книги из ГПНТБ / Медведев, Павел Михайлович. Основы строительного дела учебное пособие для речных училищ и техникумов
.pdf§ 26] Насыпи; их виды 59
лончаковые; грунты, содержащие гипс и другие растворяющиеся
в воде соли в количестве более 5°/о; лесс и лессовидные грунты на мокром основании.
Насыпи из разнородных грунтов должны отсыпаться так,
чтобы однородный грунт располагался слоем на всю ширину насыпи.
При чередовании дренирующих с недренирующими грунтами
необходимо обеспечить выход из тела насыпи появившейся там воды и не прикрывать эти выходы недренирующими грунтами.
Схема допускаемого расположения грунтов в насыпи приведена
на рис. 33. |
|
грунтов вперемешку |
Не допускается отсыпка дренирующих |
||
(не слоями) |
с недренирующими во избежание образования |
|
в теле насыпи водяных мешков. |
|
|
Насыпи (за исключением случаев отсыпки с головы и из ка |
||
менистых и |
песчаных грунтов) должны |
возводиться горизон |
тальными слоями на полную ширину поперечного профиля. Тол
щина слоя отсыпки в м приведена в табл. |
2 и зависит от рода |
|||||
грунта, способа отсыпки насыпи и |
вида транспортных средств, |
|||||
перемещающихся по |
отсыпаемому слою. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
Способ возведения |
насыпей |
|
Наименование грунта |
|||
и применяемые транспортные - |
суглинки |
супеси |
пески |
|||
средства |
|
|||||
|
и |
глина |
||||
|
|
|
|
|
||
Поезда узкой и широкой колеи, |
|
0,7 |
1,0 |
1.5 |
||
тракторные повозки |
и прочие |
|
|
|
|
|
способы отсыпки с разравнива |
|
|
|
|
||
нием грунта |
машинами |
|
|
|
|
|
Автомобили и |
колесные скреперы |
|
0,5 |
0,8 |
1,2 |
|
При отсыпке насыпей драглайнами, транспортерами или руч |
||||||
ным способом уплотнение производится гладкими |
или кулачко |
выми прицепными катками, слоями 0,10—0,3 м, за 6—9 прохо док, в зависимости от рода грунта.
Когда насыпь возводится без искусственного уплотнения, то
необходимо увеличивать высоту отсыпки на последующую
осадку в зависимости от рода грунта, способа возведения и вы
соты насыпи. Величина запаса приведена в ТУ на производство и приемку строительных и монтажных работ.
Устойчивость насыпей зависит также от прочности основания и достаточности его сцепления с телом насыпи. Это обеспечи
60 |
Земляные работы |
[Гл. III |
вается рядом правил |
устройства оснований |
под насыпи, сво |
дящихся к следующему.
При плотных и надежных грунтах в основании и при уклоне местности менее 1/io, насыпи отсыпаются непосредственно на
естественную поверхность без удаления слоя дерна, который удаляется лишь в нулевых местах и при насыпях ниже
0,5 м.
На устойчивых косогорах
основания под насыпи с попе речным уклоном от '/ю до 7з должны быть при высоте на
сыпи до 0,5 м очищены от дерна, а при большей высоте — вспаханы. При уклоне косо гора от 7s До 7з основания насыпи обрабатываются усту пами шириной 1 м с уклоном
0,01—0,02 в сторону падения косогора, за исключением пес чаных косогоров, не покрытых растительностью.
На крутых косогорах (круче
Рис. 34. Схема укрепления насыпей на косогорах: а) устройством контрбан кет; б) устройством подпорной стены.
лезных дорог высотою до 1 м и
7е) устраиваются контрбан кеты, подпорные стенки или
другие сооружения по индиви дуальным проектам (рис. 34).
Корчевка пней должна про
изводиться под насыпями же под насыпями автомобильных
дорог высотою до 1,5 м. При большей высоте пни срезаются не более чем на 20 см от уровня земли.
Планировочные насыпи высотою до 0,5 м отсыпаются только
лишь после корчевки пней под всей площадью отсыпки.
Ямы из-под пней, во избежание просадок насыпи, должны
быть засыпаны грунтом, однородным с грунтами оснований на сыпи, с тщательным уплотнением.
§ 27. Способы возведения насыпей
Способы возведения насыпей разделяют на головные, про дольные и поперечные.
