Как рассчитать объем землеройных работ при дорожном строительстве
Что входит в земляные работы
Земляные работы – один из этапов прокладки новой дороги. В них входит выравнивание рельефа поверхности и разработка котлованов. При выравнивании рельефа поверхности экскаваторы выполняют выемку грунта, его отсыпку и перемещение, а выполненную работу считают в м2. При разработке котлованов выполняют землеройные работы, а расчеты выполняют в м3. В рамках данной статьи мы рассмотрим только разработку котлованов при дорожном строительстве.
Как рассчитать объем землеройных работ
Любой котлован – это геометрическая фигура определенной формы. Для расчета объема грунта, требующего выемки, необходимо вычислить объем этой фигуры.
Котлован прямоугольной формы
Котлован прямоугольной формы с вертикальными стенками – это самый простой вариант. Его объем вычисляют по формуле:
V = b × L × h, где
V – объем котлована в м3,
b – ширина котлована в м,
L – длина котлована в м,
h – высота котлована в м.
Котлован прямоугольной формы с разной высотой стенок
Если котлован разрабатывать на склоне, то его стенки будут иметь разную высоту. В этом случае объем получившейся фигуры считают по формуле:
V = b × h + b × H 2 × L, где
h – высота меньшей стенки,
H – высота большей стенки,
b – ширина котлована,
L – длина котлована.
Котлован прямоугольной формы с откосами
Сечение такого котлована – трапеция. Самый простой способ высчитать его объем – использовать формулу площади трапеции:
S = a+b2 × h, где
a и b – основания трапеции, а h – ее высота. Тогда объем котлована вычисляют по формуле:
V = a+b2 × h × L, где
a – ширина котлована по дну,
b – ширина котлована по верху,
h – высота котлована,
L – длина котлована.
Котлован в форме многоугольника с откосами
Чтобы вычислить объем такой сложной фигуры, ее можно разбить на несколько простых, а затем просуммировать результат. Но общая формула есть и для этого случая:
V = (F1 + F2 + Fср) × h6, где
F1 – площадь дна котлована,
F2 – площадь котлована по верху,
Fср – площадь котлована на середине его высоты,
h – высота котлована.
Н3: Круглый котлован без откосов
Посчитать объем такого котлована достаточно просто, используя формулу площади круга:
V = Sкр × h = × r2 × h, где
r – радиус котлована,
h – высота котлована,
– постоянная величина, равная 3,14.
Н3: Круглый котлован с откосами
В этом случае объем получившейся фигуры считают по следующей формуле:
V = (R2 + r2 + R × r) × h3, где
R – радиус котлована по верху,
r – радиус котлована по низу,
h – высота котлована.
Мы привели наиболее распространенные ситуации и формулы для расчета землеройных работ. Но при строительстве дорог встречаются и более сложные случаи. Например, на участках кривых малого радиуса с устройством виражей. Для них точные расчеты выполняют по более сложным и специфичным формулам.
Если работы выполняются с помощью техники с установленной системой нивелирования, задача во многом упрощается: инженеры рассчитывают точные размеры выемки, а техника практически в режиме «беспилотника» выполняет нужные операции.
Подробнее об этой технологии читайте в статье «Система нивелирования в спецтехнике: будущее уже здесь?»