Откос земляных масс расчет

Расчет земляной плотины

2.1. Определение размеров элементов плотины

Высота плотины (Н_ПЛ) равна разности отметок гребня плотины и самой низкой точки в створе плотины. Высота гребня для сельскохозяйственных плотин принимается на 0.3-0.5 м выше от­метки ФПУ.

Тогда: Н_ПЛ = 109.2 – 99.4+0.5 =10.3 м

Ширина гребня проезжих плотин принимается в зависимости от класса дороги 6м. Гребень делается с двусторонним поперечным уклоном 3. 5%.

Коэффициенты заложения откосов (φ) земляной плотины представля­ют собой отношение горизонталей проекции линии откоса к высоте плотины и зависят от рода грунта отсыпки.

В нашем примере высота плотины 10.3 м, грунт для насыпки тела плотины − суглинок средний. Следовательно, коэффициенты заложе­ния откосов: сухого – 2.0, мокрого – 2.5 .

Ширина плотины по низу определяется по формуле;

где: в — ширина плотины по верху (гребня), м;

Н_ПЛ — высота плотины, м;

φ_сух + φ_мокр — коэффициенты заложения откосов.

В нашем примере, для проезжей плотины, по гребню которой проектируется дорога 5 класса, ширина плотины по низу составит:

В = 6м + 10.3 м · (2.5+2.0) = 52.35м

В теле плотины проектируются некоторые устройства, имеющие большое значение в повышении надежности и долговечности плотины (ядро, замок, дренажная призма, экран).

Дренажная призма устраивается обычно из камней в нижней части сухого откоса с целью предотвращения выноса частиц грун­та из тела плотины фильтрационным потоком.

Высота призмы равна 1/4 высоты плотины, ширина по верху 1.0. 1.5м откосы 1:2 или 1:2.5 (Рис. 5).

Рис. 5 Поперечный профиль плотины м 1:200

Ядро представляет собой стенку из мятой глины, устраиваемую в теле плотины для снижения водопроницаемости плотины. Ядро служит для предотвращения фильтрации через тело плотины. Ядро должно быть выше НПУ на 0.7. 0.8 м и ниже гребня на 1.0. 1.2 м. Ширина ядра по верху – 0.3…1.0 м, по низу – 2.0. 2.5 м.

Замок устраивается из глины в том случае, если под плотиной лежат водопроницаемые грунты. Он служит для сокращения фильтрации под телом плотины. Замок является как бы продолжением ядра. Ширина его по дну — 1/3 ширины плотины по верху, но не менее 1.5 м. Замок делается на всю глубину водопроницаемого слоя и еще на 0.5. 0.8 м заглубляется в водоупорный слой. Замок делается по всей длине плотины от одного берега балки до другого, врезаясь в берега.

Если грунт тела плотины способен разжижаться, вместо ядра устраивают водонепроницаемый пластичный экран, который представ­ляет собой наклонную стенку из глины (или других материалов), уложенную параллельно мокрому откосу. Верхняя часть экрана имеет толщину 0.7. 0.8 м, нижняя – 3.5. 4.0 м. Нижняя часть экрана называется зубом и устраивается аналогично замку.

2.2. Составление поперечного и продольного профилей плотины

Поперечный профиль составляется на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100 или 1:200. Кроме элементов будущей плотины (ядра, замка, дренажной призмы), здесь указываются линии горизонтов воды: УМО, НПУ, ФПУ (Рис. 5).

Продольный профиль вычерчивается в двух масштабах: горизонтальном 1:1000 или 1:2500, и вертикальном 1:100.

Порядок работы. С плана водохранилища (1:5000) по горизонта­ли переносится гребень плотины (в масштабе 1:1000 он получится в пять раз длиннее, чем на плане).

Через промежутки, равные расстоянию между горизонталями, в соответствующем масштабе отмечаются сечения и выписываются от­метки земли в этих сечениях. По вертикали откладываются отметки горизонталей. Соединив полученные точки, получают продольный профиль плотины. На нем отмечают гребень плотины и гребень дренажной призмы (Рис. 6).

