Postanowienia ogólne
kąt spoczynku a nazywa się kątem, pod którym niezbrojone zbocze piaszczystej gleby utrzymuje równowagę lub kątem, pod którym znajduje się swobodnie wysypany piasek i inne materiały sypkie.
Kąt spoczynku a określa się w stanie powietrzno-suchym i pod wodą za pomocą krążka z pionowym prętem kalibracyjnym
1. Aby określić kąt spoczynku w stanie powietrzno-suchym, krążek umieszcza się w szklanym słoju, na krążku umieszcza się osłonkę.
2. Piasek wlewa się do osłonki w stanie naturalnie suchym.
3. Obudowa jest płynnie zdejmowana z dysku, a nadmiar piasku opada, a na dysku pozostaje stożek piasku, którego wierzchołek w miejscu styku z prętem pokazuje wartość kąta nachylenia.
4. Aby określić kąt spoczynku pod wodą dysk umieszcza się w szklanym słoju, a na dysku umieszcza się obudowę.
5. Piasek wlewa się do osłonki w stanie naturalnie wyschniętym.
6. Słoik napełnia się wodą do górnej części obudowy.
7. Piasek, który osadził się w obudowie, jest uzupełniany do góry.
Cel:
Zapoznanie z metodą wyznaczania kąta usypu dla gleb piaszczystych.
Nabycie umiejętności pracy z urządzeniem do wyznaczania kąta usypu gruntów sypkich.
Wyznaczanie kąta usypu piasku w warunkach powietrzno-suchych i podwodnych.
Niezbędny sprzęt i materiały
Instrukcje metodyczne dotyczące wykonywania pracy.
Dziennik pracy laboratoryjnej.
Przyrząd do określania kąta usypu laboratorium polowego Litwinowa.
Pojemnik na wodę.
Brak spoistości w piaskach umożliwia wyznaczenie kąta tarcia wewnętrznego φ 0 z kąta usypu gruntu w warunkach równowagi granicznej (rys. 2.3.).
Ryc.2.3. Schemat określania kąta usypu piasku.
T1 = 
gdzie φ jest kątem tarcia wewnętrznego; tg φ - współczynnik tarcia
Nazywa się kąt usypu gleby piaszczystej maksymalna wartość kąt utworzony z płaszczyzną poziomą, powierzchnia gruntu wypełniona bez wstrząsów i wpływów dynamicznych.
Kąt usypu określono dla gleby piaszczystej w stanie powietrzno-suchym i pod wodą. Do testowania używamy urządzenia Litvinova.
Porządek pracy
Określenie kąta usypu gleby w stanie powietrzno-suchym przeprowadza się w następujący sposób. Urządzenie jest instalowane na stole, podczas gdy skrzydło przesuwne jest opuszczane do dołu. Piasek testowy wsypuje się do małej komory urządzenia do góry (ryc. 2.4). Następnie skrzydło przesuwne jest stopniowo podnoszone bez popychania; gdy urządzenie jest trzymane w dłoni. Gleba jest stopniowo częściowo wlewana do innego przedziału, aż do osiągnięcia pozycji równowagi.
Ryż. 2.4. Formularz ogólny przyrząd do wyznaczania kąta usypu piasków (pudełko Coulomba).
Kąt między płaszczyzną swobodnego nachylenia a płaszczyzną poziomą jest kątem spoczynku. Zgodnie z podziałami na dnie i ścianie bocznej oblicza się wysokość i ułożenie skarpy oraz oblicza tangens kąta usypu; odczyty przeprowadzane są z dokładnością do 1 mm.
Wyznaczenie kąta usypu gruntu w stanie podwodnym różni się od poprzedniego tym, że po wsypaniu badanego gruntu do małego przedziału urządzenia, do dużego przedziału wlewa się wodę do góry. Górne skrzydło jest uniesione o kilka milimetrów, aby woda mogła przedostać się do małej komory. Gdy cała gleba zostanie nasycona wodą, podnieś skrzydło wyżej i kontynuuj test w taki sam sposób, jak poprzedni. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 2.4.
SP 48.13330.2011 Organizacja budowy; SP 50.101.2004 Projektowanie i montaż podstaw i fundamentów budynków i budowli; STO NOSTROY 2.3.18.2011 Wzmacnianie gruntów metodami iniekcyjnymi w budownictwieRównież oglądanie:
1. Postanowienia ogólne
Cel i rodzaje robót ziemnych
Objętość robót ziemnych jest bardzo duża, jest dostępna podczas budowy dowolnego budynku i konstrukcji. Roboty ziemne stanowią 10% całkowitej pracochłonności w budownictwie.
Wyróżnia się następujące główne rodzaje robót ziemnych:
Układ strony;
Dół i okopy;
koryta drogowe;
Tamy;
tamy;
Kanały itp.
Roboty ziemne dzielą się na:
Stały;
Tymczasowy.
Stałe obejmują doły, rowy, nasypy, wykopy.
Wymagania dotyczące stałych robót ziemnych:
Musi być trwały, tj. wytrzymać tymczasowe i stałe obciążenia;
zrównoważony;
Dobra odporność na wpływy atmosferyczne;
Dobra odporność na działanie erozyjne;
Musi być nieomylny.
Wykonuje się prowizoryczne roboty ziemne pod kolejne prace budowlano-montażowe. Są to rowy, doły, nadproża itp.
Podstawowe właściwości budowli i klasyfikacja gruntów
Gleba nazywana jest występującymi w niej skałami górne warstwy skorupa Ziemska. Należą do nich: ziemia roślinna, piasek, glina piaszczysta, żwir, glina, glina lessowa, torf, różne gleby skaliste i ruchome piaski.
W zależności od wielkości cząstek mineralnych i ich wzajemnych połączeń wyróżnia się następujące gleby :
Połączony - glina;
Niespójne - piaszczyste i luźne (w stanie suchym), gruboziarniste, niescementowane gleby zawierające więcej niż 50% (wagowo) fragmentów skał krystalicznych większych niż 2 mm;
Skaliste - skały magmowe, metamorficzne i osadowe ze sztywnym połączeniem między ziarnami.
