Одна из основных частей генерального плана проект вертикальной планировки застраиваемой территории. Ее целью является преобразование естественных форм рельефа и создание условий для эксплуатации возводимых зданий и сооружений.

Естественный рельеф при строительстве обычно преобразуется путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки.

Проектный рельеф может быть задан в виде профилей, проектными горизонталями в сочетании с проектными отметками либо только проектными отметками. Метод профилей трудоемок и поэтому применяется редко. При выполнении данной расчетно-графической работы применяется метод отметок. Строительная площадка должна представлять собой горизонтальную поверхность.

Проектирование горизонтальной площадки обычно производится с соблюдением условия нулевого баланса земляных работ. Под этим условием понимается сведение земляных работ к минимуму и обеспечение равенства объемов выемки и подсыпки.

Основой для проектирования вертикальной планировки служат топографические планы масштабов 1:500-1:5000, составленные по результатам нивелирования стройплощадки по квадратам. Планируемую территорию разбивают на квадраты со сторонами 10, 20, 40 или 50 м в зависимости от сложности рельефа. Фактические высоты вершин квадратов определяют по горизонталям или при помощи геометрического нивелирования. Предполагается, что каждая квадратная призма ограничена вертикальными плоскостями, проходящими через стороны квадратов, плоским основанием и наклонной верхней плоскостью. Высоту призмы принимают равной среднему арифметическому из отметок угловых точек поверхности. Тогда объем одной призмы равен (см. рис. 52):

V , (13.1)

где -площадь основания призмы;
и
-отметки угловых точек.

Среднюю отметку всего участка с известными отметками углов сетки вычисляют на основании следующих соображений. Отметки углов
квадратов, лежащих внутри наружного контура, при вычислениях повторятся четыре раза, и их сумма равна
(рис. 61).

Далее суммируют отметки
вершин квадратов, расположенных по контуру участка, за исключением отметок
-вершин углов участка, и полученную сумму
удваивают, так как эти отметки входят в два смежных квадрата. Наконец, суммируют отметки
угловых точек участка.

Средняя отметка
участка вычисляется по формуле:

. (13.2)

Если участок включает произвольное, в том числе и нечетное, количество квадратов (рис. 62), а рельеф участка должен быть спланирован горизонтальной площадкой при условии нулевого баланса земляных работ, проектная отметка такой площадки вычисляется по формуле

где n -общее число квадратов;
-сумма черных отметок вершин, входящих только в один квадрат;
-соответственно суммы отметок вершин, общих для двух, трех и четырех квадратов.

При горизонтальной площадке
является постоянной величиной для всего участка.

Рабочие отметки всех вершин квадратов получаются как разности проектной отметки
и черных отметок вершин квадратов:

, (13.4)

при этом со знаком плюс будет определять подсыпку, минус-выемку.

Объем земляных работ вычисляется по рабочим отметкам
вершин каждого квадрата. Если все четыре отметки имеют один и тот же знак, объем земляных работ в пределах данного квадрата вычисляют по формуле

V , (13.5)

где а -сторона квадрата.

Если в квадрате рабочие отметки имеют разные знаки, то в этом квадрате проходит линия нулевых работ - линия с рабочей отметкой, равной нулю. Линии нулевых работ являются границей между участками подсыпки и выемки грунта, т.е. определяют объемы земляных работ в пределах каждого квадрата. Для построения линии нулевых работ на сторонах квадратов находят положение точек нулевых работ по формулам (рис. 63)

;
, (13.6)

где и-расстояния от вершин квадрата до точки нулевых работ;а -сторона квадрата;и-рабочие отметки на концах стороны квадрата. Очевидно, что
.

Найдя точки нулевых работ на разных сторонах квадрата и соединив их отрезками прямых пунктирных линий, получают линию нулевых работ (границу выемки и подсыпки). Объем земляных работ определяют отдельно для выемки и подсыпки.

В различных условиях пользуются различными методами: при относительно спокойном рельефе -методом квадратов; при более пересеченной местности-методом треугольных призм; при сильно пересеченной местности-методом поперечников. Подсчет объемов земляных работ по методу квадратов производится для каждого квадрата или его части как объем призмы

V
, (13.7)

где
-среднее значение рабочих отметок;S -площадь квадрата (его части).

Объем грунта в полном квадрате находится по формуле

V
, (13.8)

где
-сумма рабочих отметок для углов квадрата;-площадь квадрата.

При подсчете объемов земляных работ по неполным квадратам (квадратам, через которые проходит линия нулевых работ) их разбивают на треугольники и нумеруют каждую фигуру.

Находят площадь каждого треугольника и вычисляют объем грунта в пределах треугольных призм по формуле

V
. (13.9)

Вычисляют суммарные объемы выемки и подсыпки и проверяют баланс земляных работ по формуле

. (13.10)

Эта величина не должна превышать 3 %.

При необходимости решение корректируется, т.е. уточняется проектная отметка горизонтальной плоскости.

