Проектирование технологии вертикальной планировки грунта с применением ЭВМ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 69.0(075.8)

А.Г. Каптюшина, О.А. Залипаева ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ ГРУНТА

С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

Проектирование технологии вертикальной планировки грунта связано с выполнением многочисленных расчетов по определению объемов земляных работ. Для снижения трудоемкости этих расчетов разработана программа, предусматривающая расчет на ЭВМ объемов земляных масс при вертикальной планировке строительной площадки по методу четырехгранных призм. При применении данного метода площадь участка разбивают на квадраты со сторонами 10...50 м при пересеченной местности или 100 м при спокойном рельефе. Программа разработана в среде Delphi 7 и предусматривает следующий алгоритм решения задачи.

Нк -Но ^^х-х

! \ г X — I'y iу '

где 1.х, 1У - расстояние по перпендикуляру от точки, в которой определяется красная отметка, до линии средней планировочной отметки; ¡х, ¡у -уклоны площадки вдоль 1.х и 1.у.

4. Определение рабочих отметок Ир, которые вычисляют как разность между черными и красными отметками:

1. Ввод исходных данных, к которым относятся черные отметки (отметки рельефа), вид грунта, значения уклонов, размеры сторон квадратов (рис. 1).

2. Определение средней планировочной отметки Н0 по формуле

hp=H4-HK,

где Нч - черные отметки.

Пример результатов расчета красных и рабочих отметок на ЭВМ приведен на рис. 2.

Я0=-

ЕЯ, + 2ЕЯ2 + 3 ЕЯ, + 4 ЕЯ,

з

'4

4n

где Н1, Н2, Н3, Н4 - черные отметки вершин общих (соответственно для одного, двух, трех и четырех) квадратов; п - количество квадратов.

3. Определение красных отметок Нк (отметок планировки) всех вершин квадратов по формуле

5. Определение положения нулевой линии -линии пересечения проектной плоскости площадки и ее естественной поверхности. Нулевая линия получается путем соединения нулевых точек, координаты которых находят по формуле

X = а

h

\hl + \h2

где X - координата нулевой точки (расстояние от нулевой точки до вершины квадрата, в которой рабочая отметка имеет положительный знак); а -длина стороны квадрата; - рабочая отметка, имеющая положительный знак; И2 - рабочая отметка, имеющая отрицательный знак.

6. Определение объемов выемок или насыпей в отдельных квадратах или их частях, отсекаемых нулевой линией, по формулам, приведенным в табл. 1.

Площадка

298,54 299,72 300,60 301,42 302,17 303,09

299,62 300,27 301,09 301,82 302,67 303,58

300,62 301,12 301,78 302,43 303,22 304,19

301,55 302,00 302,49 303,16 303,90 304,84

302,40 302,72 303,21 304,00 304,74 305,62

ll-1-1-1-1-1-1|

Вид грунта

Песчаный

Супесчаный

Суглинистый

Глинистый

Введите черные отметки и вид грунта.

Ввод уклона -j Ввод уклона

Направление уклона: сверку вннз Направление уклона: слева направо

|-0,005| |-0,005

OK Cancel OK Cancel

Ввод стороны квадрата

ш

Сторона квадрата в [м]

Рис. 1. Ввод исходных данных для расчета объемов земляных работ при вертикальной планировке

Таблица 1

Формулы для расчета объемов выемок и насыпей

Вид фигуры Расчетная формула

Целый элементарный +1ь+ h3 + h4

прямоугольник или квадрат 4

Треугольник, отсекаемый нулевой линией 3

Трапеция, отсекаемая нулевой линией V hi + h F 4

Пятиугольник, отсекаемый нулевой линией v_hl+h2+hi р 5

7. Определение объема грунта в откосах насыпи (выемки), расположенных по периметру

