Výpočet objemu zemních hmot je nezbytným prvkem pro přijímání určitých technologických rozhodnutí v procesu projektování a realizace stavebních prací, protože je základem pro stanovení harmonogramu výstavby a slouží jako výchozí bod pro stanovení zajištění potřebných pracovních zdrojů. , technické prostředky, stavební materiály a konstrukční prvky v této fázi prací.
U rozsáhlých projektů mohou být odchylky výsledku od plánu poměrně významné, a proto je této fázi přikládána zvláštní role. Výpočet objemů výkopových prací pomáhá správně určit potřebné pracovní a technické zdroje, vypracovat kalendářní plán a schválit odhadované náklady.
Výkopové práce zahrnují:
- vertikální plánování lokalit. Provádí se za účelem vyrovnání přirozeného reliéfu povrchu půdy určeného pro výstavbu různých budov a staveb, jakož i pro terénní úpravy. Zemní práce pro vertikální plánování zahrnují výkop zeminy, její přesun, zásyp a zhutnění v jiných oblastech.
- vývoj jam a příkopů.
V praxi existují různé metody pro výpočet objemu zemních prací, pomocí kterých lze dosáhnout určitého stupně přesnosti.
Proces výpočtu objemu zemských hmot spočívá v určení objemů jednoduchých geometrických tvarů, na které je objekt výpočtu rozdělen. Nejčastěji se jedná o obdélníky, čtverce a trojúhelníky. Velikosti těchto obrazců se budou s rostoucí heterogenitou reliéfu zmenšovat: čím je reliéf složitější, tím menší předměty je nutné rozdělit na menší obrazce. V případě jednoduchého (plochého reliéfu) bude takových obrazců méně a jejich velikost bude větší, což výrazně zjednoduší výpočet a zvýší jeho přesnost. V souladu s tím bude kvalita (přesnost) výsledku přímo záviset na topografii reliéfu.
Využití moderních technologií však do značné míry automatizuje proces výpočtu zemských hmotností, což umožňuje rychlejší výpočty a minimalizaci počtu chyb ve výpočtech spojených s lidským faktorem a matematickými výpočty v procesu výpočtu.
Specializované softwarové balíčky umožňují přenášet data z geodetických přístrojů přímo do počítače, vytvářet digitální model reliéfu, provádět potřebné výpočty objemů zemské hmoty a vytvářet odpovídající grafická data.
Příklady softwaru pro zpracování dat a konstrukci digitálních modelů: Topomatic Robur, AutoCAD Civil 3D, CREDO TOPOPLAN, CREDO_DOS.
Digitální 3D model terénu je matematické znázornění terénního výřezu, které se získá zpracováním topografických průzkumných materiálů. Dnes si lze jen těžko představit práci projekčních organizací bez digitálního XNUMXD modelu terénu, protože právě na základě digitálního XNUMXD modelu terénu se činí obecná plánovací rozhodnutí na velkém území. Digitální XNUMXD model terénu charakterizuje situaci a reliéf terénu. Skládá se z digitálního modelu terénu (DTRM) a digitálního modelu vrstevnic (situace) terénu (DTCM).
Výpočet objemů zemních hmot při vertikálním plánování terénu vyžaduje přípravu takového dokumentu, jako je kartogram zemních hmot. Jedná se o pracovní výkres se speciální mřížkou čtverců, v jejímž středu je vyznačen objem výkopu a zásypu a v horních částech čtverců jsou zobrazeny pracovní, skutečný (černý) a projektový (červený) znak a také nulová pracovní čára, tj. hranice výkopu a zásypu zeminy. Příprava takového kartogramu vyžaduje provedení souboru geodetických prací s využitím vhodného vybavení a specializovaného softwaru a zapojení specialistů.
Plánované objemy výkopových prací
Objemy výkopových prací se určují na základě projektových údajů s přihlédnutím ke klasifikaci zemin, strmosti svahu a hloubce základové paty. Hloubka jámy nebo výkopů pro základy stěn, zařízení, sloupů atd. by se měla odečítat podle projektových značek od základové paty (nebo základové paty) k černé značce terénu (černá značka terénu je značka, která existuje před zahájením prací; červená značka terénu je plánovací značka).
Jednou z často používaných hodnot pro výpočet objemu výkopových prací je strmost svahu. Strmost svahu je poměr hloubky výkopové jámy (příkopu nebo jiného výkopu) k jejímu základu (průmět svahu na vodorovnou rovinu). Regulační dokumenty stanoví hodnoty strmosti, které závisí na hloubce výkopu a typu půdy. Úhel přirozeného sklonu výkopové jámy do hloubky 1,5 m v písčité půdě je tedy 63 stupňů a poměr výšky svahu k jeho základu je 1:0,5. S znalostí této hodnoty, jakož i rozměrů spodní části výkopové jámy a její hloubky, lze vypočítat délku a šířku hliněné konstrukce nahoře a objem zeminy, která má být vykopána.
Minimální šířka výkopů v projektu by měla být brána jako největší z hodnot, které splňují následující požadavky:
- u pásových základů a jiných podzemních konstrukcí – musí zahrnovat šířku konstrukce s přihlédnutím k bednění, tloušťce izolace a upevňovacích prvků s přídavkem 0,2 m na každou stranu;
- vyvinuté jednokorečkovými rypadly – ne menší než šířka ostří lžíce s přídavkem 0,15 m v písku a písčité hlíně, 0,1 m v jílovitých půdách, 0,4 m v uvolněných skalnatých a zmrzlých půdách.
Je také nutné zohlednit minimální vzdálenosti při pokládce potrubí, při křížení rozvinutých výkopů a jam se stávajícími komunikacemi, které nejsou chráněny před mechanickým poškozením, při provádění svislé hydroizolace základů atd.
Pokud je nutné v sinu přesouvat osoby, musí být vzdálenost mezi povrchem svahu a boční plochou konstrukce stavěné ve výkopu (s výjimkou umělých základů potrubí, kolektorů atd.) alespoň 0,6 m v průjezdné rovině.
A aby se předešlo narušení přirozené struktury půdy, je zvykem „podkopávat“ 5-25 cm ode dna lžící (v závislosti na typu pracovního zařízení). Zároveň je přípustná odchylka značek dna výkopů v místech základů a pokládky konstrukcí při konečné úpravě nebo po dokončení podkopů a doplnění nadkopů +/- 5 cm.
Kromě objemů hlavních prací je obvyklé počítat i s dodatečnými zemními pracemi, jako jsou výjezdy z jámy, bermy, rozšíření pro otáčení vozidel a další prvky, bez kterých je realizace projektu nemožná.
Celkový objem výkopové jámy zahrnuje i objem zemních prací k odříznutí vrchní úrodné vrstvy.
Dalším bodem, který je třeba zvážit, je, že výpočet objemu výkopových prací se provádí při hustotě přirozeného výskytu („v hustém tělese“). V tomto případě by pracovní výška násypu měla být nastavena vyšší než projektovaná, protože zemina se může následně usadit. Příklad: počáteční nárůst objemu písčité zeminy po vývoji je 10-15 %, zbytkové uvolnění zeminy (po jejím zhutnění srážkami, dopravou atd.) je 2-5 %.
