Для решения этих задач выполняются работы по выемки, подсыпки и перемещения грунтовых масс, в результате чего создается поверхность, отвечающая требованиям последующий эксплуатации территории.

Поскольку земляные работы в комплексе строительства объекта занимают важное место как по объему таки по стоимости, то при вертикальной планировки необходимо стремиться получить минимальный объем земляных работ.

Это достигается более рациональным использованием существующего рельефа местности и решением задач из условия о балансе, т.е. объемы грунта из выемки полностью укладываются в земляную насыпь.

Цель работы:

получение теоретических и практических навыков по выполнению вертикальной планировки местности.

Исходные данные:

1. План нивелирования по квадратам М 1:500 выполненный во втором семестре по дисциплине инженерная геодезия.

2. Проект и уклон местности по осям Х и У назначенный по вариантам:

iх=+(+№вар. в )= =+(+ )=+

iу=-(+№вар. в )==-(+ )=

Проектирование наклонной площадки

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

Находим координаты центра тяжести площадки по формулам:

Xц.т.= ; Yц.т.=;

где n - число точек.

Расчет: Хц.т.==

Yц.т.=

Точку центра тяжести принимаем как т. М (60;30).

Определяем проектную отметку центра тяжести по формуле:

Нц.т.=

Где n - число квадратов;

- сумма отметок, принадлежащих только одному квадрату:

УН1=1+ УН4+ УН25+ УН28=128,117+128,866+126,135+126,635=509,753

- сумма отметок, принадлежащих 2 квадратам:

УН2=2+ УН3+ УН5+ УН8 +УН9+УН12+ УН13+ УН16+ УН17 +УН20+ УН21+ УН24=128,384+128,636+ 127,836+128,474+127,506+ 128,093+ 127,175+127,707 +26,8036+127,311+126,473+126,907=1784,037

- сумма отметок принадлежащих 4 квадратам:

УН4 УН6+ УН7+ УН10+ УН11 +УН14+УН15+ УН18+ УН19+ УН22

+УН23=128,072+128,286+127,724+127,917+127,383+127,556+127,032+

127,177+126,655+126,761=1274,563

УНц.т.= (509,753+3568,074+5098,252)/4*18=127,446

Проектные отметки всех вершин квадратов рассчитываем по формуле:

где S - расстояние между точкой М (60;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 по формуле:

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

УНм=127,446-10*(-0,031)=127,756

От т. М рассчитываем все проектные отметки:

УН13=127,756-20*(-0,031)=128,376

УН15=127,756+20*(-0,031)=127,136

УН16=127,136+20*(-0,031)=126,516

УН17=128,376-20*0,028=127,816

УН18=127,816 +20*(-0,031)=127,196

УН19=127,196+20*(-0,031)=126,576

УН20=126,576+20*(-0,031)=125,956

УН24=125,956-20*0,028=125,396

УН23=125,396-20*(-0,031)=126,016

УН22=126,016-20*(-0,031)=126,636

УН21=126,636-20*(-0,031)=127,256

УН25=127,256-20*0,028=126,696

УН26=126,696+20*(-0,031)=126,076

УН27=126,076+20*(-0,031)=125,456

УН28=125,456+20*(-0,031)=124,836

УН12=126,516+20*0,028=127,076

УН11=127,076-20*(-0,031)=127,7696

УН10=127,696-20*(-0,031)=128,316

УН9=128,316-20*(-0,031)=128,936

УН5=128,936+20*0,028=129,496

УН6=129,496+20*(-0,031)=128,876

УН7=128,876+20*(-0,031)=128,256

УН8=128,256+20*(-0,031)=127,636

УН4=127,636+20*0,028=128,196

УН3=128,196-20*(-0,031)=128,816

УН2=128,816-20*(-0,031)=129,436

УН1=129,436-20*(-0,031)=130,056

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.

Первую красную горизонталь определяем методом интерполирования:

; ;

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

- знаменатель численного масштаба;

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 №1 «План организации рельефа»).

Кроме «Плана организации рельефа», для вертикальной планировки местности, необходимо рассчитать «Картограмму земляных масс».

