Bóc tách khối lượng đào đất và san nền

Đất tồn tại ở ba điều kiện, và con số báo cáo thay đổi khoảng 10 đến 70 phần trăm giữa chúng. Đất nguyên thổ là thể tích tự nhiên, nguyên trạng mà bạn đọc được từ bản vẽ: khối lăng trụ đào giữa mặt đất hiện hữu và bề mặt thiết kế, hoặc khối lăng trụ đắp giữa mặt đất ban đầu và cao độ hoàn thiện. Đất tơi xốp là thể tích đã đào lên và nở ra để lấp đầy một xe tải, bằng thể tích đất nguyên thổ nhân với một cộng phần trăm độ nở. Đất đầm chặt là thể tích đã được đặt và lu lèn mà nền đắp hoàn thiện chiếm chỗ, bằng thể tích đất nguyên thổ nhân với hệ số co ngót.

Hai hệ số kết nối các trạng thái, cả hai đều tham chiếu về đất nguyên thổ. Độ nở làm đất nguyên thổ nở ra thành đất tơi xốp, và nghịch đảo của nó là hệ số tải, chuyển đất tơi xốp trở lại. Độ co ngót làm giảm đất nguyên thổ thành đất đầm chặt, vì vậy một nền đắp hoàn thiện luôn cần nhiều đất nguyên thổ đào hoặc đất mượn hơn so với thể tích hình học của chính nó: lượng đất mượn cần thiết tính theo đất nguyên thổ bằng thể tích đất đắp đầm chặt chia cho hệ số co ngót. Bù trừ khối lượng đào thô với khối lượng đắp thô mà không áp dụng độ co ngót là sai số cân bằng đào đất kinh điển.

Các hệ số thay đổi mạnh theo vật liệu. Là các giá trị xấp xỉ để lập kế hoạch, cát và sỏi dạng hạt rời nở khoảng 12 đến 18 phần trăm và co khoảng 5 đến 14 phần trăm; đất thường nở khoảng 25 phần trăm và co khoảng 10 đến 20 phần trăm; đất sét nở khoảng 30 đến 40 phần trăm và co khoảng 10 đến 20 phần trăm; và đá nổ mìn nở khoảng 50 đến 70 phần trăm và có độ co âm khoảng 30 phần trăm, bởi vì đá vỡ chiếm nhiều không gian hơn so với khối nguyên thổ mà nó được tách ra. Đây là các giá trị trung bình đã công bố dùng cho lập kế hoạch; các giá trị thực tế đến từ thí nghiệm đất, dung trọng tại chỗ theo ASTM D1556 hoặc D6938 và dung trọng khô lớn nhất theo thí nghiệm Proctor theo ASTM D698 hoặc D1557.

Trạng thái nào để báo cáo tùy thuộc vào mục đích. Để bỏ thầu, bạn bắt đầu từ đất đào nguyên thổ và đất đắp đầm chặt, sau đó cộng thêm lượng đất mượn nguyên thổ cần thiết cho bất kỳ phần thiếu hụt nào; để vận chuyển và đổ thải, bạn quy đổi sang đất tơi xốp; đối với nền đắp được thanh toán tại chỗ, bạn báo cáo theo đất đầm chặt. Một mét khối hoặc yard khối trần trụi là mơ hồ, vì vậy đơn vị nên luôn được gắn nhãn với trạng thái của nó. Theo phần lớn tiêu chuẩn kỹ thuật đường cao tốc tại Hoa Kỳ, công tác đào nền đường được đo ở vị trí nguyên thổ và nền đắp ở vị trí đầm chặt, với nhà thầu chịu phần độ nở và độ co ngót mà không được thanh toán riêng.

Hai phương pháp hình học chiếm ưu thế, và phương pháp đúng tùy thuộc vào loại công việc. Đối với công tác đào đất tuyến tính và nền đường, phương pháp diện tích đầu trung bình lấy diện tích mặt cắt ngang đào hoặc đắp tại mỗi trắc ngang, lấy trung bình hai diện tích liền kề, và nhân với khoảng cách giữa chúng. Theo đơn vị Hoa Kỳ, số yard khối bằng trung bình của hai diện tích đầu nhân với chiều dài, chia cho 27. Phương pháp này hơi tính trội thể tích ở những nơi mặt cắt thay đổi nhanh, và hiệu chỉnh khối lăng trụ tinh chỉnh nó ở nơi cần độ chính xác. Độ chính xác phụ thuộc vào khoảng cách: mặt đất thẳng được cắt trắc ngang khoảng 50 đến 100 feet, thường là 100 feet ở vùng nông thôn và 50 feet ở đô thị, giảm xuống còn khoảng 25 feet hoặc ít hơn ở các đoạn nhánh dốc, đường cong gấp và mặt đất thay đổi nhanh.

