محاسبه حجم عملیات خاکی از مهمترین مراحل در اجرای یک پروژه عمرانی می باشد. بسته به شرایط هر منطقه و وجود و یا عدم وجود تاسیسات، تجهیزات و بنا های دیگر، مستحدثات، ابنیه فنی و عوامل دیگر حجم عملیات خاکی متفاوت خواهد بود.
اگر در یک منطقه صرفاً عملیات های خاکی، شامل عملیات خاکبرداری و یا تنها عملیات خاکریزی باشد، پروفیل های تهیه شده یکسان خواهند بود. در این موارد سطح پروفیل ها و هم چنین فاصله بین هر 2 پروفیل محاسبه می گردد. حاصل ضرب این 2 مقدار حجم عملیات خاکی برای هر نقطه را نشان می دهد. این محاسبات برای کلیه نقاط انجام می شود و سپس مجموع حجم خاکبرداری و یا خاکریزی کلیه نقاط با هم جمع می گردد. نهایتاً حجم کلی عملیات خاکی به دست می آید. عملیات خاکی، از مهمترین مراحل اجرایی در پروژه های عمرانی است که بر اساس ضوابط خاص انجام می شود. محاسبه عملیات خاکی نیز بسته به نوع عملیات های خاکی، متفاوت می باشد. استفاده از نرم افزار های مربوطه، می تواند این محاسبات را آسان نماید.
عملیات خاکی به کلیه عملیاتی که جهت تسطیح و آماده سازی اراضی، تمیز سازی بستر و حریم راه، خاکریزی و خاکبرداری برای مقاصد مختلف عمرانی همچون راهسازی و ساختمان سازی، انجام می شود، عملیات خاکی اطلاق می شود. عملیات های خاکی می بایست بر اساس نقشه های اجرایی و یا دستورات دستگاه نظارت صورت پذیرند. در واقع در نقشه های اجرایی ابعاد و اندازه های لازم برای تمامی عملیات های خاکی مانند خاکریزی و خاکبرداری و به عبارتی حجم عملیات خاکی مشخص می شود.
اگر عملیات های خاکی هم شامل خاکبرداری و هم خاکریزی باشد، لازم است که نقطه عطف یعنی جایی که عملیات های خاکی از خاکبرداری به خاکریزی تبدیل می شود و یا بالعکس را تعیین نموده و فاصله آن تا پروفیل خاکبرداری و خاکریزی را محاسبه و سپس حجم آن محاسبه می شود. به این صورت که مجموع 2 سطح مذکور را تعیین می کنیم و پس از آن سطح مربوط به پروفیل خاکبرداری را در فاصله 2 پروفیل ضرب نموده و حاصل را به مجموع 2 سطح تقسیم می نماییم. بدین صورت فاصله نقطه عطف تا خاکبرداری تعیین می شود که اگر این فاصله خاکبرداری ضرب در سطح خاکبرداری شود، نصف مقدار حاصله برابر با حجم خاکبرداری می باشد. در مورد خاکریزی نیز روال محاسبات به همین شکل می باشد.
اگر در یک پروفیل بخشی خاکبرداری و بخشی خاکریزی باشد و پروفیل بعدی تنها خاکبرداری باشد، برای محاسبه حجم عملیات خاکی مربوط به خاکبرداری، مشابه اولین مورد ذکر شده و برای عملیات خاکریزی، مشابه دومین مورد، عمل می کنیم.
اگر در هر 2 پروفیل مجاور، بخشی خاکبرداری و بخشی دیگر خاکریزی باشد نیز در محاسبات عملیات خاکی، قسمت خاکبرداری ها با هم و قسمت خاکریزی ها با هم و مانند اولین مورد، تعیین می شوند.
تعیین حجم خاکبرداری و خاکریزی بیشتر در عملیات تسطیح اراضی و یا در جاده سازی کاربرد دارد.
تعیین حجم خاکبرداری و خاکریزی روشی است که طی آن با برداشت های نقاط توپوگرافی مدل سه بعدی زمین و عوارض آن در نرم افزار ساخته می شود.
در این روش با توجه به سطح بهینه و یا سطح خواسته شده میزان خاکبرداری یا خاکریزی در واحد متر مکعب مشخص می گردد.
روش فوق در اصطلاح مهندسی به آن کات و فیل گویند. cut & fill
به طور کلی با داشتن نیمرخ ها ی عرضی و فواصل آن ها، می‌توان موارد ذیل را دریافت:
سطح نیمرخ ها
محاسبه حجم عملیات خاکی راهسازی بین هر دو نیمرخ متوالی
بـدین صورت که که در ابتدا سطح یکایک نیمرخ های عرضی محاسبه می‌شود.
