Что такое насыпь и выемка в балансе земляных работ

Что такое насыпь и выемка в балансе земляных работ

Все земляные сооружения делятся на выемки и насыпи.

Земляные сооружения, располагаемые частично в выемке, частично в насыпи, относят к полувыемкам, с преобладанием выемки, или к полунасыпям, с преобладанием насыпи.

Выемки и насыпи делят на профильные (деловые) и непрофильные (карьеры, резервы, отвалы,

К насыпям относятся обратные засыпки профильных выемок.

В зависимости от срока службы земляные сооружения делятся на постоянные и временные.

Виды земляных сооружений

Временный или промежуточный отвал – непрофильная насыпь, грунт из которой используется в дальнейшем для насыпей и засыпок.

Крутизна откосов земляных сооружений характеризуется коэффициентом заложением откосов.

Рис.2.1 Схема определения коэффициента заложения откосов земляных сооружений

Крутизна откосов постоянных сооружений задается проектом из условия их устойчивости. Крутизну откосов временных котлованов и траншей назначают с учетом вида грунтов и глубины выемки (табл.2.1).

При глубине выемок > 5 м крутизну откосов определяют из условия их устойчивости.

Объемы земляных работ определяют в соответствии с правилами вычисления геометрических фигур.

Объемы земляных работ определятся по грунту в состоянии естественной плотности. Различают проектные и производственные объемы работ.

Проектные (профильные) объемы вычисляют в соответствии с размерами сооружений.

Наиболее целесообразно грунт из профильных выемок перемещать в профильные насыпи, что сводит к минимуму непрофильные объемы работ в карьерах и резервах. Наиболее рационального использования грунта из выемок можно добиться при составлении баланса грунтовых масс.

Баланс грунтовых масс служит основным техническим документом в котором установлены:

1) порядок и место размещения грунта из выемок в насыпи;

2) потребность в карьерах и резервах;

3) кратчайшие пути перемещения грунта из выемок в насыпи.

При составлении баланса грунтовых масс следует стремиться каждый м3 грунта из деловой выемки использовать для возведения качественных насыпей. Однако выполнение этого условия осложняется следующими причинами:

-не все грунты из деловых выемок пригодны для качественных насыпей;

-сроки разработки грунта в выемках не всегда совпадают со сроком возведения насыпей;

-некоторые деловые выемки так далеко расположены от качественных насыпей, что для последних выгоднее брать грунт из карьеров или резервов.

Порядок составления баланса грунтовых масс следующий:

Устанавливают направление перемещения грунта из выемок в насыпи с учетом срока разработки, отсыпки и качества грунта.

Из объема качественных насыпей вычитают объемы пригодного грунта из деловых выемок и получают необходимый объем грунта из карьеров или резервов для качественных насыпей.

Сумма объемов всех выемок должна быть равна сумме объемов всех насыпей.

Устанавливают технологическую последовательность выполнения работ, увязанную со сроками их производства. Если грунт из деловых выемок нельзя сразу уложить в качественную насыпь, то его укладывают во временные отвалы.

На схемах стрелками показывает направления всех перемещений грунта, указывают объемы и дальности его возки.

Источник

Пошаговое построение плана земляных масс

Сегодняшний пост пополнит рубрику «Земляные массы» и затронет вопросы, которых я еще не касалась по этой теме. Я уже не раз рассказывала, как правильно заполнить ведомость земляных масс, но при этом почему-то не посчитала нужным рассказать, как выполнить сам план этих самых масс :).

Рассмотрим на конкретном примере пошаговое построение плана земляных масс. К работе над земляными массами переходят уже тогда, когда полностью отработан план организации рельефа.

Моя последовательность работ:

Шаг 1.

Копирую план организации рельефа с топосъемкой на отдельный лист, объединив их в блок. С блоком работать удобнее, так как строить картограмму мы будем поверх плана, заполненного горизонталями и существующими отметками рельефа местности. После определения «черных» и «красных» отметок мы наш блок успешно удалим, но об этом чуть позже, идем дальше.

Шаг 2.

Проектируемый участок я делю на квадраты, вычерчивая сетку 20х20 м поверх нашего «блока» — плана организации рельефа. Проектируемые и существующие здания под сетку не заносим – так, как показано на примере. Конечно, в зависимости от формы проектируемой территории, зданий и сооружений, ячейки сетки могут получится любой формы: прямоугольники, треугольники, трапеции и т.д.

Шаг 3.

Следующим шагом проставляю на всех пересечениях сетки существующие (черные) и проектируемые (красные) отметки рельефа местности. Для этого и нужен наш блок с планом организации рельефа и топосъемкой. По топосъемке я определяю существующую отметку, по плану организации рельефа – проектируемую отметку рельефа местности в местах пересечений сетки.

Проектируемая отметка ставиться над существующей отметкой на чертеже (так, как показано на картинке). Всё, дальше наш «блок» нам уже не нужен. Удаляем топосъемку с планом организации рельефа. У нас останется только сетка с отметками.

Шаг 4.

Следующая задача – подсчитать разницу между проектируемой и существующей отметкой. Тут все просто: от проектируемой (красной) отметки отнимаем существующую (черную) отметку и записываем результат слева от проектируемой отметки (смотрим на пример ниже). Результат может быть отрицательный (со знаком минус), положительный и равен нулю (в случае, если значения красной и черной отметок рельефа совпадают). Отрицательный результат означает «выемку», положительный — «насыпь».

По окончанию этой работы мы имеем набор геометрических фигур с высотами каждой ее вершины и можем переходить к следующему шагу.

Шаг 5.

После того, как мы определили высотные отметки на каждом пересечении сетки, самое время построить линию нулевых работ. Показывается она штрихпунктирной линией и располагается между выемкой и насыпью. Если все высотные отметки только положительные или только отрицательные, то линии нулевых работ на чертеже не будет (как раз мой случай). Это значит, что грунт всей проектируемой территории мы либо насыпаем, либо вынимаем.

Шаг 6.

Теперь нам необходимо определить объем каждой ячейки. Тут вариантов не так уж и мало: можно вспомнить школьную математику или воспользоваться онлайн калькулятором (правда калькуляторы в основном придуманы только на подсчет котлованов с откосами или траншей). Я пользуюсь простой и удобной программкой ZEMMAS которую вы можете скачать на сайте в рубрике «Материалы для СКАЧИВАНИЯ». Правила пользования предельно просты: находите нужную вам фигуру (тип ячейки) и вводите необходимые данные для подсчета объема (например, для прямоугольной ячейки надо указать длины двух сторон в метрах (замеряем по плану) и высотные отметки вершин фигуры (это те отметки, которые мы получили путем отнимания существующей отметки от проектируемой (см. шаг 4).

Полученный объем проставляем в центр ячейки сетки на плане. Важно не упускать знаки отметок. Если высотная отметка со знаком «минус», значит и в программу мы вписываем ее со знаком минус. Объем «выемки» на плане указывается со знаком «минус», «насыпи» — со знаком «плюс».

Отдельно расскажу про подсчет объемов по откосам, образованным насыпью. Уклон откоса принимается от вида грунта. Для примера обозначим уклон откоса 1:1,5 (наиболее часто применяемый уклон для Беларуси). Предположим, что высота насыпи – 1 м, тогда в ширину откос займет 1,5 м. В сечении наш откос будет выглядеть так:

Мы получили прямоугольный треугольник и знаем значения его катетов: 1 м и 1,5 м. Имея такие исходные данные, легко вычислить площадь прямоугольного треугольника по формуле ½*1*1,5 (вспоминаем школу и нашу уверенность в том, что эти дурацкие формулы из геометрии нам никогда в жизни не понадобяться, затем громко смеемся). Площадь нашего откоса в сечении = площади прямоугольного треугольника = 2,5 кв.м.

Зная длину откоса (а мы ее всегда знаем) не сложно вычислить объем, умножив площадь его сечения на длину. Кто не понял, длину замеряем по чертежу.

Шаг 7.

Выдохните, осталось совсем чуть-чуть. Под планом земляных масс приводим маленькую табличку, куда вносим все значения объемов ячеек со знаком «плюс» — строка «насыпь» и все объемы ячеек со знаком «минус» — строка «выемка». В конце каждой строки приводим итоговую цифру – сумму полученных объемов по «насыпи» и «выемки» соответственно.

Эти итоговые значения объемов насыпи и выемки заносятся в первую строку «Ведомости объемов земляных масс» — грунт планировки территории. Как заполнять ведомость подробно описано в соответствующих постах. Смотри рубрику ;).

Источник

Что такое насыпь и выемка в балансе земляных работ

Правила производства способом гидромеханизации

Earthworks. Production rules by hydromechanization method

Дата введения 2019-06-25

Предисловие

Сведения о своде правил

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

Введение

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование, производство и оценку качества земляных работ способом гидромеханизации при возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог, судоходных каналов, берегозащиты, портов и других инженерных сооружений, где требуется применение способа гидромеханизации для разработки строительных карьеров кондиционного грунта при возведении объектов строительной инфраструктуры различного назначения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12.2.011-2012 Система стандартов безопасности труда. Машины строительные, дорожные и землеройные. Общие требования безопасности

ГОСТ 17.4.1.02-86* Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения

ГОСТ 17.4.3.02-85 Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ

ГОСТ 17.4.3.04-85 Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения

ГОСТ 17.5.3.04-83 Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель

ГОСТ 17.5.3.05-84 Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию

ГОСТ 17.5.3.06-85 Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ

ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-2012 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

ГОСТ Р 12.0.001-2013 Система стандартов безопасности труда. Основные положения

ГОСТ Р 12.3.048-2002 Система стандартов безопасности труда. Строительство. Производство земляных работ способом гидромеханизации. Требования безопасности

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»

СП 23.13330.2011 «СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений» (с изменением N 1)

СП 25.13330.2012 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменением N 1)

СП 36.13330.2012 «СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы» (с изменением N 1)

СП 37.13330.2012 «СНиП 2.05.07-91* Промышленный транспорт» (с изменениями N 1, N 2)

СП 38.13330.2018 «СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)»

СП 39.13330.2012 «СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов» (с изменением N 1)

СП 45.13330.2017 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты» (с изменением N 1)

СП 47.13330.2016 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»

СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства» (с изменением N 1)

СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения» (с изменением N 1)

СП 119.13330.2017 «СНиП 32-01-95 Железные дороги колеи 1520 мм»

СП 126.13330.2017 «СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве»

СП 317.1325800.2017 Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Общие правила производства работ

ГН 2.1.5.1315-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод

СанПиН 2.1.7.1287-03 Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы

СанПиН 42-128-4433-87 Санитарные нормы допустимых концентраций химических веществ в почве

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 водосбросная канава: Профильная выемка для отвода осветленной воды с карт намыва.

3.2 водосбросная система: Комплекс устройств для отведения осветленной воды с карт намыва, включающий водосбросный колодец, водосбросные трубы, водоотводные (водосбросные) и дренажные (фильтрационные) канавы, прудок-отстойник.

3.3 вскрышные породы (вскрыша): Часть грунтового карьера, перекрывающая сверху полезную толщу карьера.

3.4 выемка: Земляное сооружение, выполненное ниже поверхности земли.

3.5 гидромеханизация: Комплексно-механизированная малооперационная технология производства земляных работ, основанная на использовании энергии движения воды для разработки, транспортирования, обогащения и укладки грунта.

3.6 гидромонитор: Устройство для формирования напорной водяной струи для разработки (размыва) грунта.

3.7 гидромониторно-землесосная установка: Комплекс оборудования для разработки грунта гидромониторами и напорного гидротранспортирования из зумпфа образующейся пульпы грунтовыми насосами с энергоприводом.

3.8 грунтовый карьер: Выемка, разрабатываемая в целях получения грунта для устройства насыпей и обратных засыпок, не относящаяся к горнодобывающим предприятиям.

3.9 грунтовый насос: Центробежный насос для транспортирования пульпы.

3.10 дренажная (фильтрационная) канава: Выемка для перехвата фильтрующейся через обвалование воды.

3.12 земляные работы: Работы с механическим, взрывным или гидромеханизированным воздействием на грунтовой массив природного или техногенного залегания (осушение, экскавация, взрывание, рыхление, перемещение, отсыпка, намыв, планировка, уплотнение, вытрамбовка, укрепление, армирование, бурение, увлажнение, обжиг, замораживание, оттаивание, мелиорация) в целях изменения его потребительских свойств и места расположения.

3.13 зумпф: Аккумулирующая емкость для сбора воды и пульпы.

3.14 инженерно-геологические изыскания (здесь): Комплекс геотехнических работ и исследований в целях определения исходных значений расчетных параметров взаимодействий инженерных сооружений, в том числе грунтовых, с вмещающими, подстилающими или примыкающими грунтовыми массивами, необходимых и достаточных для проектирования и строительства объекта.

3.15 инженерно-топографический план: Топографический план, на котором отображены рельеф местности, объекты ситуации, включая подземные и надземные коммуникации и сооружения, с техническими характеристиками, необходимыми для их проектирования, строительства, эксплуатации и сноса (демонтажа).

3.16 карта намыва: Обвалованная дамбами часть возводимого земляного сооружения, на которой происходит осаждение грунта из потока пульпы.

3.17 контроль качества: Система оценки соответствия продукции строительного производства (грунта, грунтового сооружения, основания) потребительским свойствам, регламентированным проектом и действующими строительными нормами, и включающая входной, операционный и приемочный контроль, осуществляемые в подготовительный период, в процессе строительства и при сдаче объекта в эксплуатацию.

3.18 криопэги: Сильно минерализованные подмерзлотные грунтовые воды в засоленых грунтовых массивах, имеющие температуру ниже 0°C.

3.19 намывные грунты: Техногенные грунты, разработанные, перемещенные и уложенные в грунтовый массив с помощью средств гидромеханизации.

3.20 насыпь: Земляное сооружение, возводимое на подготовленном основании.

3.21 обвалование: Грунтовая дамба по периметру карты намыва, предназначенная для управления процессом укладки грунта в намывное сооружение.

Источник

Земляные работы в строительстве

Также смотрят :

1. Общие положения

Назначение и виды земляных сооружений

Объем земляных работ очень большой, он имеется при строительстве любого здания и сооружения. Из общей трудоемкости в строительстве земляные работы составляют 10%.

Различаются следующие основные виды земляных сооружений :

— котлованы и траншеи;

— земляные полотна дорог;

Земляные сооружения делятся на :

К постоянным относятся котлованы, траншеи, насыпи, выемки.

К постоянным земляным сооружениям предъявляются требования :

— должно быть прочным, т.е. сопротивляться временным и постоянным нагрузкам;

— хорошо сопротивляться атмосферным влияниям;

— хорошо сопротивляться размывающим действиям;

— должны обладать безосадочностью.

Временные земляные сооружения выполняются для последующих строительно-монтажных работ. Это траншеи, котлованы, перемычки и т.д

Основные строительные свойства и классификация грунтов

Грунтом называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. К ним относятся: растительный грунт, песок, супесь, гравий, глина, суглинок лессовидный, торф, различные скальные грунты и плывуны.

По крупности минеральных частиц и их взаимной связи различают следующие грунты :

— несвязные – песчаные и сыпучие (в сухом состоянии), крупнообломочные несцементированные грунты содержащие более 50% (по массе) обломков кристаллических пород размером более 2 мм;

— скальные – изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ относятся :

— угол естественного откоса;

Объемной массой называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле.
Объемная масса песчаных и глинистых грунтов 1,5 – 2 т/м3, скальных не разрыхленных до 3 т/м3.
Влажность – степень насыщения пор грунта водой

g_b – g_c – масса грунта до и после сушки.

Сцепление – начальное сопротивление грунта сдвигу.

Сила сцепления грунтов :

— песчаных грунтов 0,03 – 0,05 МП

— глинистых грунтов 0,05 – 0,3 МП

— полускальных грунтов 0,3 – 4 МПа

— скальных более 4 МПа.

В мерзлых грунтах сила сцепления значительно больше.

Разрыхляемость – это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке, вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентом разрыхления К_р.

После уплотнения разрыхленного грунта называется остаточной разрыхленностью К_ор.

Грунты

Первоначальная

разрыхленность

Остаточная

разрыхленность

Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта.

Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев.

При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса. Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению m – коэффициент откоса.

