Výkaz zemných prác a výkopov

Zemina existuje v troch stavoch a vykázané číslo sa medzi nimi mení približne o 10 až 70 percent. Rastlý stav je prirodzený, neporušený objem, ktorý odčítate z výkresov: výkopový hranol medzi existujúcim terénom a návrhovým povrchom alebo násypový hranol medzi pôvodným terénom a hotovou niveletou. Kyprý stav je vyťažený, nakyprený objem, ktorý napĺňa nákladné auto, rovný objemu v rastlom stave vynásobenému jednou plus percento nakyprenia. Zhutnený stav je uložený a zhutnený objem, ktorý zaberá hotový násyp, rovný objemu v rastlom stave vynásobenému faktorom zmrštenia.

Stavy spájajú dva faktory, oba vztiahnuté k rastlému stavu. Nakyprenie rozpína rastlý stav na kyprý a jeho inverzia, faktor nakládky, prepočítava kyprý stav späť. Zmrštenie redukuje rastlý stav na zhutnený, takže hotový násyp vždy potrebuje viac výkopu v rastlom stave alebo materiálu z výpožičky, než je jeho vlastný geometrický objem: požadovaná výpožička v rastlom stave sa rovná objemu zhutneného násypu delenému faktorom zmrštenia. Bilancovanie surového výkopu proti surovému násypu bez uplatnenia zmrštenia je klasická bilančná chyba zemných prác.

Faktory sa silne líšia podľa materiálu. Ako približné plánovacie hodnoty: zrnitý piesok a štrk sa nakypria asi o 12 až 18 percent a zmrštia asi o 5 až 14 percent; bežná zemina sa nakyprí asi o 25 percent a zmrští asi o 10 až 20 percent; íl sa nakyprí asi o 30 až 40 percent a zmrští asi o 10 až 20 percent; a rozpojená hornina sa nakyprí asi o 50 až 70 percent a má záporné zmrštenie zhruba 30 percent, pretože rozpojená hornina zaberá viac priestoru ako rastlý stav, z ktorého pochádza. Ide o publikované priemery na plánovanie; skutočné hodnoty pochádzajú z geotechnickej skúšky, objemovej hmotnosti in situ podľa ASTM D1556 alebo D6938 a maximálnej objemovej hmotnosti sušiny podľa Proctorovej skúšky podľa ASTM D698 alebo D1557.

Ktorý stav vykázať, vyplýva z účelu. Pri cenovej ponuke vychádzate z výkopu v rastlom stave a zhutneného násypu, potom pripočítate výpožičku v rastlom stave potrebnú na pokrytie prípadného nedostatku; pre dopravu a odvoz na skládku prepočítate na kyprý stav; pri násype platenom na mieste vykazujete zhutnený stav. Holý kubický meter je nejednoznačný, preto by jednotka mala byť vždy označená svojím stavom. Podľa väčšiny špecifikácií pre diaľnice v Spojených štátoch sa výkop vozovky meria v rastlom stave a násyp v zhutnenom stave, pričom dodávateľ pohlcuje nakyprenie a zmrštenie bez samostatnej platby.

Dominujú dve geometrické metódy a tá správna závisí od druhu práce. Pri líniových a cestných zemných prácach metóda priemerných plôch koncov prierezov berie plochu prierezu výkopu alebo násypu na každom staničení, spriemeruje dve susedné plochy a vynásobí vzdialenosťou medzi nimi. V jednotkách Spojených štátov sa kubické yardy rovnajú priemeru dvoch koncových plôch vynásobenému dĺžkou a delenému 27. Metóda mierne nadhodnocuje objem tam, kde sa prierezy rýchlo menia, a prizmoidálna korekcia ju spresňuje tam, kde záleží na presnosti. Presnosť závisí od rozstupu: rovný terén sa rozdeľuje na prierezy zhruba každých 50 až 100 stôp, bežne 100 stôp vo vidieckom a 50 stôp v mestskom prostredí, znížených na približne 25 stôp alebo menej na rampách, ostrých oblúkoch a rýchlo sa meniacom teréne.

Pri staveniskách, základových plochách a nádržiach, kde neexistuje jediná os, sa namiesto toho používa mriežková metóda alebo metóda bodových výšok: prekryje sa mriežka, v každom uzle sa vypočíta hĺbka výkopu alebo násypu z existujúcej mínus navrhovanej výšky a hranoly sa spočítajú. Obe metódy dávajú objem v rastlom stave pre výkop a objem v zhutnenom stave pre násyp; prepočty stavov sa uplatňujú následne, nikdy nie sú zabudované do geometrie.

