Как посчитать объем земляных масс по геодезическим отметкам

Расчет объема траншеи

Строительство, ремонт, реконструкция зданий, сооружений, коммуникаций практически всегда сопровождается земляными работами. Для приватных усадеб, где потребности в перевалке земли немного, не так важна точность в подсчетах кубатуры перемещенных масс. При крупном же строительстве в Москве и Московском регионе, где на рытье траншей затрачивается немало времени и трудовых ресурсов, вовлекается большое количество специализированной техники, требуется точный расчет объема земляных работ для траншеи. В этом случае для верных замеров и вычислений привлекают профессиональных геодезистов, которые с помощью современных геодезических приборов выполняют высокоточные натурные измерения. Для предварительной оценки предстоящих земляных работ опытные специалисты производят расчеты объемов земляных масс по предоставленным проектным чертежам.

Знать, как производится расчет объема земли траншеи нужно и частнику, который нанимает сторонних специалистов — для контроля стоимости выполненных работ.

Как производится расчет объема земляных работ для траншеи с вертикальными стенками?

Земляные работы сегодня практически полностью механизированы. Специализированные машины и механизмы позволяют углубляться в землю с довольно точным соблюдением расчетных параметров. Это траншейные экскаваторы различной мощности и конструкции, щелерезные машины, скреперы и другие.

Траншеи роют для различных целей:

• при прокладке водопровода, теплотрассы, канализации;
• для укладки кабельных сетей;
• для установки ленточного фундамента;
• при обустройстве дренажных систем (водоотведение с участка);
• для проезда специализированного транспорта в строительный котлован.

В большинстве случаев траншея имеет форму, близкую к правильной геометрической. Если на участке прокладки трассы грунт глинистый, стабильный, — траншея обычно имеет отвесные стенки. В этом случае расчет объема траншеи выполняется по формуле параллелепипеда:

V = a ∙ h ∙ L, где:

• V — объем выемки;
• a — ширина;
• h — глубина;
• L — длина.

Вышеприведенная формула справедлива для спланированной местности, где поперечные сечения выемки по всей длине имеют одинаковые параметры.

Если же выемка имеет равномерный уклон, подсчет ведется иначе:

V = a ∙ (h1 + h2) /2 ∙ L, где (h1 + h2) /2 — полусумма глубин выемки (в начале канавы и в конце).

После укладки в траншею трубы, кабеля, выполняется обратная засыпка грунта и перераспределение на участке его излишков. При прокладке трубопровода большого диаметра с цементацией его ложа (или использованием бетонных плит) разница количества выбранной из выемки земли и земли, подлежащей обратной засыпке, довольно значительна. Расчет объема земляных работ для траншеи с учетом обратной засыпки выполняется следующим образом: из объема вырытой траншеи следует вычесть кубатуру трубы с цементной подложкой, либо кубатуру цементного короба (при его наличии), если трубопровод со всех сторон заключен в бетонные плиты.

Как посчитать объем траншеи с откосами?

Выемки в рыхлых грунтах имеют скошенные стенки. Расчет объема грунта траншеи с откосами производится по формуле: площадь трапеции (поперечного сечения в форме трапеции) умножается на длину канавы.

V = (a + b) /2 ∙ h ∙ L, где:

• V — объем;
• a — ширина канавы по дну;
• b — ширина канавы по верху;
• h — глубина выемки;
• L — длина.

Посчитать объем траншеи с откосами и перепадом высот несколько сложнее. Калькуляция выглядит как полусумма площадей двух трапеций (площади сечения начала и конца выемки) умноженная на длину траншеи.

V = (F1+ F2) /2 ∙ L, или V = ((a + b) /2 ∙ h1+ (a + b) /2 ∙ h2 ) /2 ∙ L, где:

• F1 — площадь поперечного сечения у начала углубления;
• F2 — площадь поперечного сечения в конце;
• а — ширина траншеи по дну,
• b — ширина по верхнему срезу,
• h1- глубина выемки в начале,
• h2 — глубина выемки в конце.

При сложных формах углубления, наличия расширений (для коллекторов, колодцев и прочих сооружений) расчет объема земли траншеи производится после условной разбивки общего объема на простые составляющие, подсчета их величин и суммирования.

К услугам геодезистов обращаются, если требуется подсчитать количество перемещаемых масс при обустройстве котлована, выравнивании стройплощадки, вертикальном планировании участка. Особенно актуален этот вид работ на территории со сложным рельефом. Сведущий специалист выполняет расчет объема ямы любой конфигурации, перемещаемых масс грунта не только на местности, но и в камеральных условиях, имея на руках актуальные топосхемы и проектные чертежи (либо исполнительные схемы коммуникаций).

Кто выполняет расчет объема земли траншеи?