Do głównych właściwości gleb, które wpływają na technologię produkcji, pracochłonność i koszt robót ziemnych zalicza się:
masa całkowita;
Wilgotność;
Zamazywanie
Sprzęgło;
rozluźnienie;
Kąt spoczynku;
Masa objętościowa to masa 1 m3 gleby w stanie naturalnym w zwartej bryle.
Masa piasku i gleby gliniaste 1,5 - 2 t/m3, skała nie spulchniona do 3 t/m3.
Wilgotność - stopień nasycenia porów gleby wodą
g b - g c - masa gleby przed i po wysuszeniu.
Przy wilgotności do 5% - gleby nazywane są suchymi.
Gleby o wilgotności od 5 do 15% nazywane są glebami o niskiej wilgotności.
Przy wilgotności od 15 do 30% - gleby nazywane są mokrymi.
Przy wilgotności powyżej 30% gleby nazywane są mokrymi.
Spójność - początkowy opór gruntu na ścinanie.
Siła przyczepności gleby:
Gleby piaszczyste 0,03 - 0,05 MP
Gleby gliniaste 0,05 - 0,3 MP
Gleby półskaliste 0,3 - 4 MPa
Skaliste ponad 4 MPa.
W zamarznięta ziemia siła chwytu jest znacznie większa.
Rozluźnienie- jest to zdolność gleby do zwiększania objętości podczas rozwoju, z powodu utraty komunikacji między cząsteczkami. Przyrost objętości gleby charakteryzuje się współczynnikiem spulchniania Kp.
Po zagęszczeniu spulchnionej gleby nazywa się spulchnieniem resztkowym K op.
|
gleby |
Wstępny rozluźnienie Kr |
Pozostały rozluźnienie K lub |
|
gleby piaszczyste |
1,08 - 1,17 |
1,01 - 1,025 |
|
iły |
1,14 - 1,28 |
1,015 - 1,05 |
|
Glina |
1,24 - 1,30 |
1,04 - 1,09 |
|
Mergeli |
1,30 - 1,45 |
1,10 - 1,20 |
|
skalisty |
1,45 - 1,50 |
1,20 - 1,30 |
Kąt spoczynku scharakteryzowany właściwości fizyczne gleba.
Wartość kąta usypu zależy od kąta tarcia wewnętrznego, siły adhezji oraz nacisku leżących na nim warstw.
W przypadku braku sił adhezji, graniczny kąt spoczynku jest równy kątowi tarcia wewnętrznego.
Stromość zbocza zależy od kąta spoczynku. Stromość zboczy przekopów i nasypów charakteryzuje się stosunkiem wysokości do podłoża 
m - współczynnik nachylenia.
Kąty usypu gruntów i stosunek wysokości skarpy do posadowienia
|
gleby |
Wartość kątów usypu i stosunek wysokości stoku do jego początku przy różnej wilgotności gleby |
|||||
|
Suchy |
Mokry |
Mokry |
||||
|
Kąt w stopniach |
Stosunek wysokości do nieśności |
Kąt w stopniach |
Stosunek wysokości do nieśności |
Kąt w stopniach |
Stosunek wysokości do nieśności |
|
|
Glina |
1: 1 |
1: 1,5 |
1: 3,75 |
|||
|
Średnio gliniasty |
1: 0,75 |
1: 1,25 |
1: 1,75 |
|||
|
Lekka glina |
1: 1,25 |
1: 1,75 |
1: 2,75 |
|||
|
Piasek drobnoziarnisty |
1: 2,25 |
1: 1,75 |
1: 2,75 |
|||
|
Piasek średni |
1: 2 |
1: 1,5 |
1: 2,25 |
|||
|
Piasek gruboziarnisty |
1: 1,75 |
1: 1,6 |
1: 2 |
|||
|
gleba roślinna |
1: 1,25 |
1: 1,5 |
1: 2,25 |
|||
|
gleba masowa |
1: 1,5 |
1: 1 |
1: 2 |
|||
|
Żwir |
1: 1,25 |
1: 1,25 |
1: 1,5 |
|||
|
Kamyk |
1: 1,5 |
1: 1 |
1: 2,25 |
|||
Erozja gleby - porywanie cząstek przez płynącą wodę. Do drobne piaski największa prędkość wody nie powinna przekraczać 0,5-0,6 m/s, dla piasków gruboziarnistych 1-2 m/s, dla gleb gliniastych 1,5 m/s.
Zgodnie z normami produkcyjnymi wszystkie grunty są grupowane i klasyfikowane według stopnia trudności zagospodarowania różnymi maszynami do robót ziemnych i ręcznymi.:
Do koparek jednołopadłowych - 6 grup;
Do koparek wielonaczyniowych - 2 grupy;
Do rozwoju manualnego - 7 grup itp.
Obliczanie objętości robót ziemnych
W praktyce budowlanej konieczne jest przede wszystkim obliczenie objętości pracy przy pionowym układzie terenów, objętości dołów i objętości konstrukcji liniowych (wykopów, koryt, nasypów itp.).
Objętość jest obliczana na rysunkach roboczych i określona w projekcie produkcji robót.
Projekty wykopów powinny zawierać kartogram wykopu, zestawienie objętości nasypu i wykopu oraz ogólny bilans gruntu.
Projekt musi mieć objętość i kierunek ruchu mas gruntowych w postaci arkusza lub kartogramu.
Należy przemyśleć technologię zagospodarowania, transportu gleby, zasypywania i zagęszczania.
Projekt powinien zawierać kalendarzowy harmonogram prac ziemnych, ludzkich, zasoby materialne oraz wybór zestawu maszyn.
Przy obliczaniu objętości wykopu dołów, rowów, wykopów nasypów stosuje się wszystkie znane wzory geometrii.
