2.1. Класифікація земляних споруд, ґрунтів, підрахунок об’ємів робіт

Основна класифікація земляних споруд і їх частин залежно від їх призначення:

– спорудження земляного полотна для доріг;

– улаштування водоводів;

– зведення дамб та захисних споруд;

– планування площ;

– розробка та зворотня засипка котлованів і траншей для улаштування фундаментів, підземних комунікацій та ін.

Види та властивості ґрунтів. Основні характеристики: щільність, вологість, зчеплюваність, розпушуваність, кут природного укосу.

Щільність – маса одиниці об’єму в природному стані: піщаних, глинистих 1,6...2,1; скальних – до 3,3 т/м³.

Вологість – ступінь насичення ґрунту водою – це відношення маси води, що міститься в ґрунті, до маси сухого ґрунту: більше 30% – мокрі, менше 5 % – сухі.

Зчіплюваність визначається початковим опором ґрунту зсуненню: піщаних 3…50 кПа, глинистих 5…200 кПа.

Кут природного укосу залежить від структури та стану ґрунту, кута внутрішнього тертя, зчеплюваності та тиску шарів ґрунту, які лежать вище; характеризується відношенням висоти до основи (закладання) , де – коефіцієнт укосу. Крутизна укосу залежить від кута природного укосу, коли ґрунт у стані граничної рівноваги.

Розпушуваність – здатність займати більший об’єм, ніж у природному стані. Характеризується коефіцієнтом розпушення:

,

де – об’єм, що займає ґрунт у розпушеному вигляді після розробки;

– об’єм, що займає ґрунт у природному стані до розробки;

– коефіцієнтом розпушення піщаних ґрунтів 1,08...1,17; суглинистих 1,14...1,28; глинистих 1,24...1,3.

Класифікують ґрунти за видами та властивостями, головним чином за трудністю розробки залежно від конструктивних особливостей землерийних машин (Ресурсні елементні кошторисні норми на будівельні роботи ДБН Д.2.2-1-99, зб. 1, земляні роботи). Для одноковшевих екскаваторів – шість груп, для багатоковшевих і скреперів – дві, бульдозерів і грейдерів – три, вручну – сім.

Технологічні процеси розробки ґрунту (підготовчі, допоміжні та головні).

Підготовчі та допоміжні: розбивка, водовідлив і зниження рівня ґрунтових вод, тимчасове закріплення стінок виїмок, штучне закріплення, розпушування.

Основні – безпосередня розробка, транспортування, укладання та ущільнення.

Методи підрахунку об’ємів земляних робіт. Підрахунок ведуть, розбиваючи весь масив на елементарні геометричні фігури, визначають об’єм кожної, а потім їх підсумовують. При плануванні – метод чотиригранних призм. Площу розбивають на квадрати або прямокутники зі стороною ( ) 10…50 метрів. По горизонталях підраховують чорні позначки вершин ( ), проектні (червоні) ( )– по заданій планувальній позначці ( ) з урахуванням проектного ухилу ( ):

,

де – відстань від точки з заданою позначкою до точки, проектна позначка якої визначається.

Робочі позначки зі знаком (+) насип, (-) виїмка. Якщо на одній фігурі робочі позначки Н1 і Н2 різних знаків, то між ними точка нульових робіт, місцеположення якої визначають за формулою:

З’єднавши їх, отримують лінію нульових робіт. Об’єми фігур підраховують за формулами:

Фігури з нульовими лініями :

– трикутник ;

– трапеція ;

– п’ятикутник ,

де – площа фігури.

Об’єм котловану підраховують за формулами:

,

де , – відповідно ширина і довжина котловану понизу;

, – те ж, поверху;

– коефіцієнт укосу;

– глибина котловану.

Методика розподілу земляних мас. Розрахунок виїмки та насипу ведуть в табличній формі в окремих графах. Різниця між ними називається балансом земляних мас. Баланс додатний, якщо об’єм виїмки більше від об’єму насипу, та навпаки; краще нульовий баланс, але досягти його важко. Застосовують для цього різні способи. Один з них – статичних моментів відносно нульового горизонту.