Phương pháp tính toán khối lượng đất san bằng theo mạng ô vuông

Tính toán khối lượng đất san bằng theo mạng ô vuông được áp dụng trong trường hợp

Khi địa hình khu vực san đơn giản, đường đồng mức thưa, ít cong lượn phức tạp, độ chênh cao nhỏ.

Trình tự tính toán

+ Tiến hành phân chia lưới ô vuông, đánh số thứ tự các đỉnh ô vuông, xác định cao trình tự nhiên các đỉnh ô vuông theo các nguyên tắc và phương pháp tương tự như phương pháp mạng ô tam giác.

+ Xác định cao trình san bằng Ho.

Trong đó:

lần lượt là tổng giá trị độ cao tự nhiên của các đỉnh có 1, 2,...,4 đỉnh ô vuông hội tụ vào.

m: là số ô vuông có trên mặt bằng.

+ Xác định khối lượng đất các ô vuông.

Các quá trình tính toán khác tương tự như phương pháp mạng ô tam giác.

Xác định hướng và cự li vận chuyển trung bình khi san đất

Mục đích

Xác định hướng và cự li vận chuyển trung bình để đưa ra các biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công san đất sao cho công vận chuyển là nhỏ nhất.

Phương pháp

+ Hướng vận chuyển đất luôn hướng từ vùng đào đến vùng đắp.

+ Khoảng cách vận chuyển trung bình được tính từ trọng tâm vùng đào đến trọng tâm vùng đắp.

Trường hợp địa hình đơn giản

Trong trường hợp địa hình đơn giản có thể sử dụng phương pháp giải tích như sau:

+ Dựng hệ trục tọa độ xoy trùng với hai cạnh của ô đất, chia ô đât thành những ô hình học đơn giản (hình 2-9.).

+ Gọi

lần lượt là các tọa độ trọng tâm của các ô đất đào và các ô đất đắp.

+ Gọi

lần lượt là khối lượng của các ô đất đào và các ô đất đắp.

+ Gọi

lần lượt là các tọa độ trọng tâm vùng đào và vùng đắp.

+ Xác định khoảng cách vận chuyển trung bình:

Trong đó:

Trường hợp địa hình phức tạp

Trong trường hợp địa hình phức tạp, không thể xác định chính xác trọng tâm vùng đào và vùng đắp, có thể áp dụng phương pháp biểu đồ CUTINOV như sau:

+ Trên mặt bằng sau khi đã xác định khối lượng các ô đất đào, đắp bằng các phương pháp đã biết và ghi trực tiếp trên mặt bằng. Lập hệ trục tọa độ theo cả hai phương. Ở mỗi phương, trục đứng thể hiện khối lượng đất san, trục hoành thể hướng vận chuyển.

+ Vẽ biểu đồ CUTINOV cho cả hai phương bằng cách cộng dồn khối lượng đất từ trên xuống dưới, từ trái qua phải, vẽ riêng cho đường đào và đường đắp (hình 2-11).

+ Biêu đồ CUTINOV thể hiện:

Khối lượng đất đào, đắp tại một điểm bất kỳ trên mặt san tính từ gốc tọa độ đã chọn.

Mặt bằng tự cân bằng đào đắp, hai đường đào và đắp gặp nhau ở cuối biểu đồ. Khi mặt bằng không tự cân bằng đào đắp hai đường đào và đắp không gặp nhau ở cuối biểu đồ, khoảng hở cuối biểu đồ chính là lượng đất sẽ phải đào đi hoặc đắp thêm vào (Vo ≠ o).

Phần diện tích giữa hai đường đào đắp là công vận chuyển đất.

Đường đào nằm trên đường đắp, hướng vận chuyển theo phương đó trùng với chiều trục toạ độ đã chọn và ngược lại.

Nếu hai đường đào đắp cắt nhau thì tại điểm cắt theo hướng đang xét đánh dấu ranh giới giữa hai khu vực tự cân bằng đào đắp. Từ điểm cắt dóng thẳng đứng lên mặt bằng sẽ chia mặt bằng ra các khu vực tự cân bằng đào đắp (hình 2.12.).

+ Công vận chuyển đất được xác định:

+ Khoảng cách vận chuyển theo các phương:

+ Khoảng cách vận chuyển trung bình:

Xác định khoảng cách và hướng vận chuyển cho công trình chạy dài

Đối với các công trình chạy dài (nền đường, đê, đập...), khoảng cách vận chuyển theo phương ngang rất nhỏ hầu như không đáng kể. Hướng và khoảng cách vận chuyển theo phương dọc có thể áp dụng phương pháp CUTINOV như sau:

+ Chia công trình thành những đoạn nhỏ với thể tích là Vi. Dựng mặt cắt dọc của công trình (hình 2-13), ghi khối lượng Vi trực tiếp trên mặt cắt đó.

+ Vẽ biểu đồ CUTINOV theo phương chạy dài của công trình bằng cách cộng dồn khối lượng từ trái qua phải (không phân biệt khối lượng đất đào hay đất đắp). Biểu đồ vừa vẽ gọi là đường tích phân công tác đất. Tính chất của biểu đồ là:

Biểu đồ đạt cực trị tại điểm ranh giới đào, đắp (O1, O2).

Tại vị trí biểu đồ cắt trục ox đánh dấu khu vực tự cân bằng đào đắp (điểm B).

Diện tích giới hạn bởi đượng tích phân và trục ox là công vận chuyển đất. Phần diện tích nằm trên trục ox (W>0) cho biết hướng vận chuyển đất trùng với chiều trục ox và ngược lại.

+ Khoảng cách vận chuyển trong mỗi khu vực cân bằng đào đắp được xác định:

Trong đó:

Lvc =Lvc: là khoảng cách vận chuyển trung bình trong khu vực tự cân bằng

W: Công vận chuyển đất trong khu vực đang xét, chính là phần diện

tích nằm giữa đường tích phân và trục ox.

max∑V: Giá trị lớn nhất của đồ thị trong khu vực đang xét.