Mängdberäkning för markarbete och schakt

Jord förekommer i tre tillstånd, och det redovisade talet ändras med ungefär 10 till 70 procent mellan dem. Fast mått är den naturliga, orörda volym du läser av på ritningarna: skärningsprismat mellan befintlig mark och den projekterade ytan, eller fyllningsprismat mellan ursprunglig mark och färdig nivå. Löst mått är den uppgrävda, uppsvällda volym som fyller ett lastbilsflak, lika med fast mått multiplicerat med ett plus svällprocenten. Packat mått är den utlagda och vältade volym som en färdig bank upptar, lika med fast mått multiplicerat med krympfaktorn.

Två faktorer förbinder tillstånden, båda relaterade till fast mått. Svällning expanderar fast mått till löst mått, och dess invers, lastfaktorn, omvandlar löst mått tillbaka. Krympning reducerar fast mått till packat mått, så en färdig fyllning kräver alltid mer skärning eller lånejord i fast mått än sin egen geometriska volym: den lånejord som behövs uttryckt i fast mått är lika med den packade fyllningsvolymen dividerad med krympfaktorn. Att kvitta rå skärning mot rå fyllning utan att tillämpa krympning är det klassiska balansfelet i markarbete.

Faktorerna varierar kraftigt med materialet. Som ungefärliga planeringsvärden sväller friktionsmaterial som sand och grus omkring 12 till 18 procent och krymper omkring 5 till 14 procent; vanlig jord sväller omkring 25 procent och krymper omkring 10 till 20 procent; lera sväller omkring 30 till 40 procent och krymper omkring 10 till 20 procent; och sprängsten sväller omkring 50 till 70 procent och har en negativ krympning på ungefär 30 procent, eftersom krossad sten upptar mer plats än det fasta berg den kom från. Detta är publicerade medelvärden för planering; de verkliga värdena kommer från en geoteknisk undersökning, med densitet in situ enligt ASTM D1556 eller D6938 och maximal torrdensitet genom Proctor-provning enligt ASTM D698 eller D1557.

Vilket tillstånd som ska redovisas följer av syftet. För ett anbud utgår du från skärning i fast mått och fyllning i packat mått och lägger sedan till den lånejord i fast mått som behövs för eventuellt underskott; för transport och bortförsel räknar du om till löst mått; för en bank som betalas på plats redovisar du packat mått. En kubikmeter utan vidare är tvetydig, så enheten bör alltid märkas med sitt tillstånd. Enligt de flesta amerikanska vägspecifikationer mäts vägschakt i fast läge och bank i packat läge, där entreprenören absorberar svällning och krympning utan separat ersättning.

Två geometriska metoder dominerar, och den rätta beror på arbetstypen. För linjärt markarbete och vägarbete tar metoden med medeltvärsnittsarea skärnings- eller fyllningstvärsnittsarean vid varje sektion, beräknar medelvärdet av två intilliggande areor och multiplicerar med avståndet mellan dem. I amerikanska enheter är kubikyarden lika med medelvärdet av de två ändareorna multiplicerat med längden, dividerat med 27. Metoden överskattar volymen något där sektionerna ändras snabbt, och en prismoidkorrektion förfinar den där noggrannheten är viktig. Noggrannheten beror på avståndet: rak mark sektioneras med ungefär 50 till 100 fot, vanligen 100 fot på landsbygd och 50 fot i tätort, minskat till omkring 25 fot eller mindre vid ramper, skarpa kurvor och snabbt föränderlig mark.

För markområden, byggplattor och dammar, där det inte finns någon enskild linjeföring, används i stället en metod med rutnät eller punkthöjder: lägg ett rutnät över ytan, beräkna skärnings- eller fyllningsdjupet i varje nod som befintlig höjd minus projekterad höjd och summera prismorna. Båda metoderna ger en volym i fast mått för skärning och en volym i packat mått för fyllning; tillståndsomvandlingarna tillämpas efteråt, aldrig inbyggda i geometrin.

Den betalda och projekterade mängden är den teoretiska linjen: befintlig mark ned till den teoretiska skärningsytan eller färdiga nivån, med projekterade släntlutningar. Entreprenören schaktar nästan alltid mer än så, eftersom jord inte kan stå lodrätt, men den extra massan är metodval, inte den mätta mängden. Att redovisa det faktiska släntade prismat i stället för den teoretiska linjen överskattar den betalda mängden med släntvolymen.

När en mängdberäkning modellerar det verkliga uppschaktade prismat för kostnadskalkylering bestämmer släntlutningen övergrävningen. OSHA Subpart P fastställer maximalt tillåtna lutningar för schakter ned till 20 fots djup, med krav på ett skyddssystem vid 5 fot eller mer om inte schaktväggen är stabilt berg, och en ingenjörsprojekterad lösning bortom 20 fot. De maximala lutningarna är lodräta för stabilt berg, tre fjärdedelar horisontellt mot ett vertikalt (omkring 53 grader) för jord av typ A, ett mot ett (45 grader) för typ B, och ett och en halv mot ett (omkring 34 grader) för typ C. Detta är säkerhetsgränser, inte betalningslinjen.

Rörgravsschakt mäts till en angiven betalningsbredd, vanligen rörets ytterdiameter plus ett arbetsutrymme på varje sida, eller en bredd som anges i kontraktet eller standardritningen, oavsett hur brett entreprenören gräver. Sidoutrymmen på ungefär 150 till 300 millimeter (6 till 12 tum) är vedertagen praxis snarare än ett fast tal, så bekräfta betalningsbredden mot projektets rörgravsritning. Överbredd utöver betalningslinjen är entreprenörens kostnad.

