что такое картограмма земляных работ
Главная
Контакты
Вертикальная планировка
План земляных масс, картограмма и ведомость объемов земляных масс
План земляных масс, или еще его называют картограммой, входит в состав основного комплекта чертежей марки ГП. Разработка картограммы не вызывает затруднений, а вот о подсчетах в ведомости объемов земляных масс стоит остановиться подробнее. Обо всем по порядку.
При разработке плана выполняют деление участка на квадраты. Сторона квадратов принимается около 20 м. В зависимости от существующего и проектируемого рельефа местности она может быть больше или меньше. При необходимости для расчетов также используются и другие фигуры, отличные от квадрата. Под сеткой квадратов должна быть таблица нормируемых размеров согласно СТБ 2073-2010, в которой суммируются объемы насыпи и выемки.
Если на проектируемой территории имеются грунты, которые необходимо удалить, то разрабатывается план удаления грунтов. И только потом выполняется план земляных масс для всего участка. Оформление планов удаления грунтов осуществляется аналогично плану земляных масс всего участка.
На плане удаления грунтов проектными отметками являются отметки низа снимаемого слоя грунта или покрытия, которые при разработке плана земляных масс принимают существующими (фактическими). Если удаляемый слой одной мощности, то план его удаления допускается не делать.
Суммарные объемы земляных масс, вычисленные по картограмме, вносятся в ведомость объемов земляных масс по форме согласно СТБ 2073-2010.
Пример плана земляных масс и картограммы приведен ниже на схеме 2. На чертеже приводятся текстовые указания, а также ведомость объемов земляных масс и ведомость объемов работ по вертикальной планировке. Для лучшего восприятия эти данные разбиты на несколько схем. Вся, приведенная на схемах 2-5 ниже информация, оформляется на чертеже «План земляных масс. М 1:500). Масштаб плана земляных масс равен масштабу разрабатываемого генплана, как правило, М 1:500.
С таблицей под картограммой все понятно. О том, как заполняются оставшиеся две ведомости, представлено описание ниже.
Исходными данными для расчетов являются таблицы плана благоустройства и ТЭП генплана (схема 1), а также конструкции дорожных одежд (схема 6).
Итак, схема 4, ведомость объемов земляных масс.
Плитка на усиленном основании: 2151.32+2.99=2154.31 м2, «пирог» дорожной одежды: 0.54 м, корыто: 2154.31х0.54=1163.3 м3
Тротуарная плитка: 553.44+14.87+76=644.31 м2, «пирог» дорожной одежды: 0.39 м, корыто:644.31х0.39=251.3 м3
Суммарный объем грунта: 1163.3+251.3=1415 м3
В зависимости от величины насыпи и выемки разделяем эту цифру на 42+995=1415 м3
Пункт 2б ведомости. Площадь озеленения 3055 м2. Объем вытесненного грунта для устройства плодородного слоя почвы: 3055х0.15=458 м3 Данный объем распределяется аналогично: 320+138=458 м3
Пункты 2в и 2г: объемы выдаются специалистами смежных отделов по инженерным сетям, конструктивным решениям или специалистом по сметам.
Поправка на уплотнение насыпи, Ку=1.08…1.1
Далее выполняется суммирование всех объемов.
Отдельно выполняется расчет растительного грунта. Объем срезаемого плодородного слоя почвы был подсчитан ранее при разработке таксационного плана. Место его удаления также представлено там же. Этот объем равен 475 м3 Для озеленения требуется 458 м3 (пункт 2б ведомости). Избыток плодородного грунта: 475-458=17 м3 Далее суммируется обычный грунт и плодородный грунт. В итоге получается цифра 1804 м3 перерабатываемого грунта.
Ведомость объемов работ по вертикальной планировке. Эта таблица не является нормативной. Это объемы земляных работ, оформленные проектировщиком в произвольной форме. Они должны быть понятны всем: проектировщикам, сметчикам и подрядчикам.
В данном примере картограммы, чертежа плана земляных масс, а также расчета ведомости объемов земляных масс представлен типовой вариант. В зависимости от исходных данных, рельефа и других характеристик расчет и оформление таблиц и ведомостей могут немного отличаться.
Что такое картограмма земляных работ
Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ.
Земляное сооружение — выемку или насыпь — можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета характерных земляных сооружений приводятся в справочниках по земляным работам. При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов, либо пользуются приближенными методами подсчетов.
