Przedmiar robót ziemnych i wykopów

Grunt występuje w trzech stanach, a podawana liczba zmienia się między nimi o około 10 do 70 procent. Stan rodzimy to naturalna, nienaruszona objętość odczytywana z rysunków: pryzma wykopu między istniejącym terenem a powierzchnią projektową lub pryzma nasypu między pierwotnym terenem a rzędną projektowaną. Stan spulchniony to objętość wydobytego, spęczniałego gruntu, która wypełnia samochód, równa objętości rodzimej pomnożonej przez jeden plus procent spulchnienia. Stan zagęszczony to objętość wbudowanego i zagęszczonego gruntu, jaką zajmuje gotowy nasyp, równa objętości rodzimej pomnożonej przez współczynnik osiadania.

Stany łączą dwa współczynniki, oba odniesione do stanu rodzimego. Spulchnienie przekształca stan rodzimy w spulchniony, a jego odwrotność, współczynnik załadunku, przelicza spulchniony z powrotem. Osiadanie zmniejsza objętość rodzimą do zagęszczonej, dlatego gotowy nasyp zawsze wymaga więcej wykopu rodzimego lub gruntu z dowozu niż wynosi jego własna objętość geometryczna: wymagana objętość dowozu w przeliczeniu na stan rodzimy równa się objętości nasypu zagęszczonego podzielonej przez współczynnik osiadania. Saldowanie surowego wykopu z surowym nasypem bez uwzględnienia osiadania to klasyczny błąd bilansu robót ziemnych.

Współczynniki silnie zależą od materiału. Jako przybliżone wartości do planowania: grunty sypkie, piasek i żwir, spulchniają się o około 12 do 18 procent i osiadają o około 5 do 14 procent; zwykła ziemia spulchnia się o około 25 procent i osiada o około 10 do 20 procent; glina spulchnia się o około 30 do 40 procent i osiada o około 10 do 20 procent; a skała po wysadzeniu spulchnia się o około 50 do 70 procent i wykazuje ujemne osiadanie rzędu około 30 procent, ponieważ rozkruszona skała zajmuje więcej miejsca niż calizna, z której pochodzi. Są to publikowane wartości średnie na potrzeby planowania; rzeczywiste wartości pochodzą z badania gruntu: gęstości in situ według ASTM D1556 lub D6938 oraz maksymalnej gęstości szkieletu według badania Proctora zgodnie z ASTM D698 lub D1557.

Wybór raportowanego stanu wynika z celu. Do oferty zaczyna się od wykopu rodzimego i nasypu zagęszczonego, a następnie dodaje się dowóz w stanie rodzimym potrzebny na pokrycie ewentualnego niedoboru; do transportu i wywozu przelicza się na stan spulchniony; dla nasypu rozliczanego po wbudowaniu podaje się stan zagęszczony. Sam jard sześcienny czy metr sześcienny jest niejednoznaczny, dlatego jednostkę należy zawsze opatrzyć oznaczeniem stanu. Według większości amerykańskich specyfikacji drogowych wykop drogowy mierzy się w stanie rodzimym, a nasyp w stanie zagęszczonym, przy czym wykonawca pokrywa spulchnienie i osiadanie bez odrębnej zapłaty.

Dominują dwie metody geometryczne, a wybór właściwej zależy od rodzaju robót. W robotach ziemnych liniowych i drogowych metoda średniego pola przekroju przyjmuje pole przekroju poprzecznego wykopu lub nasypu na każdej stacji, uśrednia dwa sąsiednie pola i mnoży przez odległość między nimi. W jednostkach amerykańskich jardy sześcienne równają się średniej z dwóch pól skrajnych pomnożonej przez długość i podzielonej przez 27. Metoda nieznacznie zawyża objętość tam, gdzie przekroje zmieniają się gwałtownie, a poprawka prismoidalna uściśla ją tam, gdzie liczy się dokładność. Dokładność zależy od rozstawu: teren prosty dzieli się na przekroje co około 50 do 100 stóp, zwykle co 100 stóp poza miastem i co 50 stóp w mieście, a rozstaw zmniejsza się do około 25 stóp lub mniej na rampach, ostrych łukach i przy szybko zmieniającym się terenie.

Dla terenów, płyt fundamentowych i zbiorników, gdzie nie ma jednej osi, stosuje się zamiast tego metodę siatki lub rzędnych punktowych: nakłada się siatkę, oblicza głębokość wykopu lub wysokość nasypu w każdym węźle jako różnicę rzędnej istniejącej i projektowanej, a następnie sumuje pryzmy. Obie metody dają objętość rodzimą dla wykopu i objętość zagęszczoną dla nasypu; przeliczenia stanów stosuje się dopiero później, nigdy nie wbudowując ich w geometrię.

