Задание №2.

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ.

Естественный рельеф, как правило, не удовлетворяет требованиям строительства. Изменение естественного рельефа в целях удовлетворения различных строительных норм и требований – одна из основных задач вертикальной планировки. Важной задачей составления проекта вертикальной планировки является проектирование горизонтальных или наклонных площадок под заданным углом при условии баланса земляных работ по выемке и насыпи грунта в пределах рассматриваемой площадки. В данной расчетно-графической работе рассматриваются оба случая, и для их решения используется данные съемки строительной площадки по квадратам, изложенные в предыдущей части работы (задание №1).

Цель задания – получение практических навыков проектирования вертикальной планировки строительной площадки при условии баланса земляных работ.

Задача №1. Запроектировать горизонтальную площадку с нулевым балансом земляных работ применительно к строительному участку, топографический план которого построен Вами согласно заданию №1.

Наиболее экономичным решением проекта считается такое, при котором планировка достигается только перемещением грунта в пределах площадки, т.е. объемы выемки и насыпи примерно равновелики. Поставленная задача решается в такой последовательности.

1. Определяется проектная отметка H₀ горизонтальной плоскости при условии баланса земляных работ. Такая отметка вычисляется как среднее арифметическое всех средних отметок, полученных из отметок вершин для каждого квадрата. После преобразования

,

где – отметки вершин, принадлежащих только одному квадрату; - отметки вершин, общих для двух смежных квадратов;

-14-

- отметки вершин, общих для трёх смежных квадратов; - отметки вершин, общих для четырёх смежных квадратов; n – число квадратов.

2. Вычисляют рабочие отметки r для каждой вершины всех квадратов и плюсовых точек как разности проектной отметки H₀ и фактических отметок H_i существующей топографической поверхности (r = H₀ - H_i). Тогда положительные разности выразят высоту насыпи, а отрицательные – глубину выемки. Отметки служат для производства земляных работ.

3. Объемы земляных работ по преобразованию фактической земной поверхностью в проектную плоскость могут быть определены различными способами: способом квадратов – при относительно стойком рельефе местности; способом горизонтальных сечений; способом поперечных профилей, когда местность сильно пересечённая. В данной работе предлагается применить способ квадратов.

Для подсчета объемов насыпи и выемки по способу квадратов составляют картограмму земляных масс. Основой для составления картограммы служит сетка квадратов топографического плана участка застройки в масштабе 1:500 (задание №1). Пример построения картограммы приведен на рис. 6. Картограмму вычерчивают на листе чертежной бумаги размером 210 х 298 (формат А4) тушью соответствующих цветов. Кружки, линии сетки, координаты точек нулевых работ (X1, Y1) вычерчивают синей тушью; рабочие отметки, линии нулевых работ – красной тушью; номера точек, номера фигур, границы элементарных фигур, объем и пр. – черной тушью.

Порядок составления картограммы следующий.

На картограмме около каждой вершины квадрата и около плюсовых точек выписывают значения рабочих отметок. Затем определяется линия нулевых работ, т.е. след пересечения проектной плоскости с отметкой H₀ с топографической поверхностью участка. Признаком нахождения точек нулевых работ являются отметки с противоположными знаками на сторонах квадратов. Соединив такие точки прямыми линиями, получают границу раздела работ по выемке и насыпи грунта на строительной площадке. Для наглядности участки насыпи закрашивают красным, а участки выемки – желтым цветом.

-15-

Рис. 5. Картограмма земляных масс

Положение точек нулевых работ на сторонах квадратов определяют расстояниями X и Y:

; .

где r₁ и r₂ – абсолютные значения рабочих отметок двух соседних вершин квадратов или плюсовых точек, лежащих на стороне квадрата; d – расстояние между точками с рабочими отметками r₁ и r_2. Например, чтобы определить положение точки нулевых работ по стороне квадрата 2б – 3б (см. рис.5), нужно от вершины 3б к вершине 2б отложить величину Y, м:

м.

Аналогично,

-16-

м.

