23 . Властивості ґрунтів

Для оптимального вибору конструктивних параметрів земляних споруд та технології їх отримання необхідне врахування комплексу властивостей ґрунтів.

Об'ємна маса – маса одиниці об'єму ґрунту в природному стані, т/м³.

Кут природного укосу  – це кут, утворений горизонтальною площиною і похилою поверхнею (укосом) насипаного ґрунту, котрий знаходиться в стані критичної рівноваги. Значення  залежить від сил зчеплення між частинками та тиску верхніх шарів ґрунту. В сухому піску кут природного укосу складає 25...30⁰ , супіску – 30...35⁰ , суглинку – 40...50⁰ , глині – 45...50⁰.

Враховуючи кут природного укосу ґрунту , визначається крутизна укосів земляних споруд, котра виражається відношенням висоти скосу h до його горизонтальної проекції С (скос):

tg  = h/С = 1/т,

де т – коефіцієнт скосу.

Крутість укосів регламентується нормативними документами і залежить від виду земляних споруд, властивостей ґрунту та глибини розробки. Найбільша допустима крутизна укосів виїмок і насипів залежно від їх глибини (висоти) та виду ґрунту визначається будівельними нормами.

Міцність ґрунтів характеризує їх здатністю чинити опір зовнішньому силовому впливу і залежить від виду ґрунту та ступеня його вологості.

Пористість – відношення об'єму пор до всього об'єму ґрунту.

Вологість – відношення маси води, що міститься в порах, до маси абсолютно сухого ґрунту. При вологості до 5% ґрунти вважають сухими, 5...30% – вологими, більше 30% – мокрими.

Пластичність – здатність ґрунту деформуватись під дією зовнішнього тиску без розривання його цільності зі збереженням наданої форми після зняття зусилля, яке викликало деформацію.

Липкість – здатність ґрунту прилипати до предметів та деталей машин.

Зчеплення – здатність ґрунту протистояти зсуванню.

Розпушуваність – здатність ґрунту збільшуватися в об’ємі при його розробці порівняно з об’ємом в природному стані. Характеризується коефіцієнтами початкового і залишкового розпушення.

Коефіцієнт початкового розпушення K_p – це відношення об’єму розпушеного ґрунту до його об’єму в природному стані. Для піщаних ґрунтів він складає 1,1...1,17, глинистих – 1,18...1,3, скельних – 1,3...1,5.

Коефіцієнт залишкового розпушення Kз.р. – це відношення об’єму розпушеного ґрунту після його ущільнення до об’єму в природному стані. Для піщаних ґрунтів цей коефіцієнт складає 1,02...1,05, для суглинистих – 1,03...1,09, скельних – 1,15...1,3.

Набухання – здатність ґрунту збільшуватись в об'ємі після вбирання води.

Усадка – здатність вологого ґрунту зменшуватись в об'ємі після висихання.

24. Підготовчі роботи перед виконанням земляних робіт

Згідно будівельного генерального плану підготовчий період це:

• огородження ділянки;

• розчищення території майданчика;

• відведення ґрунтових і поверхневих вод;

• створення геодезичної розбивочної основи;

• прокладка тимчасових мереж, доріг;

• обладнання побутових приміщень та тимчасових інженерних комунікацій;

• вибір способу закріплення ґрунтів.

Очищення території – видалення дерев та кущів, корчування пнів, розбирання зайвих будівель, перекладання (за потреби) комунікацій і т.д.

Відведення поверхневих і ґрунтових вод. У ґрунтах з коефіцієнтом фільтрації більшим за 2 м³/добу, застосовують зниження рівня ґрунтових вод з використанням легких голкофільтрових установок (рис. 2.1, б-д), ежекторних голкофільтрів; водопонижальних свердловин, що обладнані глибинними насосами; свердловин, що скидають воду в нижчележачі шари ґрунту або в спеціальні виїмки; вакуумного способу і електроосушування. Це дає змогу знизити рівень ґрунтових вод за одноярусного розміщення на 4...5 м, за двоярусного – на 7...9 м. Водовідливання організовують, відкачуючи воду з траншей і котлованів. Для цього в їхніх понижених точках передбачають невеликі приямки (зумпфи). Воду з них відкачують відцентровими або поршневими чи діафрагмовими насосами. Часто застосовують різні способи штучного пониження рівня ґрунтової води, які виключають її просочування через скоси та дно котловану. Геодезичні роботи – це визначення розміщення земляних споруд на місцевості для визначення планового і висотного положення характерних точок і площин проектної споруди згідно з робочими кресленнями проекту

Вибір способу закріплення ґрунтів. Закріплення ґрунтів передбачає комплекс дій, спрямованих на підвищення несучої здатності земляної споруди.

Силікатизація застосовується для закріплення лісових, просадних ґрунтів. У ґрунт нагнітають водний розчин рідкого скла, або використовують дворозчинну силікатизацію нагнітанням у ґрунт послідовно водний розчин рідкого скла і СаС1₂ (для добре дренуючих ґрунтів).

Цементація застосовується для закріплення тріщинуватих скельних порід, а також гранітоватих ґрунтів. При цьому способі в свердловини нагнітають тампонажні розчини (цементні суспензії). Як допоміжний спосіб до цементації (у випадках переміщення ґрунтових вод) застосовують бітумізацію. Бітум нагнітають у кілька етапів з перервами, які потрібні для його охолодження і запустіння.

Заморожування ґрунтів застосовують під час розроблення нестійких, водонасичених ґрунтів. Він полягає у створенні міцного водонепроникного огородження із замороженого ґрунту, що виключає проникнення ґрунтових вод у котлован, чи траншею. По периметру котловану бурять свердловини і встановлюють охолоджуючі колонки з труб, з'єднані з трубопроводом, по якому циркулює розчин хлористого кальцію. Цей розчин охолоджують на заморожуючій станції.