Ilością rozliczeniową i projektową jest linia teoretyczna: od istniejącego terenu do teoretycznej powierzchni wykopu lub rzędnej projektowanej, przy projektowych skarpach bocznych. Wykonawca prawie zawsze wykonuje wykop większy niż ta granica, ponieważ grunt nie utrzyma się pionowo, ale ten dodatkowy urobek to środki i metody, a nie mierzona ilość. Podanie rzeczywistej pryzmy ze skarpą zamiast linii teoretycznej zawyża ilość rozliczeniową o objętość skarp.

Gdy przedmiar odwzorowuje rzeczywistą pryzmę wykopu na potrzeby kosztorysowania, nachylenie skarpy wyznacza naddatek wykopu. OSHA Subpart P ustala maksymalne dopuszczalne nachylenia dla wykopów o głębokości do 20 stóp, przy czym system zabezpieczeń jest wymagany przy 5 stopach lub więcej, chyba że ściana stanowi stabilną skałę, a dla głębokości powyżej 20 stóp wymagany jest projekt inżynierski. Maksymalne nachylenia wynoszą: pionowe dla stabilnej skały, trzy czwarte w poziomie do jednego w pionie (około 53 stopnie) dla gruntu typu A, jeden do jednego (45 stopni) dla typu B oraz półtora do jednego (około 34 stopnie) dla typu C. Są to granice bezpieczeństwa, a nie linia rozliczeniowa.

Wykop wąskoprzestrzenny mierzy się do określonej szerokości rozliczeniowej, zwykle do zewnętrznej średnicy rury powiększonej o luz roboczy po każdej stronie lub do szerokości podanej w umowie albo szczegółu standardowego, niezależnie od tego, jak szeroko kopie wykonawca. Luzy po jednej stronie rzędu około 150 do 300 milimetrów (6 do 12 cali) to powszechna praktyka, a nie wartość stała, dlatego szerokość rozliczeniową należy potwierdzić ze szczegółem wykopu w projekcie. Nadszerokość poza linią rozliczeniową obciąża wykonawcę.

Objętość robót ziemnych mierzy się netto, bez uwzględniania w ilości geometrycznej naddatków na spulchnienie, osiadanie czy straty. Jest to wprost zapisana zasada w CESMM4, podzielana także przez NRM2, metodę australijsko-nowozelandzką oraz DIN 18300. Powiększanie geometrii o spulchnienie, a następnie dodatkowe stosowanie współczynnika stanu, prowadzi do podwójnego liczenia, dlatego geometria pozostaje netto, a przeliczenia stanów są jawne.

Nie istnieje skodyfikowany próg pustek właściwy dla robót ziemnych, a drobne pojedyncze przeszkody, takie jak pojedyncze pale czy małe instalacje, pomija się i wlicza. Dominującym mechanizmem dla istniejących konstrukcji i instalacji w obrębie wykopu jest dopłata (extra over), która dodaje koszt wykopu wokół nich lub przez nie, zamiast potrącać ich objętość; NRM2 mierzy dopłatę za wykop wzdłuż istniejących instalacji lub w poprzek nich oraz za rozkuwanie skały, żelbetu lub muru. Potrąca się jedynie znaczące pustki, a gdy potrzebny jest próg wielkości, przez analogię przyjmuje się wartość około 1 metra sześciennego z konwencji pustek w robotach budowlanych.

Wykop dzieli się według materiału, ponieważ koszt różni się o rząd wielkości w zależności od tego, jak trudny do urabiania jest grunt. Praktyka amerykańska i AASHTO wyodrębnia wykop zwykły, wykop w skale (materiał wymagający zrywania lub wysadzania, przy czym głazy powyżej określonej wielkości liczą się jako skała) oraz wykop materiału nieprzydatnego lub podglebia, czyli miękkiego albo organicznego mułu usuwanego poniżej rzędnej i zastępowanego jako odrębna pozycja rozliczeniowa. Powszechna jest też pojedyncza pozycja wykopu nieklasyfikowanego, w której całe ryzyko materiałowe ponosi wykonawca. Wielkość głazu, od której materiał uznaje się za skałę, zależy od zarządcy; jedni stosują objętość, np. około 1 jarda sześciennego, inni próbę zrywalności. Według NRM2 i CESMM4 wykop dzieli się na ziemię urodzajną, materiał inny niż ziemia urodzajna lub skała oraz skałę. Niemieckie VOB z DIN 18300 zastąpiło dawne stałe klasy gruntu obszarami jednorodnymi określanymi dla danego projektu.