Пример 1. Разработать проект вертикальной планировки площадки при следующих исходных условиях (рис. 64):

отметки участка получены при нивелировании по квадратам;

проектируется горизонтальная площадка с приблизительным обеспечением баланса земляных работ (рис. 65);

проектирование заканчивается составлением картограммы земляных масс.

Размеры квадратов принимаются 20 ´ 20 м (при масштабе плана 1:1000).

Последовательность выполнения работы следующая:

1. На листе чертежной бумаги формата А4 (20 ´30 см) изобразить штамп и дважды вычертить сетку квадратов (рис. 64 и 65).

2. В вершинах квадратов (рис. 64) выписать отметки по своему варианту. Например, в вершине А 1 это 148,23, в вершинеА 2-147,64,А 3-147,23 и т.д.

3. Вычислить проектную отметку горизонтальной площадки с приблизительным балансом земляных работ по формуле (13.3). У данной сетки квадратов нет отметок вершин, относящихся сразу к трем квадратам, поэтому
и проектная отметка вычисляется по формуле

.

4. Записать полученную проектную отметку в верхнем левом углу (рис. 64), вычислить рабочие отметки
и зафиксировать их в вершинах квадратов. Так, в вершине А 1 это-0,55, в вершинеА 2 +0,04, вА 3 +0,45 и т.д.

5. Для разработки картограммы земляных работ (рис. 65) переписать значения рабочих отметок на данный рисунок, обозначить контуры подсыпок и выемок линиями нулевых работ. Линию нулевых работ определяют точки нулевых работ на тех сторонах квадратов, вершины которых имеют отметки с противоположными знаками (линии В 1-Г 1,Б 2-В 2 и т.д.). Положение точки нулевых работ на стороне квадрата определится величинойили, вычисляемой по (13.6).

Линии нулевых работ обозначают прямолинейными отрезками, значения l выписывают на стороне квадрата (рис. 65, на сторонеВ 1-Г 1м; на сторонеВ 2-Г 2м и т.д.)

6. Вычислить раздельно для выемок и подсыпок в каждом квадрате объемы земляных работ (рис. 65) по формуле

V
,

где -среднее значение рабочих отметок (у неполных квадратов две рабочие отметки равны нулю);-площадь квадрата или его части, которую можно вычислить, зная длины сторон этих фигур.

7. Вычисленные на картограмме объемы насыпей и выемок просуммировать по вертикали и вычислить их суммарные значения для всего участка (рис. 65). Проверить баланс земляных работ по формуле (13.10).

Пример 2. Разработать проект вертикальной планировки площадки в случае нечетного количества квадратов (рис. 66).

Состав задания и последовательность его выполнения аналогичны примеру 1.

Вершина Б 4 с отметкой
относится только к одному квадрату, вершинаВ 3 с отметкой
-к двум квадратам,Б 3 с отметкой
-к трем,Б 2-к четырем квадратам.

Проектная отметка такой площадки вычисляется по формуле (13.3). Суммы отметок вершин, входящие в числитель этой формулы, равны:

Подставляя эти значения в формулу (13.3), получаем проектную отметку площадки

Для упрощения вычислений удобно выделить наименьшую из четырех отметок вершин квадратов с округлением до дециметра и производить арифметические действия с остающимися дополнениями до соответствующей черной отметки. В данном случае
(А 3), и тогда

м.

Далее находят рабочие отметки каждой вершины по формуле (13.4) и выписывают их на плане площадки и картограмме земляных работ (рис. 66 и 67). Так, для вершины А 1 рабочая отметка равна +0,32, дляБ 1 она отрицательна и равна-0,35, и т.д.

,

.

После вычисления рабочих отметок выделяют контуры подсыпок и выемок построением линий нулевых работ, линию нулевых работ определяют точки нулевых работ на тех сторонах квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположными знаками (линия В 2-В 3;А 1-Б 1 и т.д.). Положение точек нулевых работ находится по формуле (13.6). Так, например, по линииА 2-Б 2 при
м и рабочих отметках +0,47 м и-0,25 м (рис. 68)

м;
м.

Определив местоположение точек нулевых работ, прямолинейными отрезками пунктирной линии обозначают на картограмме линию нулевых работ (рис. 68).

Объемы земляных работ подсчитываются с использованием формул (13.7) -(13.9) раздельно для выемки и подсыпки.

Так, для полного квадрата Б 1 - В 1 - В 2 - Б 2(рис. 68) по формуле (13.8) получим

Для переходного квадрата Б 1 - Б 2 - А 2 - А 1 объем выемки (рис. 67, 68)

Объем подсыпки:

Полученные объемы земляных работ выписываются на картограмме земляных работ (рис. 67) в центральной части соответствующих участков (полных квадратов или их частей). Под картограммой приводятся частные значения объемов подсыпки и выемок, просуммированных по вертикали. Вычисляются раздельно суммарные значения объемов подсыпок и выемок по всему участку; по формуле (13.10) проверяется баланс земляных работ.

Пример 3. Разработать проект вертикальной планировки площадки в случае нечетного количества квадратов (рис. 69).

