Földmunka és kitermelési mennyiségszámítás

A talaj három állapotban létezik, és a megadott szám ezek között körülbelül 10–70 százalékkal változik. Az eredeti állapot a természetes, bolygatatlan térfogat, amelyet a tervekről olvasol le: a leszedési prizma a meglévő terep és a tervezési felület között, vagy a feltöltési prizma az eredeti terep és a kész szint között. A laza állapot a kiemelt, fellazult térfogat, amely megtölti a teherautót; ez az eredeti térfogat szorozva eggyel plusz a lazulási százalék. A tömörített állapot a kész töltés által elfoglalt, beépített és hengerelt térfogat; ez az eredeti térfogat szorozva a tömörödési tényezővel.

Két tényező köti össze az állapotokat, mindkettő az eredeti állapothoz viszonyítva. A lazulás az eredeti állapotot laza állapottá növeli, fordítottja, a terhelési tényező pedig a lazát visszaalakítja. A tömörödés az eredeti állapotot tömörített állapotúvá csökkenti, ezért egy kész feltöltéshez mindig több eredeti állapotú leszedett vagy kölcsönzött anyag kell, mint a saját geometriai térfogata: a szükséges kölcsönanyag eredeti állapotban a tömörített feltöltési térfogat osztva a tömörödési tényezővel. A nyers leszedés és a nyers feltöltés egyenlegezése a tömörödés alkalmazása nélkül a klasszikus földmunka-egyensúlyi hiba.

A tényezők erősen anyagfüggők. Hozzávetőleges tervezési értékként a szemcsés homok és kavics körülbelül 12–18 százalékot lazul és körülbelül 5–14 százalékot tömörödik; a közönséges föld körülbelül 25 százalékot lazul és körülbelül 10–20 százalékot tömörödik; az agyag körülbelül 30–40 százalékot lazul és körülbelül 10–20 százalékot tömörödik; a robbantott szikla pedig körülbelül 50–70 százalékot lazul, és nagyjából 30 százalékos negatív tömörödése van, mert a tört kő több helyet foglal el, mint az eredeti állapotú szikla, amelyből származik. Ezek tervezéshez közzétett átlagok; a valós értékek talajvizsgálatból származnak: a helyben mért tömörség az ASTM D1556 vagy D6938 szerint, a maximális száraz tömörség pedig Proctor-vizsgálattal az ASTM D698 vagy D1557 szerint.

Hogy melyik állapotot adod meg, az a céltól függ. Ajánlatadáshoz az eredeti állapotú leszedésből és a tömörített feltöltésből indulsz ki, majd hozzáadod a hiány pótlásához szükséges eredeti állapotú kölcsönanyagot; szállításhoz és deponáláshoz laza állapotra váltasz; helyben elszámolt töltéshez tömörített állapotot adsz meg. Egy puszta köbméter önmagában kétértelmű, ezért az egységet mindig el kell látni az állapotának jelölésével. A legtöbb egyesült államokbeli közútkezelői specifikáció szerint a pályatest kiemelését eredeti állapotban, a töltést tömörített állapotban mérik, és a vállalkozó külön térítés nélkül viseli a lazulást és a tömörödést.

Két geometriai módszer uralkodik, és a megfelelő a munka típusától függ. Vonalas és úttest jellegű földmunkánál a középső keresztmetszetterület módszer az egyes szelvényeknél felveszi a leszedés vagy feltöltés keresztmetszeti területét, két szomszédos területet átlagol, és megszorozza a köztük lévő távolsággal. Egyesült államokbeli egységekben a köbjard a két véglap területének átlaga szorozva a hosszal, osztva 27-tel. A módszer kissé túlbecsüli a térfogatot ott, ahol a szelvények gyorsan változnak, és prizmatikus korrekció finomítja, ahol a pontosság számít. A pontosság a szelvénytávolságtól függ: az egyenes terepet nagyjából 50–100 lábanként szelvényezik, jellemzően 100 lábanként vidéken és 50 lábanként városban, rámpákon, éles ívekben és gyorsan változó terepen pedig körülbelül 25 lábra vagy az alá csökkentve.

Telkeknél, épület-alaplemezeknél és tavaknál, ahol nincs egyetlen tengelyvonal, helyette rácsos vagy pontmagassági módszert használnak: rácsot fektetnek rá, minden csomópontban a meglévő mínusz a tervezett magasságból kiszámítják a leszedési vagy feltöltési mélységet, és összegzik a prizmákat. Mindkét módszer eredeti állapotú térfogatot ad a leszedésre és tömörített térfogatot a feltöltésre; az állapotok közötti átváltást utólag alkalmazzák, soha nem építik bele a geometriába.