Volymen för markarbete mäts netto, utan något tillägg för svällning, krympning eller spill inbyggt i den geometriska mängden. Detta är en uttalad princip i CESMM4 och delas av NRM2, den australiska och nyzeeländska metoden samt DIN 18300. Att blåsa upp geometrin med svällning och därefter även tillämpa en tillståndsfaktor innebär dubbelräkning, vilket är skälet till att geometrin förblir netto och omvandlingarna förblir uttalade.

Det finns ingen kodifierad hålrumsgräns specifik för markarbete, och mindre enstaka hinder som enskilda pålar eller små ledningar ignoreras och absorberas. Den dominerande mekanismen för befintliga konstruktioner och ledningar i schakten är tilläggspost (extra over), som lägger till kostnaden för att schakta runt eller tvärs över dem snarare än att dra av deras volym; NRM2 mäter tilläggspost för att schakta längs med eller tvärs över befintliga ledningar och för att bryta upp berg, armerad betong eller murverk. Endast betydande hålrum dras av, och där en storleksgräns önskas används värdet på ungefär 1 kubikmeter från hålrumskonventionen för byggnadsarbeten analogt.

Schakt delas upp efter material eftersom kostnaden skiljer sig med en storleksordning beroende på hur svår marken är att gräva i. Praxis i USA och enligt AASHTO skiljer på vanlig schakt, bergschakt (material som kräver rivning eller sprängning, där stenblock över en angiven storlek räknas som berg) och olämplig massa eller underjordsschakt, som är mjuk eller organisk dy som tas bort under nivån och ersätts som en egen betalningspost. En enda oklassificerad schaktpost är också vanlig, där entreprenören tar hela materialrisken. Den blockstorlek som utlöser berg varierar mellan myndigheter; vissa använder en volym på omkring 1 kubikyard och andra ett rivbarhetstest. Enligt NRM2 och CESMM4 delas schakt upp i matjord, annat material än matjord eller berg, samt berg. Tysklands VOB med DIN 18300 ersatte de gamla fasta jordklasserna med projektspecifika homogena områden.

Hur berg mäts följer samma uppdelning. I mängdberäkningstraditionen mäts berg som tilläggspost utöver basschakten: bergvolymen räknas fortfarande med i basgrävningen, med ett tilläggspris för svårigheten, oavsett djup. Amerikansk vägpraxis mäter i stället berg som en egen separat betalningspost som ersätter basmängden. Att göra fel här innebär antingen att berget dubbelräknas eller att basgrävningen under det utelämnas.

Matjord skalas av och läggs upp separat från massschakten, eftersom den återanvänds för markanläggning. Den mäts efter yta med ett angivet genomsnittligt avtagningsdjup, vanligen omkring 100 till 150 millimeter (4 till 6 tum), och kan även redovisas som en upplagsvolym, yta multiplicerad med djup. NRM2 mäter den på detta sätt, till exempel som borttagning av matjord 150 millimeter tjock efter yta.

Bortförsel av överskott specificeras efter destination, prissatt för transport konventionellt på den lösa flakvolymen, medan mängdförteckningar ofta mäter den på volymen i fast mått för den schakt den kom från; tillförd fyllning faktureras på den packade volym den bildar på plats. Transportavståndet styrs av massdispositionsdiagrammet, som ritar upp kumulativ skärning minus fyllning på en gemensam basis i fast mått längs linjeföringen. Upp till ett avtalat fritt transportavstånd ingår förflyttningen i baspriset för schakt; bortom det betalas övertransport separat som en mängd av volym och avstånd, till exempel kubikyard-sektioner eller kubikmeter-kilometer, snarare än en ren volym.

Storbritannien är mest kodifierat. NRM2 och CESMM4 mäter schakt netto i kubikmeter, med startytan och den reducerade nivån angivna. NRM2 indelar mass- och grundschakt i djupstadier om 2 meter (högst 2 meter, 2 till 4 meter, 4 till 6 meter och så vidare), medan CESMM4 klassificerar efter totalt maximalt djup. Arbetsutrymmet överlåts till entreprenörens bedömning enligt NRM2, och dess andra upplaga återinförde mätning av schaktstöd för alla schaktväggar djupare än 250 millimeter, oavsett om det bedöms nödvändigt eller inte.

Amerikansk vägpraxis har ingen lagstadgad mätmetod: vägschakt anges i fast läge per kubikyard, bank anges packat, djupet indelas inte i stadier, och entreprenören absorberar svällning och krympning. I Australien och Nya Zeeland mäts skärning och fyllning för anläggningsarbeten enligt AS 1181, medan Australia and New Zealand Standard Method of Measurement omfattar byggnadsgrunder, där schaktdjupet klassificeras i steg om 1 meter (0 till 1, 1 till 2, 2 till 3, 3 till 4 meter, så ett totalt djup på 3,5 meter hamnar i bandet 3 till 4 meter) och arbetsutrymmet är omkrets längs grundsulan multiplicerat med djup. Över hela Europa faktureras enligt VOB med DIN 18300 efter faktiska mått med materialklassificering i homogena områden.

Vid delfakturering betalas entreprenören antingen den projekterade mängden eller en fältmätt mängd från slutliga tvärsnitt. Vägmyndigheter betalar vanligen den projekterade mängden när ingen projekteringsändring sker, och mäter om endast när en definierad utlösande faktor inträffar, såsom att intilliggande ändareor avviker utöver ett tröskelvärde (en avvikelse på 5 procent är vanlig men myndighetsspecifik), underschaktning, ett skred eller en sättning. Denna betalningsgrund skiljer sig från både anbudsmängden och beställningsmängden, och de tre får aldrig redovisas som om de vore varandra.