книги из ГПНТБ / Медведев, Павел Михайлович. Основы строительного дела учебное пособие для речных училищ и техникумов

§ 31] Планировка откосов 69

При наличии в основании насыпи слабых, илистых грунтов

последние должны быть удалены землесосами или размыты гидромониторами, а иногда заменены камнем. В противном слу­ чае насыпь, не имея прочного основания и сцепления с грунтом

дна реки, может быть размыта фильтрующей в основании водой.

§ 31. Планировка откосов

Откосы выемок и насыпей должны быть предохранены от размыва, оползания и выдувания ветром, путем их укрепления

согласно проекту.

Планировкой называется выравнивание поверхности земли под плоскость с заданным уклоном, путем срезки и засыпки небольших бугров и ям. Планировка откосов должна произво­ диться преимущественно путем срезки, чтобы структура грунта находилась в наиболее плотном состоянии в данном со­

оружении.

При комплексной механизации земляных работ зачистку, планировку дна и откосов выемок, после разработки их экска­ ваторами, скреперами и другими основными землеройными сред­ ствами, следует производить планировочными машинами.

Тип машин, применяемых для планировки, зависит от кру­ тизны откосов. Откосы с коэффициентом заложения более трех можно планировать при помощи скреперов, бульдозеров или грейдеров, снабженных обычно отвальными ножами. Планиро­ вочная машина срезает и перемещает грунт со дна и откосов выемки, поднимаясь вверх по откосу наклонно или перпендику­ лярно к ее оси с последующей отсыпкой срезанного грунта не­ посредственно в кавальер.

При глубине выемки не более 3,5 м при коэффициенте от­ коса менее трех, планировку можно производить бульдозером, снабдив основной отвал дополнительным боковым откосником, устанавливаемым под углом, соответствующим углу откоса. По­ грузка срезанного грунта на транспорт производится экскава­ тором. Откосы насыпей из камня или щебня, как неукрепляемые, дополнительной планировке не подлежат. Кроме перечис­ ленных средств, для планировки откосов применяются много­ ковшовые экскаваторы ЭМ-302, которые зачищают грунт сво­ ими ковшами и через бункер отгружают его на приборы транс­ порта.

§ 32. Производство земляных работ в зимнее время

Исключение сезонности в строительстве вызывает необходи­ мость в производстве земляных работ в зимнее время. При этом необходимо предусмотреть ряд мероприятий, связанных

70 Земляные работы [Гл. Ш

с явлением замерзания грунтов, которое вызывает следующие

особенности:

а) Промерзание грунтов изменяет степень трудоемкости их разработки, а глинистые грунты и даже влажные песчаные при­ обретают подобие окаменелости.

б) Низкая температура ухудшает условия труда, а в неко­ торых случаях вызывает, по требованиям охраны труда, при­

остановку работ.

в) Возможно перемешивание со снегом отрытого грунта, что ухудшает качество насыпей, возводимых во время снегопадов и метелей.

г) Происходит смерзание грунта, погруженного на транс­ портные средства, намерзание слоя грунта на стенках ковша, что уменьшает полезный объем и затрудняет выгрузку грунта.

д) В местах, имеющих повышенную влажность, гусеницы машины могут примерзать к грунту.

е) Затрудняется снабжение машин водой (замерзание в хо­ лодных баках и трубах).

ж) . Появляется необходимость расчистки дорог от снега. В связи с этим при производстве работ необходимо соблю­

дать следующие правила.

Подготовка грунта к разработке в зимних условиях должна производиться одним из следующих способов:

а) Предохранением грунта от промерзания путем предвари­

снега или прикрытием теплоизолирующими местными материа­ лами, например соломой, торфом, шлаком, ветками и т. д.

б) Рыхлением мерзлого грунта при больших объемах работ

взрывным способом, а при небольших объемах и толщине про­ мерзания до 0,7 м — механическими средствами: ударами тя­ желого металлического шара или плиты, подвешиваемых к тя­ говому тросу экскаватора.

Без предварительного рыхления грунт разрабатывается

«прямой лопатой» емкостью ковша 0,5—1,0 м3, при толщине мерзлого слоя 0,15—0,25 м, а драглайном — до 0,1 м.