Platobné a návrhové množstvo je presná čiara: od existujúceho terénu nadol po teoretický povrch výkopu alebo hotovú niveletu, pri návrhových bočných svahoch. Dodávateľ takmer vždy vykope viac, pretože zemina nedokáže stáť zvislo, ale táto zemina navyše patrí k prostriedkom a postupom, nie k meranému množstvu. Vykázanie skutočného zošikmeného hranola namiesto presnej čiary nadhodnocuje platobné množstvo o objem svahu.

Keď výkaz modeluje skutočný vyťažený hranol pre cenovú kalkuláciu, bočný svah určuje prekop. OSHA Subpart P stanovuje maximálne prípustné svahy pre výkopy do hĺbky 20 stôp, pričom ochranný systém je vyžadovaný pri 5 stopách alebo viac, pokiaľ stenu netvorí stabilná hornina, a inžiniersky návrh nad 20 stôp. Maximálne svahy sú zvislé pre stabilnú horninu, tri štvrtiny vodorovne ku jednej zvisle (asi 53 stupňov) pre zeminu typu A, jedna ku jednej (45 stupňov) pre typ B a jedna a pol ku jednej (asi 34 stupňov) pre typ C. Ide o bezpečnostné limity, nie o platobnú čiaru.

Výkop ryhy sa meria na stanovenú platobnú šírku, typicky vonkajší priemer potrubia plus pracovná vôľa na každej strane alebo šírka uvedená v zmluve alebo štandardnom detaile, bez ohľadu na to, ako široko dodávateľ kope. Vôle na stranu zhruba 150 až 300 milimetrov (6 až 12 palcov) sú skôr bežnou praxou než pevným údajom, preto si platobnú šírku overte oproti detailu ryhy v projekte. Šírka navyše nad platobnou čiarou je nákladom dodávateľa.

Objem zemných prác sa meria čistý, bez prirážky na nakyprenie, zmrštenie alebo straty zabudovanej do geometrického množstva. Toto je deklarovaná zásada v CESMM4 a zdieľajú ju NRM2, austrálsko-novozélandská metóda a DIN 18300. Navýšenie geometrie o nakyprenie a následné uplatnenie aj faktora stavu vedie k dvojitému započítaniu, a preto geometria zostáva čistá a prepočty zostávajú výslovné.

Pre zemné práce neexistuje žiadny kodifikovaný prah otvoru a drobné izolované prekážky, ako sú jednotlivé pilóty alebo malé inžinierske siete, sa ignorujú a pohlcujú. Dominantným mechanizmom pre existujúce konštrukcie a siete vo výkope je prirážka „extra over“, ktorá pripočítava náklad na výkop okolo nich alebo cez ne namiesto odpočtu ich objemu; NRM2 meria prirážku „extra over“ pre výkop popri existujúcich sieťach alebo cez ne a pre rozbíjanie horniny, železobetónu alebo murovaných konštrukcií. Odpočítavajú sa len významné otvory a tam, kde je žiaduci prah veľkosti, sa analogicky používa hodnota zhruba 1 kubický meter z konvencie pre otvory v pozemnom staviteľstve.

Výkop sa delí podľa materiálu, pretože náklad sa líši o rád podľa toho, ako ťažko sa podložie kope. Prax Spojených štátov a AASHTO oddeľuje bežný výkop, výkop horniny (materiál vyžadujúci rozrývanie alebo trhanie, pričom balvany nad stanovenou veľkosťou sa počítajú ako hornina) a výkop nevhodnej zeminy alebo podorničia, čo je mäkký alebo organický bahnitý materiál odstraňovaný pod niveletou a nahrádzaný ako vlastná platobná položka. Bežná je aj jediná neklasifikovaná položka výkopu, pri ktorej dodávateľ nesie všetko materiálové riziko. Veľkosť balvana, ktorá spúšťa klasifikáciu ako hornina, sa líši podľa úradu; niektoré používajú objem napríklad okolo 1 kubického yardu a iné skúšku rozpojiteľnosti. Podľa NRM2 a CESMM4 sa výkop delí na ornicu, materiál iný než ornica alebo hornina a horninu. Nemecký VOB s DIN 18300 nahradil staré pevné triedy zeminy projektovo špecifickými homogénnymi oblasťami.