Рис. 6. Продольный профиль плотины

2.3. Составление плана основания плотины

План основания плотины располагается точно под продольным профилем и вычерчивается в том же масштабе. Сначала проводится линия — ось плотины, от нее в обе стороны откладывается по по­ловине ширины гребня и проводятся две параллельные линии − бров­ки гребня.

Далее для каждого сечения определяется ширина основания плотины. По продольному профилю в каждой точке определяется вы­сота плотины (разница отметок гребня и дна пруда). Умножая вы­соту плотины на коэффициенты заложения откосов, получают длину отрезков горизонтального заложения откосов. От верхней бровки в каждом сечении откладывают отрезки, равные заложению мокрого откоса, а от нижней бровки — отрезки, соответствующие заложению низового откоса.

Полученные точки соединяют ломаными линиями и получают план основания плотины. Он необходим для разбивки плотины на местноcти и для подсчета объема земляных работ при возведении тела пло­тины. (Рис. 7).

Рис. 7. План основания плотины

2.4. Определение объема земляных работ.

Приближенно объем земляных работ можно вычислить по формуле:

где: V_пл — количество м 3 земли для засыпки те­ла плотины и ядра;

£ — длина плотины, м;

Н_пл — высота плотины, м;

в и В — ширина плотины по низу и по верху, м.

Объем работ по устройству замка:

где: ω — площадь поперечного сечения замка;.

£ — длина плотины, м.

Объем земляных работ по устройству дренажной призмы определяется как произведение площади поперечного сечения дренажной призмы на ее длину, деленное на два.

При подсчете необходимо учесть увеличение объема земли за счет осадки грунта (2. 4% от объема земли на возведение тела плотины).

Необходимо компенсировать снятый растительный слой, который перед возведением плотины под ее основанием снимается на глуби­ну 0.3. 0.4 м. Объем земляных работ по снятию растительного слоя равен произведению площади основания плотины на глубину снятия слоя.

Итак, требуемое количество глины (V_ядра + V_замка), щебня (V_{дрен.призмы}) и земли (V_пл + V_{раст.слоя} + V_осадки + V_ядра.).

В нашем примере:

V_пл = 0.2 · 5250 · 10.3 · (6 + 52.35) = 631055.25 м 3

V_ядра = 0.2 · 5250 · 9.4 · (2 + 2.5) = 44415 м 3

V_замка = м 3

V_{др.призмы} = м 3

S_осн = 13725000 м 2 (по плану основания плотины. рис. 7)

V_{раст.слоя} = 13725000 · 0.3 = 4117500 м 3

V_осадки = 0.03 · 13725000 = 411750 м 3

Итого требуется: глины 76755 м 3

щебня 34658 м 3

земли 5204720,25 м 3

1. Багров, М.Н. Оросительные системы и их эксплуатация: учеб. пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ М.Н. Багров, И.П. Кружилин. − М.: Колос, 1978. − 230 с.

2. Журавлев, Г.И. Гидротехнические сооружения: учебники для сельскохозяйственных техникумов. − М.: Колос, 1979. − 174 с.

3. Костяков, А.Н. Избранные труды в двух томах. − М.: Сельхозгиз, 1961.

4. Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям: учебное пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ под ред. В.С. Лапшенкова. − М.: Агропромиздат, 1989. − 448 с.

5. Методические указания к выполнению комплексного курсового проекта по сельскохозяйственной мелиорации ⁄ В.А. Самохвалов, В.Е. Ревин, А.В. Иванов (и др.). − Кинель, 1989. − 165 с.

6. Оросительные системы Среднего Поволжья и их эксплуатация: учеб. пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ В.А. Самохвалов, Г.И. Рабочев, А.Л. Рабочев. − Кинель, 1998. − 78 с.

7. Самохвалов В.А. Сельскохозяйственная мелиорация: методические указания. − Кинель: РИЦ СГСХА, 2006. − 68 с.

8. Самохвалов В.А. Оросительные мелиорации: учеб. пособие . − Самара: РИЦ СГСХА, 2008. − 350 с.

9. Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. − М.: Стройиздат, 1983. − 543 с.

Простая история

Подсчет земляных масс — работа очень трудоемкая. Правда, уже не настолько, как раньше: у генпланистов появилась возможность выполнить этот подсчет в программном комплексе GeoniCS (www.geonics.ru).