Углы естественного откоса грунтов и отношение высоты откоса к заложению

Грунты

Значение углов естественного откоса и отношений высоты откоса к его заложению при различной влажности грунтов

Сухой

Влажный

Мокрый

Угол в град

Отношение высоты к заложению

Угол в град

Отношение высоты к заложению

Угол в град

Отношение высоты к заложению

Размываемость грунта – унос частиц текучей водой. Для мелких песков наибольшая скорость воды не должна превышать 0,5-0,6 м/сек, для крупных песков 1-2 м/сек, для глинистых грунтов 1,5 м/сек.

Согласно производственным нормам, все грунты группируются и классифицируются по степени трудности разработки различными землеройными машинами и вручную :

— для одноковшевных экскаваторов – 6 группы;

— для многоковшевных экскаваторов – 2 группы;

— для разработки вручную – 7 группы и т.д.

Подсчет объемов земляных работ

В практике строительства приходится главным образом рассчитывать объемы работ по вертикальной планировке площадок, объем котлованов и объем линейных сооружений (транше, земляные полотна, насыпи и т.д.).

Объем подсчитывается в рабочих чертежах и уточняется в проекте производства работ.

В проекты производства земляных работ должны входить картограмма земляных работ, ведомость объемов насыпей и выемок и общий баланс грунта

В проекте должны быть объем и направление перемещения масс грунта в виде ведомости или картограммы.

Должна быть продумана технология разработки, транспортировки грунта, обратной засыпки и уплотнения.

В состав проекта должны входить календарный график земляных работ, должны быть указаны людские, материальные ресурсы и выбор комплекса машин.

При подсчете объемов земляных работ котлованов, траншей, выемок насыпей,пользуются всеми известными формулами геометрии.

При сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют.

Определение объемов грунтовых масс при разработке котлованов

В большинстве случаев котлован представляет собой усеченную прямоугольную пирамиду, объем которой определяют по формуле :

Въездная траншея определяется по формуле :

Определение объемов грунтовых масс при устройстве линейных сооружений

Объем земляных работ для линейных сооружений насыпи, выемки, траншеи можно вычислить по формуле :

При уклоне не превышающем 0,1 можно пользоваться формулой Ф.Ф.Мурзо :

m –коэффициент откоса.

Если уклон превышает 0,1, то пользуются формулой

Подсчет объема на кривых (формула Тюльдена) :

r – радиус кривых

α – центральный угол поворота

Подсчет объемов земляных работ при планировке площадок

Наиболее целесообразно проектировать планировку площадки так, чтобы соблюдался нулевой баланс земляных масс, т.е. перераспределение земляных масс на самой площадке, без завоза или вывоза грунта.

Объем земляных работ определяют на основе картограммы.

План участка разбивают на квадраты со стороной от 10 до 50 м в зависимости от рельефа местности. При более сложном рельефе местности квадраты делят на треугольники.

Среднюю отметку поверхности площадки, при разбивке ее на квадраты определяют по формуле :

ΣH₁ – сумма отметок точек, где имеется одна вершина квадрата;

n – Количество квадратов.

При разбивке на треугольники, по формуле :

ΣH₁ – сумма отметок точек, где имеется одна вершина треугольника;

ΣH₂ – сумма отметок точек, где имеются две вершины треугольника;

ΣH₃ – сумма отметок точек, где имеются три вершины треугольника;

ΣH₆ – сумма отметок точек, где имеются шесть вершин треугольника;
n – количество квадратов.

Как правило, на планируемом участке всегда возводят дополнительные земляные сооружения в виде насыпей и выемок.

Для обеспечения нулевого баланса земляных работ возведение этих сооружений учитывается путем введения поправки к средней планировочной отметке и коэффициент остаточного разрыхления грунта.

Распределение земляных масс на площадке.

После того, как будут подсчитаны объемы земляных работ, приступают к распределению земляных масс. Из какого участка куда перевозить землю.

Перед этим надо составить баланс земляных работ. Сколько будет выемки, сколько насыпи.

При распределении земляных масс нужно учитывать профильный объем земляных работ и рабочий объем земляных работ. Рабочий больше, он учитывает откосы.

Распределение земляных масс в линейном сооружении

Учитывается :

— продольная транспортировка грунта;

— поперечная транспортировка грунта.

