Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент естественного откоса глины

Коэффициент естественного откоса глины

Методические советы

По своему строению грунты можно разделить на сцементированные (или скальные) и несцементированные.

Скальные грунты состоят из каменных горных пород, которые разрабатывают взрывом или дроблением клиньями, отбойными молотками и т.п.
Скелет несцементированных состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесок (супесок), суглинок, глина.

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называет тощой или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки — легкой или тяжелой. Особенно трудоемкая для разработки глина называется тягловой.

К основным свойствам грунтов, которые влияют на технологию и трудоемкость их разработки, относятся плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, удельное сопротивление резке, водоудерживающая способность.

Плотностью называется масса 1 кубического метра грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность несцементированных грунтов 1,2-2,1 т/м 3 , скальных — до 3,3 т/м 3 .

Измерение плотности грунта

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется отношением массы воды в грунта к массе твердых частиц грунта, выражается в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % — сухими. Чем выше влажность грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Исключение составляет глина — сухую глину разрабатывать тяжелее. При значительной влажности в глинистых грунтах появляется клейкость, которая осложняет их разработку.

Сцепление — сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепление для песчаных грунтов составляет 3-50 кПа, для глинистых — 5-200 кПа.

Почва при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Это явление называют первичным разрыхлением грунта. Оно характеризуется коэффициентом первичного разрыхления Кр, который является отношением объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии.

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под воздействием массы выше размещенных слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т.д. Однако грунт длительное время не занимает того объема, какой он занимал до разработке, храня остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Ко.р.

Для обеспечения стойкости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к их горизонтальной проекции. Крутизна откоса зависит от угла естественного укоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.
При глубине выемки более 5 м крутизна укосов устанавливается проектом. Откосы постоянных сооружений делаются более пологими, чем укосы временных сооружений, и бывают не меньше, чем 1:1,5.

Водоудерживающая способность или сопротивление почвы проникновению воды очень высокая у глинистых почв и низкая в песчаных. По этой причине последние называются дренирующими, а первые — недренирующими.

Дренирующая способность грунтов характеризуется коэффициентом фильтрации, который находится в пределах 1-150 м/сут.

Вопросы для самопроверки

1.Как классифицируют грунты в зависимости от способа и трудности их разработки? Какие основные физические свойства грунта и от каких факторов они зависят?

2.Какие свойства грунтов влияют на производительность землеройных машин?

3.Что такое разрыхляемость грунтов ? Какая она бывает и как ее учитывают при определении производительности машин и при подсчетах объемов земляных работ?

4.Какими способами проводят разработку грунтов ? Характеристика этих способов. В каких условиях целесообразно использование этих способов?

5.Что называют проектным, профильным, производственным объемом земляных работ?

Грунты и их строительные свойства

Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры, это растительный грунт, песок, супесь, гравий, глина, суглинок, торф, плывуны, различные полускальные и скальные грунты.

По крупности минеральных частиц грунта, их взаимной связи и механической прочности грунты делят на пять классов: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные (несвязные) и глинистые (связные).

Читать еще:  Те же росы откосы туманы над бурьянами рдяный восход

К скальным грунтам относятся сцементированные водоустойчивые и практически несжимаемые породы (граниты, песчаники, известняки и т. п.), залегающие обычно в виде сплошных или трещиноватых массивов.

К полускальным грунтам относятся сцементированные породы, способные к уплотнению (мергели, алевролиты, аргиллиты и т. п.) и неводостойкие (гипс, гипсоносные конгломераты).

Крупнообломочные грунты состоят из несцементированных кусков скальных и полускальных пород; обычно содержат более 50 % обломков пород размером свыше 2 мм.

Песчаные грунты состоят из несцементированных частиц пород размером 0,05–2 мм; представляют собой, как правило, естественно разрушившиеся и преобразованные в различной степени скальные грунты; не обладают пластичностью.

Глинистые грунты также являются продуктом естественного разрушения и преобразования первичных горных пород, составляющих скальные грунты, но с преобладающим размером частиц менее 0,005 мм.

Основным объектом разработки в строительстве являются глинистые, песчаные и песчано-глинистые, а также крупнообломочные и полускальные грунты.

На технологию производства и стоимость земляных работ оказывают влияние различные факторы, в том числе физические и механические свойства грунтов.

Основные механические свойства грунтов: прочность, твердость, пластичность, размываемость, разрыхляемость.

Основные физические свойства грунтов: удельная и объемная масса, плотность, влажность, сцепление, влагоемкость (водопоглощаемость), пористость, угол естественного откоса, водопроницаемость, угол внутреннего трения.

Плотность – масса 1 м 3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов составляет 1,5–2 т/м 3 ; полускальных неразрыхленных грунтов – 2–2,5 т/м 3 , скальных – более 2,5 т/м 3 .

