Вертикальная планировка

Цель вертикальной планировки – преобразование естественных форм рельефа в рельеф удобный для эксплуатации. Различают горизонтальную планировку, наклонную, планировку по заданной отметке без соблюдения баланса земляных работ (в застроенной территории), планировку при условии нулевого баланса земляных работ (в незастроенной территории).

Исходными материалами для вертикальной планировки являются нивелирование поверхности по квадратам или топографический план. В первом случае отметки вершин квадратов определены геометрическим нивелированием до 0.01 м. Во втором случае на топоплан наносится сетка квадратов

 

-39 -

со стороной 2 см на плане. Отметки вершин квадратов определяют графически интерполяцией по горизонталям до 0.1 м.

При проектировании наклонной площадки намечают общий уклон i₀ и направление r₀ , рис.52. Уклон i₀ назначают, исходя из условия i_min £ i₀ £ i_max и условий местности. Минимальный и максимальный уклоны нормируются СНиПами. Так при организации рельефа внутри городских кварталов i_min = 3 ^о/_оо для обеспечения водоотвода, i_max = 13 ^о/_оо во избежание размыва поверхности не заасфальтированных участков. Направление уклона r₀ выбирается, исходя из условия водоотвода с проектируемого участка. Так на рис.52 направление уклона выбрано параллельно дну лощины. Величина r₀ измеряется непосредственно по чертежу транспортиром.

 

 

	Параметры проектирования: d, H0 , X0 , Y0 , IX , IY . Пример при DV=0: d = 20 м, Н0 =42.5 м , X0=0, Y0=0, IX = +0.006, IY = -0.010 Рис. 52. Схема вертикальной планировки наклонной площадки

 

 

 

При выборе i₀ необходимо учитывать условие минимального объема земляных работ. Оно будет выполнено при оптимальном уклоне i_ОПТ = (Н₂ – Н₁) / d, где Н₂ и Н₁ – отметки конца и начала уклона, определяемые графической интерполяцией по плану, d - расстояние между ними. Если i_ОПТ находится в пределах допуска, то принимают i₀ = i_ОПТ . Если i_ОПТ > i_MAX, то принимают i₀ = i_MAX .

Для вычисления объемов земляных работ общий уклон i₀ разлагают на составляющие уклоны по осям координат площадки: I_X = i₀ cos r₀ , I_Y = i₀ sin r₀ .

На строительных чертежах направления уклонов показывают стрелками, над которыми выписывают модули уклонов: 0.006 0.010. При расчетах на ЭВМ уклоны записывают в векторной форме: I_X =+0.006, I_Y =-0.010.

При проектировании без соблюдения баланса земляных работ устанавливают проектную отметку Н₀ какой – либо точки площадки с координатами Х₀ , У₀ относительно исходной отметки Н_ИСХ . Способов множество. На рис.52 приняли за Н_ИСХ отметку отмостки существующего здания 4КЖ. Для отвода воды от здания приняли Н₀ = Н_ИСХ – 0.6 м (или 1.0 м и т.п.).

При проектировании с соблюдением баланса земляных работ отметку Н₀ можно принять любой точки площадки произвольно, например, равную отметке земли в этой точке. В этом случае расчет ведется методом последовательных приближений (метод итераций). Вычисляются суммарные объемы насыпи V_H, выемки V_В и баланс земляных работ DV= V_H + V_В (выемка с минусом). Если условие баланса не выполнено, то уточняется отметка Н₀ и новый виток вычислений. Метод итераций применим при вычислениях на ЭВМ вследствие ее быстродействия. При расчетах вручную на МК этот метод весьма трудоемок.

Расчет вертикальной планировки можно выполнить дома на компьютере по программе «Вертикальная планировка топографической поверхности – VPLTP». Вычисление объемов земляных работ в квадратах ведется по треугольным призмам, что значительно точнее, чем по n-угольным призмам. Для этого квадраты разбивают на треугольники направленными диагоналями, сообразуясь с формами рельефа. Обозначим признаки диагоналей через t _{I J} . Если диагональ проходит через левую

-40 -

 

нижнюю вершину квадрата, то t _{I J} = 1, если не проходит - t _{I J} = 0. Так на рис.52 t _{1 3} = 1, t _{1 4} = 0 и т. д. В процессе вычислений площади насыпей и выемок в неполных квадратах, в которых проходят линии нулевых работ, разбиваются на треугольники автоматически.

Схема работы программы. Вводится исходная информация в виде двух матриц: Н_{I J} (земли) от J=1 до J = n _Y и I=1 до I = n _X ; t _{I J} при J от 1 до (n _Y – 1) и от 1 до (n _X – 1). Запуск программы. Ввод параметров проектирования (см. пример по рис.52). Вычисляются проектные отметки Н_{I J} (проект) = Н₀ + (Х _i – X₀) I _X + (Y_J - Y₀) I_Y , рабочие отметки H_{I J} (раб) = Н_{I J} (проект) - Н_{I J} (земли) всех вершин квадратов.

 

 

Рис.53. Фрагмент картограммы земляных работ

 

По знакам и величинам рабочих отметок вычисляются расстояния до точек нулевых работ по каждой стороне и направленной диагонали t_{I J} квадрата. Площади насыпи и выемки разбиваются на треугольники и вычисляются объемы треугольных призм по формуле v_D = S_D S h _i (раб) / 3 – площадь треугольника, умноженная на среднюю рабочую отметку. Вычисляются объемы насыпи и выемки в каждом квадрате v_{I J} = Sv_D , суммарные объемы V_H = Sv_{I J} (насыпи), V_В = Sv_{I J} (выемки) и баланс земляных работ DV= V_H + V_В . При проектировании по заданной отметке результаты вычислений выводятся на печать. При проектировании с соблюдением баланса земляных работ уточняется отметка Н₀ = Н₀ - DV / F, где F – площадь всего участка, и новый виток вычислений. При выполнении условия DV< заданного выводятся на печать результаты вычислений: Н_{I J} (проект), h_{I J} (раб), v_{I J} (насыпи), v_{I J} (выемки), V_H, V_В, DV и, для контроля ввода исходной информации, Н_{I J} (земли) и параметры проектирования.

Результаты вычислений и исходные данные выписывают на картограмму земляных работ, рис.53.

На картограмму, составляемую в масштабе 1:500, выписывают отметки земли, проектные и рабочие отметки, объемы земляных работ. Линию нулевых работ, разграничивающую насыпи и выемки, наносят графически в соответствии с пропорцией d _H / d _В = h _H / h _В .

Площадь выемки выделяют слабой иллюминовкой.