Грунты, их технологическая классификация, свойства

Грунты, их технологическая классификация, свойства

V_гр.=V_тв.+V_воды+V_возд.

К наиболее важным показателям определяющим физические свойства грунтов относят:

1. Плотность частиц грунта – отношение массы сухого грунта к объему его частиц без пор

2. Плотность грунта – отношение массы грунта к его объему

3. Плотность сухого грунта – отношение массы сухого грунта к его объему с порами

4. Коэффициент разрыхления – отношение объемов разрыхленного и естественного грунта

5. Внутреннее трение и сцепление f и C

Удельное сопротивление грунта резанию и копанию.

7. Влажность грунта – отношение массы воды к массе тв. частиц. Изменяется от ~12% у песков до 35% у глин. Зависят от f и C.

8. Несущая способность грунтов – способность грунта выдерживать нагрузки (работа на сжатие). Нагрузка ходового устройства на грунт должна быть <= 0,6-0,8 от несущей способности грунта

9. Классификация по трудности разработки

По СНиП установлены группы по трудности разработки: I-III категории – рыхлые грунты, IV-XI категории – скальные и полускальные. Категория скальных и полускальных пород устанавливается в зависимости от продолжительности бурения одного погонного метра породы определённым буровым инструментом. Категория грунта зависит не только от типа грунта, но и от способа его разработки.

Технология возведения качественных насыпей, последовательность работ, машины, контроль качества работ

а – разрез по оси насыпи

б – поперечное сечение насыпи

в – план на отметке отсыпки (карты отсыпки)

I, II, III – карты отсыпки соответственно:

отсыпка и увлажнение, послойное разравнивание, уплотнение.

1- слой отсыпки, 2- землевоз, 3- бульдозер, 4- уплотняющая машина.

Контроль кач.(технологический), проверяют:

— правильность размещения осевой линии поверхности земляного по­лотна в плане и высотные отметки;

— толщину снимаемого плодородного слоя грунта;

— плотность грунта в основании земляного полотна;

— влажность используемого грунта;

— толщину отсыпаемых слоев;

— однородность и плотность грунта в слоях насыпи;

— ровность поверхности;

— поперечный профиль земляного полотна (расстояние между осью и бровкой, поперечные уклоны, крутизну откосов);

— правильность выполнения водоотводных и дренажных сооружений, прослоек, укрепления откосов и обочин.

Виды котлованов, последовательность их разработки, контроль качества работ

1. Определение объема котлована

Где Vк – объём котлована, м3;

H – глубина котлована, м;

a и b – размеры дна котлована, м;

m – коэффициент заложения откоса, зависит от грунта и глубины котлована

a1 и b1 – размеры котлована поверху, м

Снятие растительного слоя

При использовании экскаваторов для разработки грунта котлована снятие растительного слоя обычно выполняют бульдозеры 10 т тяги. Бульдозер разрабатывает грунт, передвигаясь челночно от продольной оси котлована до оси кавальера.

3. Разработка грунта котлована экскаватором (прямая/обратная лопата)

Разработка котлована начинается с проходки пионерной траншеи лобовым забоем по длинной оси котлована. Последующая разработка осуществляется одинаковыми боковыми забоями в обе стороны от разрезной траншеи.

Планировка дна котлована

Планировка дна котлована необходима для устранения недобора грунта после экскавации и выравнивания слоя грунта перед уплотнением. После планировки бульдозер должен оставить такой слой грунта, который после уплотнения обеспечил бы получение проектной отметки дна котлована.

Уплотнение дна котлована

Для уплотнения связного грунта обычно используют пневмошинные самоходные катки, для уплотнения несвязного – вибрационные гладковальцевые или комбинированные (вибровалец + пневматики) самоходные катки.