Страшная история: картинка из прошлого

Вспомним, как картограмма подсчитывалась вручную. Листы большие — несколько метров, разбивка на квадраты — по линейке. Крохотный, в два миллиметра, скос — и при масштабе 1:500 потерялись пять метров… Получение отметок методом интерполяции вручную, то есть на глаз; процесс получения рабочей отметки — это сплошное вычитание. Дальше и того страшнее: отрисовка линии нулевых работ — по линейке (рабочая отметка на выемке откладывается вниз, а рабочая отметка на насыпи — вверх). Снова черчение, получение площадей различных фигур, подсчет средней отметки высоты. И наконец, методом умножения, — определение объема в данной фигуре. Подсчет картограммы занимал две-три недели, по квадратам совершенно не сходились цифры по вертикали и горизонтали, все приходилось начинать заново…

Кому довелось выполнять такие подсчеты, тот хорошо помнит, какой это адский труд.

Обыкновенная история: картинка из жизни

Между заказчиками и проектировщиками часто возникают споры по поводу подсчета земляных масс. Ситуация знакомая: то заказчик считает рассчитанный объем работ чрезмерно большим, то ему кажется, что объем слишком мал…

В одной из организаций, выполнявших соответствующий заказ, полемика вокруг рассчитанных вручную объемов земляных работ растянулась на месяцы — свою правоту доказывали друг другу три стороны: заказчик, проектировщик и подрядная организация, которая вывозила грунт.

Поставить в споре долгожданную точку помогла программа GeoniCS.

Простая история: расчет картограммы земляных масс в программе GeoniCS (модули «Топоплан» и «Генплан»)

Заказчик представил план местности до и после выполнения работ (рис. 1).

Инструменты GeoniCS автоматически отрисовали сетку квадратов 20×20 метров в пределах контура отведенного участка (рис. 2). По точкам были построены трехмерные черная и красная поверхности; процесс интерполяции черных и красных отметок в углах квадратов и подсчет рабочих отметок выполнены в автоматическом режиме (рис. 3).

Под чертежом появились таблица объемов по квадратам и суммарный объем по площадке: 36 694 м 3 .

Когда площадку разбили на квадраты 5×5 м (рис. 4), объемы подросли и составили уже 42 915 м 3 .

Поскольку требовалось подсчитать вывозимый грунт, подсчет картограммы был только в насыпи. Площадка оказалась в четырех уровнях. По площадкам структурными линиями были отрисованы контуры, и теперь расчет объемов произвели уже с учетом этих линий (рис. 5). Тогда-то и появились итоговые цифры:

• общая площадь: 19 272 м 2 ;
• объемы по площадке: 43 237 м 3 (рис. 6).

Как известно, в спорах рождается истина. Объемы земли в программе GeoniCS считали и заказчики, и проектировщики, и подрядчики — меняя сетку квадратов, убирая и добавляя откосы. А сколько экспериментировали со структурными линиями! Но в конце концов результатами остались довольны все. Разве это не главное?

Валентина Чешева

Компания CSoft. Директор направления «Инфраструктура и градостроительство». Канд. техн. наук, доктор философии.

КРЕДО ОБЪЕМЫ

Расчеты объемов земляных работ, ведение календарных графиков добычи и хранения сырья, строительных материалов

• ОБЗОР
• ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
• КУПИТЬ

КРЕДО ОБЪЕМЫ

Программа КРЕДО ОБЪЕМЫ служит для автоматизированного моделирования поверхностей, расчета объемов между поверхностями, ведения календарных графиков добычи и хранения сырья, строительных материалов, а также для выпуска текстовых и графических материалов по результатам расчетов.

