4 Грунты и их технологические свойства. Классификация грунтов по трудности разработки.

Технологические свойства грунтов. В строительном производстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства грунтов влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. В зависимости от характеристик грунты влияют на оценку пригодности их в качестве оснований зданий и сооружений, размера допускаемой на них нагрузки, возможности их использования в качестве материала для устройства постоянных насыпей и выемок, а также выбора метода разработки грунтов. Различают песчаные грунты – сыпучие в сухом состоянии, не обладают свойством пластичности. Они водопроницаемы. С изменением влажности меняется и объем песка. Наибольший объем имеет песок во влажном состоянии (все пространство между частицами заполнено водой). Наименьший объем имеет песок, насыщенный водой (песок осел на дно, вода выдавила из пор воздух и сама поднялась в верхние слои) Промежуточное положение занимает песок в сухом состоянии (свободное пространство между частицами заполнено воздухом). Пески подразделяют на: мелкий – более 50 % объема составляют частицы размером 0,1...0,25 мм; средний – более 50 % объема составляют частицы 0,25...0,5 мм; крупный – более 50 % объема составляют частицы 0,5...3 мм. Важным компонентом большинства грунтов является наличие в них глинистых частиц. В песках глинистых частиц содержится менее 3 %; в супесях – 3...10 %, в суглинках – 10...30 %; в песчаных глинах – 30...60 %; в тяжелых глинах – более 60 %.Глинистые грунты – связные и обладающие свойством пластичности. Глины впитывают воду в большом количестве и при этом сильно разбухают. При замерзании вода увеличивается в объеме до 9 %, и глинистые грунты сильно пучатся. При высыхании глины, наоборот, с трудом отдают влагу и трескаются. Суглинок имеет свойства глины, супесь – песка, но в значительно меньшей степени. Для выбора наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов – плотность, влажность, сцепление, удельное сопротивление резанию, разрыхляемость и угол естественного откоса. Плотностью называется масса 1 м₃ грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов 1,6…2,1 т/м₃, а скальных неразрыхленных грунтов до 3,3 т/м₃.Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % – сухими. Сцепление определяется начальным сопротивлением грунта сдвигу Так, сцепление для песчаных грунтов равно 3…50 кПа, для глинистых – 5…200 кПа Удельное сопротивление резанию зависит как от свойств разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного оборудования. С учетом этого в строительном производстве грунты по трудности их разработки классифицируют по группам (приведены в нормативных документах).Для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на шесть, для многоковшовых экскаваторов и скреперов – две, для бульдозеров и грейдеров – три группы. При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной, так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а в последнюю – трудно разрабатываемые. Разрыхляемость – способность грунта увеличиваться в объеме в процессе его разработки, при этом плотность его уменьшается. Это называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления. Коэффициент Кр вычисляют как отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии (для песчаных Кр = 1,08…1,17, для суглинков Кр = 1,14…1,28, для глинистых грунтов Кр = 1,24…1,3).В насыпи разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, смачивания дождем и других внешних воздействий уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление. Показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Кор, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01…1,025, суглинистых – 1,015…1,05, глинистых – 1,04…1,09.Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок) их возводят с откосами. Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса. Крутизна откоса определяется отношением его высоты к заложению: h/а = 1/m, (2.1) где т – коэффициент откоса (приведены в нормативных документах); По условиям техники безопасности рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками (без их крепления) допускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую следующих значений: в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах – 1 м; в супесях – 1,25 м; в суглинках и глинах – 1,5 м; в особо плотных нескальных грунтах – 2,0 м. При глубине больше указанной котлованы и траншеи разрабатывают с откосами или с креплением стенок.

5 Подготовительные и вспомогательные процессы. До начала строительства необходимо провести ряд подготовительных и вспомогательных работ. К числу первых относятся: очистка территории от деревьев, кустарника и пней; отвод поверхностной воды; устройство землевозных и подъездных дорог, складских и ремонтных баз; осушение заболоченных участков; подготовка карьеров и резервов; устройство освещения, связи и др.Среди подготовительных работ особое место занимают разбивки сооружений, так как производство земляных работ допускается лишь после постановки геодезических знаков. В городских условиях должны быть отбиты в натуре «красная линия» и «линия регулирования застройки». от кустарника и мелколесья территория очищается с помощью кусторезов, которые срезают не только кусты, но и деревья с диаметром ствола до 30 см.Для корчевки пней диаметром до 40 см, расчистки площадей от сваленных деревьев и камней применяют корчеватель-собиратель. Валку деревьев с корнями производят тракторами при помощи троса, которым захватывается ствол на высоте 1-3 м в зависимости от толщины и высоты дерева. Толстые корни предварительно подрубают. Для производства планировочных работ после очистки территории используют бульдозеры, скреперы, грейдеры. В процессе производства земляных работ выполняют также вспомогательные работы: временное крепление траншей и выемок, водоотлив, понижение уровня грунтовых вод, замораживание грунтов и др