Đối với mặt bằng, nền móng công trình và hồ, nơi không có một tuyến đơn lẻ, phương pháp lưới ô hoặc cao độ điểm được dùng thay thế: phủ một lưới ô lên, tính độ sâu đào hoặc đắp tại mỗi nút bằng cao độ hiện hữu trừ cao độ đề xuất, và cộng tổng các khối lăng trụ. Cả hai phương pháp đều tạo ra thể tích đất nguyên thổ cho phần đào và thể tích đất đầm chặt cho phần đắp; việc chuyển đổi trạng thái được áp dụng sau đó, không bao giờ tích hợp vào hình học.

Khối lượng thanh toán và thiết kế là đường biên thiết kế: từ mặt đất hiện hữu xuống tới bề mặt đào lý thuyết hoặc cao độ hoàn thiện, tại các mái dốc thiết kế. Nhà thầu hầu như luôn đào nhiều hơn mức này, vì đất không thể đứng thẳng đứng, nhưng phần đất dư đó là biện pháp và phương pháp thi công, không phải khối lượng được đo. Báo cáo khối lăng trụ có mái dốc thực tế thay vì đường biên thiết kế làm tính trội khối lượng thanh toán đúng bằng thể tích mái dốc.

Khi một bản bóc tách mô hình hóa khối lăng trụ đào thực tế để lập dự toán chi phí, mái dốc bên xác định phần đào quá mức. OSHA Subpart P quy định độ dốc cho phép tối đa cho các hố đào sâu đến 20 feet, với một hệ thống bảo vệ bắt buộc ở độ sâu 5 feet trở lên trừ khi mặt hố là đá ổn định, và một thiết kế kỹ thuật vượt quá 20 feet. Độ dốc tối đa là thẳng đứng đối với đá ổn định, ba phần tư phương ngang trên một phương đứng (khoảng 53 độ) đối với đất Loại A, một trên một (45 độ) đối với Loại B, và một rưỡi trên một (khoảng 34 độ) đối với Loại C. Đây là các giới hạn an toàn, không phải đường thanh toán.

Công tác đào hào được đo theo một bề rộng thanh toán quy định, thường là đường kính ngoài của ống cộng với khoảng hở thi công mỗi bên, hoặc một bề rộng được nêu trong hợp đồng hoặc bản vẽ chi tiết tiêu chuẩn, bất kể nhà thầu đào rộng đến đâu. Khoảng hở mỗi bên khoảng 150 đến 300 milimét (6 đến 12 inch) là thông lệ phổ biến hơn là một con số cố định, vì vậy hãy xác nhận bề rộng thanh toán theo bản vẽ chi tiết hào của dự án. Phần bề rộng vượt quá đường thanh toán là chi phí của nhà thầu.

Khối lượng đào đất được đo theo giá trị tịnh, không có khoản dự trữ cho độ nở, độ co ngót hoặc hao hụt tích hợp vào khối lượng hình học. Đây là một nguyên tắc được nêu rõ trong CESMM4 và được NRM2, phương pháp của Úc và New Zealand, cùng DIN 18300 chia sẻ. Thổi phồng hình học bằng độ nở rồi lại áp dụng một hệ số trạng thái sẽ tính trùng, đó là lý do hình học giữ ở giá trị tịnh và các phép chuyển đổi được giữ rõ ràng.

Không có ngưỡng khoảng rỗng được luật hóa riêng cho đào đất, và các vật cản đơn lẻ nhỏ như cọc đơn hoặc tuyến hạ tầng kỹ thuật nhỏ được bỏ qua và hấp thụ. Cơ chế chủ đạo đối với các kết cấu và tuyến hạ tầng hiện hữu trong khu vực đào là chi phí phụ trội, vốn cộng thêm chi phí đào vòng quanh hoặc cắt ngang qua chúng thay vì khấu trừ thể tích của chúng; NRM2 đo chi phí phụ trội cho việc đào dọc theo hoặc cắt ngang qua các tuyến hạ tầng hiện hữu và cho việc phá đá, bê tông cốt thép hoặc khối xây gạch. Chỉ những khoảng rỗng đáng kể mới được khấu trừ, và ở nơi cần một ngưỡng kích thước, con số khoảng 1 mét khối từ quy ước khoảng rỗng của công tác xây dựng được dùng theo phép loại suy.

Công tác đào được phân chia theo vật liệu bởi vì chi phí chênh lệch đến một bậc về độ lớn tùy theo việc đất khó đào đến mức nào. Thông lệ của Hoa Kỳ và AASHTO tách riêng đào thông thường, đào đá (vật liệu cần cày xới hoặc nổ mìn, với các tảng đá lớn vượt quá một kích thước quy định được tính là đá), và đào đất không phù hợp hoặc đào tầng đất dưới, vốn là bùn mềm hoặc bùn hữu cơ được lấy đi dưới cao độ và thay thế như một hạng mục thanh toán riêng. Một hạng mục đào chưa phân loại duy nhất cũng phổ biến, trong đó nhà thầu chịu toàn bộ rủi ro về vật liệu. Kích thước tảng đá kích hoạt phân loại là đá thay đổi theo từng cơ quan; một số dùng thể tích như khoảng 1 yard khối và số khác dùng thí nghiệm khả năng cày xới. Theo NRM2 và CESMM4, công tác đào được chia thành lớp đất mặt, vật liệu khác ngoài lớp đất mặt hoặc đá, và đá. VOB của Đức cùng DIN 18300 đã thay thế các nhóm đất cố định cũ bằng các vùng đồng nhất riêng theo dự án.