площадки ^Н(в), по формуле

Площадка

Ра = -2,58 Ра = -1,И5 Ра = -1,02 Ра = -0,45 Ра = 0,05 Ра = 0,72

Кр = Кр = Кр = Кр = Кр = Кр =

301,11 301,3И 301,И1 301,8И 302,11 302,3И

Ра = -1,75 Ра = -1,35 Ра =-0,78 Ра = -0,30 Ра = 0,30 Ра = 0,96

Кр = Кр = Кр = Кр = Кр = Кр =

301,3и 301,И1 301,8И 302,11 302,3И 302,И1

Ра = -0,99 Ра = -0,75 Ра = -0,34 Ра = 0,06 Ра = 0,60 Ра = 1,32

Кр - красная отметка Ра - рабочая отметка

Рис. 2. Резул1таты расчета красных и рабочих отм еток на ЭВМ

Т/-ОТК _

Н(в) -

1>

т! ~2'

где - сумма всех рабочих отметок,

расположенных по периметру насыпи (выемки); п - количество отметок по периметру насыпи (выемки); / - длина периметра откоса насыпи (выемки); т - коэффициент откоса.

2

П

8. Определение необходимого объема земли для образования насыпи ,Ин с учетом коэффициента остаточного разрыхления грунта производится по формуле

к, =Ек +к

отк в '

где

- сумма объемов выемки по квадратам.

к =

IX + С

к,

ор

где Игн - сумма объемов насыпи по квадратам;

Кор -

грунта.

коэффициент остаточного разрыхления

9. Определение необходимого объема выемки Ув по формуле

10. Определение баланса земляных масс как разности объемов выемки и насыпи. Баланс считается нулевым, если указанная разность не превышает 5 %. Если объемы выемок превышают объемы насыпей, баланс будет называться положительным, а избыточное количество грунта подлежит вывозу с площадки в кавальеры (отвалы). Если же объем насыпи превышает объем выемки, а недостающее количество грунта следует завезти на площадку из резерва, баланс называется отрицательным.

11. Определение средней дальности перемещения грунта, представляющей собой

Ун = 4575,31 Ув = 0,00 Ун = 2994,06 Ув = 0,00 Ун = 1587,81 Ув = 0,00 Ун = 322,81 Ув = 82,07 Ун = 0,00 Ув = 1274,69

Ун = 3025,31 Ув = 0,00 Ун = 2006,56 Ув = 0,00 Ун = 844,75 Ув = 0,70 Ун = 50,86 Ув = 471,40 Ун = 0,00 Ув = 1993,44

Ун = 1362,81 Ув = 0,00 Ун = 681,58 Ув = 6,92 Ун = 87,15 Ув = 328,99 Ун = 0,00 Ув = 1399,69 Ун = 0,00 Ув = 2924,69

Ун = 115,86 Ув = 238,44 Ун = 6,01 Ув = 599,45 Ун = 0,00 Ув = 1493,44 Ун = 0,00 Ув = 2705,94 Ун = 0,00 Ув = 4143,44

Рис. 3. Результаты расчета объемов насыпи и выемки по квадратам

расстояние между центрами тяжести массивов Пример результатов расчета объемов работ

выемки и насыпи, по формулам: приведен на рис. 3 и в табл. 2.

£= V Хн_Хв + ¥н~Ув ;

X V х 2 V ■ х■

„ в/ в/ . тл ш ш

=-; лн =-;

^^ В Ш

гв — / — /

в н

где Хв1; Хн ,; У; I; Ун 1 - координаты центров тяжести отдельных участков выемок или насыпей; Кв^; Ун^ - объемы грунта отдельных участков

выемок или насыпей.

Таблица 2

Результаты расчета объемов земляных работ на ЭВМ

Параметр Значение

Объем насыпи, м3 17 660,89

Объем выемки, м3 17 663,27

Баланс, % 0,01

Вид грунта Суглинистый

Объем откосов насыпи, м3 264,79

Объем откосов выемки, м3 287,53

Объем земли для образования насыпи с учетом откоса и коэффициента остаточного 3 разрыхления, м 17 072,08

Общий объем выемки с учетом откосов, м3 17 950,80

Среднее расстояние перемещения грунта, м 160,08

Средняя планировочная отметка, м 302,24

Данная программа позволяет значительно ускорить процесс проектирования технологии вертикальной планировки грунта, снизить количество ошибок при расчете объемов земляных работ.