Рабочие отметки на всех вершинах квадратов рассчитываем по формуле:

где - рабочая отметка вершины квадрата;

- проектная отметка вершины квадрата;

- существующая отметка земли вершины квадрата;

Расчет:

h1=1, 94 h15=-0.42

h2=1.04 h16=-1.19

h3=0.18 h17=0.9

h4 =-0.67 h18=0.16

h5=1.66 h19=-0.6

h6=0.8 h20=-1.36

h7=-0.03 h21=0.78

h8=-0.84 h22=-0.02

h9=1.43 h23=-0.75

h10=0.59 h24=-1.51

h11=-0.22 h25=0.56

h12=-1.02 h26=-0.22

h13=1.2 h27=-0.95

h14=0.37 h28=-1.8

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;

x3-4= [0.18]/ ([ 0.18] +[ 0.67])*20=4.24/5=0.9

x6-7=[ 0.8]/([0.8 ]+[0.03 ])*20=19.28/5=3.9

x10-11=[ 0.59]/([ 0.59]+[ 0.22])*20=14.57/5=2.9

x14-15=[ 0.37]/([0.37 ]+[ -0.42])*20=9.37/5=1.9

x18-19=[ 0.16]/([ 0.16]+[ 0.6])*20=4.1/5=0.8

x21-22=[ 0.56]/([ 0.56]+[ -0.22])*20=14.37/5=2.9

x25-26=[ 0.78]/([ 0.78]+[ -0.02])*20=19.5/5=3.9

Через полученные точки нулевых работ проводим 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 (см. Приложение лист 2 «Картограмма земляных работ»).

Объем земляных работ в каждом полном квадрате находим по формуле:

где S - площадь полного квадрата;

hраб.ср. - средняя отметка между всеми вершинами квадрата, которая находится по формуле:

V1= [(1,94+1,04+1,66+0,8)/4]*400=544

V6= [(1,66+0,8+1,43+0,59)/4]*400=448

V10= [(1,43+0,59+1,02+0,37)/4]*400=341

V14= [(1,02+0,37+0,98+0,16)/4]*400=253

V7= [(0,8+0,59)/4]*335=116,413

V11= [(0,59+0,37)/4]*230=55,2

V15 = [(0,37+0,16)/4]*320=42,4

V23 = [(0,78+0,56)/4]*340=113,9

V=У hраб./3* Sоснов

V3 = [(0,18)/3]*42,75=2,565

V19 = [(0,16)/3]*37=1,973

V2 = [(1,04+0,18+0,8)/5]*395=159,58

V18 = [(0,98+0,16+0,78)/5]*392,5=150,72

Vнас .= 2228,751

Выемка:

V =У hраб./4* Sоснов.

V9= [(-0,03-0,84-0,22-1,02)/4]*400=211

V13= [(-0,22-1,02-0,42-1,19)/4]*400=285

V17= [(-0,42-1,19-0,6-1,36)/4]*400=357

V22= [(-0,6-1,36-0,75-1,51)/4]*400=422

V25= [(-0,02-0,75-0,22-0,95)/4]*335=194

V26= [(-0,75-1,51-0,95-1,8)/4]*230=501

V8 = [(-0,03-0,22)/4]*60=3,75

V12 = [(-0,22-0,42)/4]*160=25,6

V16 = [(-0,42-0,6)/4]*260=66,3

V24 = [(-0,02-0,22)/4]*60=3,6

V=У hраб./3* Sоснов

V5 = [(-0,03)/3]*5=0,05

V21 = [(-0,02)/3]*7,5=0,05

V4 = [(-0,67-0,84-0,03)/5]*357,25=110,033

V20 = [(-0,6-0,75-0,02)/5]*363=99,462

Vвыем. = 2278,845

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

При подсчете общего объема земляных работ подводим «Баланс земляных работ», рассчитанный по формуле:

V = (УVнас .- УVвыем.)/ (УVнас .+ УVвыем.)*100%

V = (2228,751- 2278.845)/ (2228,751+2278,845)*100%=(-50,094/4507,596)*100%=-1,1%

Баланс земляных работ, должен быть не больше 2% .

Список используемой литературы

1. Интулов И.П. Инженерная геодезия в строительном производстве. Учебное пособие для вузов,- Воронеж, 2004.

2. Лекции по геодезии.