2.4. График попикетных объемов земляного полотна

Подсчитанные в табл. 2.1 объемы являются профильными (геометрическими). Общая сумма всех геометрических объемов выемок и насыпей на участке называется профильной кубатурой. Ее следует различать с рабочей кубатурой, к которой относится только объем разрабатываемого на данном участке грунта (в выемках, резервах и карьерах).

Для определения объема профильной кубатуры на участке пользуются графиком попикетных объемов. Он дает наглядное представление о размещении профильной кубатуры вдоль оси земляного полотна и облегчает решение задачи распределения земляных масс. График вычерчивается на миллиметровой бумаге под продольным профилем земляного полотна. Горизонтальная ось принимается за нулевую линию графика. Она разбивается на отрезки по числу пикетов на продольном профиле. На каждом отрезке откладываются в условно принятом масштабе в виде вертикальных столбиков профильные объемы выемок и насыпей, подсчитанные попикетно. При этом объемы выемок располагают вверх, а насыпей – вниз от нулевой линии. Рекомендуется закрашивать диаграмму на участках выемок желтым цветом, а на участках насыпей – красным, как и на продольном профиле.

По графику подсчитывают помассивные объемы, т. е. объемы каждой отдельной выемки и насыпи, а также объем профильной кубатуры по всей длине продольного участка.

2.5. Распределение земляных масс

2.5.1. Сущность распределения земляных масс

Эффективность организации земляных работ в значительной степени зависит от рационального использования грунта, получаемого в процессе сооружения выемок. Если он пригоден для возведения насыпей, следует максимально использовать его для этих целей.

Схема работ, при которой грунт из выемок перемещается в насыпи (вдоль трассы земляного полотна), получила наименование продольной возки. Если насыпи отсыпают, используя грунт из резервов и карьеров, а выемки разрабатывают в кавальеры и отвалы, имеет место поперечная возка грунта.

Выбор той или иной схемы работ на каждом конкретном участке является основной задачей распределения земляных масс. При этом с целью сокращения затрат необходимо учитывать дальность возки грунта на каждом участке работ.

При распределении земляных масс наиболее общим является подход, когда стремятся по возможности к полному перемещению грунта из выемок в насыпи. Однако целесообразность такого решения не является очевидной и поэтому необходимо соответствующее экономическое обоснование.

Определение рационального соотношения между продольным и поперечным перемещением грунта на участке выполняют с помощью кривой объемов земляных работ (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Графики объемов земляных работ

2.5.2. Кривая объемов земляных работ

Кривую объемов земляных работ (кривую объемов земляных масс) получают путем преобразования столбчатой диаграммы графика попикетных объемов в кумуляту. Кумулятивная кривая строится также под продольным профилем (ниже графика попикетных объемов). Для ее построения алгебраически суммируются объемы выемок и насыпей от начала участка (слева направо). При этом объемы выемок считаются со знаком “плюс”, объемы насыпей – со знаком “минус”. Ординаты кривой подсчитываются на всех пикетах и нулевых точках продольного профиля.

При вычислении ординат кривой объемов необходимо учитывать, что рабочий объем грунта, получаемый из выемок, будет меньше профильного за счет недоборов и потерь грунта при транспортировании. С другой стороны, для возведения насыпей потребуется объем грунта больше профильной кубатуры, так как для удобства уплотнения грунта и производства планировочно-отделочных работ насыпь отсыпают с запасом грунта по высоте и на откосах, а затем лишний грунт срезают.

Принимая во внимание эти факторы, а также ряд других, влияющих на рабочий объем грунта, при построении кривой объемов профильную кубатуру выемок учитывают с коэффициентом 0,9; профильную кубатуру насыпей – с коэффициентом 1,1.

Для удобства работы рекомендуется ординаты кривой объемов земляных работ подсчитывать в ведомости (табл. 2.2). После вычисления ординат на миллиметровой бумаге строится кривая объемов ниже графика попикетных объемов (рис. 2.2). Контроль вычисления ординат и построения кривой объемов производят по формуле

(2.22)

где V_i – искомая ордината кривой объемов; V_в, V_н – соответственно профильные объемы выемок и насыпей от начала профиля до искомой ординаты.

Таблица 2.2

Ведомость подсчета ординат кривой объемов

Пикеты, плюсы	Профильные объемы, м3		Ординаты кривой		Контроль вычислений
	Насыпи	Выемки	+	-
0 1 2 3 4 5 6 6+50		2939 5972 8829 9573 6872 3655 433	0 2645,1 8019,9 15966 24581,7 30766,5 34066 34445,7		38273  0,9 = = 34445,7
7 8 9 10 11 12 13 13+75	303 2348 5837 12142 13608 9003 6259 1603	38273	34112,4 31529,6 25108,9 11752,7	3216,1 13119,4 20004,3 21767,6	38273  0,9 – – 1,1  51103 = = – 21767,6

Окончание табл. 2.2

Пикеты, плюсы	Профильные объемы, м3		Ординаты кривой		Контроль вычислений
	Насыпи	Выемки	+	-
14 15 16 16+61	51103	200 4144 7674 2280		21579,5 17849,9 10943,3 8891,3	0,9   (38273+14307) – – 1,1  51103 = = – 8891,3
17 18 19 20 20+73	593 7091 7575 3831 2542	14307		9543,6 17343,7 25676,2 29890,3 32686,5	0,9   (38273+14307) – – 1,1   (51103+21632) = = – 32686,5
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	21632	181 3074 9356 9338 7828 5992 4635 3150 1950 917	3677,1 6512,1 8267,1 9092,4	32523,6 29757 21336,6 12932,4 5887,2 494,4	0,9  (38273 + + 14307 + 46421) – – 1,1  (51103 + + 21632) = 9092,4

Кривая объемов земляных работ (кривая распределения земляных масс) обладает следующими свойствами:

1) значение ординаты любой точки кривой представляет собой алгебраическую сумму объемов выемок и насыпей, расположенных от начала кривой до данной точки. При этом объемы выемок принимаются со знаком "плюс", объемы насыпей – со знаком "минус". Таким образом, знак и величина ординаты дают представление о балансе земляных масс: знак "плюс" означает избыток рабочей кубатуры, знак "минус"– дефицит ее;

2) восходящие ветви кривой соответствуют положению выемок на продольном профиле, нисходящие ветви – положению насыпей;

3) вершины кривой (точки перегиба) соответствуют нулевым точкам на продольном профиле;

4) любая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой, отсекает на ней участок, в пределах которого объем выемки равен объему насыпи (участок равных объемов). Такую прямую называют распределительной линией. Расстояние от распределительной линии до соответствующей вершины кривой равно объему рабочей кубатуры на этом участке;

5) площадь сегмента, ограниченного кривой объемов и распределительной линией, равна произведению рабочей кубатуры на среднюю дальность перемещения грунта из выемки в насыпь на данном участке.

Перечисленные свойства кривой позволяют решать на ее основе задачи распределения земляных масс:

– наиболее рационально распределить земляные массы с преимущественным использованием продольной возки грунта с учетом условий транспортирования;

– установить границы рабочих участков с продольным и поперечным перемещением грунта;

– определить средние дальности возки грунта по каждому рабочему участку;

– определить рабочую, профильную кубатуру и коэффициент использования рабочей кубатуры на каждом участке и по всей линии.