Земляные сооружения, способы разработки, механизация работ
земляными работами.
В промышленном и гражданском строительстве земляные работы выполняют при устройстве траншей и котлованов, при возведении земляного полотна дорог, а также планировке площадок. Все эти земляные сооружения создают путем образования выемок в грунте или возведения из него насыпей.
Земляные работы имеют весомый удельный вес в общей стоимости (более 10%) и трудоемкости (более 20%) СМР.
Земляные сооружения разделяют:
по отношению к поверхности грунта
по сроку службы
по функциональному назначению
по геометрическим параметрам и пространственной форме
Постоянные сооружения, Временные сооружения
котлованами
откосами,
Важными требованиями к постоянным и временным сооружениям являются обеспечение устойчивости их боковых поверхностей — откосов. Это достигается назначением оптимальной крутизны откосов выемок и насыпей, которая выражается отношением их высоты h к заложению a — проекции откоса на горизонтальную плоскость h/a = 1/m, где m — коэффициент откоса; он зависит от вида грунта, его состояния, высоты насыпи или глубины выемки. Откосами глубоких выемок и высоких насыпей следует придавать переменную крутизну с более пологим очертанием внизу. Значение коэффициента откоса принимают по нормам с учетом конкретных условий строительства. Правильное назначение крутизны откоса имеет большое значение, так как от этого зависит устойчивость земляных сооружений, то есть их способность сохранять проектную форму и размер.
а) б) в)
а, б — траншеи с вертикальными стенками и с откосами; в-котлован под сооружение; 1 — дно (траншеи, котлована), 2 — боковая стенка траншеи; 3 — боковой откос (траншеи, котлована); 4 — бровка; 5 — берма; 6 — подошва.
Рисунок 1 — Виды земляных сооружений
Поскольку земляные сооружения устраиваются в грунтах или из грунтов, необходимо знать их основные свойства.
Грунты — это любой вид горной породы или почвы, а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека. Вид и свойства грунтов характеризуют размеры и форма зерен (частиц), их прочности, расположение и взаимосвязь. По совокупности признаков грунты делятся на группы, типы, виды и разновидности (см. СНиП, ГОСТ).
Возведение земляных сооружений
... грунта: супесь Время строительства: зима Вариант земляного сооружения: №2 Вариант фундамента: № 3 Глубина ... Траншеи-выемки, длина которых значительно превышает ширину; траншеи ... по возведению земляного полотна дорог. Главным направлением совершенствования техники производства земляных работ ... 45)*24,92] = 5295,72 м 3 m-коэффициент откоса Н-глубина траншеи Объем траншеи с откосами: V тр = Vобщ. - V = ...
скальные и нескальные.
Нескальные грунты, Несвязные
При этом содержание глинистых частиц: в песках — менее 3%, супесях — от 3 до 10%, суглинках от 10 до 30%, песчаных глинах — от 30 до 60%, тяжелых глинах — от 60%.
По степени влагосодержания различают грунты сухие (с содержанием воды до 5%), влажные (от 5 до 30%), мокрые (более 30%).
Существенное влияние на технологию производства земляных работ оказывают физические свойства грунтов: плотность, пористость, угол естественного откоса, сцепление, влажность, разрыхляемость, уплотняемость и т.д.
Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального разрыхления К р и остаточного разрыхления Кр.о.
Коэффициент первоначального разрыхления К р представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к его объему в естественном состоянии и составляет: для песчаных грунтов 1,08 — 1,17; суглинистых 1,14 — 1,28; глинистых 1,24 — 1,3. Для полускальных и скальных грунтов коэффициент Кр зависит от среднего размера куска грунта с dр и составляет обычно: при взрывании «на встряхивание» — 1,15 — 1,12 и при взрывании «на развал» — 1,3 — 1,5.
Классификация грунтов по трудности их разработки
- для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяются на 6 групп;
- для многоковшовых экскаваторов и скреперов на 2 группы;
- для бульдозеров и грейдеров на 3 группы.
Для разработки грунтов вручную принято 7 групп:
- песок, супесь, суглинок, глина, лесс — группы 1 …4;
- крупнообломочные — группа 5;
- скальные грунты — группы 6 и 7.
Группы 1-4 групп легко разрабатываются ручным и механизированным способами, последующие группы — грунты требуют предварительного рыхления, в том числе и взрывным способом.
Крутизна откосов., Определение объемов грунтовых масс при разработке котлованов и траншей.
Объем котлована. Для подсчета объема котлована, представляющего собой призматозоид (рисунок 2а), вначале определяют его размеры следующим образом:
- а = А + 0,52;
- b = В + 0,52;
а 1 = а + 2Нm; b1 = b + 2Нm,
где а и b — размеры сторон котлована понизу, м;
а 1 и b1 — размеры сторон котлована поверху, м;
- А и В-размеры фундамента понизу, м;
0,5 — рабочий зазор от края фундамента до начала откоса, м;
- Н — глубина котлована, вычисленная как разность между средней арифметической отметкой верха котлована по углам (черной — если котлован на планировочной насыпи и красной — на планировочной выемке) и отметкой дна котлована, м;
- m — коэффициент откоса, нормируемый СНиПом.