в) Оттаиванием грунта при помощи паровых или водяных игл, погружаемых в него; применяется в исключительных слу­

чаях во избежание насыщения основания выемок водой, нару­ шения структуры и понижения несущей способности грунта.

Оттаивание производится последовательными участками, размеры которых должны соответствовать суточному объему ра­ боты землеройной машины.

избежание промерзания грунта во время перерывов.

Котлованы и траншеи должны разрабатываться с принятием

мер против промерзания грунта в основаниях закладываемых

на них фундаментов и других конструкций. Для этого можно, например, оставлять слой грунта, не дорабатывая его до про­

ектной отметки, который впоследствии удаляется непосред­ ственно перед началом кладки фундамента. Этот прием допу­

стим только при кратковременных перерывах между оконча­

нием земляных работ и кладкой фундамента.

При планировке насыпей не допускается отсыпка мерзлого грунта более 30% от общего объема засыпки, а размер комьев

не должен превышать 0,15 м.

В обратную засыпку котлованов и траншей количество мерз­

лых комьев в грунте, засыпаемом в пазухи между фундаментом и стенками котлована, не должно превышать 15% общего объ­ ема засыпки. При засыпке пазух внутри зданий использование мерзлого грунта не допускается.

Не допускается засыпка мерзлым грунтом траншей трубо­

проводов в пределах проездов, имеющих дорожное покрытие. Планировка и укрепление откосов выемок, разработанных в зимних условиях, должны производиться после оттаивания

грунта.

Если грунт из выемки не вывозится в насыпь, а отсыпается

в кавальер, то выемку в зимнее время в мокрых грунтах эконо­

мичнее разработать способом массового взрыва на выброс. Для уменьшения объема земляных работ и во избежание

дорогих планировочных работ, выемки глубиною до 3 м разра­ батывают зимой по временному профилю с коэффициентом за­

Однако кюветы, особенно в глинистых грунтах, желательно отрывать зимой, для беспрепятственного стока воды в период таяния, во избежание затопления выемки.

Кавальеры, отсыпаемые из мерзлых грунтов, должны от­ стоять от бровки выемки на расстоянии, равном высоте каваль­ ера, но не менее чем на 1,5 м.

Основания под насыпи необходимо очистить от снега и льда, а ямы должны быть засыпаны талым грунтом, однородным с грунтом основания, с тщательным уплотнением.

Не разрешается укладывать в насыпи, сооружаемые зимой,

меловые, тальковые и трепельные грунты, а также жирные глины, торф и дерн, которые при оттаивании расползаются и

теряют устойчивость под действием собственного веса насыпи.

Нижняя часть насыпи, отсыпка которой закончится в зимнее время, должна состоять из хорошо дренирующих грунтов.

в них грунтов, должны подвергаться искусственному уплотне­ нию; применять гладкие катки не рекомендуется.

б) Комья мерзлого грунта крупнее 15 см должны быть разбиты.

в) Лед и снег должны быть из насыпи удалены.

г) Укладка мерзлого грунта на расстоянии ближе 1 м от поверхности откосов насыпи не допускается, а в общей массе он должен быть распределен равномерно.

д) Дальность транспортирования грунта необходимо назна­ чать такой, при которой влажный грунт не успеет замерзнуть

до момента выгрузки его на месте назначения.

е) На месте выгрузки необходимо следить за тщательной и немедленной очисткой путей, чтобы избежать постепенного на­ растания мерзлых бугров.

ж) Шпалы рельсовых путей необходимо укладывать на про­ дольные лежни в тех местах, где требуется постепенная пере­ движка пути; эти лежни предохраняют от примерзания шпал к поверхности грунта.

ГЛАВА IV

ДЕРЕВО КАК СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

§ 33. Дерево, его строение и свойства древесины

Наша страна по запасам древесины, особенно наиболее ши­ роко применяемых в строительстве хвойных пород, занимает

первое место в мире. Широкое использование древесины в стро­ ительстве объясняется ее ценными свойствами: значительной

Рис. 38. Строение и пороки дерева: а) поперечный разрез ствола; бив) трещины.

прочностью, легкой обрабатываемостью, малой теплопроводно­ стью и небольшим объемным весом.