Наша компания «Московская геодезия» на протяжении ряда лет выполняет геодезические работы любой сложности и масштабности в Москве, Московской области и других регионах страны. Уровень знаний и профессионализм наших сотрудников вывел наше предприятие в число лидеров в сфере инженерных изысканий и геодезии.

Проводимая нами ценовая политика и высокое качество выполняемых работ привлекает не только крупные строительные фирмы, но и частных застройщиков.

В числе наших преимуществ — наличие современных приборов и оборудования, точность расчетов, соблюдение оговоренных сроков, высокая квалификация специалистов.

Читайте также:

1. Расчет объема котлована
2. Расчет сыпучих материалов
3. Расчеты объемов при строительстве дорог
4. Подсчет объемов работ по чертежам

Подсчет объемов земляных масс

На начальном этапе строительства необходимой процедурой при составлении проекта и документации является выполнение такой геодезической процедуры как подсчет объемов земляных масс. На начальном этапе строительства необходимо выполнение такой геодезической процедуры как подсчет объемов земляных масс или работ. Эта обязательная процедура позволяет подсчитать стоимость строительства, а так же рассмотреть механизмы воплощения задуманного в реальность.

PreviousNext

1. 
2. 

Вычисление объемов насыпей, траншей, котлованов

Основными документами при подсчете объемов земляных работ являются продольные и поперечные профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.

Земляное сооружение является основной единицей земляных работ. Земляное сооружение это выемка или насыпь, которые образовались в результате рытья котлована, складирования сырья или обратной засыпки.

Наиболее востребованными при подсчете земляных масс являются насыпи, траншеи, котлованы. К каждому случаю подбираются свои способы и формулы расчета. Они могут зависеть от целевого назначения, от масштабов работ, от рельефных особенностей, от близости расположенных застроек. Подсчитывая объемы земляных работ при прорыве траншей или котлованов, очень важно правильно определить их размеры.

Для точного подсчета земляных масс необходимы подробные данные топографических съемок до начала работ и топографическая съемка поверхности верха грунта, насыпи, сырья, а так же дна котлована, либо любого другого материала.

После всех работ по подсчету земляных масс владельцу участка выдается картограмма земляных масс. Она представляет 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.

Приложение Л

* С учетом предварительной срезки плодородного грунта.

Ведомость объемов земляных масс

1 Содержание боковика и число строк уточняют по проектным данным.

2 Вторая строка головки таблицы предусмотрена для наименования территории, по которой приводят данные.

Понять, каким должен быть котлован для строительства и объем земляных масс намного проще, если представлены их графические иллюстрации

План земляных масс

План земляных масс

План земляных масс

План земляных масс

СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты

6 Вертикальная планировка, разработка выемок, подготовка территории под застройку гидронамывом
6.1 Вертикальная планировка, разработка выемок
6.1.1 Размеры выемок, принимаемые в проекте, должны обеспечивать размещение конструкций и механизированное производство работ по забивке свай, монтажу фундаментов, устройству изоляции, водопонижению и водоотливу и других работ, выполняемых в выемке, а также возможность перемещения людей в пазухе согласно 6.1.2. Размеры выемок по дну в натуре должны быть не менее установленных проектом.
6.1.2 При необходимости передвижения людей в пазухе расстояние между поверхностью откоса и боковой поверхностью возводимого в выемке сооружения (кроме искусственных оснований трубопроводов, коллекторов и т.п.) должно быть в свету не менее 0,6 м.
6.1.3 Минимальную ширину траншей в проекте следует принимать наибольшей из значений, удовлетворяющих следующим требованиям:
— под ленточные фундаменты и другие подземные конструкции — должна включать ширину конструкции с учетом опалубки, толщины изоляции и креплений с добавлением 0,2 м с каждой стороны;
— трубопроводы, кроме магистральных, с откосами 1:0,5 и круче — по таблице 6.1;
— трубопроводы, кроме магистральных, с откосами положе 1:0,5 — не менее наружного диаметра трубы с добавлением 0,5 м при укладке отдельными трубами и 0,3 м при укладке плетями;
— трубопроводы на участках кривых вставок — не менее двукратной ширины траншеи на прямолинейных участках;
— устройстве искусственных оснований под трубопроводы, кроме грунтовых подсыпок, коллекторы и подземные каналы — не менее ширины основания с добавлением 0,2 м с каждой стороны;
— разрабатываемых одноковшовыми экскаваторами — не менее ширины режущей кромки ковша с добавлением 0,15 м в песках и супесях, 0,1 м в глинистых грунтах, 0,4 м в разрыхленных скальных и мерзлых грунтах.