Выбор способов производства работ зависит от конфигура
ции, размеров, расположения выемок и насыпей, объема работ,
качества грунта и наличия грунтовых вод. На выбор способов
£ 27] Способы возведения насыпей 61
работ также влияют: распределение земляных масс, дальность возки грунта, наличие типов машин и др.
1. Головной |
способ возведения |
насыпей |
заключается |
|
в отсыпке их слоями Г, 2', 3' и т. д. |
(рис. |
31) на всю высоту по |
||
перечного профиля. |
Он применяется |
при лобовом |
способе раз |
работки выемок в насыпь. Головной способ обычно применяется при разработке выемок и отсыпке насыпей около «нулевых» мест, при переходах выемок в насыпь, а также при устройстве съездов на крутых уклонах местности, т. е. при непосредствен ном перемещении грунта из выемок в насыпь, при стесненном фронте работ.
2. Продольный способ возведения насыпи заклю чается в перевозке грунта из выемки или карьера вдоль ее оси и отсыпке по всей длине насыпи (рис. 35, а). Постоянные на сыпи обычно отсыпаются слоями 1, 2, 3, 4 и т. д. на всю ширину толщиной 10—30 см. Для лучшего уплотнения песчаные грунты увлажняются, другие грунты уплотняются землевозным транс портом, катками и другими механизированными средствами.
При возведении насыпей большой длины и объема в поймен ных местах, например дамб, отсыпаемых из карьеров, распо ложенных на значительных, до нескольких километров, расстоя ниях, применяют железнодорожную возку грунта. Для этой цели
внутри профиля на расстоянии 4 м от полевой бровки проект ного откоса укладывается временный железнодорожный путь,
по которому в первую очередь подвозят грунт к пониженным местам. Выгруженный грунт подбивают под шпалы, тем самым поднимая путь и придавая ему равномерный уклон. В последу ющем по всей длине уложенного пути разгружают с платформ грунт в одну сторону, разравнивают его по всей ширине насыпи бульдозерами или даже развозят скреперами на большое рас стояние. Толщина насыпаемого слоя для песчаных грунтов со ставляет 1,5 м. Затем землевозный путь сдвигают в сторону
внутрь профиля и с нового положения пути продолжают вести отсыпку в том же порядке в одну сторону.
Дополнительного уплотнения насыпи в этом случае не тре буется, так как уплотнение грунта в насыпи совершается весом проходящих поездов и тракторов (бульдозеров).
3. Продольная |
отсыпка с эстакад |
производится |
в случае пересечения |
насыпью больших оврагов, |
суходолов и |
тому подобных препятствий. Это связано с отсыпкой больших масс грунта путем устройства коротких, но высоких насыпей,
исключающих применение каких-либо землеройно-транспортных машин или транспортных средств из-за большой крутизны скло нов.
С этой целью обычно устраивается по всей длине отсыпки деревянная эстакада, по которой в случае подачи грунта по
62 |
Земляные работы |
[Гл. III |
ездами укладывается |
железнодорожный путь, |
или звеньевой |
транспорт, по которому подается грунт. Разгружаемый под
эстакаду грунт разравнивается по ширине насыпи слоями, с од новременным уплотнением бульдозерами.
4. Поперечный способ возведения насыпей из ре зервов.
Поперечный способ отсыпки насыпей состоит в доставке
грунта в насыпь в направлении, перпендикулярном ее оси, пу
тем отсыпки грунта из боковых резервов, располагаемых с од
П1
Рис. 35. Способы отсыпки насыпей: а) |
продольный; |
б) поперечный |
||
I и Ш — продольный профиль насыпи; |
II и |
IV — поперечный профиль насыпи: |
||
А — приборы транспорта; |
Р — резервы. |
|
||
ной или с двух сторон насыпи |
(рис. |
35, б). |
Резервы служат |
|
также водоотводными сооружениями, |
поэтому |
они закладыва |
ются, как правило, с нагорной стороны, а если это экономиче
ски выгодно, то дополнительно могут закладываться и с под горной. Устройство резервов с обеих сторон насыпи допускается
в равнинной местности с поперечным уклоном не более 1/ю» а также при недостатке объема грунта для отсыпки насыпи из одного резерва.
Дно резерва должно быть расположено выше уровня грун товых вод и иметь продольный уклон от 0,001 до 0,008, а при размываемых грунтах — ступенчатый профиль с шагом ступени не менее 10 м. Для обеспечения отвода воды резервы должны соединяться с оврагами или другими пониженными местами, а между собой — канавами. Поперечные уклоны дна — не менее
0,02 в сторону насыпи, а при ширине более Юм — к середине.
