Расчет объема земляных работ

Тема 1. Подготовительные работы. Организация рельефа на садово-парковом объекте

Подготовительные работы на объектах входят в общий комплекс работ по инженерной подготовке территорий для строительства, благоустройства и озеленения объектов. Инженерная подготовка озеленяемых территорий - это комплекс работ по созданию условий для проведения основных работ по благоустройству и озеленению. В зависимости от размеров объекта, его значимости, выполняемых функций, а также с учетом влияния природных факторов среды, степени антропогенных нагрузок состав и содержание работ по инженерной подготовке территорий может быть разнообразным. Основными задачами инженерной подготовки территорий являются:

- осушение участков, защита от затопления, защита от оползней, от ветровой эрозии, от смыва плодородного слоя почвы;

- подготовка территории под строительство дорог, сооружений, малых архитектурных форм, павильонов, выравнивание поверхности участков по проектным отметкам, то есть «вертикальная планировка», что непосредственно связано с организацией поверхностного стока дождевых и талых вод;

- укрепление берегов и склонов рек, водоемов, озер, оврагов;

- осушение заболоченных участков и орошение (обводнение) в засушливых условиях;

- мероприятия по устранению селей, явлений карста, оползней; рекультивация - техническая и биологическая - территории;

- вертикальная планировка или организация поверхности, создание нового рельефа с различными его формами.

Подготовительные работы на объектах включают:

Расчет объема земляных работ;

Вертикальная планировка;

Организация рельефа на нарушенных территориях;

Расчет объема земляных работ

Подсчёт объёмов земляных работ на проектируемом участке парка, сквера, бульвара и т. п. производится по картограмме земляных работ. Картограмма земляных работ - это рабочий чертёж, составляемый на основе самого проекта вертикальной планировки в проектных горизонталях. Картограмма земляных работ составляется на объект или его отдельный участок следующим образом.

1. Проектируемый участок разбивается на квадраты со сторонами в 5, 10 или 20 м. Как правило, в М 1:500 разбивается сетка квадратов со стороной 20 м. На фрагментах плана в М 1:100 при детальном подсчёте работ сетка квадратов наносится со стороной в 5 м.

2. В углах квадратов методом интерполяции определяют:

- существующие отметки рельефа - «чёрные»;

- проектные отметки рельефа - «красные»;

- рабочие отметки - как разницу между «чёрными» и «красными» отметками; рабочая отметка показывает объём земляных работ в данной точке участка.

Используя рабочие отметки, рассчитывают и наносят точки нулевых работ, в которых пересекаются проектируемая плоскость и земная поверхность. Они располагаются между смежными точками, рабочие отметки которых имеют противоположные знаки.

3.На сторонах квадрата определяют точки и линии нулевых работ по следующей формуле:

5. В результате проведения линии нулевых работ на сетке квадратов выявляют геометрические фигуры- «квадрат», «трапеция», «треугольник», «прямоугольник».

6. Подсчитывают площадь геометрических фигур и находят среднюю рабочую отметку в каждой фигуре.

7. Площадь фигуры умножают на среднюю рабочую отметку и таким образом получают объём земляных работ в данной фигуре. Вычисленные объёмы работ выписываются в фигурах или квадратах (напр. V= 40 м3). Объем земляных работ в квадратах, через которые не проходит линия нулевых работ, вычисляют по формуле:

Если линия нулевых работ пересекает квадрат, образуя при этом треугольник, то объем земляных работ вычисляют по формуле:

Если же линия нулевых работ пересекая квадрат, образует пятиугольник, то для определения объема земляных работ его разбивают на прямоугольник и трапецию. В результате образуется дополнительная точка, рабочую отметку которой необходимо рассчитать дополнительно в прямоугольнике и трапеции. Рабочие отметки таких точек рассчитываются по формуле:

8.Объёмы работ записываются в ведомость, суммируются, определяется баланс земляных работ.

9.Результаты по объёмам земляных работ - выемка - насыпь - выписывают в ведомость.

Ведомость определения объемов земляных работ

Вертикальная планировка

Основными задачами вертикальной планировки озеленяемых территорий являются:

- обеспечение отвода излишков поверхностных вод - дождевых, паводковых, талых;

- создание условий для удобного движения пешеходов и транспорта по дорогам, садово-парковым дорожкам, аллеям, а также пребывания, отдыха, игр на площадках;

- создание пластически выразительных форм рельефа в соответствии с замыслом проектировщика, или максимальное приспособление существующего рельефа;

- создание благоприятных условий для произрастания ценной растительности - деревьев, кустарников, травянистых ассоциаций;

- организация рельефа с целью устранения явлений почвенной эрозии, укрепления склонов, крутых берегов водоёмов путем устройства специальных сооружений;

- организация рельефа на пересеченной местности путем устройства специальных сооружений - лестниц, подпорных стен, откосов, террас.