Влажность – степень насыщения грунта водой. Определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта, выражается в процентах. При влажности более 30% грунты считаются мокрыми, до 5% – сухими (от 5 до 30% – нормальная влажность). Чем выше влажность грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Исключение составляет глина (сухую глину разрабатывать труднее). Однако при значительной влажности у глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет их разработку.

Сцепление – сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 3–50 кПа, для глинистых – 5–200 кПа.

От плотности и силы сцепления между частицами грунта в основном зависит производительность землеройных машин. Классификация основных видов грунтов по трудоемкости их разработки землеройными и землеройно-транспортными машинами и свойств грунта приведена в сборниках норм затрат труда (НЗТ).

Грунт при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме, т.е. объем насыпи становится больше объема выемки, из которой грунт взят. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, характеризуется коэффициентом первоначального разрыхления кР. Он представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт со временем уплотняется под действием собственного веса, под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта и т.п.

Однако грунт длительное время не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта кор.

Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты H к заложению A:

, (2.1)

где m – коэффициент заложения.

Крутизна откоса (рис. 2.6) зависит от угла естественного откоса α, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. При глубине выемки более 5 м крутизна откосов устанавливается проектом.

Рис. 2.6. Крутизна откоса

Откосы постоянных сооружений делаются более пологими, чем откосы временных сооружений, и составляют не менее чем 1:1,5.

Водоудерживающая способность – сопротивляемость грунта прониканию воды.

Водоудерживающая способность очень высока у глинистых грунтов и низка у песчаных. По этой причине песчаные грунты называются дренирующими, т. е. хорошо пропускающими воду, а глинистые – недренирующими.

Читать еще:  Что такое криволинейные откосы

Дренирующая способность грунтов характеризуется коэффициентом фильтрации Кф = 1–150 м/сут.

Коэффициент естественного откоса глины

К основным строительным свойствам грунтов относятся: плотность, разрыхляемость, уплотняемость, влагоемкость, водоудерживающая способность, водопроницаемость, способность сохранять вертикальные или естественные откосы, размываемость.

Плотность. Грунты при естественном залегании находятся в плотном состоянии, т. е. в состоянии с ненарушенной естественной структурой.

Разрыхляемость. При разработке землеройными машинами естественно залегающий грунт разрыхляется; увеличение его объема в результате этого процесса носит название первоначального разрыхления. Разрыхленный грунт, уложенный в насыпь или в отвал, с течением времени под давлением вышерасположенных слоев или после трамбования может значительно уменьшиться в объеме. Таким образом, разрыхленность грунта после осадки уменьшается и носит название остаточного разрыхления.

Числовые значения величин первоначального и остаточного разрыхления очень важны для подсчета осадок земляных сооружений, которые определяются геодезическими методами, а также для подсчета объемов земляных работ.

Размеры приращения объемов при разрыхлении устанавливаются, в процентах от объема грунта в плотном состоянии. Приближенные данные о разрыхлении грунта приведены в табл. 2.

Таблица 2 – Величины разрыхления грунта

Определение количества земляных масс и производительности землеройных машин, а также оплату за выполненные работы производят по объему грунта в плотном состоянии.

Из табл. 2 следует, что степень разрыхления тем больше, чем выше категория грунта.

Уплотняемость. Процесс естественного уплотнения грунта в насыпи происходит неравномерно, вследствие чего могут образоваться местные просадки. Поэтому при возведении насыпей стремятся достичь с помощью специальных машин максимального уплотнения отсыпаемых грунтов.

Влагоемкость. Влагоемкостью называют способность грунта поглощать воду.
По насыщенности водой различают:

Наибольшей влагоемкостью отличаются торф, черноземные и глинистые грунты. Последние обладают также наибольшей водоудерживающей способностью.

Водопроницаемость. Водопроницаемостью называется способность грунта пропускать воду. Чем крупнее частицы, составляющие грунт, тем больше водопроницаемость. Водопроницаемость грунтов характеризуется значениями коэффициентов фильтрации, приведенными в табл. 3.

Таблица 3 — Значения коэффициентов фильтрации для некоторых грунтов

Крутизна и коэффициенты откоса. Крутизна откосов насыпей и выемок зависит от угла естественного откоса сыпучих грунтов, сцепления частиц связных грунтов, от величины давления вышележащих слоев, влажности и пр. Крутизна характеризуется коэффициентом откоса. Наибольшая допустимая ТУ крутизна откосов котлованов и траншей, разрабатываемых без креплений, приводится в табл. 4.

Таблица 4 – Крутизна откосов

Размываемость. Размываемостью называют унос частиц грунта водой. Это свойство учитывают при устройстве кюветов, канав и русел, а также при разработке грунтов методом гидромеханизации.

Чтобы не было уноса частиц из земляного сооружения, необходимо проектировать допустимые скорости течения воды. Чем меньше плотность грунта, тем меньше должна быть эта скорость.

