Dove H 1 e H 2 – segni di lavoro alle estremità della lunghezza della sezione di scavo l;

∆H– riduzione del bordo della sommità del sottofondo, calcolata con la formula (4.1).

Il volume dello strato fertile rimosso prima dello scavo viene scavato per una lunghezza di sezione l:

Dove IN 1 – larghezza dell'intaglio inferiore, calcolata secondo (4.8);

H ps – spessore dello strato fertile.

Volume totale dello scavo

.

4.1.3. Determinazione dei volumi delle spalle in polvere

Nel caso di rilevati e scavi calcolare il volume delle spalle di riporto (vedi Fig. 4.1)

Dove UN E Con– larghezza della spalla e fascia di rinforzo;

H o – spessore della base della pavimentazione stradale (vedi Fig. 4.1);

H n – spessore del rivestimento;

io o – pendenza della spalla;

io zp – pendenza della parte superiore del sottofondo.

4.1.5. Esempi di calcolo del volume dei lavori di scavo

Dati iniziali La strada di III categoria tecnica nel tratto PK10 - PK13 attraversa il bosco, in parte in un terrapieno e in parte in un taglio. Le quote utili del rilevato sono 2,16 e 1,16 m ai picchetti 10 + 00 e 11 + 00 e le tracce di scavo sono rispettivamente 1,00 e 2,00 ai picchetti 12 + 00 e 13 + 00. La profondità del fossato è considerata pari a 1,20 m, la larghezza in basso è 0,4 m. La posa delle pendenze del fondo stradale nel rilevato è assegnata 1: 4 in base alle condizioni di sicurezza del traffico. Stessa posizione della pendenza dello scavo a lato del ciglio stradale. E' ammessa la posa della pendenza esterna dello scavo (lato bosco).

1: 1,5 a seconda delle condizioni della sua stabilità. Lo strato fertile ha uno spessore di 0,10 m. La pavimentazione stradale comprende un manto di 0,01 m, una base di 0,20 m ed uno strato drenante di 0,20 m di spessore.

È necessario calcolare i volumi dei rilevati, degli scavi e delle banchine spolverate su un dato tratto di strada.

Innanzitutto, sulla base dei dati iniziali, disegniamo il progetto della pavimentazione stradale e del sottofondo nel rilevato (Fig. 4.3) e calcoliamo la riduzione del bordo della parte superiore del sottofondo ∆h e larghezza IN.

Riso. 4.3. Progettazione della pavimentazione stradale e del sottofondo in rilevato:

1 - Rivestimento; 2 – basamento; 3 – strato drenante;

4 – ciglio della strada polveroso; 5 – parte superiore del sottofondo

Dalla fig. 4.3 e dalla formula (3.15) ne consegue che

∆Y = io o ( UN – C) +io n (0,5 B + C) = 0,04 (2,50 – 0,50) + 0,02 (3,50 + 0,50) = 0,16 m.

Usando la formula (4.2) calcoliamo il valore N 1 (vedi Fig. 4.1, 4.3):

N 1 = N – (io P - io stipendio) (0,5 B + C) – (io o- io stipendio) ( UN – Con) =

La riduzione del bordo della sommità della massicciata è determinata dalla (4.1):

∆H = N 1 + io stipendio mH 1 + ∆Y= 0,52 + 0,03 ∙ 4 ∙ 0,52 + 0,16 = 0,74 m.

Calcoliamo la larghezza della parte superiore del sottofondo utilizzando la formula (4.3):

IN= IN n+2 M(∆H – ∆Y) = 12 + 2 ∙ 4 (0,74 – 0,16) = 16,64 m.

Esempio 4.1. Per i dati iniziali sopra riportati è necessario calcolare il volume di scavo del rilevato nella sezione PK10 - PK11+00. I riferimenti di lavoro su PK10 e PK11 sono rispettivamente 2,16 e 1,16, e la loro riduzione dovuta alla pavimentazione stradale è di 0,74 m. Di conseguenza, la massicciata è un rilevato per 100 m.