Форматы импорта

• Проекты, выполненные в системах на платформе КРЕДО III.
• Текстовые файлы с информацией по точкам типа XYZ (TXT, CSV)
• Точки лазерного сканирования формата LAS, TXT, CPC.
• Файлы формата DXF и DWG версий AutoCAD 14, 2000, 2004.
• Файлы форматов MIF/MID (данные системы MapInfo).
• Файлы форматов TXF/SXF (данные системы Панорама).
• Файлы форматов SHP/DBF (данные систем ArcGIS).
• Файлы формата Industry Foundation Classes (IFC).
• Файлы формата XML (кадастровые выписки, кадастровые планы территорий и др.).
• Файлы форматов TороXML и CredoXML.
• Файлы форматов Land.
• Веб-карты ресурсов Google Maps, Bing с возможностью импорта ресурсов из SAS.Планета.
• Черно-белые и цветные растровые файлы карт, планов, аэрофотоснимков форматов CRF, BMP, TIFF, JPEG и PNG, а также файлы формата TMD, подготовленные в программе КРЕДО ТРАНСФОРМ 3.1÷4.2.
• Файлы, сформированные в программах КРЕДО ДАТ, КРЕДО ТРАНСФОРМ, КРЕДО ГНСС, КРЕДО 3D СКАН, КРЕДО ВЕКТОРИЗАТОР, КРЕДО ТРАНСКОР, КРЕДО НИВЕЛИР, КРЕДО РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ (GDS, TMD, GNSS, LSC, CVD, CTP, NIV, DFS).
• Данные в форматах CREDO_TER (КРЕДО ТЕР) 2002, CREDO_PRO, CREDO_MIX (КРЕДО МИКС) 2002, CREDO_GEO (КРЕДО ГЕО) 2002.
• Растровые файлы форматов BMP, PNG для создания текстур.
• Файлы форматов GPX, KML, KMZ, OSM.
• Трехмерные объекты форматов OBJ, 3DS для создания 3D-моделей.
• Данные SRTM (англ. Shuttle Radar Topography Mission).

ОСНОВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Создание цифровой модели местности

Цифровая модель местности (ЦММ) включает в себя цифровую модель рельефа (ЦМР) и цифровую модель ситуации (ЦМС).

Основой построения ЦМР являются точки, по которым нерегулярной сеткой треугольников строится модель рельефа с высокой точностью. Характерные участки рельефа, такие как хребты, обрывы, и т.д., могут выделяться с помощью структурных линий (СЛ).

Поверхность с различными её элементами отображается как в окне плана, так и в окне 3D-вида.

Представленные в системе методы обеспечивают возможность моделировать поверхности, учитывая либо задавая различные ограничения. В качестве ограничений могут выступать границы построения поверхностей (в слое, вокруг точки, в заданном контуре, в незаполненном участке) и др. Структурные линии, учтенные в поверхности, позволяют выделить характерные участки рельефа, например, откосы, границу горного отвода, границы запасов материалов и др.

Представленная библиотека стилей поверхностей позволяет отображать поверхности в соответствии с нормативными требованиями. При необходимости стили можно также настроить под индивидуальные потребности. Используя механизм группы треугольников, можно по-разному настроить отображение различных участков поверхности.

Моделирование поверхностей (бордюров, набережных, подпорных стенок и т.п.) выполняется при помощи СЛ с двойным профилем. Для создания поверхности специалист всегда сможет выбрать подходящий инструмент построения или редактирования в зависимости от исходных данных и поставленных задач.

В КРЕДО ОБЪЕМЫ можно создавать копию исходной поверхности в новом слое, проекте с последующим ее редактированием. Такие операции удобно использовать при учете расходования строительных материалов, при ведении календарных планов разработок карьеров, месторождений и т.д.

В системе существует возможность проанализировать созданную модель рельефа, построив разрез произвольного сечения. На разрез передаются данные, набор которых определяет сам пользователь: условные обозначения пересекаемых коммуникаций, данные развернутого плана, геологические данные и др.

Для построения объектов плана, оформления календарных планов, планов добычи полезных ископаемых и др. предназначены графические маски и регионы. Встроенные в систему библиотеки позволяют отображать создаваемые элементы требуемыми типами линий, цветом, толщиной, штриховками, заполнением фона и т.д. Объекты классификатора для отрисовки ЦМС отсутствуют.

В программе существует набор 3D-моделей объектов. Назначив соответствие 3D-объектов условным знакам, пользователь может увидеть отображение модели ситуации на 3D-виде.