Az elszámolási és tervezési mennyiség a névleges vonal: a meglévő tereptől a tervezett leszedési felületig vagy a kész szintig, a tervezési rézsűkkel. A vállalkozó szinte mindig ennél többet emel ki, mert a talaj nem áll meg függőlegesen, de ez a többletföld a vállalkozó kivitelezési módja és eszközei, nem a mért mennyiség. Ha a tényleges rézsűs prizmát adják meg a névleges vonal helyett, az a rézsű térfogatával túlbecsüli az elszámolási mennyiséget.

Amikor egy mennyiségszámítás költségbecslés céljából a valódi kiemelt prizmát modellezi, a rézsű határozza meg a túlkiemelést. Az OSHA Subpart P legfeljebb 20 láb mély kiemelésekre rögzíti a megengedett maximális rézsűket, 5 lábtól vagy afölött védőrendszert ír elő, hacsak a fal nem stabil szikla, 20 láb fölött pedig mérnöki tervezést. A maximális rézsűk stabil szikla esetén függőlegesek, A típusú talajnál háromnegyed vízszintes egy függőlegeshez (körülbelül 53 fok), B típusnál egy az egyhez (45 fok), C típusnál pedig másfél az egyhez (körülbelül 34 fok). Ezek biztonsági határértékek, nem az elszámolási vonal.

Az árokásást egy meghatározott elszámolási szélességig mérik, jellemzően a cső külső átmérője plusz oldalanként egy munkavégzési hézag, vagy a szerződésben, illetve a szabványos részletrajzon megadott szélesség, függetlenül attól, hogy a vállalkozó milyen szélesre ás. Az oldalankénti, nagyjából 150–300 milliméter (6–12 hüvelyk) hézag bevett gyakorlat, nem rögzített érték, ezért az elszámolási szélességet a projekt árok-részletrajzához kell igazítani. Az elszámolási vonalon túli többletszélesség a vállalkozó költsége.

A földmunka térfogatát nettó módon mérik, a geometriai mennyiségbe nem építenek be ráhagyást a lazulásra, a tömörödésre vagy a veszteségre. Ez a CESMM4-ben kimondott alapelv, és osztja a NRM2, az ausztrál és új-zélandi módszer, valamint a DIN 18300 is. Ha a geometriát lazulással felduzzasztjuk, majd még egy állapottényezőt is alkalmazunk, az kétszeres számítás, ezért marad a geometria nettó és az átváltás kifejezett.

Nincs földmunka-specifikus, kodifikált üregküszöb, a kisebb, elszigetelt akadályokat, például egy-egy cölöpöt vagy kis közművezetéket figyelmen kívül hagyják és elnyelik. A kiemelésben lévő meglévő szerkezetek és közművek kezelésének uralkodó mechanizmusa a felár (extra over), amely a köréjük vagy rajtuk át történő kiemelés költségét adja hozzá, ahelyett hogy levonná a térfogatukat; a NRM2 felárat mér a meglévő közművek mellett vagy keresztül történő kiemelésre, valamint szikla, vasbeton vagy téglafal bontására. Csak a jelentős üregeket vonják le, és ahol mérethatárra van szükség, ott analógia alapján az épületszerkezeti üregek megállapodása szerinti, nagyjából 1 köbméteres értéket használják.

A kiemelést anyag szerint bontják, mert a költség egy nagyságrenddel eltér aszerint, hogy mennyire nehéz a talajt kiásni. Az egyesült államokbeli és az AASHTO-gyakorlat elkülöníti a közönséges kiemelést, a sziklakiemelést (lazítást vagy robbantást igénylő anyag, amelynél a megadott méret feletti sziklatömböket sziklaként számolják), valamint az alkalmatlan vagy altalaj-kiemelést, amely a szint alól eltávolított és saját tételeként elszámolt puha vagy szerves iszap. Bevett az egyetlen, osztályozatlan kiemelési tétel is, amelyben a vállalkozó viseli az összes anyagkockázatot. A sziklát kiváltó sziklatömbméret hatóságonként eltér; egyesek térfogatot használnak, például körülbelül 1 köbjardot, mások lazíthatósági vizsgálatot. A NRM2 és a CESMM4 szerint a kiemelést humuszra, a humusztól vagy sziklától eltérő anyagra, valamint sziklára bontják. A német VOB a DIN 18300-zal a régi rögzített talajosztályokat projektspecifikus homogén területekre cserélte.