Контроль качества. Контролируемые параметры:

1. Отклонения отметок дна выемок от проектных при черновой разработке

2. Отклонения отметок дна выемок в местах устройства фундаментов и укладки конструкций при окончательной разработке или после доработки недоборов и восполнения переборов

3. Расстояние между поверхностью откоса и боковой поверхностью возводимого в выемке сооружения

4. Наибольшая крутизна откосов, устраиваемых без крепления в грунтах, находящихся выше уровня подземных вод

5. Максимальная глубина выемок с вертикальными стенками без креплений

6. Наибольшая высота вертикальных стенок выемок в мерзлых грунтах

7. Количество уступов и местных углублений в пределах котлована под жилые дома

8. Вид и характеристики вскрытого грунта естественных оснований под фундаменты и земляные сооружения

9. Состояние откосов и дна котлована

10. Разработка котлованов в просадочных и набухающих грунтах

Классификация креплений

Тип креплений	Наименование креплений	Характеристика выемок
Консольный (стойки-сваи удерживаются защемлением нижней части)	А. Безраспорные	Траншеи и котлованы любой ширины, глубиной до 5 м
Шпунтовые	Траншеи и котлованы глубиной до 6м с металлическим шпунтом и до 3 м — с деревянным
Б. Анкерные	Траншеи и котлованы любой ширины глубиной до 7 м
В. Распорные со стальными щитами	Траншеи шириной до 5 м и глубиной до 7,5 м
Г. Распорный(рамный) (стойки на дне, по высоте распорки)	Инвентарные конструкции ЦНИИОМТП Госстроя СССР	Траншеи глубиной до 4 м и шириной 0,8—1,9 м
Д. Подвесной	Кольцевые	Круглые выемки диаметром 3—7 м глубиной до 8 м

Рис. Принципиальные схемы типов крепления

а - безраспорный;

б -анкерный:

в - консольно-распорный;

г -распорный;

д - подкосный:

е - подвесной;

1 - щиты; 2 -стойки (сваи);

3 - анкеры; 4 - распорки;

5 - подкосы: 6 - упоры (якоря):

7 - опора; 8 - кольца

Крепление стенок котлованов и траншей состоит из следующих элементов:

- щитов или затяжек, изготовляемых в основном из до­сок или брусьев, непосредственно воспринимающих давление грунта;

- стоек, удерживающих щиты в рабочем положении;

- распорок, удерживающих стойки в вертикальном положении

Безраспорные крепления со стойками из двутавровых балок или труб.Номер двутавровой балки, а диаметр трубы и шаг их установки определяют расчетом. Погружение стоек в грунт осуществляется забивкой или погружением в скважины, устраиваемые буровыми установками. Забивку из досок устраивают горизонтально за полками двутавровых балок или за трубами. При неглубокой выемке забирки из досок ставят вертикально, но для обеспечения их устойчивости и восприятия бокового давления применяют прогоны, скрепляемые со стойками.

Распорное (рамное) крепление - наиболее простое в исполнении - применяется при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или маловлажных грунтах. Оно состоит из стоек, горизонтальных досок или щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи.

Преднапряженная арматура.

Наиболее эффективным мероприятием, обеспечивающим использование стали повышенной прочности в бетоне растянутой зоны железобетонных конструкций без снижения их эксплуатационных качеств, является предварительное напряжение путем искусственного натяжения арматуры и обжатия бетона.

Железобетонными предварительно напряженными называются такие конструкции, изделия и элементы, в которых предварительно, т. е. в процессе изготовления, искусственно создаются собственные напряжения сжатия всего или части бетона и растяжения всей или части арматуры. Напряжения должны быть оптимально распределены в элементах конструкции.

Сущность процесса предварительного напряжения железобетона заключается в следующем. В железобетонной конструкции для арматуры применяют высокопрочную сталь. Перед укладкой бетона в конструкцию стальной арматурный стержень растягивают до напряжений в нем, меньших предела упругости, и затем конструкцию бетонируют. При затвердевании бетона происходит сцепление с ним растянутого стержня. Когда прочность бетона оказывается достаточной для обжатия, равной 0,7 или близкой к проектной, снимают усилия, растягивающие стержень. Стержень стремится вернуться к первоначальной (до приложения растягивающего усилия) длине. Бетон, сцепившийся со стержнем, не дает ему сократиться, воспринимая сжимающее усилие от стержня. В таком положении бетон оказывается сжатым, а стержень — растянутым.

