6. Земляные работы

6.1. Общие сведения

В строительстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры.

Работы по разработке, перемещению, укладке и уплотнению грунта называется земляными.

Все земляные сооружения создаются путем образования выемок или насыпей в грунте, которые могут быть временными (траншеи, котлованы и др.) и постоянными (дамбы, железнодорожные насыпи).

Отдельные выемки называются котлованами, если соотношение их длины и ширины не более 10:1, в противном случае – траншеями.

К основным видам грунта относятся:

• скальные (мрамор, базальт, гранит …);

• галечниковый грунт – окатанные обломки горных пород с крупностью зерен от 1 до 60 мм;

• песок – рыхлая мелкообломочная порода, состоящая из отдельных зерен крупностью 0,1-2 мм с примесью пылевых и глинистых частиц (до 3%);

• супесь – смесь песка (90…97%) с глиной (10..3%);

• суглинок – смесь песка (до 40%) с глиной и известняком;

• глина – тонкодисперсная несцементированная, но связанная осадочная порода, состоящая из силикатов со слоистой структурой;

• лёсс – пористая рыхлая тонкозернистая порода, состоящая из пылевидных частиц горных пород (кварц, шпат), глинистых частиц и карбоната кальция (известняк, мел, мрамор).

По наличию связей между части грунты делятся на связные (глинистые) и несвязные (песчаные, галечниковые).

К основным свойствам грунтов относятся:

1. Плотность: масса 1м³ грунта в естественном (не разрыхленном) состоянии. Плотность песчаных и глинистых грунтов 1,6-2,1 т/м³, скальных – до 3,3 т/м³.

2. Влажность определяется степенью насыщения пор грунта водой:

100%, m_в – масса влажного грунта;

m_с – масса сухого грунта.

3. Сцепление определяется начальным сопротивлением грунта сдвигу. Сцепление песчаных грунтов равно 3-50 кПа, глинистых 5-200 кПа.

4. Грунт, находящийся в естественном состоянии, в процессе его разработки разрыхляется с увеличением объема и уменьшением плотности. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления К_р = 1,08-1,17 для песчаных грунтов, К_р = 1,14-1,30 для глинистых грунтов. Объем разрыхленного грунта V_р=V∙К_р, где V – объем грунта в плотном теле.

5. Уложенный в насыпь или выемку разрыхленный грунт под действием механического воздействия или естественных факторов уплотняется. Однако после его уплотнения (трамбовками, катками) объем грунта остается больше его естественного (до разработки) объема, что характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления К_о. Для песчаных грунтов К_о= 1,01-1,025, для глинистых 1,04-1,09. Объем уплотненного грунта V_у=V∙К_о.

По трудности разработки грунты разделены на группы, сведения о которых приведены в ЕНиР 2-1 “Механизированные и ручные земляные работы”. Чем выше группа грунта, тем выше трудоемкость его разработки.

Для обеспечения устойчивости насыпи и выемки должны выполняться с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению.

H а = H·m

a

где m-коэффициент откоса (принимается по справочникам в зависимости от вида грунта и глубины выемки).

Откосы насыпей постоянных земляных сооружений делаются более пологими, чем откосы выемок.

Машины для разработки грунта делятся на две группы:

• землеройные: одноковшовые и многоковшовые экскаваторы;

• землеройно-транспортные, служащие для разработки и перемещения грунта: бульдозеры, скреперы, грейдеры.