В практике промышленного и гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы линейно-протяженных сооружений (траншей), котлованов и работ по вертикальной планировке площадок. Для определения объемов каждого вида земляных работ существуют различные методы и расчетные формулы. Целесообразность метода расчета выбирается в каждом конкретном случае с учетом рельефа местности, размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства работ, а также исходя из требуемой точности подсчетов.
При производстве и подсчете объемов работ отметки поверхности имеют следующие наименования:
* красная — проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение;
* черная — фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ;
* рабочая — это разность между красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли, рабочие отметки определяют глубину выемки или насыпи.
Основными исходными документами для подсчета объемов земляных работ служат продольные и поперечные профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.
Подсчитывая объемы земляных работ при прорывке траншей и котлованов, необходимо правильно определить их размеры. Подсчет объемов сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями и отдельные неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный объем.
Объем протяженных земляных сооружений подсчитывается приближенным методом поперечных профилей, основанном на делении сооружения в характерных точках перелома продольного профиля или на пикетах вертикальными плоскостями на призматоиды. По площади поперечных сечений и расстоянию между ними определяются частные объемы каждого призматоида, которые затем суммируются. Для облегчения подсчетов существуют пособия, справочники, таблицы, номограммы.
Объем котлована с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырёх сторон, определяется, например, по преобразованной формуле:
V = (Н/6) (ab + cd + (а + с)(b + d))
где Н — глубина котлована; а и b — соответственно ширина и длина котлована по дну; с и d — то же, поверху.
При производстве подсчетов объемов земляных работ при отрывке траншей и котлованов необходимо правильно определить их размеры в зависимости от условий производства работ. При разработке траншей под ленточные фундаменты ширина дна траншеи принимается равной ширине подошвы фундамента плюс 0,2 м с каждой стороны для устройства песчаной или бетонной подготовки. Если разработка траншеи ведется с креплением, то для его установки необходимо ширину по дну увеличить на 0,1 м при глубине до 2 м и на 0,2 м — при глубине до 3 м. Для устройства шпунтового ограждения уширение составляет уже 0,4 м при глубине до 3 м с добавлением по 0,2 м на каждый метр глубины свыше 3 м. При необходимости устройства вертикальной гидроизоляции фундаментов и стен подвалов для удобства работ необходимо также уширить выемку.
Ширина траншей по дну для укладки трубопроводов определяется в зависимости от размеров труб и способа их укладки.
При разработке грунта землеройными машинами наименьшая ширина траншей по дну должна соответствовать ширине режущей кромки рабочего органа машины плюс 0,15 м в песчаных и супесчаных грунтах, 0,1 м — в глинистых и суглинках.
Рабочая глубина котлована под фундаменты определяется разницей черной и красной отметок. Для учета характера рельефа местности в практических подсчетах достаточно принять усредненную черную отметку, равную средней арифметической нескольких отметок.
С целью предотвращения нарушения естественной структуры грунта при работе экскаватора предусматривается недобор грунта в пределах от 5 до 20 см. Рабочую высоту насыпи протяженного сооружения задают больше проектной величины с учетом последующей осадки грунта.
Исходным документом для подсчета объемов земляных работ при вертикальной планировке является картограмма земляных масс, представляющая собой план участка, на котором рельеф изображен горизонталями, с нанесенной сеткой квадратов и указанием черных, красных и рабочих отметок вершин квадратов, а также с изображением линии нулевых работ. Картограмма составляется при проектировании генерального плана геодезической службой проектно-изыскательской организации, однако перед началом планировочных работ производственникам часто приходится уточнять ее.
Средняя отметка планировки может быть задана в соответствии с потребностями строительства, но чаще всего она определяется из условия нулевого баланса, т. е. равенства земляных масс выемки и насыпи в пределах планируемой площадки.
Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке на больших площадях может производиться по трехгранным или четырехгранным призмам. Для этого планируемый участок с нанесенными на нем горизонталями разбивают на ряд квадратов, которые затем разделяются диагоналями на прямоугольные треугольники. Сторона квадрата в зависимости от рельефа местности и точности подсчета принимается для пересеченного рельефа 10-50 м, а для спокойного рельефа — до 100 м. В углах каждого квадрата интерполяцией по горизонталям определяются и проставляются черные отметки — отметки от поверхности земли. Рабочие отметки со знаком (+) указывают на необходимость срезки грунта, т. е. на устройство выемки, а отметки со знаком (-) на необходимость устройства насыпи. Треугольники с рабочими отметками одинакового знака называют одноименными, а разных знаков — переходными.