Расчет объемов земляных работ

Расчет объемов выполняется при наличии двух поверхностей. Как правило в качестве первой поверхности выступает исходный рельеф. Второй поверхностью может быть слой поверхности с учетом снятия кровли, подошвы полезного ископаемого, снятия растительного слоя, разработок сырья и т.д. При необходимости помесячного учета разработок сырья можно задать эти варианты в одном расчете объемов. Это позволяет быстро получить результаты для их оценки, учета.

В результате такого расчета объемов земляных масс формируется ведомость объемов, создается проект с информацией по расчету с участками насыпей, выемок, нулевых работ и т.д. Для оформления плана земляных масс создается сетка объемов, имеющая разнообразные настройки.

Создание чертежей

В системе КРЕДО ОБЪЕМЫ есть возможность создания чертежей плана.

Для протяженных площадок предусмотрено создание чертежей плана с раскладкой отдельных листов по длине.

Можно создавать комплексные чертежи (календарный план на 1-й год отработки карьера, календарный план отработки песчано-гравийной смеси, календарный план на последний год отработки карьера и др.).

Работа с облаками точек

В программе реализован импорт облаков точек в форматах LAS, CPC, TXT. Облако точек, полученное, например, при наземном или воздушном лазерном сканировании, при фотограмметрической обработке материалов фотосъемки, можно импортировать в систему, использовать для создания собственных облаков точек и затем учитывать точки облака в различных построениях.

Количество точек, с которым может работать программа, достигает нескольких миллиардов.

На основе исходного облака пользователь может создавать собственные облака точек путем экспорта групп классифицированных сканером точек, выделения рельефных точек или прореживания по заданным параметрам (с сохранением характерных форм рельефа). Файл исходного облака всегда остается неизменным.

Точки всех загруженных видимых облаков отображаются в 3D-виде.

По точкам облака можно создать рельефные точки, а также выполнить различные построения в окне плана. Редактировать точки облака нельзя, за исключением управления их отображением (размером и цветом).

По облакам строится линия разреза, которая представляет собой графическую маску, аналогичную разрезу поверхности. По маске разреза облака можно создать черный продольный профиль и черный поперечный профиль.

Коллективная работа

Система КРЕДО ОБЪЕМЫ поддерживает хранение данных как автономно на локальном или сетевом диске, так и в хранилище документов (ХД).

Помимо структурированного хранения информации, ХД обеспечивает разграничение прав доступа к данным, выполняет функции поиска нужных файлов по семантическому условию, а также предоставляет ряд других сервисных функций: поддержку версионности проектов с отслеживанием истории действий пользователя, резервное копирование, аудит. Использование хранилища документов обеспечивает возможность параллельной работы над одним объектом, что сокращает временные затраты.

Форматы экспорта

• Файлы формата Industry Foundation Classes (IFC).
• Файлы формата DXF, полученные экспортом данных в реальных координатах из плана, а также чертежей из чертежной модели.
• Файлы формата TороXML и CredoXML.
• Файлы формата KML, KMZ и LandXML, полученные экспортом модели по шаблонам.
• Растры форматов BMP, JPEG, TIFF, PNG, CRF, PDF.
• Проекты разных типов в форматах CPPGN, CPVOL, CPDRL, CPDRW и наборы проектов плана в формате COPLN текущей версии.
• Ведомости НТМL и RTF.
• Чертежи в виде листов чертежа или планшетов.
• Файлы формата TXT, полученные экспортом точек модели.
• Видеоролики в формате AVI.
• Файлы общих ресурсов формата DBX, используемые системами КРЕДО III.

Дополнительные модули

• Редактор шаблонов, редактор символов, редактор классификатора, редактор ведомостей.
• Система управления хранилищем документов.
• Утилита миграции данных из баз данных версий 1.06-1.11.

Подсчет объемов земляных работ

Подсчет объемов земляных работ

Подсчет объемов земляных работ по цене топографической съемки, оцифровки нижней поверхности и самого подсчет объема насыпи, точность в 2%.