Состав задания и последовательность его выполнения аналогичны примеру 1. Отличие от примера 2 заключается в том, что неполные квадраты разбиваются на треугольники, что облегчает подсчет объемов земляных работ.

Вершины В 1,В 4,Б 4,А 3,А 1 относятся только к одному квадрату; вершиныВ 2,В 3,А 2,Б 1-общие для двух смежных квадратов;Б 3-общая для трех квадратов,Б 2-для четырех, тогда

По формуле проектной высоты горизонтальной площади получим

По формуле (13.4) найдем рабочие отметки каждой вершины (рис. 69). Таким образом получим рабочую отметку вершины А 1, равную. Аналогично получаются рабочие отметки для всех остальных вершин.

По формулам (13.6) находят положение точек нулевых работ. Например, для стороны квадрата В 2-В 3 при
м

м;
м.

Контролем является равенство суммы ирасстоянию:
м.

Откладывая на чертеже от вершины В 2 расстояние, равное 4,2 м, или отВ 3 расстояние, равное 15,8 м (см. рис. 70), получают точку нулевых работ. Аналогично находят точки нулевых работ на остальных сторонах квадратов. Соединяя их штрих-пунктирной ломаной линией, получают границу выемки и подсыпки.

Объемы грунта в полных квадратах находят по формуле (13.8). Например, для квадрата 1 (В 1,В 2,Б 2,Б 1)

м(выемка).

При подсчете объемов земляных работ по неполным квадратам их разбивают на треугольники, как это показано на рис. 70, и нумеруют каждую фигуру.

Находят площадь каждого треугольника и вычисляют объем грунта в пределах треугольных призм по формуле (13.9). Например, для фигуры 2 можно записать

м;

м(выемка).

Все вычисления ведутся в ведомости (табл. 7), где окончательно получают объем выемки V В и подсыпкиV П .

Обустраивая территорию вокруг дома (загородного или просто частного), нужно тщательно продумать не только расположение отдельных элементов по горизонтали, но и вертикальное соотношение их. Более того, даже сам дом следует основательно продумывать, выясняя, какова должна быть высота цоколя, первого этажа, второго (при необходимости).

Особенности

Грамотно «посадить» дом и распланировать территорию можно, если:

• разместить котлованы, траншеи, капитальные основания и насыпные подушки над грунтовыми водами;
• организовать вывод ливневых осадков и паводков за границы землевладения на безопасное расстояние;
• поднять стены и даже цоколь над уровнем снегового покрова, чтобы они минимально увлажнялись зимой и в начале весны.

Вертикальная планировка участка начинается с геодезической съемки всей территории. В некоторых случаях ее можно заменить определением реального перепада высот. Непременно оценивается то, насколько высоко стоят грунтовые воды, как сильно вспучивается грунт под действием мороза.

Чаще всего строительные площадки повышают , засыпая их полностью добавочным слоем грунта или создавая локальную насыпь.

Чтобы фундамент оказался выше, чем подземные воды, стоит использовать варианты без заглубления или с минимальным заглублением.

Но если это требование противоречит другим техническим моментам (например, необходимо построить очень тяжелый дом, или верхний слой почвы склонен к подвижкам) - придется искать компромисс и обращаться к профессионалам.

Далее требуется выполнить отмостку, наладить лотки для отгона приповерхностных вод. Продумывая рельеф, можно отвести осадки и талую воду в сторону. А эффективная борьба с подземными водами ведется при помощи глубоких дренажей.

Геодезическую съемку своими силами вы вряд ли проведете, нужна будет помощь специалистов. А вот определить перепады высот в целом на строительной площадке и в углах будущего фундамента можно и самостоятельно. Использовать можно не только нивелиры, но и лазерные либо гидравлические уровни.

Всегда добивайтесь от исполнителей, чтобы в проект были занесены точные сведения о виде почвы и ее пригодности для строительства , об уровне подземных вод и выраженности морозного поднятия земли. На основе всех этих данных делается вывод о том, насколько сильно поверхность отклонена от идеальной горизонтали.

Вне зависимости от того, насколько велик уклон, стоит использовать насыпь, потому что это помогает увеличить допустимую нагрузку, создаваемую домом и хозяйственными постройками.

Возведение зданий поверх насыпей привлекательно и сокращением промерзающих слоев, уменьшением негативного воздействия подвижек грунта на фундамент под влиянием холода. Одновременно улучшается эвакуация дождевой и талой воды со строительной площадки, все необходимые работы могут быть выполнены в максимально сухих условиях.

В идеальном случае вся земля, вынутая на первичном этапе строительства, используется на месте, и нет необходимости ее куда-то вывозить, искать альтернативные способы применения.

Ровный участок

Вертикальная планировка земельного участка в таком случае особенно важна. Как показывает практика, самые ровные территории размещаются в низинах, и вследствие высокого уровня грунтовых вод и постоянного скопления стоков они быстро заболачиваются.

Выходом из ситуации оказывается невысокая насыпь - 20-50 см , для создания которой можно применять все грунты без органических частиц. Обязательно формируют подушку из песка и гравия, послойно уплотняя ее.

