Л Е К Ц И Я 2
Технология переработки грунта
Переработку грунта ведут с целью подготовки основания под здания, изменения рельефа местности, устройство полотна дорог, устройство подземных выемок и т.д. Результатом переработки грунта являются земляные сооружения: выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки.
Выемку, имеющую ширину до 3м и длину, значительно превышающую ширину, называют траншеей. Выемку, длина которой не превышает десятикратной её ширины, называют котлованом. Выемки, закрытые с поверхности называют подземными выработками. После устройства подземных сооружений грунт укладывают в так называемые «пазухи» - этот процесс называют обратной засыпкой. Основными процессами переработки грунта являются разработка грунта, его перемещение и укладка. В ряде случаев этим процессам сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы. Весь этот комплекс процессов называют земляными работами.
Земляные работы относят к наиболее тяжёлым и трудоёмким видам строительных работ. На 1 м3 объёма промышленного сооружения в среднем перерабатывается 1,5 … 2 м3 грунта, а на 1 м3 объёма гражданского строительства – до 0,5 м3. Переработку грунта ведут различными методами, которые делятся на 4-ре группы: механический, гидравлический, взрывной и ручной. В современном строительстве механическим методом перерабатывается около 95%, гидравлическим – около 2%, взрывным – до 1% всего объёма, ручной труд с применением специализированного инструмента – 2% всего объёма работ. Производство работ вручную влияет на общие затраты т.к. производительность ручного труда в 20 … 30 раз ниже механизированного.
Строительные свойства грунтов
Плотность – масса 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов – 1,6 … 2,1 т/м3, скальных неразрыхлённых грунтов – 3,3 т/м3.
Влажность – степень насыщения грунта водой. При влажности более 30% грунты – мокрые, при влажности до 5% - сухие.
Липкость – способность грунта при определённой влажности прилипать к поверхности различных предметов. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин до 0,05 МПа).
Разрыхляемость – способность грунта увеличиваться о объёме в процессе его разработки. При этом плотность грунта уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления кр. Этот коэффициент представляет собой отношение объёма разрыхлённого грунта к объёму грунта в естественном состоянии (для песчаных кр = 1,08 … 1,17 , суглинистых кр = 1,14 … 1,28 и глинистых грунтов кр = 1,24 … 1,3).
Уложенный в насыпь разрыхлённый грунт под влиянием массы вышележащих слоёв грунта или механического уплотнения уплотняется. Однако грунт не занимает того объёма, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта ко.р., для песчаных грунтов ко.р = 1,01 … 1,025, для суглинистых – 1,015 … 1,05, для глинистых – 1,04 … 1,09.
Сцепление характеризуют начальным сопротивлением грунта сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности. Сила сцепления для песчаных грунтов – 0,03 … 0,05 МПа, для глинистых – 0,05 … 0,3 МПа.
Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Крутизна откосов определяется отношением высоты к заложению: h/a = 1/m, где m – коэффициент откоса. Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса.
Удельное сопротивление резанию зависит как от свойств разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного оборудования. С учётом этого грунты по трудности их разработки классифицируют в группы (ЕНиР 2-1-1, табл. 1 и 2). Для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на 6, для многоковшовых экскаваторов и скреперов – на две, для бульдозеров и грейдеров – на три группы. При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. В состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, в последнюю – трудно разрабатываемые.