Расчет объемов земляных работ при строительстве автомобильных дорог - Stroit.top

Определение объемов земляных работ

Объемы земляных работ включают объемы насыпей, выемок, присыпных обочин, кюветов, снимаемого плодородного слоя.

Рис. 4.1. Схема к определению объема насыпи и присыпных обочин.

Для принятой конструкции дорожной одежды вычисляют ширину верха земполотна В, снижение ∆h бровки верха земляного полотна относительно проектной линии (оси проезжей части). Предварительно определяют разность отметок оси проезжей части и бровки обочины ∆У по формуле (3.18), а также разность отметок проектной линии и бровки верха земполотна (рис. 4.1)

(4.1)

, (4.2)

где Н – толщина дорожной одежды по оси проезжей части;

i_3n – поперечный уклон верха земляного полотна (i_3n=0.03);

m – заложение относа насыпи;

i_n – поперечный уклон проезжей части;

b – ширина проезжей части дорог II – VI категорий или одного направления дороги I категории;

c – ширина укрепительной полосы;

Ширина верха земляного полотна:

где Вп – ширина дорожного полотна (расстояние между бровками обочины).

Определение объемов насыпей

Объем насыпи при высоте до 6.0м на участке длиной ℓ равен:

, (4.4)

где m – заложение откоса насыпи;

h – средняя высота земляного полотна в насыпи.

, (4.5)

где h₁ и h₂ – рабочие отметки в начале и конце участка насыпи длиной ℓ;

(4.6)

Общий объем насыпи:

(4.7)

При высоте насыпи более 6м объем насыпи равен:

ℓ, (4.8)

Объем плодородного слоя

ℓ, (4.9)

Общий объем насыпи вычисляется по формуле (4.7).

Определение объемов выемок

Рис. 4.2. Схема к определению объема выемки.

Объем выемки (рис. 4.2) протяжением ℓ вычисляют:

, (4.10)

где В₁ – ширина выемки по низу (рис. 4.2), вычисляется по формуле (4.11);

i_зп – поперечный уклон верха земполотна (i_зп = 0,03);

h – средняя глубина выемки, вычисляется по формуле (4.12);

m₁ – заложение откосов со стороны местности;

В – расстояние между бровками верха земполотна (см. рис. 4.1), вычисляется по формуле (4.3).

, (4.11)

где m – заложение откоса со стороны обочины;

(4.12)

где h₁ и h₂ – рабочие отметки на концах участка выемки длиной ℓ;

∆У – разность отметок проектной линии и бровки обочины, вычисляется по формуле (3.18);

∆h – расстояние от бровки верха земляного полотна до бровки обочины, вычисляется по формуле (4.1).

Объем плодородного слоя, снимаемого до разработки грунта выемки на участке длиною ℓ:

(4.13)

где В₁ – ширина выемки по низу, вычисляется по (4.11);

h_пс – толщина плодородного слоя.

Общий объем выемки:

(4.14)

Определение объемов присыпных обочин

В случае насыпей и выемок вычисляют объем присыпных обочин (рис. 4.1)

, (4.15)

где , (4.16)

, (4.17)

где а и с – ширина обочины и укрепительной полосы;

h_о– толщина основания дорожной одежды (рис. 4.1);

i_зп – уклон верха земполотна;

Определение объемов кюветов

В случае выемок вычисляют объемы двух кюветов по формуле:

, (4.18)

а_к – ширина кювета (кювет – резерва);

h_к – глубина кювета (расстояние от бровки до дна кювета);

∆h – снижение бровки верха земполотна, определяется по (4.2);

∆У – разность отметок проектной линии и бровки обочины, вычисляется по (3.18);

m, m₁ – заложение откосов со стороны обочины и местности;

При выходе из выемки (на участке низкой насыпи) глубина кювета изменяется от h_к до 0. Поэтому на таком участке объем кюветов вычисляется по формуле:

, (4.19)

В случае невысоких насыпей объем одного кювета вычисляют по формуле:

, (4.20)

В курсовом проекте объемы земляных работ вычисляют на участке перехода земляного полотна из насыпи в выемку протяжением 300-400м. Пикетное положение точки перехода из насыпи в выемку, а также начала кювета определяется по геометрическим соображениям и рассмотрено далее на примерах.

Примеры вычисления объемов земляных работ

Требуется вычислить объемы насыпей, выемок, кюветов, присыпных обочин на данном участке дороги.

Предварительно на основе исходных данных вычерчиваем конструкцию дорожной одежды и земполотна в насыпи (рис. 4.3) и вычисляем снижение бровки верха земляного полотна ∆h и ширину В.

Из рис. 4.3. и формулы (3.18) следует, что

Вычисляем по формуле (4.2) величину Н₁ (см. рис. 4.1, 4.3):

Снижение бровки верха земляного полотна определяем по (4.1):

Вычисляем ширину верха земляного полотна по (4.3):

Рис. 4.3. Конструкция дорожной одежды и земполотна в насыпи:

1 – покрытие; 2 – основание; 3 – дренирующий слой;

4 – присыпная обочина; 5 – верх земляного полотна.

Пример 4.1. Для приведенных выше исходных данных требуется вычислить объем земработ насыпи на участке ПК10 – ПК11+00. Рабочие отметки на ПК10 и на ПК11, соответственно, равны 2,16 и 1,16, а снижение их за счет дорожной одежды 0,74м. Следовательно, земляное полотно на протяжении 100м является насыпью.

На участке ПК10-ПК11 объем насыпи вычислим по (4.4):

Объем плодородного слоя по (4.6):

м 3

Общий объем насыпи по (4.7):

м 3

Пример 4.2. Для приведенных выше исходных данных требуется вычислить объем насыпи на участке ПК11 – ПК12.

Рис. 4.4. Схема к определению длины участка насыпи ℓ_н и выемки ℓ_в

на участке ПК11-ПК12: 1 – проектная линия;

2 – черный профиль; 3 – бровка верха земляного полотна.

м 3

Объем плодородного слоя определим по формуле (4.6):

Общий объем насыпи

м 3

Пример 4.3. Для приведенных выше исходных данных требуется определить объем выемки на участке ПК12 – ПК13.

Ширину низа выемки вычислим по формуле (4.11):

Объем плодородного слоя по (4.13):

м 3

Пример 4.4. Для приведенных выше исходных данных требуется определить объем выемки на участке ПК11 – ПК12. Из примера 4.2 следует, что переход насыпи в выемку имеет место на ПК11 + 20. Глубина выемки на ПК 11 + 20 равна нулю.

Выемка на участке ПК 11+20 – ПК 12+00 имеет среднюю глубину (см. рис. 4.4):

Объем выемки на участке ПК 11+20 – ПК 12+00 вычислим по формуле (4.10):

м 3

Общий объем выемки на участке ПК 11+20 – ПК 12+00:

м 3

Пример 4.5. Для приведенных выше исходных данных требуется вычислить объем кюветов на участке ПК10 – ПК13.

Вычислим по (3.17) высоту насыпи, при которой начинается кювет:

Так как на ПК11+00 высота насыпи равна 1,16м, что меньше h_нк = 1,36, а на пикете 10 + 00 высота насыпи равна 2,16, что больше h_нк = 1,36, то кювет начинается на участке насыпи ПК10+00 – ПК11+00 на расстоянии Хк от пикета 10+00.