6.1.10 Наибольшую крутизну откосов траншей, котлованов и других временных выемок, устраиваемых без крепления в грунтах, находящихся выше уровня подземных вод (с учетом капиллярного поднятия воды по 6.1.11), в том числе в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, следует принимать в соответствии с требованиями, обеспечивающими безопасность труда в строительстве.
При высоте откосов более 5 м в однородных грунтах их крутизну допускается принимать по графикам приложения В. Крутизна откосов должна обеспечивать безопасность труда в строительстве. Крутизна откосов выемок, разрабатываемых в скальных грунтах с применением взрывных работ, должна быть установлена в проекте.
6.1.11 При наличии в период производства работ подземных вод в пределах выемок или вблизи их дна мокрыми следует считать не только грунты, расположенные ниже уровня грунтовых вод, но и грунты, расположенные выше этого уровня на величину капиллярного поднятия, которую следует принимать:
— 0,3 м — для крупных, средней крупности и мелких песков;
— 0,5 м — для пылеватых песков и супесей;
— 1,0 м — для суглинков и глин.
6.1.12 Крутизну откосов подводных и обводненных береговых траншей, а также траншей, разрабатываемых на болотах, следует принимать в соответствии с требованиями СП 86.13330.
6.1.13 В проекте должна быть установлена крутизна откосов грунтовых карьеров, резервов и постоянных отвалов после окончания земляных работ в зависимости от направлений рекультивации и способов закрепления поверхности откосов.
6.1.14 Максимальную глубину выемок с вертикальными незакрепленными стенками следует принимать в соответствии с требованиями, обеспечивающими безопасность труда в строительстве.

6.1.15 Наибольшую высоту вертикальных стенок выемок в мерзлых грунтах, кроме сыпучемерзлых, при среднесуточной температуре воздуха ниже минус 2°С допускается увеличивать на величину глубины промерзания грунта, но не более чем 2 м.
6.1.16 В проекте должна быть установлена необходимость временного крепления вертикальных стенок траншей и котлованов в зависимости от глубины выемки, вида и состояния грунта, гидрогеологических условий, величины и характера временных нагрузок на бровке и других местных условий.
6.1.17 Число и размеры уступов и местных углублений в пределах выемки должны быть минимальными и обеспечивать механизированную зачистку основания и технологичность возведения сооружения. Отношение высоты уступа к его основанию установлено проектом, но должно быть не менее: 1:2 — в глинистых грунтах, 1:3 — в песчаных грунтах.
6.1.18 При необходимости разработки выемок в непосредственной близости и ниже подошвы фундаментов существующих зданий и сооружений проектом должны быть предусмотрены технические решения по обеспечению их сохранности.

СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования

7.2.4. Перемещение, установка и работа машины, транспортного средства вблизи выемок (котлованов, траншей, канав и т.п.) с неукрепленными откосами разрешаются только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном организационно-технологической документацией.

При отсутствии соответствующих указаний в проекте производства работ минимальное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины допускается принимать по таблице 1.

Как посчитать объем земляных масс по геодезическим отметкам

Второе требование к технологии — это рациональное распределение ресурсов для её применения. Оптимальное соотношение качества работ, объема получаемых данных, к стоимости выполнения этих работ и стоимости оборудования для их выполнения.

Скорость выполнения работ и предоставления результатов

Заключительной особенностью является скорость получения информации. Возможность оперативного поиска данных, трансляции их в необходимом формате и работы с ними.

Как это работает
Проведение полевых работ

Проведение полевых работ с контролем точности данных, контролем сходимости данных и анализом первичного материала

Обработка первичных данных
Фотограмметрическая обработка первичных данных по объекту работ
Вычисления и систематизация информации
Вычисления объемов горных\земляных работ и систематизация полученной информации
Технология

DJI Phantom 4 Pro with Teodrone kit

Для достижения наилучших результатов мы пользуемся оборудованием компании Teodrone.ru.
Такие решения имеют адекватную стоимость и позволяют выполнять фотограмметрические работы с большой точностью, при грамотной эксплуатации и соблюдении технологии производства работ.
Гражданские БПЛА DJI Phantom 4 Pro с интегрированными GNSS решениями позволяют получать данные, по которым можно выполнять измерения с точностью до 1-3 сантиметров в плане и по высоте. Такая точность подтверждается стабильными и одинаковыми повторными измерениями одних и тех-же участков, на которых работы не производились.

Сходимость данных в таких работах является важнейшим критерием качества работ, гарантом доверия к данным и к расчетам объемов.

Отчет о обработке фотограмметрии в ПО Bentley. Данные с TEODRONE отличаются максимальной точностью и удобством работы с ними в самых популярных программных продуктах.

Анализ сходимости

Анализ сходимости позволяет вычислять области производства работ и отбраковывать некорректные данные. Мы сразу получаем информацию где производились работы и в каком объеме. На данном примере показан карьер на 16 Га, сходимость облака точек двух смежных измерений составляет 94% площади съемки = 1-5 см.

