Опубликовано: 15 Июнь 2017 03:16:19

Распределение земляных масс

При производстве земляных работ земля из выемок перевозится в насыпи (полезное земляное сооружение) или в отвалы.

Задача распределения и перемещения земляных масс должна быть решена наиболее экономно, т. е. таким образом, чтобы дальность переброски грунта была минимальной, встречная возка и многократный перевал одного и того же грунта не имели бы места и чтобы земляные массы по возможности перемещались под уклоны, а не на подъемы.

Относительно размещения земляных масс проектирование сводится к последовательному решению следующих вопросов:

а) установление места выемок и насыпей и определение их объемов (так называемый план массивов);

б) определение направления движения земляных масс в зависимости от характера расположения отдельных массивов и предполагаемых методов разработки и транспорта грунта;

в) расчет баланса грунта, позволяющий выявить недостаток или избыток грунта на площадке или участке работ и определить, откуда будет вывозиться недостающая земля, и где будет размещен избыток грунта;

г) определение дальности возки грунта.

Следует отметить, что все расчеты объемов нужно для единообразия их приводить к обмерам грунта в плотном теле в выемке. Поступая в насыпи в разрыхленном виде, грунт через некоторое время (иногда определяемое годами) приобретает некоторую уплотненность, которая однако, никогда не достигает первоначальной. Если мы уложим 1 м3 плотного грунта в насыпь, то в теле насыпи после некоторого уплотнения он будет иметь объем 1 х (1 + К), где К—коэффициент остаточного разрыхления. Для более точного балансирования масс геометрические объемы насыпей уменьшаются в соответствии с коэффициентом остаточного разрыхления, Поэтому потребность грунта (в плотном теле) V для насыпи определяется по формуле: V= 1 : 1 + К х Vг м3.

Где V – геометрический объем насыпи.

Решение вопроса о рациональном перемещении земляных масс для площадок или отдельных сооружений представляет собой довольно сложную задачу вследствие большого количества условий, входящих в ее состав.

Рассмотрим отдельные элементы решения этой задачи.

а) План массивов. В основу его построения кладутся обычно генеральный план 1 площадки, участка или комплекса отдельных сооружений и титульный список 1 2 3 проектируемых сооружений. На этом плане (рис. 25) обводятся линиями и обозначаются условной штриховкой отдельные массивы, а иногда и отдельные характерные части их. Затем производится подсчет объемов отдельных массивов и полученные цифры объемов наносятся на заштрихованные очертания соответствующих массивов в плане. Иногда проводят на плане еще и специальную нумерацию массивов, помечая номером каждый массив.

1 Общий план строительной площадки с нанесенными на него контурами возводимых сооружений построечных и постоянных путей, складов, механизмов и подземных сооружений (водопровод, канализация и т. д.).

2 Титульным списком называется перечень строительных объектов на площадке с их характеристикой (объемом, стоимостью и т. д.).

Рис. 25. Пример плана массивов.

На рис. 25 показано размещение грунта, причем стрелками указаны направления перемещения и количества перемещаемого грунта.

б) Размещение земляных масс. Это наиболее сложная часть задачи, зависящая в основном от способов разработки и транспорта грунта, взаимного расположения отдельных массивов, а также от возможности или необходимости по условиям площадки закладывать резервы (при недостаче грунта) и кавальеры (при избытке грунта). При решении этой части задачи должна быть принята во внимание недопустимость организации встречных потоков грунта и многократных перевалов.

Проектные предположения о порядке размещения грунтов должны основываться на достаточно солидных подсчетах экономичности того или иного варианта размещения; метод технико - экономического сравнения различных вариантов — единственный путь наилучшего решения задачи.

в) Баланс грунта. Для того чтобы убедиться, в каком соотношении находятся между собой объемы насыпей и выемок, выводится специальный баланс грунта, необходимый для правильного разрешения ряда вопросов. В частности баланс грунта помогает: 1) найти наивыгоднейший способ размещения грунта; 2) наметить наивыгоднейшие потоки грунта;

В частности баланс грунта момогает:

1) найти наивыгоднейший способ размещения грунта;

2) найти наивыгоднейшие потоки грунта

3) установить дальности возки и в зависимости от них определить транспорт;

4) установить возможность переброски грунта от одного сооружения к другому;

5) проверить правильность назначения проектной отметки планировки.

