2.6. Распределение земляных масс
Под распределением земляных масс понимается определение направлений, количества и расстояний перемещения грунта из квадратов выемки в квадраты насыпи. От этих факторов зависят объем грузовой работы и величина технико-экономических показателей производства планировочных работ. Исходными данными для решения задачи являются частные объемы земляных масс и расстояния между центрами массивов грунта в пределах квадратов.
В строительной практике наибольшее распространение получило логическое распределение земляных масс методом шахматного баланса по принципу “перемещение частных объемов выемки в квадраты насыпи по кратчайшему расстоянию”. Этот метод прост, но не позволяет получить оптимальное решение.
В табл. 2.6 приводится пример распределения земляных масс для площадки, изображенной на рис. 2.1.
Таблица 2.6
Ведомость шахматного баланса земляных масс
Заполнение ведомости начинается с занесения в заглавную колонку таблицы номеров квадратов выемки и соответствующих объемов грунта в них. В заглавную строку таблицы записываются номера квадратов и объемы насыпи в плотном теле. Разработку схемы перемещения грунта следует начинать со смешанных квадратов выемки. Установлено, что если в одном квадрате имеется и выемка, и насыпь, то рациональным является перемещение грунта в пределах этого квадрата. Например, 1182 м3 выемки из второго квадрата следует переместить в соседнюю насыпь в этом же квадрате. Аналогичным образом расписываются объемы выемки из квадратов 4 и 5.
Оставшиеся нераспределенными объемы выемки разносятся в свободные квадраты насыпи таким образом, чтобы расстояния перемещения грунта по возможности были минимальными. При этом необходимо следить за тем, чтобы суммарный объем доставляемого в соответствующий квадрат насыпи грунта не превышал его потребности.
Если на площадке итоговый объем выемки больше итогового объема насыпи в плотном теле, то излишки грунта заносятся в колонку “отвал”, если наоборот, то недостающий для отсыпки всей насыпи объем грунта – в строку “резерв”.
Так как излишки грунта в области выемки целесообразно разрабатывать вместе с котлованом одноковшовым экскаватором, требующим достаточно большой для заполнения ковша высоты забоя, то объем излишнего грунта следует оставлять в квадрате выемки с максимальными рабочими отметками.
Схема перемещения земляных масс из выемки в насыпь содержит огромное множество возможных вариантов. Поэтому решения, заложенные при составлении ведомости шахматного баланса вручную, не всегда являются рациональными. Оптимальный вариант распределения земляных масс на площадке может быть найден с использованием математического аппарата линейного программирования путем решения так называемой “транспортной задачи” [14] по компьютерной программе, разработанной преподавателями кафедры.
2.7. Определение средней дальности перемещения грунта
2.7.1. Общие положения
Средняя дальность перемещения земляных масс определяет выбор типа землеройно-транспортных машин, область эффективного использования которых устанавливается по рациональному расстоянию транспортирования грунта. Кроме того, этот параметр необходим при нахождении норм времени и расценок по сборникам ЕНиР и ЕРЕР.
Для указанных выше целей не требуется высокой точности подсчета средней дальности перевозки земляных масс, однако при сравнении нескольких вариантов производства планировочных работ эта дальность рассчитывается с точностью до 1 м.
Существует несколько способов нахождения среднего расстояния перевозки грунта [12]. При этом на практике реализуются два подхода. Если объем работ невелик и площадка имеет одну незамкнутую нулевую линию, то средняя дальность перемещения грунта определяется в целом для всей площадки. В некоторых случаях сетка квадратов может пересекаться несколькими нулевыми линиями или иметь одну замкнутую линию. Тогда площадка разбивается на несколько участков при соблюдении нулевого баланса объемов выемки и насыпи на каждом участке, рассчитывается несколько расстояний перемещения грунта и находится средневзвешенное расстояние.
В курсовом проекте при наличии ведомости шахматного баланса земляных масс средняя дальность возки грунта Lcp может быть определена по формуле
Lсp= 
Vi L i /
Vi,
(2.15)
где V i – частный объем выемки, перемещаемый из i-го квадрата, м3; L i – расстояние, на которое перевозится данный объем, м.
Так как план распределения земляных масс по методу шахматного баланса не является оптимальным, то рассчитанная величина Lcp будет иметь погрешности.
Ниже излагаются три способа определения среднего расстояния перевозки земляных масс при вертикальной планировке площадки, позволяющие производить подсчет Lcp с достаточной точностью.