Общий объем земляных работ при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.
Составление картограммы земляных работ
Картограмма земляных работ является графическим документом вертикальной планировки.
На сторонах квадратов с рабочими отметками противоположных знаков располагаются точки нулевых работ и делят сторону квадрата на части, пропорциональные модулям рабочих отметок. Положения точек нулевых работ на сторонах квадратов определяют аналитически по формулам:
| |
— рабочая, проектная, фактическая отметка точки соответственно;
— линия нулевых работ;
— разбивка на элементарные фигуры для вычисления объемов земляных работ;
— насыпь;
Рис. 3. Картограмма земляных работ для горизонтальной площадки.
В числителе формулы стоит рабочая отметка той вершины, от которой определяется расстояние. Вычисления контролируют равенством:
Например, для стороны Г2 – Г3:
| |
Контроль: 14,4+5,6=20,0 м.
Положение точек нулевых работ можно также определить путем графических построений, выполняемых на сторонах сетки квадратов. Для этого рабочие отметки откладывают на перпендикулярах к сторонам квадратов в одном и том же произвольном масштабе. Длины отрезков х1 и х2 получают с точностью масштаба плана (рис.4).
Рис. 4. Графический способ определения положения точек нулевых работ.
3.2.4. Вычисление объемов земляных работ
Объемы земляных работ рассчитывают на основании рабочих отметок вершин квадратов раздельно по выемке и насыпи. В зависимости от характера рельефа местности и требуемой точности подсчет объемов производят способами среднего арифметического, призм, параллельных сечений и др. В данной работе для определения объемов земляных работ используется метод четырехгранных и трехгранных призм.
Нумеруют элементарные фигуры (треугольники, квадраты, трапеции), полученные в результате сечения площадки линией нулевых работ и сеткой квадратов и вычисляют площадь каждой элементарной фигуры. Если основанием фигуры является пятиугольник, то его разбивают на треугольник и трапецию, площади которых вычисляется по соответствующим формулам.
Объем земляных работ равен объему фигуры, в основании которой лежит фигура с одинаковыми по знаку рабочими отметками (либо квадрат, либо треугольник, либо трапеция):
|
где r ср – высота объемной фигуры, равная среднему арифметическому из рабочих отметок, находящихся в вершинах соответствующей положительной или отрицательной площадки площади S.
Объем земляной призмы, основанием которой является четырехугольник, вычисляют по формуле:
, (10)
Например, для фигуры № 2 (рис.3) вычислим площадь трапеции, среднюю рабочую отметку и объем призмы:
|
Аналогичным образом вычисляется объем трехгранной призмы по формуле:
(11).
Определить площадь пятиугольника можно также как разность площадей квадрата и отсченного прямоугольного треугольника, а объем пятигранной призмы по формуле (9).
Результаты вычисления объемов выемки и насыпи приводятся в табл. 1.
Номер фигуры | Площадь фигуры, м 2 | Средняя рабочая отметка, м | Объем земляных работ, м 3 |
Насыпь (+) | Выемка (-) | ||
400,0 | +0,83 | 332,0 | |
189,0 | +0,20 | 37,8 | |
211,0 | -0,30 | 63,3 | |
4 ‘ | 219,0 | -0,30 | 65,7 |
4 » | 93,2 | -0,33 | 30,8 |
87,8 | +0,06 | 5,3 | |
41,6 | +0,06 | 2,5 | |
7 ‘ | 139,4 | -0,21 | 29,3 |
7 » | 219,0 | -0,33 | 72,3 |
400,0 | +0,75 | 300,0 | |
100,0 | +0,15 | 15,0 | |
300,0 | -0,46 | 138,0 | |
400,0 | -0,50 | 200,0 | |
400,0 | -0,34 | 136,0 | |
400,0 | +0,78 | 312,0 | |
178,0 | +0,20 | 35,6 | |
222,0 | -0,28 | 62,2 | |
16 ‘ | 368,0 | -0,32 | 117,8 |
16 » | 29,1 | -0,10 | 2,9 |
2,9 | +0,01 | ||
3,0 | +0,01 | ||
19 ‘ | 368,0 | -0,24 | 88,3 |
19 » | 29,0 | -0,10 | 2,9 |
Побщ=4800,0 | 1040,2 | 1009,5 | |
ΔV= 30,7 м 3 |
После подсчетов объемов для отдельных квадратов вычисляют общий объем насыпи и выемки. Выполняют контроль правильности вычислений площадей. Сумма площадей всех фигур должна равняться общей площади участка.
