Technologia i Organizacja Robót Budowlanych ROBOTY ZIEMNE Bilans mas ziemnych dr inż. Michał Krzemiński dr inż. Mariola Książek

Prowadzenie robót ziemnych odbywa się w konkretnych i określonych warunkach, na które składają się: kategoria i rodzaj gruntu ze wszystkimi, wynikającymi z tego zaszeregowania, konsekwencjami, warunki wodne, topografia terenu oraz rozmieszczenie wznoszonych w ramach przedsięwzięcia obiektów, istniejące na terenie budowy przeszkody, istniejący przy terenie budowy układ komunikacyjny, ujęte w umowie terminy wykonania wszystkich robót.

przemieszczenie gruntu, ułożenie gruntu w nowym miejscu. Na wszystkie rodzaje robót ziemnych zawsze składają się trzy podstawowe elementy, którymi są: odspojenie gruntu, przemieszczenie gruntu, ułożenie gruntu w nowym miejscu.

Określenie ilości zdejmowanej ziemi roślinnej gdzie: Vhum – objętość ziemi roślinnej Phum – pole powierzchni humusu (działki) hhum – grubość warstwy ziemi roślinnej A, B – wymiary działki a – bok małego kwadratu

Określenie ilości ziemi w nasypach i wykopach przy niwelacji terenu Ilość ziemi w nasypie i wykopie – przy zadanym poziomie rzędnej niwelety – określa się zwykle metodą pryzm o podstawie kwadratowej lub trójkątnej. Przykładowo dla metody kwadratów – w zależności od ukształtowania terenu – powierzchnię placu dzieli się na odpowiednio mniejsze kwadraty o boku 20÷100 m, które dzielą się na dwie grupy: przecięte rzędną niwelety, nie przecięte rzędną niwelety. Objętość niwelowanego gruntu w kwadratach (graniastosłupach) nie przeciętych rzędną niwelety oblicza się bezpośrednio w tabeli.

Tabelaryczne zestawienie obliczonych objętości wykopu i nasypu Numer pola kwadratu Pole danego kwadratu a2 [m2] Rzędne poszczególnych wierzchołków kwadratów Średnia rzędna terenu (w danym kwadracie) HT [m] Rzędna niwelety NIW [m] Objętość nasypu VN [m3] (–) Objętość wykopu VW [m3] (+) HA HB HC HD 1 2 3 … n ∑ VN …. ∑ VW …..

Podstawa graniastosłupa znajdująca się w obszarze nasypu lub wykopu [m3] HT HC HB HA HD a [m3] [m3] a – bok rozpatrywanego kwadratu NIW – rzędna niwelety* HT – średnia rzędna w środku danego kwadratu HA, HB, HC, HD – rzędne poszczególnych kwadratów * – rzędna niwelety dotyczy terenu po zdjęciu humusu

Podstawa graniastosłupa znajdująca się częściowo w obszarze nasypu i częściowo wykopu, przecięta niweletą przez przeciwległe boki [m3] HT HC HB HA HD a NIW b Nasyp Wykop d e c LW LN [m] [m3] [m] [m] [m] b, c, d, e, – długości boków wykopu i nasypu oddzielonych niweletą NIW – rzędna niwelety LN – średnia szerokość nasypu LW – średnia szerokość wykopu HT – średnia rzędna w środku danego kwadratu (graniastosłupa HA, HB, HC, HD – rzędne poszczególnych kwadratów – średnia rzędna w środku rozpatrywanego wykopu – średnia rzędna w środku rozpatrywanego nasypu

Podstawa graniastosłupa znajdująca się częściowo w obszarze nasypu i częściowo wykopu, przecięta niweletą przez przyległe boki HC HB HA HD a NIW d l Nasyp Wykop [m3] NIW – rzędna niwelety d, l – długości boków nasypu oddzielonych niweletą od wykopu HA, HB, HC, HD – rzędne poszczególnych kwadratów – średnia rzędna w środku rozpatrywanego wykopu – średnia rzędna w środku rozpatrywanego nasypu

Obliczenie objętości wykopu szerokoprzestrzennego pod obiekt (ze wzoru Simpsona) Zasada określania kąta pochylenia skarp nasypów i wykopów l h α 1:m h – wysokości skarpy nasypu (głębokość wykopu) l – rzut skarpy na płaszczyznę poziomą m – stosunek rzutu poziomego skarpy do jej rzutu pionowego

α l h 1 : m τ s A B d b e c a I wariant skarpa wykopu pochyła F II wariant skarpa wykopu pionowa f* A, B – wymiary obiektu w poziomie stropu nad piwnicami, a, b – wymiary wykopu z poziomu terenu, c, d – wymiary dna wykopu, l – szerokość skarpy wykopu, h – głębokość wykopu (wysokość skarpy wykopu), 1:m – pochylenie skarpy wykopu zależne m.in. od kategorii gruntu i głębokości wykopu, s – grubość ściany budynku,  – szerokość ławy fundamentowej, f* – przy skarpach pionowych umacnianych i ścianach: nieizolowanych f=0,6 m, izolowanych f=0,8 m.

Obliczenia dla I wariantu (skarpa wykopu pochyła): [m]

Obliczenia dla II wariantu (skarpa wykopu pionowa): [m]

Obliczenie objętości ziemi niezbędnej do obsypania fundamentów VZ – objętość gruntu potrzebna do zasypania fundamentów VW – objętość wykopu szerokoprzestrzennego Vob. – objętość obiektu pod poziomem terenu A, B – wymiary obiektu w poziomie stropu nad piwnicami h – głębokość wykopu

OBLICZENIE BILANSU MAS ZIEMNYCH Obliczone ilości zdejmowanej ziemi roślinnej, niwelowanego gruntu i objętości wykopu szerokoprzestrzennego zestawia się w tablicę bilansową, w której wszystkie zapisy powinny być już zsynchronizowane z przyjętą koncepcją przemieszczania mas ziemnych. * sporządzając bilans mas ziemnych należy uwzględnić koncepcję przemieszczania mas ziemnych

Przykład liczbowy obliczania bilansu mas ziemnych – wariant z wywozem ziemi na zwałkę  VW > VN Lp. Rodzaj roboty WYKOP UKOP NASYP ODKŁAD ZWAŁKA ETAP I 1 Zdjęcie humusu [m3] 15 000 2 Niwelacja [m3] 5 000 3 Wywóz ziemi [m3] 6 000 4 Wykop pod obiekt [m3] 4 000 2 000 ∑ [m3] 30 000 ETAP II 5 Obsypanie fundamentów [m3] 6 Rozłożenie ziemi roślinnej [m3] 47 000

Przykład liczbowy obliczania bilansu mas ziemnych – wariant z dowozem ziemi z ukopu  VW < VN Lp. Rodzaj roboty WYKOP UKOP NASYP ODKŁAD ZWAŁKA ETAP I 1 Zdjęcie humusu [m3] 15 000 2 Niwelacja [m3] 5 000 3 Dowóz ziemi (tylko tyle, ile potrzeba) [m3] 3 000 4 Wykop pod obiekt [m3] 6 000 4 000 2 000 ∑ [m3] 29 000 ETAP II 5 Obsypanie fundamentów [m3] 6 Rozłożenie ziemi roślinnej [m3] 46 000