Поперечное возведение насыпей из резервов производится при помощи экскаватора-драглайна, скреперной возкой или ав томобилями с нагрузкой их грунтом в резервах.
§ 27] |
Способы возведения насыпей |
63 |
Отсыпка драглайнами непосредственно из резервов |
опреде |
|
ляется высотою |
насыпи и расстоянием между осями |
резерва |
и насыпи, которые должны соответствовать высоте разгрузки грунта ковшом драглайна, а также радиусу резания и выгрузки грунта экскаватором. Эти данные должны соответствовать ра бочим параметрам экскаватора, находящимся в зависимости от емкости ковша; данные по параметрам экскаваторов помеща
ются в справочниках.
При разработке и перевозке грунта скреперами дальность возки зависит, главным образом, от расположения въездов и выездов из выемки или резерва. Эти въезды и выезды устраива
ются при высоте насыпи и |
глубине выемки до 2 м через |
50 — |
||||
60 м, при высоте насыпи и |
глубине |
выемки |
более |
2 |
м |
через |
100—120 м. Соответственно |
средняя |
дальность |
возки |
в |
метрах |
в этих случаях может быть определена с достаточной для прак тических целей точностью:
Zcp = (50 н-60) + I |
(при |
Н до 2 м); |
/ср= (100 н- 120) + / |
(при |
Н более 2 м), |
где / — расстояние между осями насыпи и резерва или выемки и кавальера.
При перевозке грунта автомобилями с погрузкой его в ре зерве дальность возки также обусловливается расстоянием между въездами на насыпь и выездами из выемки. Оно может быть принято при высоте насыпи или глубине выемки до 3 м
равным 50 м, при высоте насыпи или глубине выемки до 5 м
равным 100 м. Соответственно дальность возки в метрах в пер вом случае /ср = 50 —Z (при Н до 3 м) и во втором /ср = 100 -j-
+I (при Н до 5 м).
Взависимости от дальности возки, на скреперах работают щеньями из нескольких поездов, выбирая грунт в одном и том же месте выемки или резерва, называемом забоем. Продолгова тые и прямолинейные выемки забоев имеют длину, кратную длине пути, на котором ковш скрепера наполняется грунтом.
Скреперы перемещаются по схемам в виде эллипса или вось мерки (рис. 36), зигзагов, спирали и двусторонней петли в плане.
Эллиптическая схема характеризуется тем, что движение тракторных поездов из выемки или резерва в насыпь и обратно совершается по замкнутой эллиптической кривой. Работа по этой схеме производится преимущественно при коротком фронте
работ — от 50 до 100 м и невысоких насыпях — от 0,1 |
до |
1,5 м. |
* При движении поездов по восьмерке (рис. 36, а и |
б) |
умень |
шается количество поворотов, особенно в случае большой глу бины выемки и высоты насыпей. В течение одного оборота по восьмерке поезд дважды нагружается и разгружается. Однако
64 Земляные работы [Гл. Ill
для работы по восьмерке требуется большой фронт работ и об
разуются недоборы.
Зигзагообразная схема движения скреперов наиболее эф фективна при устройстве длинных насыпей. При работе по этой
Рис. 36. Схема работы скреперов при возведении насыпи (//) из резер вов (Р): а и б) общий вид и план при работе по «восьмерке»; виг) про
дольный разрез разработка по схеме |
«двусторонняя петля»; 3 и В — |
места забора и выгрузки грунта; |
М — места недобора -грунта. |
схеме скреперы следуют вдоль возводимой насыпи один за дру гим, попеременно спускаясь в выемку для набора грунта, и за ходят на насыпь для его разгрузки.
Двусторонняя петля (рис. 36, виг) осуществляется при дальности отвозки грунта свыше 200 м. Петля позволяет трак
§ 28] |
Разработка грунтов |
способом гидромеханизации |
65 |
тору с |
груженым скрепером |
выходить на подготовленный путь |
и двигаться по плотной одежде дороги с относительно большой скоростью.
§ 28. Разработка и намыв грунтов способом гидромеханизации
Гидромеханический способ производства земляных работ по образованию выемок или устройству насыпей основан на спо собности струи воды размывать грунт, на способности движу
щейся воды перемещать твердые тела, находящиеся в ней во
взвешенном состоянии, и перекатывать более тяжелые частицы
по дну русла, а также на способности взвешенных частиц грунта выпадать из воды в тех местах, где скорость течения падает.
Технологический процесс построен применительно к перечис ленным выше свойствам. Мощная струя воды ударным дей ствием разрушает и размывает породу, которая при этом сме шивается с водой. Получаемая смесь (пульпа) направляется самотеком по лоткам или, при помощи землесосов, гидроэлева торов и других средств,— по трубам к месту возведения насыпи. Здесь пульпа, вытекая на широкую поверхность, теряет ско рость и из нее отлагается грунт.
Гидромеханизация земляных работ применяется при добыва нии песка, возведении насыпей, земляных плотин, дамб и раз работке выемок, а также при опускании кессонов и погружении опускных колодцев для возведения мостовых опор и гидротех
нических сооружений.
Гидромеханический способ разработки, транспортирования
и укладки грунтов является наиболее дешевым, наименее тру доемким и весьма производительным, в силу чего нашел широ кое применение в гидротехническом строительстве.
Основными условиями целесообразности применения гидро
механизации являются:
а) наличие вблизи места работ источников воды мощностью,
достаточной для |
выполнения предполагаемого объема работ; |
б) наличие на |
месте работ подходящих грунтов — песка, су |
песи, глин и суглинка; необходимо учесть, что для намыва насы пей допускаются лишь песчаные грунты;
в) наличие достаточной мощности источников электро энергии.
Гидромеханизация, в зависимости от местных условий и ха рактера работ, осуществляется следующими способами: откры тым, самотечным, открытым с перекачками, закрытым и комби нированным.
Открытый самотечный способ (рис. 37) разработки приме няется в тех случаях, когда разность отметки карьера и места укладки грунта, а также направление следования грунта обес-
5 П. М. Медведев
66 Земляные работы [Гл. Ш
печивают необходимый для перемещения пульпы уклон: для движения по лоткам от 0,035 до 0,3, а по земляным канавам —
от 0,02 до 0,06.
Разработка грунта ведется гидромонитором — машиной для выброса струи воды в желаемом направлении под высоким дав-
лением с большой скоростью. Он представляет собой вращаю
|
щийся |
конический |
ствол |
||||
а/ |
с |
наконечником, |
снабжен |
||||
ный |
противовесом и |
соеди |
|||||
|
ненный шаровым шарниром |
||||||
>*; »/}>»} |
с нижним |
изогнутым |
коле |
||||
5) |
ном трубы, к которому под |
||||||
веден |
|
напорный |
трубопро |
||||
|
вод чистой воды. Скорость |
||||||
|
вылета |
струи |
от |
20 до |
|||
|
90 м/сек, рабочий напор от |
||||||
|
2,5 |
до |
30 |
атм. |
выбирается |
||
|
в зависимости от плотно |
||||||
|
сти размываемого грунта. В |
||||||
|
табл. |
3 указаны величины |
Рис. 37. Открытый самотечный способ размывом снизу вверх с рыхлением грун
та водой: а) |
подбой; б) обрушение; |
в) |
подгон грунта. |
1 — гидромонитор; Н — высота забоя.
напора воды И и расход во ды, которые могут быть ис
пользованы для ориентиро
вочных подсчетов.
Гидромонитор может размывать грунт снизу
вверх (рис. 37) или сверху вниз; в этом случае гидромонитор на ходится на поверхности забоя.
Закрытый способ применяется при затопленном карьере (до быча грунта со дна реки или со дна затопленной котловины и пр.). Разрыхление грунта в этом случае производится за счет
размывающей скорости всасываемой землесосом воды или при помощи специальных механизмов — рыхлителей. Перемещение грунта осуществляется по трубам насосами.
Открытый способ с перекачкой пульпы применяется при не
достаточной разности отметок |
карьера и места |
укладки грунта |
||
|
|
Г а б л и ц а 3 |
||
Род грунта |
Напор воды Н. |
Расход воды |
на |
|
в м вод. ст. |
1 м3 грунта, |
м3 |
||
|
||||
Лесс и песок, мелкий—крупный |
30—60 |
4—9 |
|
|
Суглинок, легкий—тяжелый |
50—80 |
4—7 |
|
|
Глина, тощая—жирная, плотная |
60—200 |
6—20 |
|
|
Гравелистый грунт |
70—150 |
9—12 |
|
§ 29] Возведение насыпей намывным способом 67
для самотечного транспорта. В этом случае пульпа направ ляется к месту укладки по трубам под напором центробеж ных помп.