نرم افزار های کاربردی در محاسبه حجم عملیات خاکی
برخی از نرم افزار هایی که در محاسبه حجم عملیات های خاکی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
- نرم افزار محاسبه حجم عملیات خاکی (Grade plan)
- نرم افزار راهسازی راهکار- RahkaR Road Software
- نرم افزار Auto Civil 3D
- نرم افزار Auto Land
عملیات خاکی در راهسازی
عملیات خاکی شامل کلیه کارهای لازم برای تمیز کردن بستر و حریم راه، خاکبرداری و خاکریزی خاک، سنگ یا سایر مصالح، یا در مسیر یا محدوده راه در منطقه عملیات طرح، طبق نقشه های
اجرایی یا برابر دستورات دستگاه نظارت می باشد.
- مرحله اول :
پاک کردن و ریشه کنی بستر و حریم راه
عملیات پاک کردن و ریشه کنی بستر حریم راه شامل برداشتن و به دور ریختن هرگونه مواد و مصالح زائد، نباتات و اشجار، ساختمان و ابنیه و هرگونه مانعی در تمامی حریم راه، مسیر کانالها و آبروها، محل
احداث پل و ابنیه فنی و هر ناحیه و منطقه دیگری که در نقشه های اجرایی مشخص شده است، می باشد.
پاک کردن و ریشه کنی بستر و حریم راه باید قبل از هرگونه خاکبرداری یا خاکریزی شروع شده و پایان یابد.
- مرحله دوم :
خاکبرداری و خاکریزی
برداشت هرگونه مصالح و مواد خاکی، شن و ماسه ای، قلوه سنگی و سنگی، ریزشی و لغزشی، صرف نظر از جنس و کیفیت آنها از مسیر راه، به منظور تسطیح، شیب بندی و آماده کردن مسیر اصلی راه یا راههای ورودی و خروجی و جاده های ارتباطی، موضوع عملیات خاکبرداری است.
احداث خاکریز یا بالا آوردن بستر راه با خاک و سنگ حاصله از برشها یا با مصالح قرضه موضعی،جانبی یا منتخب، آماده سازی بستر زمین طبیعی برای ریختن، پخش و کوبیدن مصالح بر روی آن، و نیز خاکریزی پشت پی ها و شالوده ها، اطراف ابنیه فنی و مستحدثات، پرکردن اطراف لوله ها، چاهها، چاهکها و گودالهای موضعی مشمول عملیات خاکریزی است.
کلیه عملیات خاکبرداری و خاکریزی باید بر اساس نقشه های اجرایی و برابر با ابعاد و اندازه های مشخص شده در نقشه ها یا دستورات دستگاه نظارت انجام شود. در حین عملیات خاکبرداری و خاکریزیباید مراقبت کامل به عمل آید تا هیچ گونه آسیبی به تأسیسات، تجهیزات، مستحدثات، ابنیه فنی، علائم و نقاط ثابت نقشه برداری، و اموال بخش دولتی و خصوصی وارد نیاید.
باید همواره با زهکشی تواماً انجام گیرد و دستگاه نظارت در هنگام نیاز می تواند در مواقع بارندگیهای شدید، به منظور حفاظت عملیات انجام شده، کارهای خاکی را متوقف سازد. کلیه خاکهای حاصل از خاکبرداری باید در خاکریزها، راههای ارتباطی، پشت پلها و پی ها مصرف
شود مگر در مواردی که دستگاه نظارت مصرف این خاکها را برای خاکریزی نامناسب و غیر قابل قبول دانسته یا زائد بر مصرف تشخیص دهد. عدم مصرف خاکهای حاصل از خاکبرداری به هر دلیل که باشد باید قبلاً به تأیید دستگاه نظارت و کارفرما برسد.
عملیات خاکی در راهسازی خاکهای غیر قابل مصرف و نیز خاکهای مناسب زائد بر مصرف باید در محلی که توسط دستگاه نظارت تعیین م یگردد، ذخیره شود. از انبار کردن این مصالح در اراضی زیر کشت، محوطه ترانشه ها، بستر رودخانه ها و نهرها و حریم راه باید خودداری شود. مصالح مرطوب یا یخ زده که در صورت خشک شدن به صورت مصالح مناسب در می آیند باید خشک شده و سپس در عملیات خاکریزی به کار برده شوند.
به منظور استفاده مصالح حاصل از خاکبرداری در کارهای بنایی و ابنیه فنی، دستگاه نظارت می تواند دستور نگهداری و انبار کردن مصالح از قبیل سنگ، شن و ماسه و غیره را که از برشها به دست می آید صادر نماید.
خاک هایی که در خاکریزی مصرف می شود باید در لایه های یکنواخت و با ضخامت ثابت در عرضخاکریزها ریخته شود.
