Тема 1.3. Земляные работы
1. Виды земляных сооружений и требования к ним.
2. Виды грунтов и их свойства.
3. Подготовительные и вспомогательные процессы.
4. Определение объемов разрабатываемого грунта в траншеях и котлованах
1. Виды земляных сооружений и требования к ним.
Земляные работы — принудительное перемещение земляных масс с целью подготовки основания для устройства фундаментов зданий и сооружений, в том числе возведения насыпей.
Земляные работы выполняются при строительстве любых зданий и сооружений. Они относятся к наиболее массовым и трудоемким видам работ в строительстве, что требует высокого уровня их механизации.
Возведение земляных сооружений и устройство оснований фундаментов без ППР запрещается. ППР разрабатывается в строительной организации на основе имеющейся проектной документации, в том числе проектной документации по организации строительства.
Земляные сооружения по своему назначению подразделяются на:
– постоянные (площадки под строительство производственных и непроизводственных объектов, насыпи железных дорог, плотины, дамбы, полезные выемки для прокладки каналов, дорог, устройства водоемов и т. д.)
– временные (являются те, которые возводятся лишь на время строительства: траншеи под коммуникации, временные водоотводные канавы, котлованы для возведения фундаментов и подземных частей зданий и сооружений, скважины.)
Котлован – выемка шириной более 3м, в нижнем и верхнем основаниях которой лежат параллельные между собой прямоугольники.
Траншея – временная выемка, имеющая ширину до 3-х метров и длину, значительно превышающую ширину (узкая выемка для ленточных фундаментов или сетей коммуникаций).
Резерв – специальные выемки для добычи грунта.
Кавальер – специальные насыпи для отсыпки излишнего грунта.
2. Виды грунтов и их свойства.
В строительном производстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. Грунты подразделяются на основные виды:
- скальные
- нескальные: крупнообломочные, песчаные и глинистые, торф.
Скальные грунты залегают в виде сплошного или трещиноватого каменного массива, отличаются большой плотностью, не поддаются разработке обычными землеройными машинами. Работы в скальных грунтах чаще всего производятся взрывным методом.
Крупнообломочные – несцементированные грунты, содержащие 50% обломков скальных пород с размером частиц более 2мм (щебень, галька, гравий).
Песчаные – сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности.
Глинистые – связные, грунты характеризуются числом пластичности.
Основные свойства грунтов:
– плотность – масса 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле);
– влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которая определяется отношением массы воды в грунте (γ) к массе твердых частиц грунта (γ0) и выражается в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % — сухими.
– сцепление характеризуется начальным сопротивлением грунта сдвигу. От плотности и силы сцепления между частицами грунта в основном зависит производительность землеройных машин.
Производится также классификация грунтов по трудоемкости их разработки в зависимости от конструктивных особенностей землеройных машин и свойств грунта (приводится в ЕНиР).
– разрыхляемость – грунт, находящийся в естественном состоянии, разрыхляется в процессе его разработки, при этом объем грунта увеличивается, а плотность уменьшается. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, характеризуется коэффициентом первоначального разрыхления Кр.
Этот коэффициент представляет собой отношение объема разрыхленного грунта (Vp) к объему грунта в естественном состоянии (Vо)
Для песчаных грунтов Кр =1,08...1,17, суглинистых Кр = 1,14... 1,28, глинистых Кр= 1,24...1,3.
– угол естественного откоса
Откос — наклонная стенка котлована.
Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок) их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению:
H/l=1/m,
где m — коэффициент откоса (СНиП 3-4 80*)
Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. На угол естественного откоса влияют угол внутреннего трения, сцепление и давление вышележащих слоев грунта.
– электропроводимость грунта зависит от степени насыщения его влагой. Это свойство имеет место так как некоторые процессы, выполняемые при производстве земляных работ, связаны с пропусканием через грунт электрического тока (осушение, оттаивание током).