Przy złożonych formach wycięć i nasypów są one dzielone na szereg prostszych brył geometrycznych, które następnie są sumowane.
Wyznaczanie objętości mas glebowych w rozwoju dołów
W większości przypadków dół jest ściętą prostokątną piramidą, której objętość jest określona wzorem
:
Rów wejściowy jest określony przez formułę:
Wyznaczanie objętości mas gruntowych przy budowie konstrukcji liniowych
Objętość robót ziemnych dla liniowych konstrukcji nasypu, wykopu, wykopu można obliczyć za pomocą wzoru:
Przy nachyleniu nieprzekraczającym 0,1 można użyć wzoru F.F. Murzo:
m - współczynnik nachylenia.
Jeśli nachylenie przekracza 0,1, użyj wzoru
Obliczanie objętości na krzywych (wzór Thuldena):
r- promień krzywych
α - środkowy kąt obrotu
Obliczanie objętości robót ziemnych w planowaniu terenu
Najbardziej celowe jest zaprojektowanie układu terenu w taki sposób, aby zachować zerowy bilans mas ziemnych, tj. redystrybucja mas ziemnych na samym terenie, bez importu lub eksportu gleby.
Objętość robót ziemnych określa się na podstawie kartogramu.
Plan sytuacyjny podzielony jest na kwadraty o boku od 10 do 50 m, w zależności od ukształtowania terenu. Przy bardziej złożonym terenie kwadraty są podzielone na trójkąty.
Średnią ocenę powierzchni witryny w podziale na kwadraty określa wzór:
ΣH 1- suma znaków punktów, w których jest jeden wierzchołek kwadratu;
ΣH2- suma znaków punktów, w których są dwa wierzchołki kwadratu;
ΣH4- suma znaków punktów, w których są cztery wierzchołki kwadratu;
n- Liczba kwadratów.
Po podziale na trójkąty, zgodnie ze wzorem:
ΣH 1- suma znaków punktów, w których jest jeden wierzchołek trójkąta;
ΣH2- suma znaków punktów, w których znajdują się dwa wierzchołki trójkąta;
ΣH 3- suma znaków punktów, w których są trzy wierzchołki trójkąta;
ΣH 6- suma znaków punktów, w których jest sześć wierzchołków trójkąta;
n- liczba kwadratów.
Z reguły na planowanym terenie zawsze wykonuje się dodatkowe roboty ziemne w postaci nasypów i wykopów.
zapewnić zerowa równowaga robót ziemnych uwzględnia się budowę tych obiektów poprzez wprowadzenie poprawki do średniej oceny planistycznej oraz współczynnika resztkowego spulchnienia gruntu.
Rozmieszczenie mas ziemnych na terenie budowy.
Po obliczeniu objętości robót ziemnych zaczynają rozprowadzać masy ziemne. Z jakiego obszaru, gdzie przetransportować ziemię.
Wcześniej konieczne jest sporządzenie bilansu robót ziemnych. Ile będzie wykopu, ile nasypu.
Podczas rozprowadzania mas ziemnych należy wziąć pod uwagę objętość profilu robót ziemnych i objętość roboczą robót ziemnych. Pracownik jest większy, bierze pod uwagę zbocza.
Rozkład mas ziemnych w układzie liniowym
Uwzględnić:
Wzdłużny transport gleby;
Transport krzyżowy gleby.
Którą drogę wybrać, można zdecydować za pomocą nierówności:
C vk + C nr ≤ C vn
Свк - koszt opracowania wykopu i ułożenia gleby w kawalerze;
С нр - koszt zrzutu do nasypu z rezerwy;
C vn - koszt zagospodarowania gruntu i zasypania go nasypem.
Ważna jest poprawna kalkulacja kosztów transportu na określone odległości.
Aby poprawnie określić długość ruchu gleby, brane są środki ciężkości nasypu i wykopu i będzie to średnia odległość do transportu.
Ogólne informacje o maszynach przeznaczonych do robót ziemnych
Gleby są opracowywane metodami mechanicznymi, hydromechanicznymi, wybuchowymi, kombinowanymi i innymi specjalnymi.
metoda mechaniczna- 80-85% odbywa się w ten sposób, oddzielając glebę poprzez cięcie za pomocą maszyn do robót ziemnych (koparki jedno- i wielonaczyniowe) pracujących na potrzeby transportu lub zwałowania lub maszynami do robót ziemnych: spychaczami, zgarniaczami , równiarki, równiarki-podnośniki i koparki.
Metoda hydromechaniczna- monitory hydrauliczne - erodują glebę, transportują i układają lub zasysają glebę z dna zbiornika pogłębiarkami.
Wybuchowy sposób- w oparciu o wykorzystanie siły fali uderzeniowej różnych materiały wybuchowe, układane w specjalnie zaaranżowanych studniach, jest jednym z nich potężne narzędzia mechanizacja prac pracochłonnych i ciężkich.
Metoda łączona- łączy mechaniczne z hydromechanicznymi lub mechaniczne z wybuchowymi.
Specjalne sposoby- niszczyć glebę ultradźwiękami, prądem o wysokiej częstotliwości, instalacjami termicznymi itp.
Do Praca przygotowawcza wykaszarki, wykaszarki, zrywaki itp.
Gleba jest transportowana wywrotkami, przyczepami, przenośnikami, koleją. metoda transportowa i hydrauliczna.
Do zagęszczania gruntu stosuje się wszelkiego rodzaju walce, ubijaki i maszyny wibracyjne.
Koparka jednonaczyniowa- samojezdna maszyna do robót ziemnych o działaniu cyklicznym; załączniki: łopata przednia, koparka, koparka, chwytak, pług i wypełniacz.
Dodatkowo stosowane jest wyposażenie wymienne: dźwig, kafar, ubijak, pniak, kruszarka do betonu itp.
