31. Projektowanie płaszczyzn bilansujących roboty ziemne.

Pracami ziemnymi nazywa się wszelkie roboty budowlane związane z wznoszeniem budowli ziemnych.

Projekt robót ziemnych można podzielić na 3 podstawowe części:

- obliczenie objętości robót

- wytyczenie realizacji

- kosztorys robót.

Projektując prace bilansujące poszukuje się rozwiązań optymalnych pod względem minimalizacji kosztów robót ziemnych, mających poważny udział w całości kosztów inwestycji, oraz skrócenia czasu wykonywania robót. Istotnym elementem jest minimalizacja objętości robót. Wynikiem rozwiązań optymalnych oprócz objętości wykopów i nasypów, są rzędne projektowanych powierzchni terenu i spadki niwelety, obliczone przy założonych warunkach ograniczających i bilansowych.

Założenia techniczno-ekonomiczne przy projektowaniu płaszczyzn bilansujących:

-wytyczne wykonania robót przygotowawczych (wylesienie i oczyszczenie terenu, wytyczenie budowli ziemnej, odprowadzenie wód powierzchniowych)

-charakterystyka techniczna budowli ziemnej (określenie rodzaju i właściwości gruntów , poziomu wody gruntowej)

-ogólną koncepcje wykonania robót

-kierunki i kolejność wykonania robót

-sposoby zabezpieczenia robót

analiza techniczno-ekonomiczna.

Podstawowym materiałem geodezyjnym wykorzystywanym przy opracowaniu projektu technicznego robót ziemnych jest mapa sytuacyjno-wysokościowa w skali 1:1000 lub 1:500 oraz wyniki bezpośrednich pomiarów terenowych wykonanych zgodnie z założeniami projektowymi np. przekroje istniejących form terenowych.

Dokładność obliczenia objętości jest ściśle związana z kosztami wykonania robót ziemnych, rozliczanymi zazwyczaj za ilość jednostek objętości gruntu / np. m³/.

Obliczona i podana w projekcie objętość robót ziemnych jest parametrem służącym przede wszystkim do rozliczenia kosztów ewentualnie do geometrycznej optymalizacji robót, natomiast wielkościami, które wykonawca budowli jest zobowiązany zrealizować, są rzędne projektowanej niwelety, projektowane spadki i wymiary określające kształt budowli oraz odpowiednie zagęszczenie gruntu w nasypie, jego wilgotność, skład fizykomechaniczny itp. Wymienione wielkości realizowane z właściwą sobie dokładnością weryfikują jednocześnie dokładność obliczenia objętości, która jest zależna nie tylko od wspomnianych wielkości, ale również od dokładności materiałów wyjściowych, a także od przyjętych metod obliczania objętości.

Jeśli przy projektowaniu niwelety nie narzucono dodatkowego warunku, iż musi ona przechodzić przez znaną wysokość punktu początkowego i końcowego trasy oraz ewentualnie podane wysokości obowiązkowych punktów pośrednich, to ustalenia przebiegu niwelety spełniającej założone wyrównania mas ziemnych wykopów i nasypów przy równoczesnej minimalizacji robót ziemnych dokonać można sposobem rachunkowym. Minimum robót ziemnych uzyskamy wtedy, gdy suma kwadratów przewyższeń Δh punktów zaprojektowanej niwelety w stosunku do odpowiadających im w pionie punktów załamania terenu będzie najmniejsza, a suma tych przewyższeń będzie równa zeru. Warunki te zostaną spełnione, jeśli dla danego profilu rzędna punktu początkowego Hp niwelety oraz jej spadek i wyniosą:

Gdzie Dk jest odległością k-tego punktu linii niwelety od jej punktu początkowego , znaną z opisu profilu podłużnego (odległość k-tego punktu załamania terenu na profilu), Wk - rzędna k-tego załamania terenu znaną z opisu profilu podłużnego, a n- liczbą wszystkich punktów profilu podłużnego.

(Po obliczeniu rzędnej punktu początkowego niwelety i jej spadku, rzędne k-tego punktu niwelety Hk wyniosą: Hk = Hp + iDk)

Kontrola: (H1=Hp)

---