7. Возведение земляных сооружений
7.1. Основные положения
К земляным сооружениям относятся: выемки (котлованы, траншеи); насыпи (плотины, дамбы); обратные засыпки (пазухи котлованов, траншей); спланированная площадка.
Процесс создания земляных сооружений является комплексным процессом и включает в себя:
– подготовка грунта к разработке (рыхление, замачивание, оттаивание);
– разработка грунта (принятой технологией);
– транспортировка грунта в отвал или в земляные сооружения;
– отсыпка и уплотнение грунта до заданных параметров.
Грунты различают по трудности их разработки. По этому параметру грунты делятся на 12 групп (I…XII). Отнесение конкретного грунта к одной из групп определяется по таблицам ЕНиР (Сб. 2. Механизированные и ручные земляные работы).
Грунты I…IV – не скальные, разрабатываются землеройной техникой. Они могут быть не мерзлыми (талыми) и мерзлыми.
Грунты V…XII – скальные. Это каменные породы, разрабатываемые только взрывной технологией.
Другие наиболее существенные технологические характеристики грунтов:
Плотность () – отношение массы грунта к его объему, составляет 1,2…3,5 т/м3, в среднем 1,6 т/м3.
Влажность (W) – отношение массы воды в грунте к весу его твердых частиц. По влажности грунты бывают: сухие – W < 15 %; влажные – 15 < W<30 %; мокрые – W>30 %.
Разрыхляемость – увеличение объема грунта при разрыхлении. Характеризуется коэффициентом разрыхления (Кр), который составляет для песчаных грунтов 1,1…1,15; для глинистых грунтов 1,15…1,35. После укладки и уплотнения грунт не возвращается к первоначальному объему. Это состояние грунта характеризуется коэффициентом относительного разрыхления (Кор), который принимают для песчаных грунтов 1,05…1,1; для глинистых 1,15…1,2.
При устройстве выемок (котлованов, траншей) вертикальная грунтовая стенка имеет тенденцию к обрушению. Предотвращают это явление двумя способами: креплением стенки или устройством откоса под некоторым углом к вертикали.
Крепление осуществляют в процессе разработки траншей и котлованов или до разработки котлована (рис. 7.1). Достоинства этого способа – объем вынутого грунта не превышает проектного объема котлована; малые технологические габариты (в проектных размерах котлована). Недостатки – большие затраты труда и материалов; разнотипные процессы.
Рис. 7.1. Крепление стенок котлованов и траншей:
а – подкосное;6 – анкерное; в – распорное: 1 – забирка из досок; 2 – стойка; 3 – бобышка; 4 – подкос; 5 – свая; 6 – анкерная тяга; 7 – засыпка; 8 – распорка
Рис. 7.2. Устройство устойчивого откоса
Устройство откоса выполняется под некоторым углом (рис. 7.2), обеспечивающим надежную устойчивость стенок. В связи со сложностью замера угла этот параметр выражается через коэффициент крутизны откоса (m).
где С – заложение откоса; h – высота откоса; m – коэффициент крутизны откоса
Достоинство данного способа в том, что устойчивость грунтовой стенки обеспечивается основным процессом – разработкой грунта и не требует дополнительных материалов. К недостаткам следует отнести большие технологические габариты (размеры выемки по верху существенно увеличиваются). Кроме того, разрабатывается излишний объем грунта, который потом придется засыпать.