Вместе с тем, дерево имеет существенные недостатки: легко загорается, подвержено гниению, червоточине, деформируется при изменении влажности, обладает различной механической прочностью вдоль и поперек волокон.

Свойства и качества древесины, как строительного матери­ ала, зависят от строения дерева, условий его произрастания, заготовки, транспортирования, хранения и сушки, которые на различные породы деревьев влияют по-разному.

Древесина ствола (рис. 38) состоит из множества клетоктрубочек, образующих концентрические чередующиеся кольца плотной и более рыхлой массы. По клеткам-трубочкам происхо­

74 Дерево как строительный материал [Гл. IV

дит питание дерева. Прилегающий к коре слой древесины назы­ вается камбием; он представляет собой мягкую, сочную, способ­ ную легко загнивать ткань. Здесь ежегодно образуются новые клетки древесины и так называемого луба.

Годичный слой, состоящий из плотного и рыхлого колец, на­ растает только в теплое время года, так как зимой дерево не растет. Поэтому по числу колец (слоев) можно точно опреде­ лить возраст дерева. За камбием расположена заболонь — наи­ более влажная часть древесины, заполненная сокопроводящими каналами.

У всех пород дерева, как хвойных, так и лиственных, имеются сердцевинные лучи. Они служат дереву в период его роста для накапливания в конце лета питательных веществ.

Сердцевинные лучи состоят из очень коротких и тонкостенных

клеток, слабо связанных между собой. Вследствие этого древе­

сина легко раскалывается по сердцевинным лучам; по ним же проходят трещины, образующиеся при высыхании материала.

Сердцевинных лучей в лиственных породах около 15%, в хвой­

ных— около 6%.

Центральную часть ствола занимает сердцевина, ткань кото­ рой бывает рыхлой и даже дряблой. Это может способствовать

распространению заражения остальной части древесины.

Между заболонью и сердцевиной может находиться ядро — наиболее ценная часть древесины, состоящая из отмерших кле­ ток заболони. Ядро не принимает участия в росте дерева, оно служит только лишь каркасом ствола, несущим собственный вес дерева и воспринимающим на себя внешние нагрузки.

По мере образования в ядре смол — в хвойных породах и дубильных веществ — в лиственных, ядро темнеет. Эти вещества делают древесину ядровой части наиболее стойкой против за­ гнивания.

Спелость древесины определяется образованием ядра, кото­ рое у различных пород деревьев происходит в различном воз­ расте; например, у сосны и лиственницы около 20 лет, а у белой акации — в 5—6 лет.

В зависимости от наличия или отсутствия ядра, заболони и

(безъядерные), имеющие лишь одну заболонную древесину (бе­ реза, граб, ольха и др.); спелодревесные, имеющие-лишь спе­ лую древесину с трудно различаемой заболонью (ель, пихта, бук).

Для оценки качества древесины, как строительного мате­ риала, необходимо учитывать ее физико-механические свойства.

К физическим свойствам древесины относятся:

а) Цвет и текстура (рисунок древесины в разрезе) —

два отличительных признака древесины. По окраске древесины

§ 55] Дерево, его строение и свойства древесины 75

и ее строению можно определить доброкачественность мате­

риала и породу дерева. Древесина каждой породы имеет свой характерный цвет и строение. Так, сосна, лиственница, дуб и другие отличаются ярко выраженной окраской ядровой части; ель, береза, липа, осина и другие не имеют такой окраски. Не­ нормальный цвет древесины, темные или цветные пятна — при­ знаки развития в ней болезнетворных грибов. Текстура хвойных пород проста и однообразна, древесина же лиственных пород (дуб, ясень, каштан, орех, лиственница и др.) дают красивую текстуру.

б) Влажность — физический фактор, влияющий на проч­

ность, объемный вес и другие свойства древесины. Различают влагу свободную, или капиллярную, заполняющую полости

клеток, сосудов и межклеточные пространства, и гигроскопиче­ скую, находящуюся в стенках клеток. В сухой древесине — только гигроскопическая влага, капиллярная же удалена при сушке. Влажность свежесрубленной древесины 35% и более,

мокрой (сплавной)—обычно выше свежесрубленной древеси­

ны, воздушносухой 15—20% (стандартная влажность, к которой приводятся все показатели при испытаниях), комнатносухой

8—13%.

в) Гигроскопичность — способность поглощать влагу из воздуха. Влажная древесина легко отдает влагу сухому окру­

жающему воздуху, а сухая лег-ко поглощает влагу из воздуха. Изменение влажности влечет за собой изменение объема дре­ весины. Для защиты древесины от влажности ее поверхность

покрывают олифой, краской, лаком и т. п.

г) Усушка и разбухание. Древесина, высыхая до

влажности 25—35%, не меняет своих размеров. При дальней­ шей сушке древесина дает усушку (усадку), и линейные ее раз­ меры, а следовательно, и объем, уменьшаются. При увлажнении происходит обратное явление. Усушка бывает лишь при испаре-

нии гигроскопической влаги. Величина усушки или разбухания в различных направлениях неодинакова; по длине порядка 0,1%, в радиальном направлении от 3 до 6%, а в тангенциаль­ ном от 6 до 12%. В связи с тем, что усушка сопровождается

уменьшением толщины стенок клеток, древесина с толстостен­

Усушка и разбухание древесины ведут к образованию щелей в местах соединений или короблению (пол, двери т. п.). Поэтому

следует применять древесину такой влажности, которая соот­ ветствовала бы условиям ее эксплуатации в изделии или кон­ струкции.

От усушки и увлажнения широкие доски коробятся больше, чем узкие. Поэтому при изготовлении столярных щитов приме­

било— доски располагают годичными слоями в разные стороны.

Наибольшее растрескивание наблюдается у лиственных пород,

у которых имеются широкие сердцевинные лучи (дуб, бук,

чинар).

д) Объемный вес древесины зависит от ее влажности

и плотности. Он колеблется для сосны от 400 до 800 кг/м3, для дуба — от 700 до 900 кг/м3.

Механические свойства характеризуют:

а) Растяжение. Древесина обладает высокой сопро­ тивляемостью растяжению вдоль волокон и очень малой (у хвой­ ных пород всего 2—5°/о от растяжения вдоль волокон) поперек волокон. Влажность древесины не оказывает заметного влияния на прочность при растяжении.

б) Сжатие. Сопротивление древесины сжатию исполь­

зуется в различных частях сооружений (сваи, колонны, опоры, подкосы и т. д.). В зависимости от направления усилия по от­

ношению к направлению волокон, сжатие в древесине разли­

чают вдоль волокон и поперек волокон.

в) Изгиб. Древесина обладает высоким сопротивлением

изгибу и поэтому широко применяется в ответственных деталях

сооружений (балки, стропила и т. п.). Разрушение при изгибе может быть вызвано растяжением, сжатием или скалыванием, например в балке на двух опорах.

г) Скалывание, в зависимости от плоскости, по которой действует внешняя сила, различается: скалывание вдоль воло­ кон; скалывание поперек волокон; перерезывание.

Величина значения допускаемых напряжений на различные виды сопротивлений приводится в НиТУ на проектирование де­ ревянных конструкций.

§34. Породы дерева, применяемые в строительстве

Встроительстве, в основном, применяют хвойные нороды. Лиственные же породы применяются главным образом в сто­ лярных и отделочных работах, когда, помимо прочности, тре­ буется придать изделию красивый вид (например, дуб, ясень — для изготовления паркета и т. п.).

Для временных и подсобных производственных зданий для

строительных целей (склады, сараи, навесы и т. гг.), а также

для внутренних дверей, коробок, наличников, столярных плит,

столярных перегородок (чистых), внутренних деревянных лест­ ниц и т. п., разрешается применять также осину, ольху, березу, бук, тополь и липу.

Сосна произрастает почти по всей территории СССР. Свойства сосны изменяются в зависимости от почвы, на кото­

§ 34] ■ Породы дерева, применяемые в строительстве 77

рой она растет. Сосна, растущая на песчаной почве (рудовая или кендовая), имеет мелкослоистую, очень плотную и крепкую древесину желтовато-красного оттенка, обладает большой смо­ листостью. Мяндовая сосна растет на низменных глинистых

почвах, обычно вместе с елью, березой и осиной. Древесина ее

ного цвета, заболонь желто-белого цвета, резко отличается от ядра. Сучки в распиле имеют овальную форму, так как распо­ ложены под острым углом к оси ствола, в мутовку, т. е. на рас­

стоянии группами по 3—4 сучка; между мутовками сучьев нет.

