Как сделать картограмму земляных работ

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ.

Земляное сооружение — выемку или насыпь — можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета характерных земляных сооружений приводятся в справочниках по земляным работам. При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов, либо пользуются приближенными методами подсчетов.

В практике промышленного и гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы линейно-протяженных сооружений (траншей), котлованов и работ по вертикальной планировке площадок. Для определения объемов каждого вида земляных работ существуют различные методы и расчетные формулы. Целесообразность метода расчета выбирается в каждом конкретном случае с учетом рельефа местности, размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства работ, а также исходя из требуемой точности подсчетов.

При производстве и подсчете объемов работ отметки поверхности имеют следующие наименования:

* красная — проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение;
* черная — фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ;
* рабочая — это разность между красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли, рабочие отметки определяют глубину выемки или насыпи.

Основными исходными документами для подсчета объемов земляных работ служат продольные и поперечные профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.

Подсчитывая объемы земляных работ при прорывке траншей и котлованов, необходимо правильно определить их размеры. Подсчет объемов сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями и отдельные неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный объем.

Объем протяженных земляных сооружений подсчитывается приближенным методом поперечных профилей, основанном на делении сооружения в характерных точках перелома продольного профиля или на пикетах вертикальными плоскостями на призматоиды. По площади поперечных сечений и расстоянию между ними определяются частные объемы каждого призматоида, которые затем суммируются. Для облегчения подсчетов существуют пособия, справочники, таблицы, номограммы.

Объем котлована с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырёх сторон, определяется, например, по преобразованной формуле:

V = (Н/6) (ab + cd + (а + с)(b + d))

где Н — глубина котлована; а и b — соответственно ширина и длина котлована по дну; с и d — то же, поверху.

При производстве подсчетов объемов земляных работ при отрывке траншей и котлованов необходимо правильно определить их размеры в зависимости от условий производства работ. При разработке траншей под ленточные фундаменты ширина дна траншеи принимается равной ширине подошвы фундамента плюс 0,2 м с каждой стороны для устройства песчаной или бетонной подготовки. Если разработка траншеи ведется с креплением, то для его установки необходимо ширину по дну увеличить на 0,1 м при глубине до 2 м и на 0,2 м — при глубине до 3 м. Для устройства шпунтового ограждения уширение составляет уже 0,4 м при глубине до 3 м с добавлением по 0,2 м на каждый метр глубины свыше 3 м. При необходимости устройства вертикальной гидроизоляции фундаментов и стен подвалов для удобства работ необходимо также уширить выемку.

Ширина траншей по дну для укладки трубопроводов определяется в зависимости от размеров труб и способа их укладки.

При разработке грунта землеройными машинами наименьшая ширина траншей по дну должна соответствовать ширине режущей кромки рабочего органа машины плюс 0,15 м в песчаных и супесчаных грунтах, 0,1 м — в глинистых и суглинках.

Рабочая глубина котлована под фундаменты определяется разницей черной и красной отметок. Для учета характера рельефа местности в практических подсчетах достаточно принять усредненную черную отметку, равную средней арифметической нескольких отметок.

С целью предотвращения нарушения естественной структуры грунта при работе экскаватора предусматривается недобор грунта в пределах от 5 до 20 см. Рабочую высоту насыпи протяженного сооружения задают больше проектной величины с учетом последующей осадки грунта.

Исходным документом для подсчета объемов земляных работ при вертикальной планировке является картограмма земляных масс, представляющая собой план участка, на котором рельеф изображен горизонталями, с нанесенной сеткой квадратов и указанием черных, красных и рабочих отметок вершин квадратов, а также с изображением линии нулевых работ. Картограмма составляется при проектировании генерального плана геодезической службой проектно-изыскательской организации, однако перед началом планировочных работ производственникам часто приходится уточнять ее.

Средняя отметка планировки может быть задана в соответствии с потребностями строительства, но чаще всего она определяется из условия нулевого баланса, т. е. равенства земляных масс выемки и насыпи в пределах планируемой площадки.

Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке на больших площадях может производиться по трехгранным или четырехгранным призмам. Для этого планируемый участок с нанесенными на нем горизонталями разбивают на ряд квадратов, которые затем разделяются диагоналями на прямоугольные треугольники. Сторона квадрата в зависимости от рельефа местности и точности подсчета принимается для пересеченного рельефа 10-50 м, а для спокойного рельефа — до 100 м. В углах каждого квадрата интерполяцией по горизонталям определяются и проставляются черные отметки — отметки от поверхности земли. Рабочие отметки со знаком (+) указывают на необходимость срезки грунта, т. е. на устройство выемки, а отметки со знаком (-) на необходимость устройства насыпи. Треугольники с рабочими отметками одинакового знака называют одноименными, а разных знаков — переходными.

Общий объем земляных работ при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.

Х = · d, м

h₁ – рабочая отметка вершины квадрата, от которой откладывается расстояние Х;

h₂ – рабочая отметка другой вершины квадрата;

d – сторона квадрата.

III этап – Подсчёт объёмов земляных масс.

6. Подсчитываются объёмы земляных работ отдельно для каждой фигуры

V = S · h_ср.,где

V – объём фигуры;

S – площадь фигуры;

h_ср. – средняя рабочая отметка фигуры.

7. Вычисляются площади для каждой фигуры. Это могут быть квадраты, треугольники или трапеции.

Площадь квадрата – S = а 2

Площадь треугольника – S =

Площадь трапеции – S =

8. Вычисляются средние рабочие отметки для каждой фигуры.

9. Подсчитывается баланс земляных работ

Все результаты вычислений заносятся в таблицу подсчёта объёмов земляных работ (табл.8).

№ фигур	Площадь фигур, м 2	Средняя рабочая отметка, м	Объём, м 3
выемка ( - )	насыпь ( + )

Пример

Вычислить объёмы земляных работ

Исходные данные:

Схема нивелирования поверхности строительной площадки

5608	0724 5520
2364 2215 2518 7164 7013 7318 ¤ Rp Н_Rр = 121,035 а=1312

Так как нивелирование площадки производится с одной стоянки нивелира, абсолютные отметки поверхности земли, вычисляют через горизонт инструмента. Сторона каждого квадрата 20х20 м.

Порядок расчёта.

1. ГИ = Н_Rр + а = 121,035 + 1,312 = 122,347

Н₁ = 122,347 – 0,810 = 121,537 121,54

Н₂ = 122,347 – 0,724 = 121,623 121,62

Н₁₂ = 122,347 – 2,800 = 119,547 119,55

3. Н_пр. =

Н_пр. = = 120,77

h₁ = 120,77 – 121,54 = – 0,77

h₂ = 120,77 – 121,62 = – 0,85

h₁₂ = 120,77 – 119,55 = + 1,22

Вычисленные отметки выписываются в вершины квадратов:

- 0,77	120,77
121,54

-0,77	-0,85	-0,57	-0,64 +0,16 +1,20
-0,33	+0,03
+0,79 +0,64 +0,94 Картограмма земляных работ М 1:500

отметка существующего рельефа
рабочая отметка

5. Х = · d

При вычислении значений Х, рабочие отметки берутся по абсолютной величине (модулю).

Примечание: точки нулевых работ будут находиться на сторонах квадратов, рабочие отметки которых имеют противоположные знаки.

Х_6-10 = · 20 = 6,8 м

Х_3-7 = · 20 = 19,0 м

Х_4-8 = · 20 = 16,0 м

Х_6-7 = · 20 = 18,3 м

Для построения картограммы земляных работ, по вычисленным рабочим отметкам строят линию нулевых работ. Вычертить сетку квадратов и в каждой вершине подписать рабочие отметки (рис.16). Вычисленные значения – Х отложить в масштабе на сетке квадратов, точки соединить.

7. – S₁=20·20 = 400,0

– S₃ = · 1,7· 1 = 0,85

– S₂ = 400,0 – 0,85 = 399,15

– S₄ = · 20 = 350,0

– S₅ = 400,0 – 350,0 = 50,0

– S₆ = · 20 = 68,0

– S₇ = 400,0 – 68,0 = 332,0

– S₈ = = 62,22

– S₉ = 400,0 – 62,22 = 337,78

– S₁₀ = 20 · 20 = 400,0

8. h_{1 ср.} = = – 0,49

h_{2 ср.} = = – 0,35

h_{3 ср.} = = + 0,01

h_{4 ср.} = = – 0,30

h_{5 ср.} = = + 0,05

h_{6 ср.} = = – 0,11

h_{7 ср.} = = + 0,33

h_{8 ср.} = = – 0,11

h_{9 ср.} = = + 0,32

h_{10 ср.} = = + 0,58

Все результаты заносят в таблицу подсчёта объёмов земляных работ:

№ фигур	Площадь фигур, м 2	Средняя рабочая отметка, м	Объём, м 3
выемка ( - )	насыпь ( + )
400,00	- 0,49	196,00
399,15	- 0,35	139,70
0,85	+ 0,01	0,01
350,00	- 0,30	105,00
50,00	+ 0,05	2,50
68,00	- 0,11	7,48
332,00	+ 0,33	109,56
62,22	- 0,11	6,84
337,78	+ 0,32	108,09
400,00	+ 0,58	232,00

2.Построение топографического плана

1. Для составления плана местности в горизонталях, вычертить сетку квадратов в М 1:500. В вершину каждого квадрата выписать вычисленные абсолютные отметки.

2. При масштабе плана 1:500, горизонтали проводятся через 0,25 м. процесс построения горизонталей заключается в определении точек пересечения горизонталей со сторонами сетки квадратов.

3. Сторона квадрата 2 – 3. Н₂ = 121,62 Н₃ = 121,34 h = 0,25.

Линию 2 – 3 пересекает горизонталь с отметкой 121,50. Точка пересечения горизонтали с линией 2 – 3 находится на расстоянии – Х₁ от точки 2, и на расстоянии – Х₂ от точки 3.

4. Вычислить расстояния до точки пересечения горизонтали с отметкой 121,50 со стороной квадрата 2 – 3.

Х₁ = · d; Х₂ = · d;

Н_Г – отметка наносимой горизонтали (121,50);

Н₂; Н₃ – отметки вершин квадратов;

d – сторона квадрата (20 м).

Х₁ = · 20 = 11,4 м

Х₂ = · 20 = 8,6 м

5. Отложить вычисленные расстояния на плане (рис.17). Х₁ – от точки 3

в сторону точки 2, Х₂ – от точки 2 в сторону точки 3.

6. Аналогично отмечают все горизонтали. Полученные точки с одинаковыми отметками соединяют плавными линиями.

7. На построенном топографическом плане выполняют вертикальную привязку здания.

План местности в горизонталях

121,54	121,62	121,34	121,42 120,61 119,55
120,77	121,10	120,74
119,98 120.13 119,83 Рис.24

Варианты заданий

№ Варианта	Отметка репера Н_RР, м	Отсчёт по рейке а, мм	№ Варианта	Отметка репера Н_RР, м	Отсчёт по рейке а, мм
100,015	102,726
100,126	102,848
100,237	102,970
100,348	103,111
100,459	103,234
100,560	103,345
100,671	103,456
100,782	103,565
100,893	103,676
100,904	103,787
101,023	103,898
101,245	103,909
101,467	104,012
101,689	104,123
101,901	104,456
102,114	104,789
102,237	104,890
102,359	104,903
102,482	105,245
102,604	105,357

Данные нивелирования по квадратам берут из схем нивелирования по своим вариантам:

Создаёт сетку квадратов сориентированную вдоль трассы, команда использует диалоговое окно:

Доступен выбор объектов как из списка, так и из чертежа, при этом в качестве трассы может выступать как объект "трасса" Civl 3D, так и любой линейный объект AutoCAD

Вводится в ручную, либо указывается на чертеже, для указания нужного диапазона трассы

Сетку можно построить как до границ, так и фиксированной шириной вдоль оси, или даже например с одной стороны оси. Чтобы вдоль трассы было по одному ряду квадратов, указывайте заведомо больший размер поперёк оси, чем ширина самой поверхности.

Можно не указывать!
Наружная - доступны только замкнутые полилинии, можно указать несколько, будет найдена общая область для 2-ух поверхностей и указанных границ.
Внутренние - доступны только замкнутые полилинии, можно указать несколько, по данным контурам будут вырезаны области из картограммы
Характерные линии - могут быть 2D\3D полилинии и характерные линии Civil-а, при пересечении характерных линий и квадратов сетки, квадраты будут поделены характерной линией на части.

GCMR - (Geo Cartogram Merge Regions)
Команда объединяет несколько выбранных регионов в один. Удобно объединять мелкие участки с соседними крупными. После вызова команды, регионы с площадью менее 2% от базовой будут подсвечены красным цветом, а регионы площадью менее 25% синим.

GCSE - (Geo Cartogram Sign Elevation)
Команда подписывает отметки по узлам сетки квадратов

Эта команда создаст блок _Geo_cart_

Все основные настройки для блока присутствуют в диалоге. Если вам нужно что-то большее, вы всегда можете отредактировать его в редакторе блоков и при последующем вызове команды выбрать "Использовать существующий блок".

GCWB - (Geo Cartogram Weed Block)
Команда удаляет блоки (подписи отметок) которые подписывают отдельные вершины, не являющиеся общими для соседних участков.

GCAB - (Geo Cartogram Add Block)
Команда вставляет блок (подписи отметок) в любом указанном вами месте.

GCWZ - (Geo_Cartogram_Work_Zero)
Команда обнуляет рабочею отметку в указанных блоках, при этом доступен выбор, какую отметку Красную или Чёрную оставить без изменений.

GCDE - (Geo_Cartogram_Delete_Elevation)
Команда удаляет все подписи отметок.

GCCV - (Geo Cartogram Calculation Volumes)
Команда на основе уже созданной сетки квадратов и подписанных отметок произведет подсчёт и дальнейшее оформление.

Эта команда создаст блок _Geo_cart_vol_

GCDC - (Geo Cartogram Delete Calculation)
Команда удаляет только вычисления объёмов, оставляя сетку квадратов и подписи отметок, для возможного редактирования самой сетки\поверхностей\отметок и повторного вычисления

GCMB - (Geo Cartogram Move Block)
Команда переносит блок (подписи углов или объёма) в новое место и строит выноску от первоначального положения. После выбора блока он будет следовать за курсором, клик Левой Кнопкой Миши зафиксирует ему новое положение, клик Правой Кнопки Мыши - удалит блок.

GCDA - (Geo Cartogram Delete All)
Команда удаляет всю картограмму целиком.

Описание команд:

GCCG - (Geo Cartogram Create Grid) - основная команда, создаёт сетку квадратов для дальнейшего подсчёта, команда использует диалоговое окно:

- - доступен выбор поверхностей как из списка, так и из чертежа
- - по желанию
Размеры - можно уазать на экране или ввести вручную
Базовая точка - положение вершины одного из квадратов сетки
- - можно не указывать,
Наружная - доступно только замкнутые полилинии, будет найдена общая область для 2-ух поверхностей и указанной граници.
Внутренние - доступны только замкнутые полилинии, можно указать несколько, по данным контурам будут вырезаны области из картограммы
Характерные линии - могут быть 2D\3D полилинии и характерные линии Civil-а, при пересечении характерных линий и квадратов сетки, квадраты будут поделены характерной линией на части.
- - задаём поворот картограммы
МСК - сетка будет создана параллельно осям мировой системы координат.
ПСК - сетка будет создана параллельно осям пользовательской системы координат. (так было в предыдущих версиях)
Свой - сетка будет повёрнута согласно углу введённого пользователем.

GCSE - (Geo Cartogram Sign Elevation)
Команда подписывает отметки по узлам сетки квадратов

Эта команда создаст блок _Geo_cart_

GCAB - (Geo Cartogram Add Block)
Команда вставляет блок (подписи отметок) в любом указанном вами месте.

GCDE - (Geo_Cartogram_Delete_Elevation)
Команда удаляет все подписи отметок.

Эта команда создаст блок _Geo_cart_vol_

GCDA - (Geo Cartogram Delete All)
Команда удаляет всю картограмму целиком.

Приложение устанавливается в папку C:\ProgramData\Autodesk\ApplicationPlugins. CIVIL 3D начиная с версии 2013, при запуске сами заходят в эту папку, и грузят от туда нужные данные, после чего на Ленте, на вкладке "Надстройки" появится соответствующая новая панель.

Удаление производится штатными методами Windows через Панель управления -> Установка\удаление
программ.

Коротко о нас

Всем привет! Меня зовут Александр Бердюгин.

Первые приложения я писал для себя, опираясь на свой опыт камеральной работы, после сам же их тестировал, постоянно применяя в работе, находил и исправлял баги, добавлял новые функции, чтобы ещё более автоматизировать камеральную обработку.

Сейчас же я занимаюсь только разработкой приложений (на самом деле написание кода это только треть дела, ещё много времени уходит на оформление кнопочек, панелек, написание справок, запись видосиков, техническую поддержку, оформление сертификатов, и многое другое. ). Т.е. не работаю геодезистом, и не выполняю никаких камеральных работ, и не могу сам на практике протестировать свои модули. Единственное тестирование, когда я записываю видео инструкцию, я нахожу баги и приходят идеи, что бы ещё улучшить или добавить.

Поэтому очень важна обратная связь, если у вас что-то не получается или не работает - пишите мне, либо это баг и с вашей помощью я о нём узнаю и устраню, либо расскажу вам как правильно подготовить данные для работы приложения. Или ещё не все рутинные процессы автоматизированы - пишите мне, и мы вместе придумаем как заставить AutoCAD работать за вас.

Цель методической разработки- оказать помощь студентамв выполнении работы по составлению картограммы земляных работ. Составлениекартограммырассмотрено на примере планировки участка размером 60 х 40 м под горизонтальную площадку. Отметки получены по результатам нивелирования площади по квадратам 20 х 20 м.

Для выполнения работы студент получает методические указания и вариант карточки-задания для составления картограммы. 34 варианта карточек-заданий прилагаются.

СОСТАВЛЕНИЕ КАРТОГРАММЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Студенты вычерчивают сетку квадратов в М 1:500 и у вершин квадратов выписывают фактические отметки, полученные в результате нивелирования по квадратам (при проектировании эти отметки можно получить интерполированием по горизонталям). Затем под фактической отметкой у вершин квадратов следует выписать проектную отметку. Проектная отметка - это отметка планировка. В нашем примере рассмотрено проектирование горизонтальной площадки. Оно выполняется с условием нулевого баланса земляных работ, т.е. равенства объемов выемки и насыпи. В этом случае отметки планировки определяются поформуле:

- суммы фактических отметок вершин сетки квадратов, где имеются соответственно один, два и четыре угла квадрата: n – число квадратов на участке.

В нашем примере:

Проектная отметка выписывается красным цветом. В нашем примере 159,34 м. После этого студенты определяют рабочие отметки для всех вершин квадратов по формуле:

, где - рабочая отметка;

- проектная отметка

- фактическая отметка (отметка земли).

Рабочие отметки, округленные до 1 см, следует подписать ниже проектной отметки со своим знаком. Отметки со знаком плюс (+) означают насыпи, минус (-) -выемки ().

Квадраты, имеющие в своих вершинах рабочие отметки с разными знаками, называются смешанными. На смешанных квадратах будут и выемки, и насыпи.

Квадраты, имеющие рабочие отметки вершин одного знака, называются однородными и означают, что на площади этого квадрата производится или выемка или насыпь.

На сторонах квадрата, где вершины имеют рабочие отметки с разными знаками, определяют точки нулевых работ. Расстояние от вершины до точки нулевых работ (X) определяют по формуле:

где а - рабочая отметка вершины, от которой определяют расстояние X

в - рабочая отметка другой вершины данной стороны;

d - длина стороны квадрата, равная 20 м.

В формуле для определения X знака а и в не учитываются, учитываются только абсолютные значения.

Найденные значения Х по масштабу откладывают на соответствующих сторонах и полученные точки нулевых работ соединяют между собой прямыми линиями. Получиться ломанная линия, которая является линией нулевых работ (граница насыпей и выемок).

Полученные площади насыпей и выемок для наглядности раскрашивают или делают разнонаправленную штриховку. Таким образом будет составлена картограмма земляных работ Рис. 2

Картограмма земляных работ

По составленной картограмме земляных масс нужно подсчитать объемы земляных работ.

Подсчет объемов земляных работ (насыпей и выемок) по методу квадратов производится для каждого квадрата или части его по формулам геометрии, т. е. как объем призмы с площадью основания и высотой, равной среднему значению рабочих отметок вершин фигуры. Подсчет объемов земляных работ ведется в форме ведомости в такой последовательности:

Читайте также: