Глава 3 (темы 5,6) технологические процессы переработки грунта.

3.1. Грунты, их основные свойства.

Грунтами в строительстве принято называть породы, залегающие в верхних слоях земной коры. В состав грунтов в различных соотношениях входят песчаные, пылеватые и глинистые частицы, а также вода. По своему строению естественные грунты делят на: сцементированные(или скальные) и несцементированные, состоящие из разрушенных горных пород и не имеющие жесткой связи. Несцементированные грунты в свою очередь делят на связные и несвязные. К связным принадлежат грунты, твердые частицы которых в сухом состоянии характеризуются сцеплением. Несвязные грунты по свойствам приближаются к сыпучим телам.

По восприятию статической нагрузки несцементированные грунты можно разделить на сильно и мало сжимаемые. К первым относят глинистые, сжатие которых протекает медленно, но может достигать значительной величины. Ко вторым – песчаные, которые почти не сжимаются, и их осадка происходит немедленно вслед за приложением нагрузки.

К основным строительным свойствам грунтов, оказывающим существенное влияние на выбор способа разработки их, стоимость работ, прочность и устойчивость сооружений, относятся: прочность, пористость, удельный и объемный вес, водопроницаемость, коэффициент сопротивления сдвигу(угол внутреннего трения и сцепления), угол естественного откоса, сопротивление резанию и копанию, первоначальное и остаточное разрыхление грунта после его разработки и др.

При разработке грунтов способом гидромеханизации учитывают ряд специфических показателей: размокание, набухание, усадку, естественную уплотняемость, а также минералогический состав, засоренность валунами и др.

Плотность грунтов характеризует сопротивляемость их резанию и копанию, несущую способность оснований и сооружений, прочность насыпей и выемок.

Влияние влажности, влагоемкости, пористости на устойчивость и прочность земляных сооружений надо учитывать при выборе оснований для сооружений, возведении насыпей, их уплотнении и устройстве выемок. Важно учитывать водопроницаемость грунтов, т.к. под воздействием воды одни грунты понижают прочность, а другие подвергаются размыву.

3.2. Виды земляных сооружений и предъявляемые к ним требования.

В зависимости от назначения земляные сооружения делят на постоянные (предназначенные для эксплуатации в течение длительного времени) и временные (траншеи, котлованы). Насыпи авто- и железных дорог, дамбы, плотины, заградительные валы и др. -это постоянные насыпи, а искусственные водоемы, водохранилища, водоводы, оросительные и осушительные каналы, выемки авто- и железных дорог являются постоянными выемками.

К земляным работам относят также планировку-исправление рельефа путем снятия или засыпки неровностей при благоустройстве территории, строительстве аэродромов и других сооружений. Проектную плоскость планировки строительных площадок назначают с уклонами, отвечающими требованиям нормального расположения зданий, прокладки дорог, водостоков и других сооружений и не требующими выполнения большого объема земляных работ.

При значительных уклонах естественного рельефа проектная плоскость создается в виде системы террас, которые сопрягаются между собой крутыми откосами. Земляные сооружения устраивают в соответствии с техническими правилами, формой и размерами, предусмотренными проектами. Они должны быть устойчивыми и прочными, воспринимающими статические и динамические нагрузки, противостоящими воздействию воды.

Устойчивость насыпей и выемок в значительной степени зависит от угла естественного откоса грунта, который образует с горизонтальной плоскостью боковая поверхность грунта, отсыпанного без сотрясений и колебаний. Величину угла естественного откоса определяют опытным путем. Угол естественного откоса несвязных, сыпучих грунтов зависит от силы внутреннего трения, на величину которой влияет крупность и влажность частиц.

В связных грунтах, в отличие от сыпучих, сила внутреннего трения суммируется с силой сцепления, обеспечивая равновесие частиц, находящихся под действием внешних сил.

Угол естественного откоса связан с допустимой крутизной откоса. Крутизну откоса принято выражать отношением высоты откоса Н к его проекции на горизонтальную плоскость B - заложению откоса ( ). Эти значения принято называть показателем крутизны откоса (или просто крутизной откоса), определяющем, во сколько раз заложение больше или меньше высоты откоса, _{= ,} где m - коэффициент откоса.

Трудности разработки грунтов в зависимости от различных факторов (плотности, влажности и т.д.) характеризуется сопротивлением резанию и копанию, величину которого устанавливают опытным путем. Согласно "ЕНиР" по степени трудности разработки грунты делят на группы. При разработке одноковшовыми экскаваторами грунты делят на 6 групп; многоковшовыми и скреперами на две; бульдозерами - на три. При гидромеханизированном способе разработки в зависимости от гранулометрического состава грунты делят на 6 групп.

При разработке грунта вручную его делят по степени трудности разработки на 7 групп.

Во всех случаях, чем больше номер группы, тем выше трудность разработки грунта. Нормами предусмотрена разработка грунтов естественной влажности.