{Арматуру по характеру работы можно разделить на две разновидности: на напряженную, которую используют только при армировании предварительно напряженного бетона, и на ненапряженную, которую могут использовать как при обычном армировании, так и при армировании предварительно напряженного бетона. Это подразделение крайне важно, поскольку арматура А – IV может использоваться как в качестве напряженной, так в качестве ненапряженной арматуры, а вот высокопрочная сталь – лишь в качестве напряженной.

В качестве напряженной арматуры применяют арматурную сталь с высокими механическими характеристиками. То есть предварительно напряженные конструкции укрепляют с помощью горячекатаной стали периодического профиля А-Шв, упрочненной вытяжки, горячекатаной стали периодического профиля Ат-V и Ат- VI, термически упрочненной, горячекатаной стали периодического профиля А –IV и А-V, высокопрочной арматурной проволоки, гладкой, периодического профиля В-II И Вр-П, проволочных прядей, проволочных канатов, пучков и пакетов из высокопрочной проволоки. Для преднапряженных конструкций важно иметь надежное сцепление поверхности арматуры с бетоном. Вот именно поэтому в качестве напряженной арматуры используют пряди и канаты с поверхностью сложной формы.

Если увеличить прочность напряженной арматуры, то ее эффективность повысится, поэтому в этом случае используют высокопрочную арматурную сталь. В каркасе железобетонной конструкции напряженная арматура соединяется с ненапряженной при помощи нераспределительной ненапрягаемой арматуры, то есть стержней и сеток, которые пропускаются между рядами арматуры и с наружной стороны. Поэтому возможно применение свариваемой и несвариваемой напряженной арматуры.

Конструкции, в которых была использована напряженная арматура и бетон высокой марки, наиболее рациональны. Их применение способствует снижению расходов бетона и стали, и, следовательно, уменьшает вес готовых конструкции и стоимость. Ненапряженная арматура используется в преднапряженных железобетонных конструкциях лишь как рабочая, а ненапрягаемая арматура – как рабочая, распределительная и монтажная.

Ненапрягаемая арматура должна проходит процесс сварки. Это позволит автоматизировать и механизировать арматурных работ и перейти от применения вязаной арматуры к арматурным изделиям сварным, то есть к сеткам и каркасам}

Арматурные конструкции.

Арматурными изделиями называются полуфабрикаты и готовые конструкции из арматурных элементов, используемые для производства сборных и монолитных ЖБ элементов. Чем большую степень готовности имеют арматурные изделия, тем меньшими трудозатратами можно обойтись непосредственно на строительной площадке.

Выделяются следующие виды арматуры и арматурных изделий:

· арматурные сетки — сварные и вязаные;

· каркасы — плоские и пространственные;

· хомуты;

· монтажные петли;

· канаты и пучки предварительно напрягаемой арматуры с анкерами и без них;

· закладные элементы.

Арматурные сетки сварные

Наиболее массовой продукцией являются арматурные сетки, изготовленные из крестообразно соединенных сваркой проволок или стержней.

Для производства этой металлопродукции используют проволоку арматурную или стержни диаметром более 3 мм. Сетки с диаметром продольных стержней менее 5 мм и поперечных менее 10 мм выпускают рулонными и плоскими, более этих величин — только плоскими. Ячейки сетки изготавливают квадратными или прямоугольными.

В зависимости от величины диаметра проволоки и стержней сетки условно разделяются на легкие и тяжелые. К легким относятся сетки с диаметром элементов до 10 мм. Если хотя бы в одном направлении применялись стержни свыше 12 мм, то такие сетки принадлежат к категории тяжелых.

По расположению рабочей арматуры сетки разделяют на два вида:

· рабочая арматура расположена только в одном направлении, в перпендикулярном — монтируют распределительную арматуру;

· рабочая арматура применяется для обоих направлений.

