2.4. Вспомогательные работы

В процессе ведения строительных работ достаточно часто приходится выполнять вспомогательные работы, а именно: водоотлив, водопонижение, закрепление стенок котлованов и траншей и ряд других. Водоотлив производим в том случае, когда котлован или траншея прорезает горизонт грунтовых вод, и они скапливаются на дне выработки, мешая производству работ.

Достаточно часто более целесообразным является понижение уровня грунтовых вод. Для этой цели используют легкие иглофильтровые установки, один ярус понижает уровень грунтовых вод на 3,5…4м, эжекторные иглофильтровые установки и водопонижающие скважины с глубинными насосами.

2.5. Искусственное закрепление грунтов

Его применяют для создания вокруг котлованов (выемок) водонепроницаемых завес, а также для повышения несущей способности основания. Выбор того или иного способа зависит от физико-механических свойств грунтов:

1. Искусственное замораживание – при температуре -40С в грунт нагнетается СаСl₂;

2. Цементация – в грунт нагнетается цементная суспензия (смесь цемента с водой) в отношении в/ц 1:1; 1:10;

3. Химический способ в грунт нагнетается жидкое стекло Νо₂ЅіО₃ и через 24часа СаСl₂;

4. Битумизация - используются холодные и горячие мастики;

5. Термический способ-укрепление породы осуществляется за счет ее нагревания.

2.6. Распределение земляных масс

Сущность распределения земляных масс. Железнодорожное земляное полотно состоит из непрерывно чередующихся насыпей и выемок.

Суммарный объём грунта всех насыпей и выемок железнодорожных линий составляет профильную кубатуру земляного полотна / V проф./.

Сумма объёмов грунта, разрабатываемого в выемках, резервах и карьерах и перемещаемая из них в насыпь, представляет собой рабочую кубатуру / р./ сооружаемого земляного полотна железнодорожной линии. При распределении земляных масс с целью сокращения рабочей кубатуры следует максимально (по возможности полностью) использовать грунт, получаемый при разработке выемок, для возведения насыпей. В этом случае рабочая кубатура минимальна.

Решение задачи определения минимального значения рабочей кубатуры составляет сущность распределения земляных масс.

При недостатке грунта в выемке и неэкономичности его перемещения из выемки в насыпь грунт для возведения насыпи берется из карьеров и резервов. При избытке грунта в выемках или непригодности его для возведения насыпей (переувлажнение и т.д.) выполняется их разработка с перемещением вынутого грунта в отвал.

Распределение земляных масс выполняется в определенной последовательности:

1. предварительная разбивка продольного профиля на отдельные рабочие участки (массивы выемок и насыпей), для каждого из которых решается вопрос распределения земляных масс;

2. предварительное назначение способов работы землеройных и землеройно-транспортных машин на каждом отдельном участке профиля;

3. определение средней дальности продольной и поперечной возки грунта на каждом рабочем участке профиля;

4. ориентировочное сравнение возможных вариантов по методам работ и дальности возки грунта, выбор оптимального способа работ и окончательное распределение земляных масс.

График попикетных объемов. Размещение профильной кубатуры вдоль участка возведения земляного полотна наглядно отображает график попикетных объёмов.

График вычерчивается на миллиметровой бумаге под продольным профилем, который дан в задании на курсовой проект. На каждом пикете вверх от горизонтальной нулевой оси откладываются в масштабе 1:2000, 1:5000 или 1:10000 вертикальные столбики, изображающие объёмы выемок, а столбики, изображающие объемы насыпей, откладываются вниз от нулевой оси. График насыпи заштриховывается в красный цвет, а выемок – в желтый. Горизонтальный масштаб графика попикетных объёмов М 1:10000.

Если на пикете имеется одновременно выемка и насыпь, то вертикальные элементы графика откладываются и вверх и вниз соответственно по длине выемки и насыпи. Над столбиком графика указывается величина попикетного объёма насыпи или выемки, а также подсчитываются величины помассивных объёмов грунта. Помассивный объём насыпей на подходе к мосту следует указывать отдельно для левого и правого подходов. График используется при решении задачи распределения земляных масс. В дипломных проектах осуществляется построение графика помассивных объемов.

