Объемы котлованов, траншей, земляного полотна и вертикальной планировки

Разрабатываемые объемы земляного полотна. Различие между объемами геометрических фигур в пределах отсеков и физическими объемами грунта обусловлено многими причинами.

Во-первых, требуемая плотность грунтов в насыпях не всегда соответствует их естественной плотности в выемках, резервах, карьерах. Это обстоятельство учитывают с помощью коэффициентов К_ир уплотнения грунта в насыпи сравнительно с плотностью в естественном залегании (резерве) (табл. 3.4).

Во-вторых, по условиям производства работ не всегда возможно единовременно получить из данного геометрического объема равный ему фактический объем или удовлетвориться укладкой в отсек фактического объема, равного геометрическому. Например, в ходе земляных работ не удается сразу чисто разработать по проектному поперечнику железнодорожные выемки, часть грунта на откосах, в кюветах и т. д. удаляется в результате планировочных работ и не попадает в строящиеся смежные насыпи. В то же время в насыпи с учетом запаса на осадку и планировку основной площадки, а также потерь из-за развала приходится укладывать несколько увеличенное количество грунта.

В-третьих, земная поверхность, оказывающаяся в основании земляного полотна, часто претерпевает серьезные видоизменения. Например, предварительное удаление слоя плодородной почвы завышает рабочий объем насыпей и занижает — выемок. Те же последствия вызывают выторфовывание на болотах, замену засоленных, пучащих грунтов и т. д.

При этом разрабатываемый объем увеличивается более чем вдвое, так как сначала вырезается естественный грунт, затем вместо него засыпается привозной, а после этого возводится насыпь. Сооружение железных дорог в хозяйственно освоенных местностях, под которое обычно выделяют неудобные земли, также обычно заставляет считаться с разнообразными неровностями земной поверхности, что приводит в конечном счете к увеличению объемов земляного полотна.

В таежно-болотистой местности, в тундре приходится считаться с высокой деформативностью основания; образуется погруженная часть насыпи, объем которой нередко превышает ее видимую часть.

Влияние всех перечисленных факторов может быть учтено в ходе автоматизированных расчетов, в том числе с применением программируемых микрокалькуляторов. При этом необходимо составить три программы: одну — из расчетов по формуле (3.10), вторую — для определения разрабатываемых объемов выемок, третью — для определения потребного объема грунта в насыпях. Однако эти программы невозможно привести в учебнике, они громоздки и требуют пространственных пояснений. При необходимости следует обращаться к специальной литературе.

Объемы котлованов, траншей и вертикальной планировки. В строительстве нередко возникает необходимость устройства котлованов прямоугольной формы, расширяющихся кверху вследствие наклонного расположения откосов. Объем такого котлована может быть подсчитан по формуле обелиска

где а, а₁, b, b₁ — стороны нижнего и верхнего прямоугольных оснований.

Котлованы более сложной формы расчленяют на ряд простых фигур, находят объем каждой фигуры, а затем найденные объемы суммируют. Для подсчета объема траншей используют формулу вида (3.6), подставляя в ней среднее значение площадей поперечных сечений, вычисленных в местах перелома профиля земной поверхности или дна траншеи, и умножая на расстояние между этими сечениями.

Нередко возникает также необходимость подсчета объемов земляных работ при планировке площадок. Существует несколько общих методов вертикальной планировки для достижения нужной средней планировочной отметки. Однако на станциях железных дорог обычно приходится иметь дело с довольно сложным поперечным профилем земляного полотна, обусловленным необходимостью регулирования продольного и поперечного стоков, и практически наиболее приемлемым оказывается метод поперечников.

Рис. 3.17. Подсчет объемов по поперечникам: а — основная сетка разбивки поперечников на плане станционных путей; б — продольный профиль по оси главного пути; в — поперечники при двускатном профиле проектного очертания земляного полотна; 1 — черная линия (поверхность земли); 2 — красная линия (проектный профиль станционной площадки); 3 — линия нулевых работ; 4 — выемки; 5 — насыпи

Для этого на площадке иди топографической карте в горизонталях разбивают прямоугольную сетку и снимают поперечные профили. Затем на чертежи поперечников наносят проектную линию земляного полотна и определяют рабочие отметки по сечениям, позволяющие подсчитать торцовые площади призматоидов в местах срезки или досыпки грунта (рис. 3.17). Объемы определяют для отдельных призматоидов, заключенных между сечениями с однообразным уклоном земной поверхности и проектной линии, затем их суммируют.