Основными методами вертикальной планировки являются: Метод проектных - продольных и поперечных - профилей. Этот метод используют при вертикальной планировке крупных линейных сооружений, таких, как улицы и магистрали, проезды, парковые аллеи и дороги (рис. 4). Метод проектных - «красных» - горизонталей. Этот метод используют, как правило, при проектировании отдельных объектов и их участков. Его сущность заключается в проектировании нового рельефа в проектных горизонталях в соответствии с поставленными задачами. При этом на чертеже сечения рельефа даются в зависимости от масштаба плана и рельефа территории. Так, при масштабе плана территории 1:2 000 сечение рельефа составляет 1,0 или 0,5 м; при масштабе 1:1 000 - 0,5 или 0,2 м; при масштабе 1:500 - 0,5 или 0,2; 0,1 м. При рельефе с однообразными уклонами наносят проектные горизонтали с сечением рельефа в 0,5 м.

В практике разработки проекта вертикальной планировки территорий парков, садов, скверов, бульваров, а также их отдельных планировочных элементов - площадок, аллей, садово-парковых дорожек, - как правило, метод проектных горизонталей применяется в сочетании с методом продольных и поперечных профилей. Проект вертикальной планировки озеленяемой территории выполняется на основе общего проекта вертикальной планировки территории города, района, прилегающих магистралей и улиц. Озеленённая территория должна быть «привязана» по вертикальным отметкам к прилегающим элементам городской планировки. Для разработки проектов вертикальной планировки территорий, выноса проектов в натуру требуются знания и практические навыки, приобретённые по дисциплине «Инженерная геодезия». Для того чтобы приступить к разработке проекта вертикальной планировки территории, необходимо знать:

- типы и формы рельефа озеленяемой территории - холм, седловина, бугор, тальвег и др.;

- изображение рельефа горизонталями и «чтение» рельефа по плану топографической съёмки;

- основные показатели рельефа - сечение горизонталей, уклоны поверхности территории и отдельных участков;

- приёмы нахождения существующих отметок рельефа между горизонталями и вычисления уклонов поверхности на различных участках территории.

Проектирование вертикальной планировки объекта озеленения ведётся, как правило, в следующей последовательности:

1) проектирование аллей, парковых дорог, дорожек, площадок различного назначения; это - планировочные элементы территории, требующие строгого соблюдения допускаемых уклонов поверхности.

2) проектирование участков, предназначенных под зелёные насаждения, то есть под газоны, цветники, посадки деревьев и кустарников; это -планировочные элементы, допускающие разнообразные уклоны поверхности и «перебивку» рельефа откосами и подпорными стенками. Проект вертикальной планировки озеленяемой территории- сада, бульвара, сквера, парка - выполняется поэтапно, в три стадии. За основу берётся чертёж генерального плана объекта. Первая стадия- это разработка схемы вертикальной планировки территории или построение её высотного каркаса, определение общего высотного решения территории по проектным отметкам и уклонам поверхности, обеспечивающим организацию стока поверхностных и талых вод. Вторая стадия - детальный проект вертикального решения территории путём наведения новых, «красных», горизонталей и проектирования нового рельефа территории. Третья стадия - рабочая стадия, разработка картограммы земляных работ с расчётом объёмов вывозимого и ввозимого на объект грунта. На первой стадии проектирования выполняются следующие операции.

1. Изучается рельеф объекта, на чертеже стрелками показываются общие уклоны по территории и на отдельных её участках, выявляются бессточные места, анализируются формы рельефа, намечаются возможные изменения рельефа, ориентировочно выбираются места с ровным рельефом под площадки, с понижениями (котловинами) под водоёмы и т. п., уточняются границы территории - «красные линии».

2. Определяются существующие отметки рельефа в опорных точках:

- в точках по «красным линиям», ограничивающим объект озеленения,

- в точках входа на территорию, в точках на углах входных площадок, на осях дорог, дорожек;

- на пересечениях осей парковых дорог, аллей, дорожек;

- в угловых точках площадок и в точках сопряжения площадки и дорожки;

- в центрах площадок - круг, овал, прямоугольник и др.;

- в точках на оси начала и конца дорожек и в точках характерных изгибов дорожек;

- в точках углов перекрестков дорог;

- на характерных участках перелома рельефа по всей территории.

Необходимым условием проектирования является привязка поверхности озеленяемой территории к красным линиям прилегающих городских магистралей, улиц и т. п.