Определение средней дальности перемещения грунта по производственным участкам. Одним из наиболее распространенных способов определения средней дальности возки грунта при продольном перемещении является графический способ.

Этот способ основан на построении кривой объёмов, обладающей следующими свойствами:

а) ордината каждой точки кривой равна алгебраической сумме насыпей и выемок, расположенных слева от начальной точки кривой до данной, причем ординаты выемок входят в сумму со знаком /+/, а насыпей – со знаком /-/;

б) восходящие ветви кривой, считая слева, соответствуют выемкам, нисходящие – насыпям;

в) вершины кривой, т.е. точки кривой, в которых ординаты меняют знак, соответствуют нулевым точкам на продольном профиле участка (точкам перехода из выемок в насыпь и наоборот);

г) всякая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой объёмов, отсекает на кривой сегмент, образованный двумя частями кривой, соответствующими на продольном профиле участкам насыпи и выемки, объёмы которых равны между собой и измеряются на кривой величиной стрелы сегмента; эта горизонтальная секущая линия называется линией равных объёмов;

д) площадь сегмента, образованная кривой объёмов и распределительной линией, равна произведению объёма выемки на среднюю дальность возки при перемещении земляных масс из выемки в насыпь.

На дорогах I, II категории в том случае, если грунт выемок пригоден для сооружения насыпей, целесообразно избыток грунта вывозить не в отвал, а сразу отсыпать насыпь под два пути. Без согласования с заказчиком это допускается при дальности возки, не превышающей расстояние до отвала (или до 1 км), при большей дальности это может привести к перерасходу сметы.

В случае, когда грунта выемок не хватает для отсыпки насыпи, можно произвести их уширение; возможна разработка выемок сразу под два пути.

В результате распределения земляных масс на заданном трехкилометровом участке определяются границы производственных участков с продольным и поперечным перемещением грунта. Границы производственных участков приводятся в пояснительной записке и указываются на кривой объёмов. При продольном перемещении грунта L_ср принимается графически по кривой объёмов.

Поперечная дальность перемещения грунта из выемки в кавальер и из резерва в насыпь вычисляется с учетом поперечных профилей резерва и насыпи, кавальера (рис. 2.7) и выемки. При использовании скреперов средняя дальность возки при перемещении грунта из резерва в насыпь равняется

.

Рис. 2.6. Графический материал к проекту производства земляных работ

Рис. 2.7. Средняя дальность (L_ср) при поперечной возке грунта:

а) из резерва в насыпь; б) из выемки в кавальер

Соответственно, средняя дальность возки при перемещении грунта из выемки в кавальер равняется

,

где В – ширина выемки понизу, м;

В₀ – ширина основной площадки земляного полотна, м;

m – показатель заложения крутизны откоса выемки (насыпи);

Н_ср – средняя рабочая отметка на участке выемки (насыпи), м;

d₂  5 м - в плотных грунтах,  10 м – в слабых грунтах;

d₁ – ширина бермы со стороны будущего второго пути (d₁ = 7,1 м);

h_р – глубина резерва ;

h_к –высота кавальера ();

в_к – размер кавальера поверху, м;

n – показатель крутизны откоса резерва (кавальера);

l₂ – расстояние между съездами, въездами: /l₂=65 м при Н2 м; l₂=65130 м при /;

l₃ – удлинение пути перемещения за счет поворотов (прибавка на один поворот от 20 до 60 м);

d_p – размер резерва по дну, d_р 10 м.

При использовании экскаватора в комплекте с бульдозером средняя дальность перемещения грунта определяется как расстояние между осями выемки и кавальера или насыпи и резерва. При применении в качестве ведущих машин бульдозеров и устройстве сплошного въезда крутизною  1:10, расстояние между осями умножается на коэффициент 1,7; при подъеме круче 1:5 – на коэффициент 1.13.