Il rilevato nel tratto PK10 - PK11 ha un'altezza media (formula (4.5))

Nella sezione PK10 - PK11 calcoliamo il volume del rilevato utilizzando la formula (4.4):

Il volume dello strato fertile secondo la formula (4.6):

Volume totale del rilevato secondo la formula (4.7):

Esempio 4.2. Per i dati iniziali di cui sopra è necessario calcolare il volume del rilevato nella sezione PK11 - PK12.

Nel tratto PK11 - PK12 il rilevato passa allo scavo (Fig. 4.4). Trova la lunghezza della sezione del terrapieno l n e tacche l V.

Riso. 4.4. Schema per determinare la lunghezza della sezione del rilevato l n e tacche l V

sulla tratta PK11 – PK12:

1 – linea di design; 2 – profilo nero; 3 – bordo della parte superiore del sottofondo

Lunghezza della sezione del terrapieno l N

Lunghezza dello scavo l V

L'altezza del terrapieno su PC 11+20 è zero. L'altezza media del rilevato nel tratto RK11+00 - RK11+20 (Fig. 4.4):

Il volume del rilevato nella sezione PK11+00 – PK11+20 sarà calcolato utilizzando la formula (4.4):

Il volume dello strato fertile è determinato dalla formula (4.6):

Volume totale del terrapieno

m 3.

PREMeR 4.3. Per i dati iniziali sopra riportati è necessario determinare il volume di scavo nella sezione PK12 - PK13.

Per la realizzazione di strati di pavimentazione stradale, lo scavo viene sviluppato ad una profondità superiore alla soglia media di esercizio di una quantità ∆ H. Nella sezione PK12 - PK13, la profondità media di scavo secondo la formula (4.9):

Calcoliamo la larghezza del fondo della tacca utilizzando la formula (4.10):

Il volume dello scavo nella sezione PK12 - PK13 sarà calcolato utilizzando la formula (4.9):

Il volume dello strato fertile secondo la formula (4.12):

Il volume totale dello scavo nella sezione PK12 - PK13

PREMeR 4.4. Per i dati iniziali sopra riportati è necessario determinare il volume di scavo nella sezione PK11 - PK12. Dall'esempio 4.2 segue che il passaggio del rilevato allo scavo avviene a PC11+20. La profondità dello scavo a PC 11+20 è zero.

Lo scavo nella sezione PK 11+20 – PK 12+00 ha una profondità media (vedi Fig. 4.4)

Il volume dello scavo nella sezione PK 11+20 – PK 12+00 sarà calcolato utilizzando la formula (4.9):

Il volume dello strato fertile nell’area PK 11+20 – PK 12+00 secondo la formula (4.11):

Il volume totale dello scavo nella sezione PK 11+20 – PK 12+00:

4.2. Determinazione dell'ambito del lavoro di pianificazione

Aree di pendenza degli scavi UN dentro, argini UN n, fondi della cuvetta UN in basso, ripiano per celle UN P sono calcolati utilizzando le formule:

una tacca

b) terrapieno con pendenza fino a 6 m

c) un terrapieno con un'altezza del pendio superiore a 6 m

d) fondo delle cuvette (cuvette di riserva)

e) ripiani cellulari

Dove H 1 , H 2 – segni di lavoro alle estremità di un tratto di scavo o di rilevato l;

∆Y– la differenza tra i segni dell'asse e del bordo, è determinata dalla formula (3.15);

H k – profondità della cuvetta;

UN j – la larghezza lungo il fondo del fossato è 0,4 m;

UN n – larghezza del ripiano della cella;

l 1 , l 2 , l 3 – lunghezze dei componenti di pendenza con altezza pendenza pari a 1 m:

,

Dove M– posa della pendenza dal lato del bordo stradale;

M 1 – posa della pendenza dal lato terreno.