На начальном этапе строительства необходимо выполнение такой геодезической процедуры, как подсчет объемов земляных масс или работ. Под начальным этапом подразумевается стадия составления проекта и сопутствующей документации. Также, если в данный период момент был упущен, можно провести расчеты непосредственно в процессе выполнения практических строительных работ. Данная процедура является обязательной. Без нее нельзя точно выяснить стоимость строительства, а также механизмы воплощения проекта в жизнь.

Для точного подсчета объемов земляных работ нужно сочетание следующих факторов:

• топографическая съемка поверхности до начала работ, если таковой нет, то за нижнюю поверхность принимается либо отметка низа кучи, либо отметка верха котлована, если склад имеет форму бункера, то нижняя поверхность определяется по паспортным чертежам склада;
• топографическая съемка поверхности верха грунта, сырья, дна котлована, насыпи, либо любого другого материала;
• обе эти съемки должны выполняться очень подробно, съемке подлежат все характерные точки фигур, такие как низ откоса, верх откоса, выемки, насыпи, перепады отметок, хребты. Нужно точно оконтурить фигуру для дальнейшего подсчета объема;
• при камеральной обработке фигура дополняется промежуточными точками, необходимыми для корректного подсчета, еще раз определяется контур подсчета, производится сам подсчет объема насыпи, подсчет объема выемки, площадь нулевых работ;
• подсчет объемов земляных работгеодезия оформляется в технический отчет с составлением соответствующего акта подсчета объемов с указанием фамилий исполнителей, условий съемок, оснований для проведения работ, допустимых и фактических погрешностей, и собственно результатов подсчета.

Основной единицей земляных работ является земляное сооружение. Представляет оно собой выемку или насыпь, которые образовались в результате рытья котлована, обратной засыпки, складирования сырья. Для упрощения процедуры подсчета объемов эти сооружения представляются в качестве геометрических фигур. Соответственно, расчет легко провести, применяя к ним определенные формулы геометрии. Та или иная формула выбирается в зависимости от того, в какую фигуру был преобразован объект. В том случае, когда масштабы строительства велики, то особо сложные объекты разбиваются на несколько фигур или контуров, каждая из который высчитывается по отдельности. А затем полученные показатели суммируются.

Среди всех земляных сооружений, наиболее востребованными в плане подсчетов являются насыпи, котлованы, склады как открытые, так и закрытые, а также траншеи. Эти объекты разрабатываются как при возведении конструкций гражданского назначения, так и производственного. Способы и расчетные формулы подбираются индивидуально к каждому конкретному случаю. Они зависят от нескольких факторов – от масштабов работ, их целевого назначения, рельефных особенностей местности, близости расположения других застроек.

С процедурой подсчет объемов земляных масс связаны такие понятия, как высотные отметки. Они могут различаться в зависимости от своего расположения. Так, красная отметка – это обозначение, которое имеется в проектной документации. Именно согласно этой отметке нужно планировать земляное сооружение в натуре. Другая отметка – черная. Ею обозначается уровень земельной поверхности, который имеется перед стартом каких-либо работ. Третий вид – это рабочая отметка. Она представляет собой разность двух предыдущих обозначений. Именно с ее помощью можно определить глубину земляного сооружения. Обязательным условием помимо рельефа должен быть учет и геологических особенностей грунта.

Перед началом работ по подсчету объема нужно обязательно ознакомиться с соответствующей картографической документацией – топографическая съемка нижней подстилающей поверхности. Эти материалы содержат подробный план территории, на которой ведется строительство, или которая лежит в основании склада. На этом плане четко должны прослеживаться все рельефные особенности, а поверх них наноситься рассмотренные выше черные и красные, а также рабочие отметки. Этот документ должен быть подготовлен заранее, вместе с проектом сооружения. Если склад имеет проектное основание, то перед началом подсчета объемов масс обязательно согласовывается между сторонами еще раз для правильных расчетов.

Добиться правильности выполнения в таком ответственном деле вам помогут специалисты нашей компании. С ними расчеты будут проведены с учетом всех нюансов объекта и предельно точно.

Расчет объемов земляных работ очень ответственная работа, которую можно доверять только профессионалам нашей компании.

Подсчет объемов земляных работ геодезия. Звоните по офисному телефону 097-891-01-18 будем рады сотрудничеству.