Какой способ принять, можно решить используя неравенство:

С_вк – стоимость разработки выемки и укладки грунта в кавальер;

С_нр – стоимость отсыпки в насыпь из резерва;

С_вн – стоимость разработки грунта и отсыпка его в насыпь.

Имеет значение правильный подсчет стоимости перевозок на те или иные расстояния.

Чтобы правильно определить длину перемещения грунта берут центры тяжести насыпи и выемки и это будет среднее расстояние для перевозок.

Общие сведения о машинах, предназначенных для производства земляных работ

Грунты разрабатываются механическим, гидромеханическим, взрывным, комбинированным и другими специальными способами.

Механический способ – 80-85% выполняется этим способом, путем отделения грунта резанием с помощью землеройных машин (одноковшовых и многоковшовых экскаваторов) работающих на транспорт или в отвал, или землеройно-транспортных машины: бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдеры-элеваторы и канавокопатели.

Гидромеханический способ – гидромониторами – размывают грунт, транспортируют и укладывают или всасывают грунт со дна водоема землеснарядами.

Взрывной способ – основанный на использовании силы взрывной волны различных взрывчатых веществ, закладываемых в специально устроенные скважины, является одним из мощных средств механизации трудоемких и тяжелых работ.

Комбинированный способ – сочетает механический с гидромеханическим или механический со взрывным.

Специальные способы – разрушают грунт ультразвуком, током высокой частоты, термическими установками и др.

Для подготовительных работ применяют кусторезы, корчеватели, рыхлители и др.

Грунт транспортируют автосамосвалами, автоприцепом, транспортерами, ж.д. транспортом и гидравлическим способом.

Для уплотнения грунта применяют всевозможные катки, трамбовочные и вибрационные машины.

Одноковшовый экскаватор – самоходная землеройная машина циклического действия; навесное оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер, струг и засыпатель.

Кроме того применяют сменное оборудование: кран, копер, трамбующая плита, корчеватель пней, бетонолом и др.

С емкостью ковша 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,65; 1; 1,25; 2,5; 3; 4,5 м 3 – применяют в строительстве, а 40; 50; 100; 140 м 3 применяют на вскрышных работах.

Многоковшовый экскаватор – самоходная землеройная машина непрерывного действия. Бывают цепные и роторные.

Бульдозеры используются для копания, перемещения и планировки грунта, а также его зачистки в котлованах.

Применяют для послойного копания, транспортирования и отсыпки слоями грунтов. (Самые дешевые в земляных работах).

Дорожные грейдеры – самоходная машина на раме которой имеется отвал с режущим ножом. Предназначены для планировочных и профилировочных работ с грунтом.

Грейдеры-элеваторы – оборудованы дисковым плугом. Применяются для послойного резания грунта и перемещения его в отвал или транспортные средства.

2. Устройство выемок и насыпей

Устройство котлованов

Котлован представляет собой выемку, предназначенную для возведения части здания или сооружения, расположенной ниже поверхности земли, для устройства фундаментов.

Котлованы бывают с вертикальными стенками, с креплениями и с откосами.

Согласно СНиП допускается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлованов в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах не более 1 м; в супесчаных и суглинках 1,25 м; в глинистых 1,5 м и особоплотных 2 м.

Крепления бывают :

подкосное анкерное шпунт

Но лучше выполнять котлован с откосами. Наибольшую допустимую крутизну откосов котлованов в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод принимают для выемок

глубиной до 1,5 м от 1 : 0,25 до 1 : 0;
глубиной 1,3 – 3 м от 1 : 1 до 1 : 0,25;
глубиной 3 – 5 м от 1 : 1,25 до 1 : 1,5.

Для более глубоких котлованов откосы рассчитываются.

Разработка котлована включает в себя следующие рабочие операции :

— разработка грунта с выгрузкой на бровку или погрузкой в транспортные средства;

— планировка дна котлована;

— обратная засыпка с подравниванием и уплотнением.

Рытье котлована – это ведущий процесс. Котлованы разрабатывают одноковшовым экскаватором, скрепером, бульдозером и гидромеханическим способом.