Cách đo đá tuân theo cùng sự phân chia đó. Theo truyền thống đo bóc khối lượng, đá được đo theo chi phí phụ trội so với phần đào nền: thể tích đá vẫn được tính trong phần đào nền, với một đơn giá bổ sung cho độ khó, bất kể độ sâu. Thông lệ đường cao tốc Hoa Kỳ thay vào đó đo đá như một hạng mục thanh toán riêng biệt, thay thế cho khối lượng nền. Làm sai điều này sẽ hoặc tính trùng đá hoặc bỏ sót phần đào nền bên dưới nó.

Lớp đất mặt được bóc và chất đống riêng tách khỏi công tác đào khối lớn, vì nó được tái sử dụng cho cảnh quan. Nó được đo theo diện tích với độ sâu bóc trung bình được nêu rõ, thường khoảng 100 đến 150 milimét (4 đến 6 inch), và cũng có thể được báo cáo dưới dạng thể tích chất đống bằng diện tích nhân với độ sâu. NRM2 đo theo cách này, ví dụ như bóc lớp đất mặt dày 150 milimét theo diện tích.

Việc đổ thải đất dư được liệt kê thành hạng mục theo điểm đến, theo thông lệ được tính giá vận chuyển dựa trên thể tích đất tơi xốp trên xe tải, trong khi các bảng đo bóc khối lượng thường đo nó theo thể tích đất nguyên thổ của phần đào mà nó đến từ đó; đất đắp nhập về được tính theo thể tích đầm chặt mà nó tạo thành tại chỗ. Cự ly vận chuyển được chi phối bởi biểu đồ điều phối khối lượng, vốn thể hiện khối lượng đào trừ đắp lũy tích trên cùng một cơ sở đất nguyên thổ dọc theo tuyến. Trong phạm vi cự ly vận chuyển miễn phí theo hợp đồng, việc di chuyển được tính trong giá đào nền; vượt quá cự ly đó, phần vận chuyển vượt được thanh toán riêng dưới dạng khối lượng theo cự ly, chẳng hạn như yard khối trắc ngang hoặc mét khối kilômét, thay vì một thể tích thuần túy.

Vương quốc Anh là nơi được luật hóa chặt chẽ nhất. NRM2 và CESMM4 đo công tác đào theo giá trị tịnh bằng mét khối, với bề mặt khởi đầu và cao độ quy đổi được nêu rõ. NRM2 phân dải công tác đào khối lớn và đào móng theo các bậc độ sâu 2 mét (không quá 2 mét, 2 đến 4 mét, 4 đến 6 mét, và cứ thế tiếp tục), trong khi CESMM4 phân loại theo tổng độ sâu lớn nhất. Khoảng không gian thi công được để cho nhà thầu tự quyết định theo NRM2, và ấn bản thứ hai của nó đã tái áp dụng việc đo gia cố vách đào cho tất cả các mặt đào sâu hơn 250 milimét, dù có được cho là cần thiết hay không.

Thông lệ đường cao tốc Hoa Kỳ không có phương pháp đo lường pháp lý: công tác đào nền đường được tính ở vị trí nguyên thổ theo yard khối, nền đắp tính theo đất đầm chặt, độ sâu không được phân dải thành các bậc, và nhà thầu chịu phần độ nở và độ co ngót. Tại Úc và New Zealand, công tác đào đắp dân dụng được đo theo AS 1181, trong khi Australia and New Zealand Standard Method of Measurement bao quát phần kết cấu ngầm của công trình xây dựng, ở đó độ sâu đào được phân loại theo các bước tăng 1 mét (0 đến 1, 1 đến 2, 2 đến 3, 3 đến 4 mét, do đó tổng độ sâu 3,5 mét rơi vào dải 3 đến 4 mét) và khoảng không gian thi công là chu vi dọc theo móng nhân với độ sâu. Trên khắp châu Âu, VOB cùng DIN 18300 tính theo kích thước thực tế với phân loại vật liệu theo vùng đồng nhất.

Đối với việc thanh toán theo tiến độ, nhà thầu được trả hoặc theo khối lượng bản vẽ hoặc theo khối lượng đo tại hiện trường từ các mặt cắt ngang cuối cùng. Các sở giao thông thường trả theo khối lượng bản vẽ khi không có thay đổi thiết kế nào, chỉ đo lại khi một điều kiện kích hoạt được xác định bị chạm tới, chẳng hạn như các diện tích đầu liên tiếp chênh lệch vượt quá một ngưỡng (chênh lệch 5 phần trăm là phổ biến nhưng tùy theo từng cơ quan), đào hụt, sạt trượt, hoặc lún. Cơ sở thanh toán này khác biệt với cả khối lượng dự thầu và khối lượng đặt hàng, và ba con số này không bao giờ được báo cáo thay cho nhau.