Sposób pomiaru skały wynika z tego samego podziału. W tradycji przedmiarowania (quantity surveying) skałę mierzy się jako dopłatę ponad wykop podstawowy: objętość skały nadal liczy się w wykopie podstawowym, z dodatkową stawką za trudność, niezależnie od głębokości. Amerykańska praktyka drogowa natomiast mierzy skałę jako odrębną pozycję rozliczeniową, która zastępuje ilość podstawową. Pomyłka w tym zakresie albo podwójnie liczy skałę, albo pomija wykop podstawowy pod nią.

Ziemię urodzajną zdejmuje się i składuje oddzielnie od wykopu masowego, ponieważ jest ponownie wykorzystywana do prac ogrodniczych. Mierzy się ją według powierzchni z podaną średnią głębokością zdjęcia, zwykle około 100 do 150 milimetrów (4 do 6 cali), a można ją też podać jako objętość składowiska, czyli powierzchnię pomnożoną przez głębokość. NRM2 mierzy ją w ten sposób, na przykład jako zdjęcie ziemi urodzajnej grubości 150 milimetrów według powierzchni.

Wywóz nadmiaru wykazuje się odrębnie według miejsca docelowego, zwyczajowo wyceniając transport na podstawie objętości spulchnionej na samochodzie, podczas gdy przedmiary w tradycji quantity surveying często mierzą go na podstawie objętości rodzimej wykopu, z którego pochodzi; grunt dowieziony rozlicza się na podstawie objętości zagęszczonej, jaką tworzy po wbudowaniu. Odległość transportu określa wykres mas ziemnych, który nanosi skumulowaną różnicę wykopu i nasypu na wspólnej podstawie rodzimej wzdłuż osi. Do umownej odległości transportu darmowego przewóz jest wliczony w cenę wykopu podstawowego; powyżej niej transport ponadnormatywny rozlicza się odrębnie jako ilość objętościowo-odległościową, taką jak jard sześcienny-stacja czy metr sześcienny-kilometr, a nie jako samą objętość.

Wielka Brytania jest najbardziej skodyfikowana. NRM2 i CESMM4 mierzą wykop netto w metrach sześciennych, z podaniem powierzchni rozpoczęcia robót i rzędnej obniżonej. NRM2 dzieli wykop masowy i fundamentowy na przedziały głębokości co 2 metry (nieprzekraczający 2 metrów, od 2 do 4 metrów, od 4 do 6 metrów i tak dalej), podczas gdy CESMM4 klasyfikuje według całkowitej maksymalnej głębokości. Przestrzeń robocza pozostaje w gestii wykonawcy według NRM2, a jego drugie wydanie przywróciło pomiar zabezpieczenia ścian wykopu dla wszystkich ścian o głębokości powyżej 250 milimetrów, niezależnie od tego, czy uznaje się je za konieczne.

Amerykańska praktyka drogowa nie ma ustawowej metody pomiaru: wykop drogowy podaje się w stanie rodzimym w jardach sześciennych, nasyp w stanie zagęszczonym, głębokości nie dzieli się na przedziały, a wykonawca pokrywa spulchnienie i osiadanie. W Australii i Nowej Zelandii wykop i nasyp inżynieryjny mierzy się według AS 1181, natomiast Australia and New Zealand Standard Method of Measurement obejmuje część podziemną budynku, gdzie głębokość wykopu klasyfikuje się w przedziałach co 1 metr (od 0 do 1, od 1 do 2, od 2 do 3, od 3 do 4 metrów, więc całkowita głębokość 3,5 metra wpada do przedziału od 3 do 4 metrów), a przestrzeń robocza to obwód wzdłuż stopy fundamentowej pomnożony przez głębokość. W całej Europie VOB z DIN 18300 rozlicza według rzeczywistych wymiarów, z klasyfikacją materiału w obszarach jednorodnych.

Przy rozliczeniach przejściowych wykonawca otrzymuje zapłatę albo za ilość projektową, albo za ilość zmierzoną w terenie z końcowych przekrojów poprzecznych. Zarządy dróg zwykle płacą za ilość projektową, gdy nie ma zmiany projektowej, i mierzą ponownie dopiero po spełnieniu określonego warunku wyzwalającego, takiego jak różnica kolejnych pól skrajnych przekraczająca próg (różnica 5 procent jest częsta, ale zależy od zarządcy), przegłębienie, osuwisko lub osiadanie. Ta podstawa rozliczenia jest odrębna zarówno od ilości ofertowej, jak i od ilości zleconej, i tych trzech nigdy nie należy podawać jednej za drugą.