3. По осевым линиям дорожно-тропиночной сети и площадок вычисляют уклоны, используя отметки найденных точек. За основу берут требования, предъявляемые к уклонам поверхности дорожек, площадок. Если уклоны анализируемых участков по своему значению больше или меньше предельных, то по участкам проектируют новые уклоны и определяют проектные, «красные», отметки. Затем вычисляют рабочие отметки -разность между проектной и существующей отметками. Рабочие отметки показывают объёмы срезки или насыпи грунта в данном месте.

Центральной дорожке придают двускатный поперечный профиль, а боковым - односкатный. Пример. При оценке продольного уклона парковой дороги определяют местоположение на оси точки с заданной отметкой Я, расположенной между точками А и В, отметки которых известны. Положение искомой точки С находят по формуле:

Найти положение искомой точки можно графически. Для этого в точках А и В восстанавливают перпендикуляры к линии АВ в противоположных от нее направлениях, на которых в одном произвольном масштабе откладывают превышения точек А и В относительно С. Искомая точка лежит на пересечении линии АВ с линией, соединяющей концы перпендикуляров. Измеряя расстояние от точки А до точки пересечения двух прямых, получим искомое расстояние. Вторая стадия - проектирование вертикальной планировки проектными горизонталями. За основу берётся чертёж схемы вертикальной планировки, то есть полученное решение по высотному каркасу территории, установлению проектных отметок и уклонов, принципиальному решению и организации поверхностного стока вод путём определения направлений стока.

По установленным продольным уклонам парковых дорог, принятому сечению проектных горизонталей (напр., 0,1 м), определяют их положение в горизонтальной плоскости в принятом масштабе (М 1:500). С этой целью ведут «градуирование» линий по осям дорог> аллей, на участках перекрёстков, по линиям открытых лотков. Открытый лоток представляет собой устройство, предназначенное для собирания и стока поверхностных дождевых и талых вод. Лотки устраиваются из бетона, каменной брусчатки, кирпича и других материалов.

Пример. Построение проектных горизонталей участка парковой дороги с тротуаром. При проектировании парковой дороги сначала определяют отметки проектных горизонталей по осям и в лотках парковой дороги. На рис. 7 показан пример градуирования и построения горизонталей участка благоустроенной парковой дороги, имеющей выраженный поперечный профиль параболической формы, гребень (ось), открытые лотки по ее контурам, основную часть для ограниченного движения транспорта и тротуар для движения пешеходов. Участок имеет продольный уклон или (промилле), поперечный уклон или 20%. Тротуар имеет односкатный профиль с поперечным уклоном. . Основная часть дороги отделена от тротуара бортовым камнем (бордюром), возвышающимся над проезжей частью на 0,10 м. Линии , линии открытых лотков, служащих для сбора и стока поверхностных вод. На поперечных сечениях дороги показаны точки сечение (1-1) и , (сечение II-II), в которых необходимо определить от метки лотка, гребня и бордюра. Используя значение определяют положение горизонталей кратных одному метру (152,00 и 151,00 м) на гребне, лотке и бордюре. Определяют вначале отметки точек на гребне, лотке и бордюре в сечении 1-1. Учитывая, что отметка точки равна 150,75 м, а ширина дороги 8 м, то отметки точек вычисляют в начале отметки точек на гребне, лотке и бордюре в сечении 1-1. Я = 150,75-0,02-4 = 150,67 м. При ширине тротуара, равной 3 м, отметки его точек Ат и Ат* будут соответственно равны 150,67 + 0,1 = 150,77 м и 150,77 + 0,02-3 = 150,83 м. Отметка же точки Аъ - бровки равна 150,83 + 0,1 = 150,93 м. Затем, используя зависимость- превышение, м; ix - продольный уклон дороги; М масштаб плана, вычисляют расстояния по гребню от точки по горизонтали 151,00 м на плане масштаба 1:500.

Рис. 5. А - нахождение положения искомой точки графическим путем;

Подставив необходимые значения в указанную формулу, получают искомое расстояние, которое будет равно 16,6 мм в масштабе плана. Вычисляют положение горизонтали с отметкой 151,00 м на бровке, тротуаре, лотке используя указанную выше зависи- мость. Искомые расстояния относительно точек будут равны 33 мм; относительно точек относительно точки , относительно точки Отложив от сечения I-I по линиям гребня, лотка, тротуара и бровки вычисленные соответственные расстояния и соединив последовательно полученные точки, сформируем горизонталь с отметкой 151,00 м. Она примет вид, который показан на рис. 31. Таким же образом определив положение горизонталей 152.00 и 153.00 м, не трудно определить положение горизонталей кратных 0,1 м, как по гребню, так и по лоткам. Ориентация горизонталей по тротуару парковой дороги противоположна их положению на основной части дороги, что объясняется односкатным профилем тротуара. При вычерчивании горизонталей они изгибаются под углом а, величина которого зависит от величин продольного и относительно точек поперечного уклонов проезжей части дороги