Spôsob merania horniny sa riadi rovnakým delením. V tradícii rozpočtárstva (quantity surveying) sa hornina meria ako prirážka „extra over“ k základnému výkopu: objem horniny sa stále počíta v základnom výkope, s dodatočnou sadzbou za náročnosť, bez ohľadu na hĺbku. Prax pre diaľnice v Spojených štátoch namiesto toho meria horninu ako vlastnú samostatnú platobnú položku, ktorá nahrádza základné množstvo. Chyba v tomto buď horninu započíta dvakrát, alebo vynechá základný výkop pod ňou.

Ornica sa skrýva a deponuje oddelene od hromadného výkopu, pretože sa opätovne použije na sadové úpravy. Meria sa plochou s uvedenou priemernou hĺbkou skrývky, typicky asi 100 až 150 milimetrov (4 až 6 palcov), a možno ju vykázať aj ako objem deponie rovný ploche vynásobenej hĺbkou. NRM2 ju meria týmto spôsobom, napríklad ako odstránenie ornice hrúbky 150 milimetrov podľa plochy.

Odvoz prebytku na skládku sa rozpisuje podľa cieľového miesta, bežne sa oceňuje za dopravu podľa kyprého objemu na nákladnom aute, zatiaľ čo výkazy v rozpočtárstve ho často merajú podľa objemu výkopu v rastlom stave, z ktorého pochádza; dovezený násypový materiál sa fakturuje podľa zhutneného objemu, ktorý vytvorí na mieste. Dopravná vzdialenosť sa riadi diagramom hmôt, ktorý vynáša kumulatívny výkop mínus násyp na spoločnom základe rastlého stavu pozdĺž osi. Až po zmluvnú vzdialenosť dopravy zdarma je presun zahrnutý v základnej cene výkopu; nad ňu sa nadmerná doprava platí samostatne ako množstvo objemu krát vzdialenosť, napríklad kubický yard-staničenia alebo kubický meter-kilometre, a nie ako čistý objem.

Spojené kráľovstvo je najviac kodifikované. NRM2 a CESMM4 merajú výkop čistý v kubických metroch, s uvedeným počiatočným povrchom a redukovanou úrovňou. NRM2 zaraďuje hromadný a základový výkop do hĺbkových pásiem po 2 metroch (do 2 metrov, 2 až 4 metre, 4 až 6 metrov a tak ďalej), zatiaľ čo CESMM4 klasifikuje podľa celkovej maximálnej hĺbky. Pracovný priestor je podľa NRM2 ponechaný na uvážení dodávateľa a jeho druhé vydanie znovu zaviedlo meranie pažení zemných prác na všetkých stenách výkopu hlbších ako 250 milimetrov, či už sa to považuje za potrebné, alebo nie.

Prax pre diaľnice v Spojených štátoch nemá žiadnu zákonnú metódu merania: výkop vozovky je v rastlom stave v kubických yardoch, násyp je zhutnený, hĺbka sa nezaraďuje do pásiem a dodávateľ pohlcuje nakyprenie a zmrštenie. V Austrálii a na Novom Zélande sa inžiniersky výkop a násyp merajú podľa AS 1181, zatiaľ čo Australia and New Zealand Standard Method of Measurement pokrýva spodnú stavbu budov, kde sa hĺbka výkopu klasifikuje v 1-metrových krokoch (0 až 1, 1 až 2, 2 až 3, 3 až 4 metre, takže celková hĺbka 3,5 metra spadá do pásma 3 až 4 metre) a pracovný priestor je obvod pozdĺž základu vynásobený hĺbkou. V celej Európe VOB s DIN 18300 fakturuje podľa skutočných rozmerov s klasifikáciou materiálu podľa homogénnych oblastí.

Pri priebežnej fakturácii sa dodávateľovi platí buď projektové množstvo, alebo množstvo zamerané v teréne z konečných prierezov. Odbory pre diaľnice bežne platia projektové množstvo, keď nedôjde k zmene návrhu, a premeriavajú len pri dosiahnutí definovaného spúšťača, ako je odchýlka po sebe nasledujúcich koncových plôch nad prah (5-percentná odchýlka je bežná, ale líši sa podľa úradu), podkop, zosuv alebo sadanie. Tento platobný základ sa líši od ponukového množstva aj od objednaného množstva a tieto tri by sa nikdy nemali vykazovať jedno za druhé.