Места пересечения арматурных элементов соединяют с помощью точечной сварки.

Сетка сварная используется для армирования железобетонных элементов, кирпичной кладки, при закладке фундамента, для устройства стяжки цементных полов, армирования дорожных покрытий. Сварную арматурную сетку используют в овощеводстве и цветоводстве при возведении каркасов теплиц, а также для создания ограждений декоративного и функционального назначения. В звероводстве сетку используют для изготовления клеток.

Арматурные сетки вязаные

Вязка арматурных сеток ручным способом применяется при небольших объемах проводимых строительных работ. С этой целью используют мягкую проволоку после отжига диаметром 0,8-1,0 мм. Инструментом, применяемым для вязки, служат арматурные кусачки с немного затупленными зубцами для предотвращения откусывания проволоки.

Метод ручной вязки арматурных сеток применяют:

· в случаях, когда не удается соединить арматурные стержни сваркой, например, в некоторых узлах ферм, при производстве нетиповых строительных конструкций;

· для укрупнения арматурных изделий непосредственно на строительных площадках;

· при малых объемах армирования, когда привлечение сварочного оборудования является нецелесообразным;

· для проведения срочных работ, когда невозможен привоз готовых арматурных изделий в заданные сроки;

· при использовании для армирования отходов проволоки или стержней из несвариваемой стали.

Арматурные каркасы

Каркасы арматурные бывают плоскими и объемными.

В сварных плоских каркасах поперечные стержни располагаются в одной плоскости. В зависимости от числа продольных стержней каркасы подразделяют на двух-, трех- или четырехветвевые. Эти каркасы являются исходным материалом для создания пространственных арматурных каркасов, предназначенных для армирования растянутых или работающих на изгиб железобетонных элементов с небольшой шириной поперечного сечения. Соединяют стержни контактной сваркой, осуществляемой на высокопроизводительных многоэлектродных сварочных машинах. В случае отсутствия такого оборудования используют электродуговую сварку или способ ручной вязки.

В пространственных арматурных каркасах поперечные стержни находятся в различных плоскостях. Изготавливают эти изделия способом сборки отдельных стержней, арматурных сеток, плоских каркасов, хомутов, закладных элементов, монтажных петель. Все детали соединяют сваркой — контактной точечной или электродуговой, возможно применение вязки.

Преимущества использования готовых каркасов:

· возможность применения высокоэффективных сварочных процессов в условиях специализированных производственных цехов;

· полное отсутствие отходов арматурной стали, что обеспечивается рациональным раскроем;

· ускорение строительных работ на 30%;

· отсутствие необходимости присутствия на строительной площадке специально обученных рабочих.

Метод термоса.

Сущность метода состоит в том, чтобы бетон остывая до 0 С, смог за это время набрать критическую прочность. Учитывая это, назначают толщину и вид утеплителя опалубки. При этом методе бетонная смесь температурой 20-80 С укладывают в утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения. Обогрев ее при этом не требуется

Бетонирование с предварительным электропро­гревом смеси

Для разогрева бетонной смеси у места бетонирования (для снижения тепло потерь при транспортировании) разогрев бетона осуществляют с помощью специальных электродов, погружаемых в бетонную смесь.

При разогреве бетонная смесь теряет свою подвижность, поэтому следует вводить пластификаторы.

Разогрев можно производить:

§ непосредственно в бадьях.

§ в кузове автосамосвала

§ в автобетоносмесителях

Грунты, их технологическая классификация, свойства

V_гр.=V_тв.+V_воды+V_возд.

К наиболее важным показателям определяющим физические свойства грунтов относят:

1. Плотность частиц грунта – отношение массы сухого грунта к объему его частиц без пор

2. Плотность грунта – отношение массы грунта к его объему

3. Плотность сухого грунта – отношение массы сухого грунта к его объему с порами

4. Коэффициент разрыхления – отношение объемов разрыхленного и естественного грунта

5. Внутреннее трение и сцепление f и C