Влияние свойств грунтов на производство работ.

В строительном производстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры и представляющие собой главным образом рыхлые и скальные породы.

Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость переработки и стоимость работ. При выборе наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики фунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, а также трудность разработки.

Плотностью называют массу 1 м3 фунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых фунтов составляет 1,6... 2,1 т/м3, а скальных неразрьгхленных грунтов —до 3,3 т/м3.

Влажность характеризуют степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. При влажности более 30% фунты считают мокрыми, а при влажности до 5% - сухими.

Липкость - способность фунта при определенной влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая липкость усложняет выфузку фунта из ковша машины или кузова, условия работы транспорта и др. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин до 0,05 МПа).

Разрыхляемость - способность фунта увеличиваться в объеме в процессе его разработки. При этом плотность фунта уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением фунта и характеризуется коэффициентом разрыхления kр. Этот коэффициент представляет собой отношение объема разрыхленного фунта к объему грунта в естественном состоянии (для песчаных кр — = 1,08... 1,17, суглинистых kр = 1,14... 1,28 и глинистых фунтов Ар =1,24... 1,3).

Уложенный в насыпь разрыхленный фунт под влиянием массы вышележащих слоев фунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т. д. уплотняется. Однако фунт не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления фунта ко.Р, значение которого для песчаных фунтов находится в пределах 1,01... 1,025, суглинистых - 1,015... 1,05, глинистых - 1,04... 1,09.

Сцепление характеризуют начальным сопротивлением фунта сдвигу, оно зависит от вида фунта и его влажности. Так, сила сцепления для песчаных фунтов составляет 0,03...0,05 МПа, для глинистых - 0,05... 0,3 МПа.

Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами фунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок) их возводят с откосами, крутизна которых определяется отношением высоты к заложению: h/a = l/m, где т - коэффициент откоса (рис. 5.1, а, д). Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса.

Удельное сопротивление резанию зависит как от свойств и показателей разрабатываемого фунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного или землеройно-транспортного оборудования. С учетом этого в строительном производстве фунты по трудности их разработки классифицируют в фуппы (ЕНиР 2-1-1, табл. 1 и 2). Так, для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на шесть, для многоковшовых экскаваторов и скреперов - на две, для бульдозеров и грейдеров - на три группы. При разработке фунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной, так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а в последнюю - трудно разрабатываемые.

Виды земляных работ.

Основными процессами переработки грунта, в результате которых создаются земляные сооружения проектных параметров: разработка грунта, его перемещение и укладка. До начала разработки грунта выполняются подготовительные процессы, а в процессе возведения земляных сооружений и до них выполняются вспомогательные процессы (разбивка земляных сооружений; водоотлив и водопонижение УГВ; крепление стенок выемок; закрепление грунтов). Комплекс этих процессов называется земляными работами.

Переработку грунта ведут различными способами:

1) механическим (при помощи машин, отделяющих грунт от земляного массива резанием);

2) гидромеханический (напором водяной струи или всасыванием грунта вместе с водой; используется при больших объемах работ, необходимости устройства насыпей с минимальной осадкой);

3) взрывным (используются взрывные вещества; рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами);

4) ручным (при мелких и рассредоточенных объемах работ с использованием специального инструмента и средств малой механизации);

5) комбинированным (сочетание нескольких способов).

При проведении земляных работ должна обеспечиваться устойчивость земляных сооружений (способность сохранять размеры и проектную форму под действием нагрузки). Устойчивость зависит от угла естественного откоса (опр. опытным путем), Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которого опр. отношением высоты к заложению: h/a=1/m, m-показатель крутизны откоса.

Выбор средств механизации зависит от объема работ, местных топографических и грунтовых условий, сроков выполнения и на основании анализа ТЭП работы землеройных машин.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами (Э.) ведется забоями:

1) Э. с прямой лопатой используются для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки Э. с погрузкой на транспортное ср-во.

2) Э. с обратной лопатой используются при разработке грунтов, расположенных ниже уровня стоянки Э и преимущественно при рытье небольших котлованов и траншей;

3) Э-драглайн – для разработки грунта, расположенного ниже уровня стоянки Э.; при рытье глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработка грунта из-под воды и т.п.;

4) Э-грейфер – для рытья колодцев, узких глубоких котлованов, траншей.

Скреперами выполняется отрывка котлована и планировка поверхности (набирается грунт различными способами и перемещается по разным траекториям движения).

Бульдозеры – разработка грунта в неглубоких и протяженных выемках и резервах для перемещения его в насыпи; дальность перемещения до 100м; можно использовать для устройства обратной засыпки траншей и пазух котлованов, для разравнивания и планировки грунта Разработка ведется ярусами от начала выемки к середине.

Уплотнение грунта – выполняют при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратной засыпке траншей и пазух котлованов. Уплотнение ведется различными катками. Сначала грунт разравнивается, далее уплотняется путем последовательных круговых проходок катка по всей поверхности.

Грейдеры – используются для планировки полотна дорог и откосов по ним.