Участок с уклоном

Когда перепад высоты в пределах будущего фундамента составляет не более 100 см, целесообразно делать отсыпки для выравнивания, при этом подошвы всех долей основания должны оказаться на одной линии по горизонтали с небольшим отклонением.

Если величина уклона менее 0,41 м, нужно выравнивать всю площадку до горизонтального уровня, причем надземная доля цоколей оказывается строго на одной высоте на всем своем протяжении.

Важно: экономичнее всего и в материальном плане, и в плане трудозатрат, создавать внешние насыпи только после того, как фундамент готов к работе.

Когда естественный грунт имеет перепад высоты свыше 40, но меньше 100 см, не надо отсыпать новые порции земли в горизонт. Куда лучше ограничиться искусственным понижением этих неровностей.

К примеру, на нижнем участке склона формируется фундамент ленточного типа, а подошва приподнимается над природным грунтом с помощью насыпи. На возвышенной части склонов роется траншея, куда отсыпается подушка на строго одинаковом уровне. Узнать ее необходимые параметры поможет точный расчет.

Отмостка

Отмостка - это оптимальный способ удалять воду и от стен дома, и с участка в целом, направляя ее в комплекс поверхностного дренажа. Минимальная подсыпка грунта для создания отмостки не может быть менее 10 см. Проектировщикам следует учесть, что ввиду повседневной деятельности людей грунт станет подниматься, и все запланированное время эксплуатации здания отмостка должна превышать окружающую территорию.

Минимальная ширина покрытия составляет 80 см, при этом требуется перекрыть пазухи котлованов и траншей, используя проницаемый для воды грунт (песок). Подходящий материал для верхнего слоя - монолитный бетон, причем уклон в направлении цоколя обязательно на 1 м отмостки по ширине составляет 50 мм и более .

Эта конструкция может создаваться и поверх пучинистого грунта, но тогда требуется от сплошной ленты перейти к секциям 150-250 см в длину, чтобы погасить вероятные неравномерные подвижки почвы.

Дренаж

Вдоль контуров отмостки, начиная с нагорной доли здания, кладут лоток. Эти лотки способны направлять в нужное русло и стекающие с крыш осадки, если поставить их и с иных сторон здания. Предотвратить проблемы, создаваемые верховодкой, несложно: потребуется положить трубу, пересекающую склон поперек, чтобы она находилась ниже, чем подошва основания.

Схема вертикальной планировки

Но все это чисто практические рекомендации, а нужно еще выяснить, как сделать схему вертикальной планировки участка, чтобы ее поняли строители. Допустим, вы хотите проконтролировать исполнение работы или понять, все ли правильно сделали проектировщики. На геоподоснову наносят отметки, показывающие расположение отдельных объектов, а при помощи красных линий определяется проектная поверхность.

Введение

Вертикальной планировкой местности называется преобразование существующего рельефа в проектный, с целью благоприятной работы сооружения. На вертикальный план влияет: рельеф местности, грунтовые воды и тип грунта (по просадочности).

При проектировании вертикальной планировки необходимо сохранять баланс земляных работ – создать равенство объема насыпи и объема выемки на площадке, по возможности стараться не устраивать кавальеров – передвижение лишнего грунта в отвал и не создавать карьеров при недостатке грунта.

Вертикальная планировка подразделяется на площадную и линейную.

Если ширина участка много меньше его длины – линейная вертикальная планировка (автодороги, трубопроводы и т.д.), в остальных случаях – площадная вертикальная планировка.

Как правило, вертикальная планировка выполняется на основе нивелирования по квадратам заданной территории, или, если используется съемка местности, то на той территории, где будет производиться вертикальная планировка, разбивают сеть квадратов и находят отметки вершин этих квадратов при помощи интерполирования.

Способы вертикальной планировки.

Вертикальная планировка может производиться при помощи:

1) красных (проектных) отметок;

2) красных горизонталей;

3) смешанным способом;

Способ проектных отметок – способ, при котором удобно вести расчеты, но при этом отсутствует наглядность.

Способ красных горизонталей – способ, при котором наглядно видно всю ситуацию местности, но объем земляных работ сложно подсчитать. Поэтому, обычно употребляют смешанный способ.

Продольное нивелирование выполняется с помощью нанесения красной линии на самом профиле сооружения.

В городах вертикальная планировка осуществляется скелетным способом, т.е. сначала по проездам и улицам, при помощи продольных профилей, а затем между осями проездов и дорого осуществляется площадная вертикальная планировка.

Цель работы:

Произвести вертикальную планировку площадки размером 60х60 метров, которая разбита на 9 квадратов (размер каждого - 20х20 метров). Расчет ведется на основании чертежа «Нивелирование по квадратам» (см. Приложения)

Задание:

По отметкам вершин квадратом, необходимо рассчитать проектные отметки центра тяжести площадки и произвести вертикальную планировку с условием сохранения баланса земляных работ.

Проектирование наклонной площадки.

1. По отметкам вершин квадратов рассчитываем проектную отметку центра тяжести всей площадки.