Одноковшовый экскаватор применяют :

— при строительстве жилья 0,3 – 1 м 3 ;

Устройство траншей

Траншеи представляют собой временные выемки, предназначенные для укладки в них ленточных фундаментов или монтажа трубопроводов и кабелей.

Различают 3 вида траншей : с вертикальными стенками, с откосами, и смешанные траншеи :

Траншеи с вертикальными стенками в большинстве требуют крепления, а значит дополнительный расход материалов, дополнительные трудозатраты

Без крепления можно рыть от 1 до 2 м в зависимости от плотности грунтов. Но рекомендуют сразу, укладывать трубопроводы или возводить фундамент.

В вязких грунтах роторными экскаваторами копают до 3 метров, укладывая трубопроводы (газопроводы, нефтепроводы и т.д.), крепления выполняют там, где спускаются люди.

При устройстве траншей с откосами наибольшую крутизну принимают в соответствии с углом естественного откоса и погодными условиями.

Траншеи смешанного вида устраивают при большой глубине и наличии грунтовых вод, уровень которых выше дна траншеи.

Крепления траншей бывают :

— горизонтальные или вертикальные;

— с прозорами или сплошные;

— инвентарные или неинвентарные.

Инвентарные ограждения состоят из сборно-разборных рам и инвентарных щитов, инвентарных распорок.

Обратной лопатой можно разрабатывать с вертикальными стенками. Драглайном с откосами и при наличии грунтовых вод.

Если траншеи не глубокие, то отвал организовывают рядом с траншеей (движение боковое или торцевое).

Если траншея глубокая, то отвал с двух сторон и экскаватор движется по зигзагу.

Многоковшовый экскаватор используется при разработке траншей для укладки трубопроводов.

Эксплутационная сменная производительность многоковшового экскаватора :

c – продолжительность смены;

n₁ – количество разгружаемых ковшей в минуту, зависит от скорости движения и расстояния между ними;

k1 – коэффициент использования экскаватора;

k3 – коэффициент загрузки ковшей;

Если грунт в траншее перебран, то укладывают песок или мелкий щебень и его трамбуют (но не грунт). При разработке траншей под фундаменты, грунт из под экскаватора обычно увозят автосамосвалами.

Иногда в очень стесненных условиях или при прохождении трубопроводов через дорогу или другие препятствия, копают штольни или выполнят прокол (бестраншейная прокладка).

Крепление траншей разбирают снизу вверх, но могут и оставлять (например, в плывунах).

Обратная засыпка траншей выполняется после геодезической съемки уложенных трубопроводов или других коммуникаций.

Засыпку выполняют в два этапа: сначала присыпают трубу на 0,2 м песком или мелким щебнем, а затем все остальное с послойным уплотнением.

Устройство подводных траншей

Подводные траншеи устраивают для прокладки дюкеров.

Траншею всегда разрабатывают с откосами, крутизну которых принимают для песчаных грунтов от 1:1,5 до 1:3, для супесков и суглинков 1:1 – 1:2, для глин 1:0,5 – 1:1.
При ширине разработки траншей учитывают скорость течения реки (у малых рек русло отводят).

Разработку подводных траншей в зависимости от местных условий выполняют экскаватором, канатно-скреперной установкой, землеснарядами, гидромониторами.

В некоторых случаях траншеи разрабатывают вручную.

Устройство земляного полотна

Земляное полотно является основанием верхнего строения автомобильных и железных дорог, состоит из насыпей и выемок.

Крутизну откоса принимают в зависимости от рода грунта и высоты насыпи.

Для несвязных грунтов при высоте насыпи до 6 м, рекомендуют крутизну откоса 1:1,5.

Насыпи от 6 м и выше должны иметь откосы ломаного профиля, более пологие в нижней части.

Процесс устройства земляного полотна состоит из 2-х работ : подготовительной и основной.

Подготовительная – очистка трассы и разбивка полотна.

Основная – разработка, перемещение, планировка и уплотнение грунта.

На каждом участке земляного полотна грунт разрабатывается машинами одного или нескольких типов, которые выбирают с учетом условий их применения и обеспечения наибольшей производительности.

Бульдозеры применяют при устройстве выемок до 2 м и насыпей высотой 1 – 1,5 м при длине перемещения 80 – 100 м.