Различают три вида баланса:

1) внутрицеховой баланс (при рабочем проекте);

2) баланс площадки, массива или участка;

3) районный баланс.

Внутрицеховой баланс показывает размещение грунта в цехе и около цеха. Баланс площадки или участка выявляет комплексно вопросы всего большого массива. Районный баланс устанавливает взаимодействие потоков грунта, распределяемых между отдельными площадками или сооружениями. Балансы эти строятся в виде особых таблиц. Пример районного баланса грунта приведен в табл. 16.

При составлении баланса грунта учитывается и стоимость связанных с проектом земляных работ сооружений. Например, учитывается величина удорожания фундаментов при увеличении объемов их, вызванных подъемом отметки площадки.

Таблица. 16. Пример районного баланса грунта (в м3).

План массивов и баланс грунтов имеют важнейшее значение в общем, составе проекта организации земляных работ, так как они исключают всякую возможность непроизводительных многократных перевалок грунта или случайной укладки грунта и позволяют более рационально разрешать задачу распределения земляных масс.

г) Дальность возки. Дальность возки грунта в простейшем случае определяется кратчайшим расстоянием между центром тяжести выемки, из которой берется грунт, и центром тяжести насыпи, в которую он укладывается. Обычно в условиях строительных площадок это кратчайшее расстояние не всегда можно выдержать, и транспортные пути приходится прокладывать с уклонениями от прямой линии между центрами тяжести рассматриваемых массивов. Таким образом, под дальностью возки практически следует понимать длину пути между центрами тяжести массивов выемки и отсыпаемой из нее насыпи с учетом действительных возможностей проезда.

Для определения центра тяжести земляного массива площадь его разделяют предварительно на ряд простейших геометрических фигур, для которых и определяют центры тяжести. Подобным же образом определяют и центр тяжести насыпи или отвала. Дальность возки устанавливается отдельно для каждой из таких частей выемки измерением расстояния от центра тяжести ее до точки отвала или же определяется средняя дальность возки для всего массива выемки. В последнем случае для каждого отдельного массива выемки определяют его объем и дальность возки. Эти объемы и соответствующие им дальности перемножаются, а полученные произведения суммируются. Сумма произведений делится на полный объем данной выемки. Частное от деления даст среднюю дальность возки для всей выемки. На рис. 26 показана примерная схема транспорта грунта.

Рис 26. Схема транспорта грунта при отсутствии на участке дорог.

Выемка — массив А — состоит из трех основных частей, центры тяжести которых 01, 02 и 03 показаны на чертеже. Отвал имеет правильную геометрическую конфигурацию, и его центр тяжести находится в точке О. Грунт из всех частей массива А транспортируется в массив одним и тем же видом транспорта. Среднее теоретическое расстояние возки между массивами А и В определяют по следующей формуле:

Lср = Е х (V х L) : Е х V = 2000 х 710 + 1000 х 550 + 1800 х 740 : 2000 + 1000 + 1800 = 3302000 : 4800 м или округленно 700 м.

Где Lср – среднее расстояние возки в м;
Е(V) – сумма всех массивов в м;
Е(VхL) – сумма произведений объемов(V) в м3 на дальность возки (L) в м для каждого массива в отдельности.

Если между массивами А и В возможен проезд в любом направлении, то полученное среднее расстояние возки 700 м можно принять для дальнейших расчетов.

Если же между массивами А и В существуют проезды, то вместо расстояний 710, 550 и 740 м нужно взять действительную длину проезда по существующим дорогам. Пример такого расчета показан на рис. 27, где среднее расстояние возки определится:

Lср = Е х (V х L) : Е х V= 2000 х 1050 + 3000 х 950 : 5000 = 990 м, или, округленно 1000 м.

Рис. 27. Схема транспорта грунта при существующих на участке дорогах.