1.1. Находим координаты центра тяжести площадки по формулма:

X ц.т. = ; Y ц.т. =
;

где n – число точек.

Расчет: Х ц.т. =
=

Y ц.т. =

Точку центра тяжести принимаем как т.М (30;30).

1.2. Определяем проектную отметку центра тяжести по формуле:

Н ц.т. =

Где n – число квадратов;

- сумма отметок, принадлежащих только одному квадрату:

- сумма отметок, принадлежащих 2 квадратам:

- сумма отметок принадлежащих 4 квадратам:

2. Уклон площадки по линии x и y задается согласно СНиП, учитывая то, какой грунт лежит в основании площадки. При проектировании наклонной площадки, проектный уклон д.б. более 0,003.

Значения проектных уклонов (по оси Х и Y) берутся по вариантам:

i x = -0,010, i y = +0.005.

3. Проектные отметки всех вершин квадратов рассчитываем по формуле:

где S – расстояние между точкой М(30;30) и вершиной квадрата.

Для более простого расчета проектных отметок выбираем дополнительную точку на стороне квадрата по x или y от т.М и рассчитываем проектную отметку этой точки (т.N) по формуле:

Учитывая то, что уклон по линии Оу берется с обратным знаком.

3.1 От т.N сначала рассчитываем все проектные отметки по начальной линии х.

3.2. По всем линиям у рассчитываем отметки вершин квадратов, используя уклон по линии Оу (i y = +0.005).

Контролем правильности является расчет проектного уклона по линии х и у:

Т.о. рассчитываем все оставшиеся проектные отметки, правильность которых проверяем контролем.

4. После расчета проектных отметок, выписываем их в вершины квадратов (красные отметки) и строим «План организации рельефа», для которого необходимо провести по вычисленным красным отметкам красные горизонтали.

4.1. Первую красную горизонталь определяем методом интерполирования:

; ;

где
-высота сечения красных горизонталей, которая выбирается в зависимости от рельефа и масштаба плана;

- знаменатель численного масштаба;

4.2. После расчета, от первой красной горизонтали по начальным линиям х и у откладываем рассчитанный шаг красных горизонталей. Красные горизонтали проводятся по всей площади разбивочного плана. (см.Приложение, лист№2 «План организации рельефа»).

5. Кроме «Плана организации рельефа»,для вертикальной планировки местности, необходимо рассчитать «Картограмму земляных масс». На ватмане расчерчиваем сеть квадратов и вершинах квадратов выписываем черные и красные отметки. Обработка. Для подсчета земляных работ ведется в следующей последовательности.

5.1. Рабочие отметки на всех вершинах квадратов рассчитываем по формуле:

где
- рабочая отметка вершины квадрата;

- проектная отметка вершины квадрата;

- существующая отметка земли вершины квадрата;

Таким образом, рассчитываем рабочие отметки всех вершин квадратов и выписываем их на чертеже синим цветом, в соответствующих вершинах, со своим знаком.

5.2. На тех сторонах квадратов, где рабочие отметки имеют знак «+» и «-», находим точки нулевых работ, которые рассчитываем отдельно для каждой стороны по формуле:

где - расстояние между точками;

и.т.д.

Через полученные точки нулевых работ поводим линию нулевых работ, которая отделяет насыпь от выемки. (см. Приложение лист 2 «Картограмма земляных работ»). Линия нулевых работ – совокупность точек нулевых работ.

При проведении лини нулевых работ получаем полные квадраты, в вершинах которых рабочие отметки имеют один и тот же знак. И неполные квадраты. Для удобства расчета разделяем каждый квадрат на простые геометрические фигуры (прямоугольник, треугольник, трапеция и др.) в каждой из которых будем считать объем насыпи или выемки. Для удобства оцифровываем все фигуры по порядку римскими цифрами (см. Приложение лист 2 «Картограмма земляных работ»).

Объем земляных работ в каждом полном квадрате находим по формуле:

где S – площадь полного квадрата;

h раб.ср . – средняя отметка между всеми вершинами квадрата, которая находится по формуле:

Если квадрат не полный, то подсчет объема земляных работ производится по треугольным призмам.

По треугольным призмам нужно разбить так, чтобы во всех вершинах треугольника были известны рабочие отметки.

При разбивке на треугольные призмы, линии желательно проводить с таким расчетом, чтобы они шли по линии рельефа.

Все полученные данные (средние рабочие отметки по фигуре, площадь фигуры) при расчете объемов земляных работ записываются в таблицу «Объемы земляных работ» (см Приложение Таблица №1).

5.3. Под чертежом «Картограмма земляных работ» вычерчивается 2 графы, в которых записываются по вертикальным столбцам «Насыпь» и «Выемка». Все оформление осуществляется по ГОСТу (см. Приложение лист 2).

6. При подсчете общего объема земляных работ подводим «Балан земляных работ», рассчитанный по формуле:

Баланс земляных работ, который должен быть не больше 2% рассчитываем в % по формуле:

,

Расчет:

7. При расчете земляных работ вводятся в объемы следующие поправки:

V 1 – поправка за устройство фундамента здания или сооружения;

V 2 – поправка за откосы;

Поправка за откосы вычисляется в том случае, если по периметру насыпи или выемки встречаются рабочие отметки больше 1,5 метров и более 2 раз.