Комбинированный способ заключается в том, что размыв и перемещение грунта производят после предварительного раз рыхления его каким-либо механическим способом. Например, разработку производят экскаватором в отвал, из которого грунт перемещают размывом, или же экскаватор грузит грунт в бун кер, в нижнюю часть которого подается вода, и образующаяся пульпа транспортируется по трубопроводу к месту укладки
грунта.
§ 29. Возведение насыпей намывным способом
При намыве профильной насыпи площадь ее намыва разби вают на участки — карты — длиною, превышающей ширину на сыпи в основании в 3—7 раз, обычно от 100 до 300 м. По линии откосов и по границам между картами устраиваются огражде ния валами из дренирующего грунта, для возможности фильт
рации воды из пульпы. В случае намыва насыпей под водой, обвалование карт производится банкетами из камня во избежа
ние уноса грунта течением.
В настоящее время применяются эстакадный и безэстакадный способы намыва насыпей.-Второй, как наиболее экономич ный и производительный, находит преимущественное приме нение.
Эстакадный или эстакадно-ярусный способ намыва заклю чается в том, что по границам участка намыва — карте — уста навливаются деревянные эстакады высотой 3—6 м. На них укладываются трубопроводы, окаймляющие карту, а из многих отверстий (выпусков) в этих трубопроводах пульпа стекает по
специальным металлическим или деревянным лоткам на поверх ность намыва. После намыва слоя плотины, равного высоте
эстакад, на следующем ярусе вновь строятся эстакады, прокла дываются трубы, устанавливаются лотки и намывается следую щий слой.
Для удаления воды из тела насыпи по оси карты устанавли ваются шандорные (дренажные) колодцы размером 1,5 XI >5 м
с горизонтальной трубой для выпуска воды за пределы насыпи.
По мере намыва колодцы наращиваются, а по окончании они засыпаются тем же грунтом, из которого возводится насыпь.
Обвалование по границе намыва производится бульдозером.
К недостаткам этого способа относится: большой расход леса, затруднительность или даже невозможность работы буль дозеров, перерывы в работе по намыву на время постройки эстакад и монтажа труб.
5*
68 Земляные работы [Гл. III
Безэстакадный способ заключается в том, что намыв грунта
в этом случае производится из торцовых отверстий трубопро
водов, укладываемых по обеим продольным границам карты вдоль обвалования, непосредственно на намываемый грунт. На мыв ведется тонкими слоями в 20—30 см. Пульпа стекает к оси плотины, намывая слой в зоне торца трубы. Как только этот слой достигает толщины 20—30 см, наращивается следующее
Звено трубопровода длиною 4—6 м, и так — до конца участка
намыва. Последующий процесс — движение в обратном направ лении, при котором намыв ведется с разборкой звеньев трубо
провода, по одному, снова такими же слоями в 20—30 см. При наращивании и разборке секций трубопровода подача пульпы не прекращается, так как трубы имеют раструбное соединение.
Сборка и разборка звеньев производятся с помощью кранов на гусеничном ходу, а при применении фанерных труб — вручную.
Тело насыпи, благодаря ее послойному возведению, получается хорошо уплотненным. Намыв может производиться крупнозер нистыми грунтами, содержащими до 40% гравия, что невоз можно при эстакадном способе благодаря боковому выпуску пульпы из трубопроводов.
§ 30. Возведение насыпей в воде
Возведение насыпей в воде производится различными спо
собами.
Пионерный способ — отсыпка камня или грунта с обоих бе регов автосамосвалами или транспортерами, с постепенным
сужением русла. При большой скорости течения воды, унося щей грунт, необходимо сначала отсыпать банкет из камня, а за
него отсыпать грунт.
Отсыпка с наплавного моста из барж или понтонов с уло
женными между ними деревянными или металлическими про летными строениями.
Отсыпка грунта и камня производится автосамосвалами в одну или обе стороны. Одновременно с отсыпкой камня может производиться намыв грунта земснарядом. При разборках на плавного моста дальнейшая Отсыпка до заданной отметки про изводится пионерным способом, с берегов или намывом.
Способ отсыпки с наплавного моста наиболее эффективный, он ускоряет оборачиваемость транспортных средств и обеспе чивает широкий фронт для разгрузки. Этим способом перекры ваются при сооружении плотин прораны, образующиеся при от сыпке с берегов, так как при сужении русла отсыпкой с берегов
в проране возникают скорости, размывающие грунты, и даль нейшая пионерная отсыпка становится невозможной.