По результатам анализа мы сразу видим места производства работ и акцентируем внимание на них. Происходит вычисление объемов горных или земляных работ методом сравнения двух облаков точек.

Подобные данные позволяют отслеживать не только крупные участки выемки\насыпи но и едва заметные изменения на площадке производства работ.

Сравнение облака точек и 3D модели карьера
Вычисление объемов работ

Формирование объемов работ начинается с работы с облаками точек и 3D моделью.
Каждый элемент в пространстве отображается как геометрическое тело и имеет свой объем. Анализ сходимости локализует места интереса, а 3D моделирование позволяет вычислить искомые кубометры.

Каждый склад сыпучих материалов может быть классифицирован на общем облаке точек:
1. Вид материала
2. Фракция материала
3. Величина изменения объема складирования
4. Объем складирования

Пример цикла вычисления объемов выемки\насыпи
Период съемки: 3 дня, условный номер участка работ №1.

Облако точек первого цикла измерений

Облако точек второго цикла измерений

Анализ сходимости и поиск участков проведения работ. Зеленый цвет символизирует сходимость смежных измерений менее 5 сантиметров разницы отметок двух поверхностей между друг другом. Чем сильнее цвет отличается от зеленого — тем разница отметок двух поверхностей выше.

Построение 3D поверхности по облакам точек, исключающие предметы и технику, которые являются помехой при вычислении объемов выемки\насыпи. Формат «было — стало»

Вычисление объемов выемки\насыпи на измеряемом участке.
Периодичность съемки: 3 дня
Выемка на участке: -1295.611 м3
Насыпь на участке: +19.105 м3
Чистый объем: -1276,506 м3

Для удобства чтения чертежа результаты оформляются картограммой земляных масс. Объем учитывается только в тех квадратах где была выемка, и фиксируется именно «чистым» объемом.

Для примера результат работы оформлен в виде исполнительной геодезической схемы.

Подведём итоги:
1. Срок выполнения работ: 2 часа.
— полевой этап съемки карьера общей площадью (с прилегающими территориями) 20 Га: 40 минут
— этап выполнения фотограмметрических работ и работ по 3D моделированию: 40 минут
— камеральный этап анализа, расчетов и систематизации данных: 40 минут
2. Точность выполненных измерений: дельта 5 см.
3. Площадь съемки: 20 Га.
4. Количество точек расчетной модели на все участки: 50 000 000.

Таким образом работа выполнена быстро, точно и с огромным количеством избыточных данных, количество которых позволяет учитывать в расчетах объемов работ каждый камень или яму.

Объект работ
Работа с полученными данными

Важнейшим этапом производства работ является оформление и систематизация получаемых данных. Начиная с оформления схем и чертежей, заканчивая подготовкой данных для экспорта в CRM системы и системы аналитики и финансового учета.

Сопутствующая полезная информация №1
На примере анализа склонов измеренной поверхности

Кроме решения целевой задачи в вычислении количества кубометоров выемки\отсыпки подобный подход к получению данных позволяет видеть огромное количество сопутствующей полезной информации и пользоваться ей быстро и эффективно.

На примере — анализ склонов. Для оперативного понимания обновляемой ситуации на объекте мы сразу видим актуальное положение и параметры выработки.

Такая информация может быть полезна как с точки зрения контроля, так и с точки зрения техники безопасности на объекте производства работ.

Сопутствующая полезная информация №2
Поэтапное фото-картографирование площадки производства работ.

Каждая съемка включает в себя ортофотоплан, облако точек и цифровую модель местности. Ортофотоплан — это фотография в высоком разрешении, гео-привязанная в системе координат объекта производства работ. Имея архив таких фотоснимков достаточно просто восстанавливать, при необходимости, этапы и виды произведённых когда-либо работ.

Систематизация данных
Систематизация, актуализация и ведение архива получаемых данных.

Полученная информация оперативно выгружается на сервера компании и хранится там в течении действия договора.

Данные об объемах насыпи\выемки формируются в табличные значения по обусловленным этапам и участкам работ, дополняются и актуализируются независимо друг от друга, по результатам последних измерений на участках ведения горных\земляных работ.

Аналогично данным об объемах работ сохраняются и архивируется сопутствующая полезная информация в виде:
— ортофотопланов распределенных по датам съемки
— цифровых моделей местности в упрощенном формате LandXML
— отчеты анализов данных (склоны\откосы, горизонтальность поверхностей, водостоки\водосборы и т.п.)

Сопутствующая полезная информация выгружается на WebGIS сервер, для удобного доступа причастных лиц через любой web браузер. Данные по объемам подготавливаются для импорта в системы аналитики и системы учета финансов и передаются в режиме on-line заказчику работ.