O pojemności łyżki 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,65; 1; 1,25; 2,5; 3; 4,5 m 3 - wykorzystywane w budownictwie i 40; 50; sto; 140 m 3 jest wykorzystywane do prac nadkładowych.
Maksymalna na placu budowy to zwykle 2,5 m 3 .
Koparka czerpakowa- samojezdna maszyna do robót ziemnych o działaniu ciągłym. Są łańcuchowe i obrotowe.
Spychacz- ostrze noża jest zawieszone na ciągniku. Moc ciągnika 55 - 440 kW (od 75 do 60 KM).
Spychacze służą do kopania, przemieszczania i wyrównywania gruntu, a także oczyszczania go w dołach.
Skrobaki- składają się z kubła i układu jezdnego na przewodzie pneumatycznym. Dostępne są zgarniarki zaczepiane o pojemności łyżki 2,25 - 15 m 3, samojezdne 4,5 - 60 m 3. Robocza prędkość ruchu wynosi 10 - 35 km/h.
Służą do kopania warstwa po warstwie, transportu i zasypywania warstwami gleby. (Najtańsze w robotach ziemnych).
równiarki drogowe- maszyna samojezdna, na ramie której znajduje się ostrze z nożem tnącym. Przeznaczony do planowania i profilowania prac z glebą.
Równiarki windy- wyposażony w pług talerzowy. Służą do warstwowego rozcinania gleby i przenoszenia jej na wysypisko lub do pojazdów.
2. Urządzenie przekopów i nasypów
Urządzenie do dołu
Dół to wnęka przeznaczona do budowy części budynku lub konstrukcji znajdującej się pod powierzchnią ziemi, do budowy fundamentów.
Doły mają pionowe ściany, łączniki i skosy.
Według SNiP dozwolone jest kopanie dołów o pionowych ścianach bez zamocowań w glebie naturalna wilgotność o niezakłóconej strukturze, przy braku wód gruntowych i głębokości dołów w masie, glebach piaszczystych i żwirowych nie przekracza 1 m; w piaszczysto-gliniastym 1,25 m; w glinie 1,5 m i bardzo gęstej 2 m.
Wierzchowce są:
grodzica kotwy rozporowej
Ale lepiej jest wykonać dół ze zboczami. Najwyższe dopuszczalne nachylenie zboczy wykopów w glebach o naturalnej wilgotności i przy braku wód gruntowych przyjmuje się za wykopy
Głębokość do 1,5 m od 1:0,25 do 1:0;
głębokość 1,3 - 3 m od 1:1 do 1:0,25;
głębokość 3 - 5 m od 1:1,25 do 1:1,5.
W przypadku głębszych dołów obliczane są nachylenia.
Rozwój dołu obejmuje następujące etapy pracy:
Zagospodarowanie gleby z rozładunkiem na krawędzi lub załadunkiem do pojazdów;
Transport gleby;
Układ dna wykopu;
Zasypanie z przycinaniem i zagęszczaniem.
Kopanie dołu jest procesem wiodącym. Wyrobiska są zagospodarowywane koparką jednonaczyniową, zgarniaczem, spycharką oraz metodą hydromechaniczną.
Używana koparka jednonaczyniowa:
Podczas budowy mieszkania 0,3 - 1 m 3;
W budownictwie przemysłowym 0,5 - 2,5 m 3 czasami 4 m 3.
wykopy
Rowy to tymczasowe wnęki przeznaczone do układania w nich fundamenty listwowe lub montaż rurociągów i kabli.
Istnieją 3 rodzaje wykopów : pionowe ściany, pochyłe i mieszane rowy:
Większość wykopów ze ścianami pionowymi wymaga mocowania, co oznacza dodatkowe zużycie materiałów, dodatkowe koszty robocizny
Bez mocowania można kopać od 1 do 2 m, w zależności od gęstości gleby. Ale zalecają natychmiastowe ułożenie rurociągów lub zbudowanie fundamentu.
W glebach lepkich koparki wielonaczyniowe kopią do 3 metrów, układają rurociągi (gazociągi, rurociągi naftowe itp.), Mocowania są wykonywane tam, gdzie schodzą ludzie.
Podczas budowy rowów ze zboczami przyjmuje się największą stromość zgodnie z kątem usypu i warunkami pogodowymi.
Rowy typu mieszanego układane są z dużą głębokością i obecnością wód gruntowych, których poziom jest wyższy niż dno wykopu.
Mocowania do rowów są:
Poziomy lub pionowy;
Z przerwami lub pełne;
Inwentarz lub nieinwentarz.
Ogrodzenia inwentarzowe składają się ze składanych ram i desek inwentaryzacyjnych, przekładek inwentarzowych.
Do zagospodarowania wykopów stosuje się koparki jednołopadłowe: koparko-ładowarkę lub koparkę o pojemności łyżki 0,3 - 1 m 3.
Koparkę można rozbudować o pionowe ściany. Dragline ze zboczami iw obecności wód gruntowych.
Jeśli rowy nie są głębokie, wysypisko jest organizowane obok rowu (ruch boczny lub końcowy).
Jeśli wykop jest głęboki, lemiesz jest po obu stronach, a koparka porusza się zygzakiem.
Koparka wielonaczyniowa służy do opracowywania rowów do układania rurociągów.
Eksploatacyjna zmienna wydajność koparki wielonaczyniowej:
c- czas trwania zmiany;
n 1 - ilość rozładowywanych wiader na minutę zależy od prędkości ruchu i odległości między nimi;
k1- wskaźnik wykorzystania koparki;
k3- współczynnik obciążenia łyżki;
g- pojemność wiadra.
Jeśli gleba w wykopie zostanie przesunięta, wówczas zostanie ułożony piasek lub drobny żwir i zostanie on ubity (ale nie gleba). Podczas opracowywania wykopów pod fundamenty gleba spod koparki jest zwykle wywożona przez wywrotki.
Czasami w bardzo ciasnych warunkach lub gdy rurociągi przechodzą przez drogę lub inne przeszkody, wykopuje się sztolnie lub wykonuje przebicie (układanie bezwykopowe).
Mocowanie rowów jest demontowane od dołu do góry, ale można je również pozostawić (na przykład w ruchomych piaskach).
Zasypywanie rowów odbywa się po badaniu geodezyjnym ułożonych rurociągów lub innej komunikacji.
Zasypywanie odbywa się w dwóch etapach: najpierw posypuje się rurę 0,2 m piaskiem lub drobnym żwirem, a następnie wszystko inne zagęszcza się warstwa po warstwie.
Urządzenie podwodnych okopów
Podwodne rowy są przystosowane do układania syfonów.
Wykop jest zawsze opracowywany ze spadkami, których nachylenie przyjmuje się dla gleb piaszczystych od 1:1,5 do 1:3, dla glin piaszczystych i gliniastych 1:1 - 1:2, dla glin 1:0,5 - 1:1.
Przy szerokości zabudowy rowów uwzględnia się prędkość nurtu rzeki (dla małych rzek koryto jest zmieniane).
Zagospodarowanie wykopów podwodnych, w zależności od warunków lokalnych, realizowane jest za pomocą koparki, zgarniacza linowego, pogłębiarek i monitorów hydraulicznych.
W niektórych przypadkach rowy są opracowywane ręcznie.
Urządzenie naziemne
Podłoże jest podstawą górnej konstrukcji samochodu i szyny kolejowe, składa się z nasypów i zagłębień.
Stromość zbocza przyjmuje się w zależności od rodzaju gleby i wysokości nasypu.
Dla gruntów niespoistych o wysokości nasypu do 6 m zalecany jest spadek 1:1,5.
Nasypy powyżej 6 m powinny mieć skarpy o profilu łamanym, w dolnej części łagodniejsze.
Proces układania podłoża składa się z 2 prac : przygotowawczy i główny.
Przygotowawczy- oczyszczenie trasy i rozbicie płótna.
Główny- zagospodarowanie, przemieszczanie, planowanie i zagęszczanie gruntu.
Na każdym odcinku podłoża glebę rozwijają maszyny jednego lub kilku typów, które dobierane są z uwzględnieniem warunków ich użytkowania i zapewnienia najwyższej wydajności.
buldożery stosowane przy budowie wykopów do 2 m i nasypów o wysokości 1 - 1,5 m o długości przejazdu 80 - 100 m.
Skrobaki służą do wzdłużnego przemieszczania gleby z wykopów do nasypu na odległość ruchu większą niż 100 m, a także przy układaniu nasypów z zapasów bocznych.
Równiarki windy- wskazane jest stosowanie przy budowie niskich (do 1 metra) nasypów z rezerwatów w terenie płaskim. Front pracy każdej maszyny powinien znajdować się w odległości 1,2 - 3 km, długość chwytu powinna wynosić co najmniej 400 m.
Równiarki i Równiarki samojezdne przeznaczone są głównie do prac planistycznych i profilowanych, mogą być również wykorzystywane jako główne maszyny przy budowie torów o wysokości nasypu do 0,75m.
Koparki- prosta łopata lub koparka jest używana tam, gdzie skoncentrowane masy gleby mają wysokość nie mniejszą niż normalna ściana.
Środki hydromechanizacji stosuje się, jeżeli w rejonie prac na podłożu znajdują się naturalne zbiorniki i źródła energii elektrycznej.
Mocowanie skarp stałych robót ziemnych i brzegów
Podczas budowy podtorza, kanałów, wodociągów i kanalizacji oraz innych obiektów konieczne jest prowadzenie prac związanych z mocowaniem skarp i brzegów.
Glebę zboczy i brzegów utrwala się spoiwami organicznymi (bitumy), wysiewem trawy, odzieżą ochronną w postaci darni, a także chrustem, kamieniem, płytami żelbetowymi i specjalnymi konstrukcjami ochronnymi.
Trwalszym mocowaniem jest bruk lub narzut w klatkach plecionych o wymiarach od 1 x 1 do 1,2 x 1,2 m.
3. Prace pomocnicze przy produkcji robót ziemnych
Drenaż
Wyrobiska w warstwach wodonośnych są opracowywane z wykorzystaniem drenażu otwartego lub sztucznego odwodnienia poziomu wód gruntowych.
Drenaż stosuje się, gdy występuje niewielki przepływ wody.
Wady drenażu:
Rozmywa ściany wnęk;
Napływ wody utrudnia wykopaliska;
Dno wykopu nie zawsze jest suche.
Dlatego organizują sztuczne obniżenie poziomu wód gruntowych.
Odwadnianie
Prowadzone jest obniżanie poziomu wód gruntowych : z zastosowaniem igłofiltrów świetlnych, zapewniających jednopoziomowe obniżenie poziomu wód gruntowych do 4 - 5 m, a dwupoziomowym o 7 - 9 m; igłofiltry eżekcyjne, umożliwiające jednopoziomowe obniżenie poziomu wód gruntowych do 15 - 20 m; oraz studnie rurowe z pompami głębinowymi.
Lekkie igłofiltry składają się z zestawu igłofiltrów, kolektora ssącego oraz pomp.
Rury zanurzane są metodą hydrauliczną lub wierceniem. W przypadku głębokich dołów mogą istnieć 2 i 3 poziomy.
W przypadku rowów istnieje możliwość ułożenia z jednej strony.
Igłofiltry z urządzeniem eżektorowym służą do obniżania poziomu wód gruntowych w jednej kondygnacji do głębokości 15-20 m.
Głębokie studnie rurowe wykonują jednopoziomowe obniżanie wód gruntowych na głębokość 60 m lub więcej.
Pompy zatapialne instaluje się w uprzednio nawierconych studniach filtrowanych (rurach osłonowych) d 200 - 400 mm.
Stosowane są również pompy artezyjskie.
Sztuczne ogrodzenia wykopów od wód gruntowych
Wykopy gruntowe podczas penetracji warstw o znacznym napływie wody można prowadzić pod osłoną lodowoszczelnej ściany zamarzniętego gruntu lub przy pomocy tiksotropowych ekranów nieprzepuszczalnych.
Sztuczne zamrażanie gleb wykorzystuje się do tworzenia zagłębień w ruchomych piaskach w celu stworzenia tymczasowej wodoodpornej ściany lodowej.
Sita tiksotropowe wykonuje się z glinek bentonitowych lub z glinek prostych zmieszanych z cementem 1:2.
Gliny wchłaniają wodę do 7 razy więcej niż same ważą, a po nasyceniu wodą gęstnieją, uzyskując właściwości hydrofobowe.
4. Cechy robót ziemnych w warunki zimowe
Informacje ogólne
Zimą zmienia się struktura gleby: wytrzymałość mechaniczna oraz oporność cięcie i kopanie gwałtownie wzrasta (kilka razy).
Dlatego roboty ziemne bardzo różnią się od letnich.
Ale czasami warunki zimowe sprzyjają robotom ziemnym. Na przykład na bagnach, gdy rozwijają się gleby muliste, gleby nasycone wodą.
Z powodu wód gruntowych wiosną gleba rozmraża się od dołu. Dlatego w czasie rozmrażania wody gruntowe wzrost.
Pierwsze kryształki lodu w wodach gruntowych pojawiają się przy t = -0,1 ° C. Zamarzanie gruntu zaczyna się przy -6 ° C i poniżej.
W glebach luźnych, piasku, glinie piaszczystej woda zamarza w temperaturze t = (- 2°С - 5°С), w glebach gliniastych w temperaturze t = (- 7°С - 10°С).
Temperatura wewnątrz gleby rozkłada się w zależności od głębokości.
|
temperatura gruntu, w °C |
Głębokość w metrach |
|
|
Bez śniegu |
Śnieg 35 cm |
|
|
0,75 |
||
|
0,75 |
||
|
1,25 |
1,15 |
|
|
1,85 |
1,75 |
|
|
2,25 |
||
Głębokość zamarzania gleby zależy od:
Wilgotność - im wyższa wilgotność, tym większa głębokość. Przy wilgotności 30 - 40% prowadzi do falowania gleby;
Poziom wód gruntowych - im bliżej wód gruntowych do powierzchni, tym mniej zamarzania;
Charakter zimy i czas opadów śniegu. Im ostrzejsze wahania powietrza zewnętrznego, tym większa głębokość zamarzania.
Głębokość zamarznięcia można określić za pomocą następującego wzoru (ziemia nie jest pokryta śniegiem):
H- głębokość zamarzania
k- współczynnik uwzględniający charakterystykę gruntu:
glina - 1;
glina - 1,06;
Ił piaszczysty - 1,08;
Piasek - 1.12.
z- liczba dni zimy przed dniem rozliczenia.
t- Średnia temperatura powietrza zewnętrznego na okres od początku zimy do dnia rozliczeniowego.
Ponadto głębokość zamarzania można określić na podstawie różnych wykresów i tabel. Zasadniczo głębokość zamarzania jest określana w naturze.
Ochrona gleby przed zamarzaniem
Ogólnie rzecz biorąc, trudno jest chronić glebę przed zamarzaniem.
Najprostsze to spulchnianie: bronowanie o głębokości 0,15 - 0,2 m, orka 0,25 - 0,35 m, głębokie spulchnianie koparką do 1,5 m.
Zapewnij drenaż wód jesiennych.
Układają retencję śniegu o grubości 0,5 - 1,0 m. Do izolacji pokrywają suchym torfem, liśćmi, żużlem (trociny nie są dozwolone).
Powłoka wodno-powietrzna pianą z substancji powierzchniowo czynnych (surfaktantów), ułożona za pomocą generatorów piany warstwą 30 - 40 cm, zmniejsza głębokość zamarzania 10-krotnie.
Ale ocieplenie gleby jest wskazane tylko w pierwszej połowie zimy.
rozwolnienie zamarznięta ziemia
Gdy gleba zamarza do 0,1 m, rozwija się bez spulchniania.
Mrożony gleba jest spulchniana przez materiał wybuchowy lub mechanicznie.
Wybuchowa metoda spulchniania jest korzystna przy głębokości zamarzania większej niż 0,8 m (metoda tania).
Objętość jest podzielona na uchwyty, wiercone są otwory, układane są materiały wybuchowe, wysadzane w powietrze i rozwijane w zwykły sposób.
Zmechanizowane spulchnianie na głębokości 0,25 - 0,4 m zrywakiem lub koparką z łyżką 0,5 - 1 m 3.
Jeśli głębokość zamarzania wynosi 0,5 - 0,7 m, a objętość nie jest duża, stosuje się młoty swobodne, które mają kształt klina lub kuli, młoty do betonu oparte na koparce hydraulicznej.
Przy głębokości zamarzania do 1,3 m lepiej jest użyć młota wysokoprężnego z klinem.
Ponadto zamrożoną ziemię można pociąć prętem na bloki, które następnie są usuwane.
Niewielka ilość pracy jest wykonywana za pomocą młotów pneumatycznych.
Rozmrażanie zamarzniętej ziemi
Metodę tę stosuje się przy niewielkich nakładach pracy, zwykle w ciasnych warunkach.
Glebę można rozmrozić:
gorąca woda;
Prom;
Wstrząs elektryczny;
droga ognia;
Sposób chemiczny (wapno palone).
gorąca woda lub parowy jest podawany przez igły umieszczone w wywierconych wcześniej otworach.
prąd elektryczny- igły elektryczne, piekarniki elektryczne, elementy grzejne, grzejniki współosiowe, elektrody poziome lub napędowe.
metoda ogniowa- spalanie jakiegokolwiek paliwa (torf, węgiel, drewno opałowe, zrębki, olej napędowy itp.) pod metalową skrzynią lub rurą.
Wykopy, zasypki i nasypy
Zimą gleba rozwija się w zwykły sposób.
Wykopy prowadzone są konsekwentnie, szybko, a fundamenty kładzie się, gdy gleba jest ciepła.
Płytkie wykopy (do 1,5 m głębokości) pod fundamenty są izolowane.
zasypywanie odbywa się zgodnie z następującymi wymaganiami: podczas zasypywania zatok dołów i rowów zamrożone bryły nie powinny przekraczać 15% objętości zasypki, wewnątrz budynku są pokryte tylko rozmrożoną glebą.
Rurociągi o długości 0,5 m są pokryte rozmrożoną ziemią.
Powyżej można go wypełnić zamarzniętą ziemią, która nie zawiera grudek większych niż 5-10 cm.
Wznoszenie nasypów podtorza w warunkach zimowych: przy budowie nasypu drogowego dopuszcza się do 20% przemarzniętej gleby, a nasypu kolejowego do 30%.
Gleby gliniaste w nasypie nie powinny przekraczać 4,5 m.
Górną warstwę nasypu stanowi rozmrożona gleba o grubości 1 m.
Podczas planowania terenu dozwolone jest do 60% zamarzniętej gleby.
Fundament pod fundamenty można wypożyczyć zamrożony, ale nie w glebach falujących.
5. Organizacja kompleksowo-zmechanizowanego procesu wznoszenia robót ziemnych
Przy złożonej mechanizacji wszystkie procesy robót ziemnych są wykonywane zmechanizowane: spulchnianie, wykopy, transport gleby, niwelacja, zagęszczanie.
Wybrano maszynę wiodącą, którą należy w pełni wykorzystać.
Reszta zestawu samochodów jest do niego wybrana.
Określa się koszt 1 m 3 obrabianej gleby i porównuje zestaw maszyn z innym zestawem.
C z- koszty jednostkowe za 1 m 3
od 0 - całkowity koszt roboty ziemne
V- całkowita objętość
Z m.sm.- koszt zmiany maszyny w rublach.
T- czas trwania maszyny w tym obiekcie
Płyta CD- dodatkowe koszty związane z organizacją robót ziemnych, rubli (budowa dróg, utrzymanie dróg itp.)
W- Płace pracowników nie są wliczone w koszt maszyn.
6. Kontrola jakości robót ziemnych i ich odbiór
Konieczne jest systematyczne sprawdzanie wykonania dokumentacji projektowej i wymagań SNiP 3.02.01-87 „Konstrukcje ziemne, podstawy i fundamenty”.
Konieczne jest prowadzenie dziennika pracy, który odzwierciedla właściwości gleby (plastyczność, wilgotność, lepkość itp.).
Po zakończeniu wykopu sporządzany jest trójstronny akt (klient, wykonawca, geolog lub projektant) o zgodności podłoża podporowego z projektem umożliwiającym prowadzenie dalszych prac.
Przekazując roboty ziemne, wykonawca musi przedłożyć komisji rysunki wykonawcze, w których stosowane są wszystkie zmiany, odchylenia od projektu, akty ukrytej pracy, akty badania gruntu, akty badań geodezyjnych.
Postanowienia ogólne
Cel i rodzaje robót ziemnych
Objętość robót ziemnych jest bardzo duża, jest dostępna podczas budowy dowolnego budynku i konstrukcji. Roboty ziemne stanowią 10% całkowitej pracochłonności w budownictwie.
Wyróżnia się następujące główne rodzaje robót ziemnych:
Układ strony;
Dół i okopy;
koryta drogowe;
tamy;
Kanały itp.
Roboty ziemne dzielą się na:
Stały;
Tymczasowy.
Stałe obejmują doły, rowy, nasypy, wykopy.
Wymagania dotyczące stałych robót ziemnych:
Musi być trwały, tj. wytrzymać tymczasowe i stałe obciążenia;
zrównoważony;
Dobra odporność na wpływy atmosferyczne;
Dobra odporność na działanie erozyjne;
Musi być nieomylny.
Podstawowe właściwości budowli i klasyfikacja gruntów
Gleba nazywana jest skałami występującymi w górnych warstwach skorupy ziemskiej. Należą do nich: ziemia roślinna, piasek, glina piaszczysta, żwir, glina, glina lessowa, torf, różne gleby skaliste i ruchome piaski.
W zależności od wielkości cząstek mineralnych i ich wzajemnych połączeń wyróżnia się następujące gleby :
Połączony - glina;
Niespoiste - grunty piaszczyste i luźne (w stanie suchym), gruboziarniste niescementowane, zawierające więcej niż 50% (wagowo) fragmentów skał krystalicznych większych niż 2 mm;
Skaliste - skały magmowe, metamorficzne i osadowe ze sztywnym połączeniem między ziarnami.
Do głównych właściwości gleb, które wpływają na technologię produkcji, pracochłonność i koszt robót ziemnych zalicza się:
masa całkowita;
Wilgotność;
Zamazywanie
Sprzęgło;
rozluźnienie;
Kąt spoczynku;
Masa objętościowa to masa 1 m3 gleby w stanie naturalnym w zwartej bryle.
Gęstość objętościowa gleb piaszczystych i gliniastych wynosi 1,5 - 2 t/m3, gleby skaliste nie są spulchniane do 3 t/m3.
Wilgotność - stopień nasycenia porów gleby wodą
g b - g c - masa gleby przed i po wysuszeniu.
Przy wilgotności do 5% - gleby nazywane są suchymi. Gleby o wilgotności od 5 do 15% nazywane są glebami o niskiej wilgotności. Przy wilgotności od 15 do 30% - gleby nazywane są mokrymi.
Przy wilgotności powyżej 30% gleby nazywane są mokrymi.
Spójność to początkowa odporność gruntu na ścinanie.
Siła przyczepności gleby: - gleby piaszczyste 0,03 - 0,05 MPa - gleby gliniaste 0,05 - 0,3 MPa - gleby półskaliste 0,3 - 4 MPa - gleby skaliste powyżej 4 MPa.
W glebach zamarzniętych siła przyczepności jest znacznie większa.
Rozluźnienie- jest to zdolność gleby do zwiększania objętości podczas rozwoju, z powodu utraty komunikacji między cząsteczkami. Przyrost objętości gleby charakteryzuje się współczynnikiem spulchniania Kp. Po zagęszczeniu spulchnionej gleby nazywa się spulchnieniem resztkowym K op.
Kąt spoczynku charakteryzuje się właściwościami fizycznymi gleby. Wartość kąta usypu zależy od kąta tarcia wewnętrznego, siły adhezji oraz nacisku leżących na nim warstw. W przypadku braku sił adhezji, graniczny kąt spoczynku jest równy kątowi tarcia wewnętrznego. Stromość zbocza zależy od kąta spoczynku. Stromość zboczy przekopów i nasypów charakteryzuje się stosunkiem wysokości do podłoża 
m jest współczynnikiem nachylenia.
Kąty usypu gruntów i stosunek wysokości skarpy do posadowienia
| gleby | Wartość kątów usypu i stosunek wysokości stoku do jego początku przy różnej wilgotności gleby | |||||
| Suchy | Mokry | Mokry | ||||
| Kąt w stopniach | Kąt w stopniach | Stosunek wysokości do nieśności | Kąt w stopniach | Stosunek wysokości do nieśności | ||
| Glina | 1: 1 | 1: 1,5 | 1: 3,75 | |||
| Średnio gliniasty | 1: 0,75 | 1: 1,25 | 1: 1,75 | |||
| Lekka glina | 1: 1,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Piasek drobnoziarnisty | 1: 2,25 | 1: 1,75 | 1: 2,75 | |||
| Piasek średni | 1: 2 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| Piasek gruboziarnisty | 1: 1,75 | 1: 1,6 | 1: 2 | |||
| gleba roślinna | 1: 1,25 | 1: 1,5 | 1: 2,25 | |||
| gleba masowa | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2 | |||
| Żwir | 1: 1,25 | 1: 1,25 | 1: 1,5 | |||
| Kamyk | 1: 1,5 | 1: 1 | 1: 2,25 |
Erozja gleby– porywanie cząstek przez płynącą wodę. Dla piasków drobnych największa prędkość wody nie powinna przekraczać 0,5-0,6 m/s, dla piasków grubych 1-2 m/s, dla gleb gliniastych 1,5 m/s.
Kąt spoczynku- to jest największy kąt, które mogą być utworzone przez zbocze swobodnie wylewane gleba w równowadze z płaszczyzną poziomą.
Kąt spoczynku zależy od rozkładu wielkości cząstek i kształtu cząstek. W miarę zmniejszania się wielkości ziarna kąt spoczynku staje się bardziej płaski.
W stanie powietrzno-suchym kąt usypu gleby piaszczystej wynosi 30-40°, pod wodą - 24-33°. Dla gruntów niespoistych (luźnych) kąt usypu nie przekracza kąta tarcia wewnętrznego
Do określenia kąta usypu gleby piaszczystej w stanie powietrzno-suchym stosuje się urządzenie UVT ( Ryż. 9.11, 9.12), pod wodą - VIA ( Ryż. 9.13).
Według Ryż. 9.12 gdy pudełko jest przechylone, piasek kruszy się i po rozluźnieniu tworzy zbocze o kącie, który można określić za pomocą kątomierza lub wzoru
koncepcja kąt spoczynku dotyczy tylko suchych gleb luźnych, a spoistych gleb gliniastych traci wszelkie znaczenie, ponieważ w tych ostatnich zależy od wilgotności, wysokości zbocza i obciążenia zbocza i może wynosić od 0 do 90 °.
Ryż. 9.11. urządzenie UVT-2: 1 - podziałka; 2 - zbiornik; 3 - stół pomiarowy; 4 - klips; 5 - wsparcie; 6 - próbka piasku
Ryż. 9.12. Określenie kąta spoczynku obracając pojemnik (a) i powoli zdejmując płytkę (b): A - oś obrotu pojemnika
Ryż. 9.13. Urządzenie VIA: 1 - skrzynka VIA; 2 - próbka piasku; 3 - pojemnik z wodą; 4 - kątomierz; 5 - oś obrotu; 6- piezometr; 7- statyw
Podczas rozwoju i kurczenia się poluzowane gleba rozcięcia i wały tworzą naturalne zbocza o różnym nachyleniu. Największe nachylenie płaskich zboczy wykopów, rowów i dołów, ułożonych bez łączników, należy przyjąć wg. patka. 9.2. Zapewniając naturalną stromość zboczy, zapewniona jest stabilność nasypy ziemne i nacięcia.
Tabela 9.2. Największa stromość zboczy rowów i dołów, grad.
| gleby | Nachylenie zbocza na głębokości wykopu, m (stosunek wysokości do fundamentu) | ||
| 1,5 | 3,0 | 5,0 | |
| Zbiorcze nieskonsolidowane | 56(1:0,67) | 45(1:1) | 38(1:1,25) |
| Mokre piaszczysto-żwirowe | 63(1:0,5) | 45(1:1) | 45(1:1) |
| Glina: | |||
| glina piaszczysta | 76(1:0,25) | 56(1:0,67) | 50(1:0,85) |
| ił | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 53 (1:0,75) |
| glina | 90(1:0) | 76(1:0,25) | 63(1:0,5) |
| Lessy i lessopodobne suche | 90(1:0) | 63(1:0,5) | 63(1:0,6) |
| Morena: | |||
| piaszczysty, piaszczysty | 76(1:0,25) | 60(1:0,57) | 53 (1:0,75) |
| gliniasty | 78(1:0,2) | 63(1:0,5) | 57(1:0,65) |
Zbocza nasypów obiektów stałych wykonywane są łagodniej niż zbocza wykopów.