Ель произрастает в северной и средней полосе СССР. Цвет

древесины белый со слабым желтоватым оттенком или розова­

то-белый. Древесина ели менее смолиста, чем сосны; при ис­

пользовании в сырых местах быстро загнивает; при высыхании дает сильную усушку. Поэтому в гидротехническом строитель­ стве и в конструкциях, имеющих врубовые соединения (мосты), не применяется.

Лиственница — порода ядровая; ядро красновато-бу­ рого цвета; заболонь светлая, -узкая, резко отличается по окра­ ске от ядра. Древесина ее прочная, твердая и смолистая, обла­ дает повышенной стойкостью против загнивания. Применяется наравне с сосной. Недостаток лиственницы — склонность к рас­ трескиванию, а также темный цвет. Очень ценная порода для

гидротехнических и подземных сооружений. Хорошо поддается обработке инструментом. Произрастает на северо-востоке Евро­ пейской части СССР и в Сибири.

Пихта имеет мягкую, легкую, непрочную древесину, похо­

жую на еловую, но ниже ее по качеству. Вследствие малого со­ держания смолистых веществ пихта менее устойчива против за­ гнивания, чем другие хвойные породы. Растет на северо-востоке Европейской части СССР, в Сибири и на Кавказе.

Дуб произрастает в средней полосе СССР (летний, теряю­ щий листву осенью), а также на Украине, Кавказе и в Крыму

(зимний, сохраняющий листву круглый год). Древесина обла­ дает высокими качествами и служит прекрасным материалом для гидротехнических сооружений. В строительстве употреб­ ляется для паркета, столярных и отделочных работ. Древесина,

пролежавшая долгое время в воде, приобретает темный до чер­ ного цвет и высокую прочность; такой дуб носит название мо­ реного,

Пороками древесины называют неправильность ее строения,

внутренние и наружные повреждения, а также различного рода заболевания: различного рода трещины, ненормальное развитие некоторых частей ствола, повреждения дереворазрушающими грибами, насекомыми. Гниение также относится к болезням дре­ весины.

Различают пороки, обусловленные атмосферными усло­ виями, ненормальностью роста дерева, и пороки, обусловлен­

ные условиями заготовки, транспорта, хранения или эксплуата­ ции деревянных сооружений.

Рассмотрим важнейшие пороки дерева, возникающие вслед­ ствие ненормальных условий роста или сушки (рис. 38). В свежесрубленном дереве трещины появляются от чрезвычайно быстрой сушки, а в растущем — от усыхания — солнечные или воздушные трещины, распространяющиеся от периферии к серд­ цевине.

Метик — сравнительно широкая внутренняя трещина, сужи­ вающаяся от центра ствола к периферии. Согласный метик рас­ полагается в диаметральной плоскости; расположенный же в

разных плоскостях — несогласный метик. Отлуп — трещина,

идущая по годичному слою, иногда на целое кольцо. Морозо­ боина— трещина, появляющаяся во время сильных морозов от резкого охлаждения и неравномерного сжатия наружных слоев ствола.

Косослой — спиральное расположение волокон древесины

относительно продольной оси ствола. Вследствие этого-древе­

сина имеет пониженную механическую прочность, непригодна для распиловки и устройства в ней врубок, так как перерезан­ ные слои будут высыпаться с поверхности распила.

Свилеватость — волнообразное расположение волокон на отдельных участках или по всей длине ствола. Древесина

обесценена аналогично косослойной.

Сбежистость — резкое уменьшение толщины круглого леса или ширины необрезной доски от комля (пня) к вершине. Дерево считается сбежистым, если диаметр его изменяется бо­

лее чем на 2 см .на 1 м длины ствола. Сбежистость увеличивает количество отходов при распиловке круглого леса, влечет за со­ бой перерезание годичных слоев в пиломатериалах--и делает

непригодной древесину для использования, например, для свай или рубки ряжей и стен.

Разновидностью заболеваний на растущем дереве являются

гнили и цветные окраски, вызываемые грибами, пора­ жающими древесину и отличающимися большим разнообра­ зием— от почти безвредных (плесени) до весьма сильных раз­