Объем котлована определяется по следующей формуле
Разработка грунта в котловане (2)
... разработке грунта к съездной траншеи, разработке грунта в котловане, погрузке ранее разработанного грунта и принимает участие в погрузке растительного слоя грунта объемом ... цикла, в состав которого входят: отрывка котлованов и траншей, устройство дренажей, усиление и подготовка оснований ... автосамосвал КамАЗ 55-10 6. Разработка недобора грунта ЙЙ группы в котловане бульдозером ДЗ-53, транспортировка его ...
а) объем котлована б) обратной засыпки; в) траншеи; 1 — объем выемки, 2 — объем обратной засыпки
Рисунок 2 — Схемы для определения объемов котлована
Объем обратной засыпки пазух котлована определяют как разность объемов котлована и подземной части сооружения.
При подсчетах объемов земляных работ следует также учитывать объем въездных и выездных траншей
где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м;
- b — ширина их понизу, принимаемая при одностороннем движении 4,5 м и при двухстороннем — 6 м;
- m — коэффициент заложения откоса котлована;
- m — коэффициент откоса (уклон) въездных или выездных траншей (от 1:10 до 1:15);
Общий объем котлована с учетом въездных и выездных траншей
где V к — объем собственного котлована, м3 ;
- n — количество въездных и выездных траншей;
V в.тр. — их объем, м3 .
Объем траншей с вертикальными стенками
или ,
где F 1 и F2 — площади траншеи в ее двух крайних поперечных сечениях;
В тр — ширина траншеи;
Н 1 и Н2 — глубина ее в двух крайних поперечных сечениях.
Объем траншеи с откосами (рисунок 2в) можно определить по вышеприведенной формуле, при этом площади поперечного сечения
Точное значение объема траншеи определяют по формуле Мурзо
Где Н 1 и Н2 — глубина в начале и в конце участка.
Для определения объемов траншей, продольный профиль траншеи делят на участок с одинаковыми уклонами, подсчитывают объемы грунта для каждого их них и суммируют.
Способы разработки грунтов, механизация работ.
Разработку грунтов при устройстве выемок различного назначения выполняют в основном механическим, гидромеханическим, взрывным и комбинированными способами.
Механический способ разработки заключается в послойном разрушении грунта рабочими органом землеройной машины.
Последние подразделяются на машины циклического и непрерывного действия и землеройно-транспортные.
К землеройным машинам циклического действия относятся одноковшовые экскаваторы, оборудованные прямой или обратной лопатой, драглайном, погрузчиком и планировщиком, которые производят разработку грунта навымет (выгрузку в отвал) или погрузку его в транспорт, зачистку и планировку дна и откосов траншей и котлованов.
Цепные и роторные экскаваторы относят к землеройным машинам непрерывного действия, применяются для разработки грунта линейных выемок (траншей, канав) большой протяженности.
Землеройно-транспортными машинами являются бульдозеры, скреперы (самоходные и прицепные), грейдеры и грейдеры-элеваторы, выполняющие разработку грунта при устройстве выемок и насыпей большой протяженности, а также планировочные работы.
Механический способ является основным. Этим способом разрабатывают более 80% грунтов.
Гидромеханический способ предусматривает разработку грунтов гидромониторным, землесосным и комбинированными способами. При гидромониторных разработках грунт в надводном забое разрушается под напором струи воды, выбрасываемой гидромонитором, затем образовавшаяся пульпа самотеком или грунтовым насосом подается к месту укладки. Комбинированный способ предусматривает разработку грунта в сухом забое любой землеройной машиной или в подводном забое черпаковой машиной, вода используется для транспортирования и укладки грунта. Комбинированный способ дает возможность подготовки оптимальных грунтовых смесей для намыва земляных сооружений требуемого качества.
Разработка грунта взрывным способом
... используют при послойной разработке грунтов. Взрывают каждый ряд шпуров одновременно: сначала - ближайший к забою ряд, затем - последующие, используя электрический способ взрывания или ... траншей в зимних условиях может быть применен метод рыхления мерзлого грунта щелевыми зарядами ВВ (рис. 8). Рыхление мерзлых грунтов щелевыми зарядами ВВ способствует получению при взрыве проектного контура траншеи ...
Взрывной способ основывается на использовании энергии взрыва и применяется для разрушения и направленного выброса грунта. Применяется для разрыхления мерзлых и скальных грунтов, а также для образования выемок и насыпей больших размеров.
Комбинированный способ представляет собой любое сочетание вышеперечисленных способов в зависимости от конкретных условий строительства и технико-экономического обоснования выбранного варианта.