Это расстояние откладывается от точки 2б к точке 3б. Контроль правильности вычислений – сумма вычисленных отрезков в метрах, которая должна быть равна общей длине стороны квадрата:

X+Y=4.35+15.65=20.0 м.

Положение точек нулевых работ можно определить и путем построения вспомогательных профилей, выполняемых на сторонах сетки квадратов. Для этого рабочие отметки откладывают на перпендикулярах к сторонам квадратов в одном и том же произвольном масштабе. Величины X и Y определяют графически с точностью масштаба плана. Пример определения графическим путем положения точки нулевых работ на стороне квадрата 2б-3б показан на рис. 6.

Рис. 6.Графический способ определения планового положения точки нулевых работ.

4. Результаты подсчетов объемов земляных масс помещают в специальной ведомости (табл. 2).

ТАБЛИЦА 2

Ведомость вычисления объемов земляных масс

Номер фигуры	Площадь фигуры S, м2	Средняя рабочая отметка, м	Объемы земляных масс, м3
			выемка (-) VВ	насыпь (+)VH
1
2
3
…
…
n
Итого	Σ		Σ	Σ

-17-

Погрешность решения задачи определяется формулами:

ΔV=V_В-V_H; (ΔV/ΣV_общ) • 100% ≤ 5%.

Нулевая линия разделяет квадраты, на которые разбит участок, на различные геометрические фигуры: прямоугольники, треугольники, трапеции, площади которых можно определять по известным формулам. В целых квадратах, не пересекаемых линией нулевых работ, объем земляных масс V:

V=a²•((r₁+r₂+r₃+r₄)/4)= a²•r_ср,

где a – сторона квадрата; r₁,r₂,r₃,r₄ – рабочие отметки в вершинах квадратов.

Квадраты, пересекаемые линией нулевых работ, целесообразно разделить на элементарные фигуры, предпочтительно на треугольники. Объем земляного тела, основанием которого является треугольник, вычисляют по формуле

V=S_Δ•((r₁+r₂+r₃)/3)=S_Δ•r_ср,

где S_Δ – площадь треугольника: r₁,r₂,r₃ – рабочие отметки в вершинах треугольника. В подсчет средней рабочей отметки входят и точки с нулевой рабочей отметкой.

Подсчет площадей треугольников, на которые делят или разбивают квадраты, пересекаемые линией нулевых работ, целесообразно выполнять численным способом, используя данные определения величин X и Y положения точек линии нулевых работ на сторонах квадрата (см. рис. 5).

При этом фигуры, отличные от треугольников, целесообразно разбивать на треугольники из общей точки с нулевой рабочей отметкой. Пример такого разбиения с данными положениями линии нулевых работ и рабочими отметками приведен на рис. 7.

Для определения площади треугольников следует пользоваться формулой

S = 0,5 b • h,

где b – основание; h – высота. Для треугольника 1 площадь, составит S₁ = 0,5 • 13,08 • 15,00 = 98,1 м²; для треугольника 2 : S₂ = 0,5 • 5,0 • 13,08 = 32,7 м²; для треугольника 3 : S₃ = 0,5 • 20 • 20 = 200 м²; для треугольника 4 : S₄ = 0,5 • 6,92 • 20 = 69,2 м².

-18-

Рис. 7. Пример разбивки площади на треугольники.

Контролем правильности вычислений площадей треугольников служит их сумма, которая должна быть равна площади квадрата; в нашем случае S_□=ΣS_Δ=400м².

В ведомость подсчета объемов записывают номера фигур (квадратов или треугольников), средние рабочие отметки данной фигуры и площадь ее основания (см. табл.2). В ведомости и иногда на картограмме представляют объемы элементарных фигур.

Определив общие объёмы выемки и насыпи, сводят баланс земляных работ, т.е. определяют избыток или недостаток грунта. Если объём выемки отличается от объёма насыпи (за счет выемки грунта из котлована, изменения рельефа внутри квадрата) на величину ΔV, то вводится поправка ΔH в проектную отметку H₀. Величина этой поправки ΔH=ΔV/S₀, а уточненная отметка H_y= H₀ ± ΔH, где S₀ – общая площадь участка.