A szikla mérése ugyanezt a bontást követi. A mennyiségfelvevői (quantity surveying) hagyományban a sziklát az alapkiemeléshez képest felárként mérik: a sziklatérfogatot továbbra is beleszámítják az alapkiemelésbe, plusz egy kiegészítő egységárral a nehézségért, a mélységtől függetlenül. Az egyesült államokbeli közúti gyakorlat ezzel szemben a sziklát saját, külön elszámolási tételként méri, amely az alapmennyiség helyébe lép. Ennek elrontása vagy kétszer számolja a sziklát, vagy kihagyja az alatta lévő alapkiemelést.

A humuszt a tömegkiemeléstől külön szedik le és deponálják, mert a tájépítészetben újra felhasználják. Területtel mérik, megadott átlagos leszedési mélységgel, jellemzően körülbelül 100–150 milliméterrel (4–6 hüvelyk), és deponált térfogatként, vagyis terület szorozva mélységgel is megadható. A NRM2 így méri, például mint 150 milliméter vastag humusz leszedése terület szerint.

A felesleg deponálását célállomás szerint tételezik, a szállítást szokás szerint a teherautós laza térfogat alapján árazzák, míg a mennyiségfelvevői költségvetések gyakran annak a kiemelésnek az eredeti állapotú térfogatán mérik, amelyből származik; a behozott feltöltést a helyben kialakuló tömörített térfogaton számolják el. A szállítási távolságot a tömegmozgási diagram határozza meg, amely a kumulatív leszedés mínusz feltöltést közös, eredeti állapotú alapon ábrázolja a tengelyvonal mentén. A szerződéses szabad szállítási távolságig a mozgatás benne van az alapkiemelés árában; azon túl a túlszállítást külön fizetik, térfogat-távolság mennyiségként, például köbjard-szelvényként vagy köbméter-kilométerként, nem pusztán térfogatként.

Az Egyesült Királyság a leginkább kodifikált. A NRM2 és a CESMM4 a kiemelést nettó módon, köbméterben méri, a kiindulási felület és a csökkentett szint megadásával. A NRM2 a tömeg- és alapozási kiemelést 2 méteres mélységi sávokba sorolja (legfeljebb 2 méter, 2–4 méter, 4–6 méter és így tovább), míg a CESMM4 a teljes maximális mélység szerint osztályoz. A munkavégzési teret a NRM2 a vállalkozó belátására bízza, második kiadása pedig újra bevezette a földmunka-megtámasztás mérését minden 250 milliméternél mélyebb kiemelési falra, függetlenül attól, hogy szükségesnek ítélik-e.

Az egyesült államokbeli közúti gyakorlatnak nincs jogszabályban rögzített mérési módszere: a pályatest kiemelése eredeti állapotban, köbjardban értendő, a töltés tömörített, a mélységet nem sávozzák, és a vállalkozó nyeli el a lazulást és a tömörödést. Ausztráliában és Új-Zélandon a mély- és infrastruktúra-építés leszedését és feltöltését az AS 1181 szerint mérik, míg az épület-alszerkezeteket az ausztrál és új-zélandi szabványos mérési módszer fedi le, ahol a kiemelési mélységet 1 méteres lépésekben osztályozzák (0–1, 1–2, 2–3, 3–4 méter, így egy 3,5 méteres teljes mélység a 3–4 méteres sávba esik), a munkavégzési tér pedig az alaptest mentén mért kerület szorozva a mélységgel. Európa-szerte a VOB a DIN 18300-zal a tényleges méretek alapján, homogén területű anyagosztályozással számláz.

A részszámlázásnál a vállalkozó vagy a tervmennyiséget, vagy a végső keresztmetszetekből helyszínen mért mennyiséget kapja meg. A közútkezelők gyakran a tervmennyiséget fizetik, ha nincs tervmódosítás, és csak akkor mérnek újra, ha egy meghatározott kiváltó ok bekövetkezik, például az egymást követő véglapterületek egy küszöbértéken túl eltérnek (az 5 százalékos eltérés gyakori, de hatóságfüggő), továbbá alulkiemelés, csúszás vagy süllyedés esetén. Ez az elszámolási alap eltér mind az ajánlati mennyiségtől, mind a megrendelt mennyiségtől, és a hármat soha nem szabad egymásként megadni.