Чем больше поперечный уклон, тем меньше угол. Построение проектных горизонталей на перекрестке парковой дороги. Перекрёсток парковой дороги является основным планировочным узлом при проектировании вертикальной планировки. Основные требования при проектировании перекрестка - удобство передвижения пешеходов в различных направлениях, обеспечение стока поверхностных вод, сопряжение поверхностей дорог. Перекресток - это место пересечения нескольких плоскостей с различными по величине и направлению уклонами. Переход от поперечного профиля аллеи выполняют «размосткой», с помощью которой производится переход от двускатного профиля к односкатному. Размостка при подходе к перекрестку выполняется перемещением гребней одной дороги (обычно вспомогательной) или гребней обеих дорог к углам перекрестка. Двускатный профиль второстепенной дороги преобразуют в односкатный: конструкция - «сопряжение в лоток». При этом уклон второстепенной дороги равняется продольному уклону главной дороги.

Подпорные стенки проектируют при необходимости перебивки рельефа, подчёркивании его деталей и форм, при проектировании площадок на склонах и террасировании отдельных участков территории объекта. Проектирование ведётся с учётом разницы высот сопрягаемых террас, инженерно-геологических и гидрологических условий территории. При перепадах рельефа более 0,4 м подпорные стенки проектируют и рассчитывают как инженерные сооружения, в соответствии со СниП 2.01.15-90. Подпорные стенки включают те же элементы, что и откосы: высоту заложения Я, длину заложения L и крутизну заложения /, или «скос» стенки. Оптимальное соотношение элементов подпорной стенки: 3:1, то есть /7:1 = 3:1=3, или L-ИЪН. Подпорная стенка включает конструктивные элементы: «тело» стенки, фундамент, водоотвод в виде лотка (см. гл. 10). При высоте подпорных стенок и откосов более 1 м и проектировании садово-парковых дорожек вдоль террас следует предусматривать ограждения в виде низких решёток.

Лестницы и пандусы. Лестницы и пандусы - это сооружения, служащие для сопряжения поверхностей рельефа с различными отметками. Лестницы и пандусы устраивают на аллеях и дорогах в случае превышения допустимых продольных уклонов, при террасировании отдельных участков территории на пересечённом рельефе в сочетании с подпорными стенками и откосами. Например, при уклоне парковой дороги свыше 90 %о необходимо запроектировать лестницу или пандус.

Элементы лестницы: высота заложения //, длина заложения L, крутизна заложения z, ширина ступени А. В садах и парках лестницы, как правило, рассчитываются по эмпирической формуле 2Н+А = 0,58.. .0,64. Крутизну откоса лестницы принимают, как правило, 1:4, при ширине ступени в 38...40 ом и высоте ступени 10...12 см. Такая лестница по направлению уклона не вмещается в откос заложением 1:1,5. В этом случае устраивают площадки в верхней и нижней части откоса шириной не менее 1,5 м. Число ступеней определяют делением высоты заложения откоса на высоту заложения. Через каждые 8... 10 ступеней устраивают площадки длиной не менее 2,0 м. Пандусы для движения транспорта и пешеходов с одной поверхности участка на другую должны иметь крутизну не более 1:10. Пандусы устраивают параллельно или под небольшим углом к линии бровки откоса; они могут быть «врезаны» в откос в направлении, перпендикулярном к их бровке, и продолжаться в выемке в пределах верхней спланированной площадки до совпадения его отметок со спланированной поверхностью. Проектирование участка под водоём. Водоемы декоративного назначения проектируют, как правило, в наиболее удобных по рельефу местах - в котловинах, небольших впадинах, в руслах речек или ручьев, создавая искусственные запруды. В ряде случаев, если рельеф равнинный, то водоемы предусматривают на пологих склонах, однако это связано со значительными объемами земляных работ.1 Важное значение имеет береговая линия водоема, то есть линия пересечения плоскости зеркала воды с проектной плоскостью берегового откоса. Береговая линия, береговой откос, прилегающая территория с дорожкой образуют береговую полосу водоема. При проектировании береговой полосы паркового водоема линию берега относят в сторону водоема. Это делается для того, чтобы прогулочная дорожка прокладывалась не за счет подрезки склона и связанного с этим нарушения растительного покрова, а за счет повышения отметок на полосе уреза воды. Прогулочные дорожки, прокладываемые по крутым склонам берега, придают односкатный профиль в сторону склона, где размещают подоткосный водоотводящий лоток.