Земляные работы на строительных площадках

Различают следующие основные виды земляных работ:выемка грунта, планировка, отсыпка насыпей и отвалов.

Выемка грунта

Выемка грунта производится при рытье котлованов, траншей, при планировочных работах, при вскрышных работах.

Котлованом называется всякая открытая выемка любых размеров, предназначающаяся для устройства в ней подземных частей зданий и сооружений. Обычно котлован имеет сравнительно небольшую ширину и большую длину, доходящую до нескольких десятков метров. Стенки котлована могут быть в зависимости от глубины котлована и качества грунта либо отвесными (вертикальными), либо с откосами или уступами, как указано на рисунке снизу:

В скалистых грунтах, в сухой глине котлованы делают с вертикальными стенками. В сухих песчаных, супесчаных грунтах котлованы делают с пологими откосами или уступами.

Верхняя кромка котлована называется бровкой котлована, а площадка на поверхности земли между бровкой и подошвой вала вынутого грунта называется бермой:

Очертания котлована в плане обычно соответствует форме фундаментов сооружения. В зависимости от велечины в плане и глубины котлована, рода грунта и заданных сроков работы котлованы могут разрабатываться самыми различными способами (экскаваторами и снарядами малой механизации, вручную на вымет, тачками).

Читать еще:  Снип земляных работ откосы

Траншеей называется открытая выемка грунта, имеющая большую длину (иногда измеряемую километрами) и очень небольшую ширину. Траншеи копаются для укладки водопроводных, канализационных, газовых и других труб, телефонных и электрических кабелей или для отвода воды.

Стенки траншеи могут делаться, как и у котлованов, вертикальными, с откосами или с уступами.

В случае, если грунт не держит свободного вертикального откоса, а делать стенки с уступами или откосами не позволяют условия работ, стенки траншей и котлованов делаются вертикальными, но укрепляются шпунтовыми ограждениями и досками, т.е. устраивается крепление стенок котлована.

Разрабатываются траншеи канавокопателями или вручную (на вымет), когда грунт выкидывается на бровку лопатой. Если траншея глубока и объем земляных работ велик, то для удаления отрытого вручную грунта из траншеи применяются механические приспособления (транспортеры и др.).

Вскрыша. Уголь, железная руда, различный камень для постройки сооружения и их облицовки, гравий и песок, необходимые для приготовления бетона и растворов, почти всегда залегают не на поверхности земли, а на известной глубине под нею. Для того чтобы добыть полезные ископаемые, надо снять лежащую над ними землю, т.е. вскрыть полезное ископаемое. Такие выемки земли называются вскрышей. Глубина вскрыши может быть самой различной, доходя до нескольких десятков метров, а объем вскрыши может колебаться от сотен до нескольких миллионов кубических метров грунта.

Планировка территории застройки

Для того, чтобы площадка строящегося здания, поселка или завода имела ровную поверхность, приходится срезать бугры и засыпать низины и впадины на территории строительства.

Эти работы называются планировочными работами или планировкой. Планировка производится обычно на больших площадях при сравнительно небольших глубинах выемок и небольшой высоте насыпей. Объемы планировки однако бывают очень велики. Так, планировочные работы на строительстве Зенит Арены составили более 6 млн. куб. метров грунта.

Если при планировке землю нужно срезать, то срезка называется выемкой планировки. Грунт, уложенный в естественных углублениях площадки, называется насыпями планировки. Необходимо стремится к тому, чтобы, по возможности, объем выемок был равен объему насыпей планировки.

Планировочные работы производятся различными способами: при малых выемках и небольших расстояниях возки (до 70 м) — вручную с отвозкой земли тачками; при больших расстояниях применяются скреперы, возка вагонетками узкой колеи или грабарская возка; для разработки глубоких выемок применяются специальные машины — экскаваторы. Перевозка земли на большие расстояния осуществляется самосвалами, иногда по железной дороге. При наличии поблизости от площадок воды и дешевой электроэнергии иногда бывает выгодно применять гидромеханизацию, т.е. разработку и перемещение грунта с помощью воды.

Отсыпка насыпей и отвалов

При разработке выемок всегда получается некоторый избыток грунта, получаемый от разрыхления грунта, а также и вследствие того, что часть объема котлована замещается объемом того сооружения, для которого роется котлован или траншея. При планировочных работах кроме разрыхления грунта, полученного из выемок, может оказаться избыток грунта вследствие того, что объем насыпей планировки меньше, чем объем выемок.

Эти избытки грунта нужно либо удалить в отвалы за пределы площадки или разработки, либо разместить его в полезные насыпи. отвалом называется отсыпка насыпей, ненужных строительству.

Полезной насыпью называется такая насыпь, которая используется во время постройки или во время эксплуатации строящегося предприятия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector