LINIOWE ROBOTY ZIEMNE


Grunt wydobywany z wykopów może być przewożony na nasyp lub odwożony na odkłady, grunt, potrzebny do wykonania nasypów, może być dowieziony z wykopów lub z rezerw materiałowych ( dokopów ).
Główną składową kosztów inwestycji drogowych są koszty związane z robotami ziemnymi. Dlatego należy dążyć do jak najdokładniejszego określenia zakresu tych robót, a w szczególności objętości mas ziemnych ( nasypów i wykopów) i odległości transportu tych mas.
Podstawą do obliczania robót ziemnych jest ich projekt wstępny lub techniczny, a więc przekrój podłużny i przekroje poprzeczne trasy. Sposoby obliczania objętości robót ziemnych dzieli się na bardziej dokładne oraz sposoby przybliżone. Stopień dokładności obliczenia objętości robót ziemnych zależy przede wszystkim od stopnia zgodności danych projektowych, przyjętych za podstawę do obliczenia tej objętości z rzeczywistymi danymi terenowymi oraz od przyjętej metody obliczenia. Obliczenia objętości wykopów oraz nasypów przeprowadza się oddzielnie. W celu określenia granic wykopów i nasypów ustala się położenie tak zwanych punktów zerowych, czyli punktów przecięcia się linii robót ziemnych z linią terenu zarówno w przekroju podłużnym, jak i w przekrojach poprzecznych. Punkty te oznaczają przejścia z wykopu w nasyp lub nasypu w wykop. W przypadku przekrojów poprzecznych odcinkowych czyli przekrojów, w których występują jednocześnie wykop i nasyp, oddzielnie określa się wielkość powierzchni wykopowych tych przekrojów oddzielnie zaś wielkości powierzchni ich nasypowych. Objętość rowów bocznych przy nasypach zalicza się do objętości wykopów.

Objętość robót ziemnych na danym odcinku trasy oblicza się na podstawie jaj przekroju podłużnego, z którego przyjmuje się dane, niezbędne do ustalenia tej objętości, a mianowicie:
* pikiety punktów zerowych niwelety,
* odległości pomiędzy przekrojami poprzecznymi,
* różnice wysokości pomiędzy rzędnymi terenu, a rzędnymi niwelety roboczej robót ziemnych ( wysokość nasypów, głębokość wykopów ).

Objętość danego nasypu lub wykopu określa się, jako sumę objętości
brył ziemi pomiędzy jego sąsiednimi pikietami.

W celu obliczenia np. objętości nasypu na odcinku trasy długości ln pomiędzy punktami A i B, należy obliczyć objętość kolejnych części tego nasypu pomiędzy każdą parą sąsiednich pikiet. Jeżeli objętość tych części oznaczyć przez V1, V2, ...Vn, to całkowitą objętość nasypu oblicza się ze wzoru:

W podobny sposób oblicza się objętość wykopu długości lw pomiędzy punktami B i C trasy.

Całkowitą objętość robót ziemnych dla projektowanej budowli inżynierskiej ustala się, obliczając poszczególne objętości kolejno następujących po sobie po sobie wykopów i nasypów oraz sumy objętości wszystkich wykopów i nasypów dla całego odcinka oddzielnie.
Do obliczania objętości brył nasypu lub wykopu pomiędzy każdą parą pikiet, rozróżnia się różne przypadki poprzecznego ukształtowania terenu w stosunku do osi trasy, mianowicie teren poziomy, teren pochylony poprzecznie, teren o kształtach nieregularnych.

Bryła nasypu pomiędzy dwiema sąsiednimi pikietami, której objętość należy obliczyć, ograniczona jest dwiema płaszczyznami pionowymi z reguły w kształci trapezu. Do obliczeń objętości są potrzebne powierzchnie tych dwóch rozgraniczających płaszczyzn oraz odległość między nimi.
Objętość bryły ograniczonej płaszczyznami w kształcie trapezów P1 (wysokości h1 ), P2 (wysokości h2 ),oddalonych od siebie o l i pochyleniu skarpy 1:n wynosi:


Powierzchnie przekrojów poprzecznych można określić na podstawie znanych wymiarów torowiska ziemnego K, h, 1:n lub 1:m.

Powierzchnia przekroju poprzecznego nasypu:


Powierzchnia przekroju poprzecznego wykopu z rowami bocznymi:

gdzie r - oznacza powierzchnię przekroju rowu.

W podanych wzorach:
K - oznacza szerokość roboczą korony torowiska ziemnego,
h - wysokość nasypu lub głębokość wykopu w osi trasy,
h0 - głębokość rowu,
d - szerokość rowu w dnie,
m - ctg kąta pochylenia skarpy wykopu,
n - ctg kąta pochylenia skarpy nasypu.
Wyżej podane wzory służą do obliczenia powierzchni przekrojów w terenie poziomym. Dla terenów pochyłych w kierunku poprzecznym do trasy przy obliczaniu powierzchni przekrojów poprzecznych trzeba zwrócić uwagą na kont pochylenia terenu do poziomu.

Poniżej przedstawiono tabelę do obliczania objętości robót ziemnych na podstawie powierzchni przekroi oraz odległości pomiędzy nimi. W celu zwiększenia dokładności obliczeń objętości robót ziemnych należy zmniejszyć odległości pomiędzy sąsiednimi przekrojami poprzecznymi oraz jak najdokładniej przeprowadzić obliczenia powierzchni przekrojów poprzecznych.
Na podstawie wyników z poniższej tabeli sporządza się wykresy objętości mas ziemnych, ich odległości transportu oraz dobiera się sprzęt transportowy (moment transportu).


Tabelę do obliczeń przygotowano w Microsoft Excel 97.
Tabela została przygotowana do obliczenia objętości robót ziemnych, objętości do zużycia na miejscu, nadmiarów, oraz algebraicznej sumy objętości od początkowego przekroju. Dane do obliczeń należy wpisać do pierwszych czterech kolumn tabeli, pozostałe zostaną obliczone automatycznie. W pierwszej kolumnie pt. "Kilometry" należy wpisać kilometr (całkowita liczba) na którym znajduje się przekrój, w drugiej kolumnie pt. "Hektometry i metry" należy wpisać metry (po przecinku centymetry). W trzeciej i czwartej kolumnie należy uzupełnić powierzchnie wykopu lub nasypu wcześniej obliczone na podstawie przekrojów powrzecznych.

Literatura: S. Datka, S. Lenczewski "DROGOWE ROBOTY ZIEMNE" WKiŁ, Warszawa 1979. E.Buszma, J.Domaradzki, S.Rolla "BUDOWA DRÓG" WSiP, Wrocław 1978.