V 3 – поправка за коэффициент разрыхления (рассеивания);

При передвижении грунта из выемки в насыпь грунт до той же плотности уплотнить невозможно, так чтобы он был в плотном состоянии залегающего грунта. Поэтому при контроле проектных отметок площадки выясняется что объема грунта нужно меньше на коэффициент разрыхлении (V 3), чтобы довести насыпь площадки до проектной отметки. Коэффициент разрыхления вводится в зависимости от грунта.

Приложение

Министерство Образования Российской Федерации

Государственное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

Оренбургский Государственный Университет

Архитектурно – Строительный Факультет

Кафедра Городского кадастра

Отчет по расчетно-графическому заданию №1

по дисциплине: «Прикладная геодезия»

Тема: «Вертикальная планировка местности»

ГОУ ОГУ АСФ 120303 6006.18О

Руководитель:

« » 2007г.

Земирова А.Т.

Исполнитель:

Студентка группы 05-ГК

« » 2007г.

Сай Е.В.

Оренбург 2007 г.

Таблица №1 «Расчет объемов земляных работ»

фигуры	S фигуры, м 2	h раб.ср. фигуры		V , м 3
		насыпь	выемка	насыпь	выемка

Введение………………………………………………………………….....2

Цель работы…………………………………………………………..2

Задание………………………………………………………………..2

Проектирование наклонной площадки……………………………………3

1. Расчет проектной отметки центра тяжести…...…………………3

2. Проектный уклон площадки……………………………………...3

3. Расчет проектных отметок вершин квадратов…………………..3

4. Расчет «Плана организации рельефа»………….………………..4

5. Расчет «Картограммы земляных масс»………………………….5

6. Расчет баланса земляных работ…………………………………..6

7. Расчет вводимых поправок…………………………………….....7

Приложение:

Нивелирование по квадратам.

Таблица №1 «Расчет объемов земляных работ»

Чертежи:

План организации рельефа. Лист 1.

Картограмма земляных масс. Лист 2.

Одна из основных частей генерального плана  проект вертикальной планировки застраиваемой территории. Ее целью является преобразование естественных форм рельефа и создание условий для эксплуатации возводимых зданий и сооружений.

Естественный рельеф при строительстве обычно преобразуется путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки.

Проектный рельеф может быть задан в виде профилей, проектными горизонталями в сочетании с проектными отметками либо только проектными отметками. Метод профилей трудоемок и поэтому применяется редко. При выполнении данной расчетно-графической работы применяется метод отметок. Строительная площадка должна представлять собой горизонтальную поверхность.

Проектирование горизонтальной площадки обычно производится с соблюдением условия нулевого баланса земляных работ. Под этим условием понимается сведение земляных работ к минимуму и обеспечение равенства объемов выемки и подсыпки.

Основой для проектирования вертикальной планировки служат топографические планы масштабов 1:500-1:5000, составленные по результатам нивелирования стройплощадки по квадратам. Планируемую территорию разбивают на квадраты со сторонами 10, 20, 40 или 50 м в зависимости от сложности рельефа. Фактические высоты вершин квадратов определяют по горизонталям или при помощи геометрического нивелирования. Предполагается, что каждая квадратная призма ограничена вертикальными плоскостями, проходящими через стороны квадратов, плоским основанием и наклонной верхней плоскостью. Высоту призмы принимают равной среднему арифметическому отметок угловых точек поверхности. Объем одной призмы

V , (10.1)

где - площадь основания призмы;
и
- отметки угловых точек.

Среднюю отметку всего участка с известными отметками углов сетки вычисляют на основании следующих соображений. Отметки углов
квадратов, лежащих внутри наружного контура, при вычислениях повторятся четыре раза, и их сумма равна
(рис. 10.1). Далее суммируют отметки
вершин квадратов, расположенных по контуру участка, за исключением отметок
- вершин углов участка, и полученную сумму
удваивают, так как эти отметки входят в два смежных квадрата. Наконец, суммируют отметки
угловых точек участка.

Средняя отметка
участка вычисляется по формуле

. (10.2)

Если участок включает в себя произвольное, в том числе и нечетное, число квадратов (рис. 10.2), а рельеф участка должен быть спланирован горизонтальной площадкой при условии нулевого баланса земляных работ, проектная отметка такой площадки вычисляется по формуле

где n - общее число квадратов;
- сумма черных отметок вершин, входящих только в один квадрат;
- соответственно суммы отметок вершин, общих для двух, трех и четырех квадратов.

Рис. 10.1. К вычислению проектной отметки с нулевым балансом при четном числе квадратов

Рис. 10.2. К вычислению проектной отметки с нулевым балансом при нечетном числе квадратов

При горизонтальной площадке
является постоянной величиной для всего участка. Рабочие отметки всех вершин квадратов получаются как разности проектной отметки
и черных отметок вершин квадратов:

, (10.4)

при этом со знаком «плюс» будет определять подсыпку, «минус»- выемку.

Объем земляных работ вычисляется по рабочим отметкам
вершин каждого квадрата. Если все четыре отметки имеют один и тот же знак, объем земляных работ в пределах данного квадрата вычисляют по формуле

V , (10.5)

где а - сторона квадрата.

Если в квадрате рабочие отметки имеют разные знаки, то в этом квадрате проходит линия нулевых работ - линия с рабочей отметкой, равной нулю. Линии нулевых работ являются границей между участками подсыпки и выемки грунта, т.е. определяют объемы земляных работ в пределах каждого квадрата. Для построения линии нулевых работ на сторонах квадратов находят положение точек нулевых работ по формулам (рис. 10.3)

;
, (10.6)

где и- расстояния от вершин квадрата до точки нулевых работ; а - сторона квадрата; и- рабочие отметки на концах стороны квадрата. Очевидно, что
.

Рис. 10.3. К определению положения точек нулевых работ

Найдя точки нулевых работ на разных сторонах квадрата и соединив их отрезками прямых пунктирных линий, получают линию нулевых работ (границу выемки и подсыпки). Объем земляных работ определяют отдельно для выемки и подсыпки.

В различных условиях пользуются различными методами: при относительно спокойном рельефе - методом квадратов; при более пересеченной местности - методом треугольных призм; при сильно пересеченной местности - методом поперечников. Подсчет объемов земляных работ методом квадратов производится для каждого квадрата или его части как объем призмы

V
, (10.7)

где
- среднее значение рабочих отметок; S - площадь квадрата (части).

Объем грунта в полном квадрате находят по формуле

V
, (10.8)

где
- сумма рабочих отметок для углов квадрата; - площадь квадрата.

При подсчете объемов земляных работ по неполным квадратам (квадратам, через которые проходит линия нулевых работ) их разбивают на треугольники и нумеруют каждую фигуру.

Находят площадь каждого треугольника и вычисляют объем грунта в пределах треугольных призм по формуле

V
. (10.9)

Вычисляют суммарные объемы выемки и подсыпки и проверяют баланс земляных работ по формуле

. (10.10)

Эта величина не должна превышать 3 %.

При необходимости решение корректируется, т.е. уточняется проектная отметка горизонтальной плоскости.

Пример 1. Разработать проект вертикальной планировки площадки при следующих исходных условиях (рис. 10.4):

отметки участка получены при нивелировании по квадратам;

проектируется горизонтальная площадка с приблизительным обеспечением баланса земляных работ (рис. 10.5);

проектирование заканчивается составлением картограммы земляных масс.

Размеры квадратов принимаются 20 ´ 20 м (при масштабе плана 1:1000).

Последовательность выполнения работы следующая

1. На листе чертежной бумаги формата А4 (20 ´ 30 см) изобразить штамп и дважды вычертить сетку квадратов (см. рис. 10.4 и 10.5).

2. В вершинах квадратов (см. рис. 10.4) выписать отметки по своему варианту. Например, в вершине А 1 это 148,23, в вершине А 2 - 147,64, А 3 - 147,23 и т.д.

Рис. 10.4. План площади

Рис. 10.5. Картограмма земляных работ (к примеру 1)

3. Определить проектную отметку горизонтальной площадки с приблизительным балансом земляных работ по формуле (10.3). У данной сетки квадратов нет отметок вершин, относящихся сразу к трем квадратам, поэтому

и проектная отметка вычисляется по формуле

.

4. Записать полученную проектную отметку в верхнем левом углу (см. рис. 10.4), найти рабочие отметки
и зафиксировать их в вершинах квадратов. Так, в вершине А 1 это -0,55, в вершине А 2 +0,04, в А 3 +0,45 и т.д.

5. Для разработки картограммы земляных работ (см. рис. 10.5) переписать значения рабочих отметок на данный рисунок, обозначить контуры подсыпок и выемок линиями нулевых работ. Линию нулевых работ определяют точки нулевых работ на тех сторонах квадратов, вершины которых имеют отметки с противоположными знаками (линии В 1-Г 1, Б 2-В 2 и т.д.). Положение точки нулевых работ на стороне квадрата определится величиной или, вычисляемой по (10.6).

Линии нулевых работ обозначают прямолинейными отрезками, значения l выписывают на стороне квадрата (см. рис. 10.5, на стороне В 1-Г 1
м; на сторонеВ 2-Г 2
м и т.д.)

6. Вычислить раздельно для выемок и подсыпок в каждом квадрате объемы земляных работ (см. рис. 10.5) по формуле

V
,

где - среднее значение рабочих отметок (у неполных квадратов две рабочие отметки равны нулю); - площадь квадрата или его части, которую можно найти, зная длины сторон этих фигур.

7. Вычисленные на картограмме объемы насыпей и выемок сложить по вертикали и найти их суммарные значения для всего участка (см. рис. 10.5). Проверить баланс земляных работ по формуле (10.10).

Пример 2. Разработать проект вертикальной планировки площадки при нечетном числе квадратов (рис. 10.6).

Состав задания и последовательность его выполнения аналогичны примеру 1.

Вершина Б 4 с отметкой
относится только к одному квадрату, вершинаВ 3 с отметкой
- к двум квадратам, Б 3 с отметкой
- к трем, Б 2 - к четырем квадратам.

Проектная отметка такой площадки вычисляется по формуле (10.3). Суммы отметок вершин, входящие в числитель этой формулы, следующие:

Подставляя эти значения в формулу (10.3), получаем проектную отметку площадки

Для упрощения вычислений удобно выделить наименьшую из четырех отметок вершин квадратов с округлением до дециметра и производить арифметические действия с остающимися дополнениями до соответствующей черной отметки. В данном случае
(А 3), и тогда

м.

Далее находят рабочие отметки каждой вершины по формуле (10.4) и выписывают их на плане площадки и картограмме земляных работ (рис. 10.7, см. также рис. 10.6). Так, для вершины А 1 рабочая отметка равна +0,32, для Б 1 она отрицательна и равна -0,35 и т.д.

Рис. 10.6. План площадки при нечетном числе квадратов

,

.

Рис. 10.7. Картограмма земляных работ (к примеру 2)

После вычисления рабочих отметок выделяют контуры подсыпок и выемок построением линий нулевых работ, линию нулевых работ определяют точки нулевых работ на тех сторонах квадратов, вершины которых имеют рабочие отметки с противоположными знаками (линия В 2-В 3; А 1-Б 1 и т.д.). Положение точек нулевых работ находят по формуле (10.6). Так, например, по линии А 2-Б 2 при
м и рабочих отметках +0,47 м и-0,25 м (рис. 10.8)

Рис. 10.8. К определению положения точек и линии нулевых работ

м;
м.

Определив местоположение точек нулевых работ, прямолинейными отрезками пунктирной линии обозначают на картограмме линию нулевых работ (см. рис. 10.8).

Объемы земляных работ подсчитываются с использованием формул (10.7)-(10.9) раздельно для выемки и подсыпки.

Так, для полного квадрата Б 1 - В 1 - В 2 - Б 2 (см. рис. 10.8) по формуле (10.8) получим

Для переходного квадрата Б 1 - Б 2 - А 2 - А 1 объем выемки (см. рис. 10.7, 10.8)

Объем подсыпки

Полученные объемы земляных работ выписываются на картограмму земляных работ (см. рис. 10.7) в центральной части соответствующих участков (полных квадратов или их частей). Под картограммой приводятся частные значения объемов подсыпки и выемки, сложенных по вертикали. Вычисляют раздельно суммарные значения объемов подсыпок и выемок по всему участку; по формуле (10.10) проверяют баланс земляных работ.

Пример 3. Разработать проект вертикальной планировки площадки при нечетном числе квадратов (рис. 10.9).

Состав задания и последовательность его выполнения аналогичны примеру 1. Отличие от примера 2 заключается в том, что неполные квадраты разбиваются на треугольники, что облегчает подсчет объемов земляных работ. Вершины В 1, В 4, Б 4, А 3, А 1 относятся только к одному квадрату, вершины В 2, В 3, А 2, Б 1 - общие для двух смежных квадратов, Б 3 - общая для трех квадратов, Б 2 - для четырех, тогда

По формуле проектной высоты горизонтальной площадки получим

По формуле (10.4) найдем рабочие отметки каждой вершины (см. рис. 10.9). Таким образом получим рабочую отметку вершины А 1, равную . Аналогично получают рабочие отметки для всех остальных вершин.

По формулам (10.6) находят положение точек нулевых работ. Например, для стороны квадрата В 2 - В 3 при
м

м;
м.

Проверкой является равенство суммы ирасстоянию:
м.

Откладывая на чертеже от вершины В 2 расстояние, равное 4,2 м, или от В 3 расстояние, равное 15,8 м (рис. 10.10), получают точку нулевых работ. Аналогично находят точки нулевых работ на остальных сторонах квадратов. Соединяя их штрихпунктирной ломаной линией, получают границу выемки и подсыпки. Объемы грунта в полных квадратах находят по формуле (10.8). Например, для квадрата 1 (В 1, В 2, Б 2, Б 1)

м(выемка).

Рис. 10.9. План площадки при нечетном числе квадратов

Рис. 10.10. Картограмма земляных работ (к примеру 3)

При подсчете объемов земляных работ по неполным квадратам их разбивают на треугольники (см. рис. 10.10) и нумеруют каждую фигуру.

Находят площадь каждого треугольника и вычисляют объем грунта в пределах треугольных призм по формуле (10.9). Например, для фигуры 2 можно записать

м;

м(выемка).

Все вычисления ведутся в ведомости (табл. 10.1), где окончательно получают объем выемки V В и подсыпки V П:

,

.

Таблица 10.1

	м		Объем, м
			Выемка (-)	Подсыпка (+)
	2000,0		V В = 671,6	V П = 683,2

В табл. 10.2 приведен вариант исходных данных для выполнения расчетно-графического задания по вертикальной планировке.

Таблица 10.2