Выполняют оценку качества проекта по относительной погрешности (в процентах) баланса земляных работ по формуле:
, (12)
где – суммарные объемы насыпи и выемки. Разница в объемах насыпи и выемки допустима до 3-5 %.
Например, для приведенного примера:
На практике при расчетах предусматривают также увеличение объема разрыхленного грунта, который из зоны выемки перемещен на участки насыпи, не претерпев первоначального уплотнения.
Если на территории планируемого участка предусмотрено строительство сооружения, то необходимо дополнительно учесть объемы грунта, вынимаемого из котлованов. При этом объемы выемок будут превышать объемы насыпи. Чтобы восстановить баланс земляных масс, находят поправку к исходной проектной отметке по формуле:
, (13)
где ΔV – объем земляных масс, вынимаемых из котлована, Sобщ. – площадь участка планировочных работ.
Задание № 2
Условие: Выполнить проектирование горизонтальной площадки с соблюдением баланса земляных работ. Размер строительной площадки и стороны квадрата сетки выдаются преподавателем. Отметки поверхности земли определить по топографическому плану методом интерполяции. Графические материалы проекта вертикальной планировки составить в масштабе 1:500. Высоту сечения рельефа принять равной 0,5 м.
Последовательность выполнения задания:
1. Запроектировать на топографическом плане строительную площадку и разбить ее на квадраты.
2. Определить фактические отметки вершин квадратов сетки и характерных точек местности методом интерполяции.
3. Выполнить выкопировку фрагмента топографического плана на заданный участок при сохранении масштаба либо составить план участка в заданном масштабе.
4. Вычислить проектную отметку горизонтальной площадки и рабочие отметки вершин квадратов.
5. Составить картограмму земляных работ.
6. Вычислить объемы земляных работ и сверить баланс.
Как составить картограмму земляных работ
На план необходимо нанести сетку квадратов со стороной 10 м или более, в зависимости от точности. В каждом углу квадрата нужно вписать чёрные (существующие) и красные (проектные) отметки, а также рабочие отметки, представляющие разницу между красными и черными. Очевидно, что углы квадратов могут не совпадать с известными высотными отметками, в этом случае их вычисляют методом интерполяции.
Положительные рабочие отметки означают насыпь и помечаются занком «+», отричательные означают выемку и помечаются знаком «-«. Если на стороне квадрата присутствуют плюсовые и минусовые рабочие отметки, то между ними вычисляют нулевые точки (также интерполяцией). Соединяя эти точки, чертят линию нулевых работ, то есть границу между выемкой и насыпью.
Далее вычисляют объёмы выемки и насыпи для каждого квадрата. Нужно перемножить среднюю рабочую отметку на площадь квадрата. Например, если в углах квадрата получились отметки: 1.10, 1.00, 1.15 и 0.30, а сторона квадрата 25 м, то объем насыпи будет равен: ((1.10 + 1.00 + 1.15 + 0.30)/4)*(25*25)= 555 (м3).
Если квадрат разделён линией нулевых работ, то для вычисления объёма может понадобиться формула площади треугольника или трапеции.
В итоге объёмы выемок и насыпей всех квадратов складывают и получают общий объём насыпей и выемок. Сопоставив эти объёмы, поучают баланс земляных масс.
Составление картограммы земляных работ
Картограмма земляных работ является графическим документом вертикальной планировки.
На сторонах квадратов с рабочими отметками противоположных знаков располагаются точки нулевых работ и делят сторону квадрата на части, пропорциональные модулям рабочих отметок. Положения точек нулевых работ на сторонах квадратов определяют аналитически по формулам:
|
В числителе формулы стоит рабочая отметка той вершины, от которой определяется расстояние. Вычисления контролируют равенством:
Например, для стороны Г2 – Г3:
| |
Контроль: 14,4+5,6=20,0 м.
— рабочая, проектная, фактическая отметка точки соответственно;
— линия нулевых работ;
— разбивка на элементарные фигуры для вычисления объемов земляных работ;
— насыпь;
Рис. 2. Картограмма земляных работ для горизонтальной площадки.