Характеристика грунтов и способы их разработки.

Земляные работы – окомплекс строительных работ, включающий выемку (разработку) грунта, перемещение его и укладку в определённое место (процесс укладки в ряде случаев сопровождается разравниванием и уплотнением грунта). Земляные работы являются одним из важнейших элементов промышленного, гидротехнического, транспортного, жилищно-гражданского строительства. Цель земляных работ – создание инженерных сооружений из грунта (плотин, железных и автомобильных дорог, каналов, траншей и т.д.), устройство оснований зданий и сооружений, воздвигаемых из других материалов, планировка территорий под застройку, а также удаление земляных масс для вскрытия месторождений полезных ископаемых. Земляные сооружения создаются путём выемок в грунте или возведением из него насыпей. Выемка, отрываемая только для добычи грунта, называется резервом, а насыпь, образованная при отсыпке излишнего грунта, – отвалом.

В зависимости от размера частиц чаще всего принимают следующую
классификацию грунтов по фракциям:

· менее 0,005 мм – глинистые;

· 0,005-0,05 мм – пылеватые;

· 0,05-2 мм – песчаные;

· 2-20 мм – гравийные;

· 20-200 мм – галечные, щебеночные;

· более 200 мм – валуны или камни.

В зависимости от состава примесей грунты подразделяются на восемь категорий:

I–песок, супесь, мягкий суглинок, средней крепости влажный и разрыхленный без включений;

II – суглинок без включений, мелкий и средний гравии, мягкая влажная или разрыхленная глина;

III – крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная;

IV– крепкий суглинок с щебнем и галькой, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы;

V – сланцы, отвердевшие глина и лесс, очень крепкие мел, гипс, песчаники, мягкие известняки, скальные и мерзлые породы;

VI – ракушечники крепкие сланцы, известняка, песчаники средней крепости, мел, гипс;

VII – известняки, мерзлый грунт средней крепости;

VIII – скальные и мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не более1/8 ширины ковша).

Различают земляные работы открытые (на поверхности земли), подземные и подводные. Земляные работы в современном строительстве почти полностью механизированы и выполняются высокопроизводительными машинами. К подготовительным и вспомогательным земляным работам относятся: очистка территории, разбивка земляных сооружений, отвод поверхностных вод, устройство дренажа сооружений, крепление стенок выемки, закрепление грунтов и др. Основные способы земляных работ: механический, взрывной, гидромеханический.

При механическом способе земляных работ (наиболее распространённом) разработка грунта осуществляется землеройными и землеройно-транспортными машинами (экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы, погрузчики, канавокопатели и др.). Для транспортирования грунта (из выемок к месту укладки) на значительные расстояния применяется т.н. транспортный способ, при котором разработка грунта производится землеройными машинами (главным образом экскаваторами) с погрузкой в рельсовый или безрельсовый транспорт или на ленточные конвейеры.

При сооружении каналов, железных и автомобильных дорог, отрывке котлованов и траншей с перемещением грунта на небольшие расстояния (150-200 м) обычно используется бестранспортный способ, когда выемка грунта (с несколькими перекидками) и удаление его за пределы контуров сооружений производятся экскаваторами-драглайнами. Этот способ весьма эффективен, особенно на открытых горных разработках. При земляных работах с транспортированием грунта в насыпи на расстояние до 3000 м целесообразно применение самоходных скреперов и погрузчиков. Прицепные скреперы с ковшами ёмкостью 10—15 м3 при наличии тягачей, имеющих ограниченную скорость, обычно используются для перемещения грунта на расстояние до 100 м. Осуществляя послойную разработку грунта, скреперы дают возможность отбирать для укладки в насыпь высококачественные грунты. Наряду с этим скреперы разравнивают и частично уплотняют грунт, что существенно облегчает последующие работы по уплотнению грунтов. Тяжёлые грунты при разработке скреперами рекомендуется предварительно рыхлить.

Разработка неглубоких выемок, планировочные работы, полувыемки-полунасыпи (на косогорах), разравнивание, обратные засыпки с перемещением грунта на 100-150 м производятся бульдозерами. Особенно эффективно применение групп бульдозеров (по 2-3 в ряд), что увеличивает производительность каждого бульдозера за счёт уменьшения потерь грунта. Для рытья траншей наряду с одноковшовыми экскаваторами используются и многочерпаковые траншейные. Планировочные земляные работы, профилировка земляного полотна автомобильных дорог, а также рытьё небольших канав (нагорных, кюветов и др.) могут выполняться самоходными грейдерами. При возведении различных земляных сооружений, засыпке фундаментов и траншей требуется послойное уплотнение грунта. Оно производится обычно катками дорожными (гладкими, шиповыми, вибрационными и др.), в стеснённых условияхь – трамбовками, вибротрамбовками, трамбовочными плитами.

Гидромеханический способ земляных работ, называемый гидромеханизацией, осуществляется с помощью гидромониторов, разрабатывающих земляной массив напором водяной струи, или землесосных снарядов, всасывающих грунт вместе с водой. При гидромеханизации все 3 элемента земляных работ (разработка, транспортирование, укладка грунта) объединяются в непрерывный процесс, что обеспечивает высокую эффективность этого метода. Применяются также и комбинированные способы земляных работ, например механический способ со взрывным, гидромеханическим и т.п. Выбор методов земляных работ и средств механизации обусловливается проектом производства работ.

При взрывном способе земляных работ используется сила взрыва зарядов взрывчатых веществ для перемещения грунта в нужном направлении. Во многих случаях (особенно при больших объёмах работ) взрывной способ даёт большой экономический эффект.

Взрывы, вызванные химическими превращениями, присущи особой группе химических соединений и смесей - взрывчатым веществам (ВВ). Взрывчатыми называются химические вещества или смеси веществ, способных под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов.

Для удобства изучения и практического применения все ВВ делят на сходные по каким-либо свойствам группы (классы). По своему практическому применению ВВ делят на четыре группы:

1. инициирующие ВВ;

2. бризантные (дробящие) ВВ;

3. метательные ВВ, или пороха, и ракетные топлива;

4. пиротехнические составы.

Капсюли-детонаторы № 8-А и № 8-М применяются для изготовления зажигательных трубок при производстве взрывных работ огневым способом, а также в конструкциях некоторых инже­нерных боеприпасов.

Капсюль-детонатор ТАТ-1-Т применяется в конструкциях электрических и электромеханических взрывателей для инициирования ВВ от электровоспламенителей.

Капсюли-детонаторы в зависимости от способа их иницииро­вания подразделяются на лучевые и накольные. Лучевые капсюли-детонаторы взрываются от воздействия луча огня огнепроводного шнура, капсюля-воспламенителя, электровос­пламенителя, а также от взрыва детонирующего шнура и воздей­ствия ударной волны взрыва близко расположенного заряда ВВ.

Электровоспламенители предназначаются для инициирования капсюлей-детонаторов и воспламенения пороховых зарядов. Имеются электровоспламенители с нихромовым мостиком на­каливания (НХ-10-1,5, НХ-ПЧ) и с платиноиридиевым мостиком накаливания.

ОШ предназначается для инициирования КД в зажигательных трубках и воспламенения за­рядов дымного пороха.

Детонирующий шнур предназначается для осу­ществления одновременного взрыва нескольких заря­дов, например, при подрывании мостов, зданий и т.п., а также для бескапсюльного взрывания зарядов ВВ, заложенных в труднодоступных местах.

Подрывные заряды предназначаются для взрывных работ, к ним относятся:

· тротиловые шашки, брикеты из пластита-4 и аммонита А-80;

· со­средоточенные заряды СЗ-1, СЗ-3, СЗ-3а, СЗ-6;

· удлиненные заряды СЗ-6м, СЗ-4П, СЗ-1П;

· кумулятивные заряды КЗ-2 (КЗ-1), КЗУ и КЗК.

Тротиловые шашки изготовляются трех видов:

· массой ВВ 400 г, размером 50х50х100мм;

· массой ВВ 200 г, размером 25х50Х100 мм;

· массой ВВ 75 г, диаметром 30 мм, длиной 70мм.