Скреперы применяются для продольного перемещения грунта из выемок в насыпь при расстоянии перемещения более 100 м, а также когда устраивают насыпи из боковых резервов.

Грейдеры-элеваторы – целесообразно применять при возведении невысоких (до 1 метра) насыпей из резервов в равнинной местности. Фронт работ каждой машины должен быть в пределах 1,2 – 3 км, длина захватки не менее 400 м.

Грейдеры и автогрейдеры в основном предназначены для планировочных и профилированных работ, можно также применять в качестве основных машин при возведении земляного полотна с высотой насыпи до 0,75 м.

Экскаваторы – прямая лопата или драглайн применяют, где сосредоточенные массы грунта по высоте не менее нормального забоя.

Средства гидромеханизации применяют если в зоне работ по устройству земляного полотна есть естественные водоемы и источники электроэнергии.

Крепление откосов постоянных земляных сооружений и берегов

При строительстве земляного полотна, каналов, водопроводно-канализационных и других сооружений приходится выполнять работы по креплению откосов и берегов.

Грунт откосов и берегов закрепляют органическими вяжущими (битум), засевом трав, устройство защитной одежды в виде одерновки, а также хворостом, камнем, ж/б плитами и специальными защитными сооружениями.

Более прочным креплением является мощение или каменная наброска в плетневых клетках размером от 1 х 1 до 1,2 х 1,2 м.

3. Вспомогательные работы при производстве земляных работ

Водоотлив

Выемки в водоносных грунтах разрабатывают с применением открытого водоотлива или искусственного водопонижения уровня грунтовых вод.

Водоотлив применяется при небольшом поступлении воды.

Недостатки водоотлива :

— Размывает стенки выемок;

— Приток воды затрудняет выемку грунта;

— Дно котлована не всегда сухое.

Поэтому устраивают искусственное понижение уровня грунтовых вод.

Водопонижение

Понижение уровня грунтовых вод осуществляют : с применением легких иглофильтровальных установок, обеспечивающих одноярусное понижение уровня грунтовых вод до 4 – 5 м, а при двухъярусном на 7 – 9 м; эжекторных иглофильтров, допускающих одноярусное понижение уровня грунтовых вод до 15 – 20 м; и трубчатых колодцев с глубинными насосами.

Легкие иглофильтровальные установки состоят из комплекса иглофильтров, всасывающего коллектора и насосов.

Погружают трубы гидравлическим методом или бурением. Для глубоких котлованов может быть 2 и 3 яруса.

Для траншей, возможно устраивать с одной стороны.

Иглофильтры с эжекторным устройством применяют для понижения уровня грунтовых вод одним ярусом на глубину до 15 – 20 м.

Глубинные трубчатые колодцы осуществляют одноярусное понижение грунтовых вод на глубину до 60 м и более.

Погружные насосы устанавливают в заранее пробуренные фильтрованные скважины (обсадные трубы) d 200 – 400 мм.

Применяют также артезианские насосы.

Искусственное ограждение выемок от грунтовых вод

Выемки грунтов при проходке слоев со значительным притоком воды могут быть осуществлены под защитой ледяной водонепроницаемой стены из замороженного грунта или при помощи тиксотропных противофильтрационных экранов.

Искусственное замораживание грунтов применяется при разработке выемок в плывунах в целях создания временной водонепроницаемой ледяной стены

Тиксотропные экраны делают из бентонитовых глин или из простых глин смешанных с цементом 1:2.

Глины поглощают воду в 7 раз больше собственной массы и после водонасыщения загустевают, приобретая водоотталкивающее качество.

4. Особенности устройства земляных работ в зимних условиях

Общие сведения

Зимой структура грунта меняется: механическая прочность а также удельное сопротивление резанию и копанию резко возрастает (в несколько раз).

Поэтому земляные работы резко отличаются от летних.

Но иногда зимние условия способствуют земляным работам. Например, в болотах, при разработке илистых грунтов, грунтов, насыщенных водой.

За счет грунтовых вод весной грунт подтаивает снизу. Поэтому в момент оттаивания грунтовые воды повышаются.

Температура внутри грунта распределяется в зависимости от глубины.

Источник