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

Устойчивость откосов песчаного грунта

  • Астрономия
  • Биология
  • Биотехнологии
  • География
  • Государство
  • Демография
  • Журналистика и СМИ
  • История
  • Лингвистика
  • Литература
  • Маркетинг
  • Менеджмент
  • Механика
  • Науковедение
  • Образование
  • Охрана труда
  • Педагогика
  • Политика
  • Право
  • Психология
  • Социология
  • Физика
  • Химия
  • Экология
  • Электроника
  • Электротехника
  • Энергетика
  • Юриспруденция
  • Этика и деловое общение

Изобретательство Устойчивость откосов земляных сооружений

Классификация и свойства грунтов

Грунт – породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства и качество влияют на:

— устойчивость земляных сооружений;

Грунты обладают следующими свойствами:

— пластичность – масса первого м 3 грунта в естественном состоянии;

— влажность – степень насыщения грунта водой (если больше 30% влажность, то, следовательно, грунт мокрый, до 5% — грунт сухой);

— сцепление – характеризуется начальным сцеплением грунта сдвигу.

От плотности и силы сцепления грунта зависит производительность землеройных машин. Классификация грунтов по трудности их разработки приводится в ЕНиР Сборник 2 выпуск 1 «Земляные работы». К примеру:

— для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяются на 6 групп;

— для многоковшовых экскаваторов и скреперов – на две;

— для бульдозеров и грейдеров – на три группы;

— при разработке вручную их делят на 7 групп.

В состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а в последнюю трудно разрабатываемые.

В процессе разработке грунт разрыхляется, при этом объем грунта увеличивается, объемная масса уменьшается — ϶ᴛᴏ принято называть первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом первоначального разрыхления Кпр.

(3)

— для песчаных грунтов;

— суглинистых грунтов;

— глинистых грунтов.

Разрыхлитель грунта после естественного уплотнения принято называть остаточным разрыхлением и характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления Кор. Коэффициенты разрыхления приводятся в ЕНиРе Сборник 2 выпуск 1 «Земляные работы».

Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна характеризуется отношением высоты откоса h к его заложению х или tg a к горизонту (см.рисунок 2).

Рисунок 2 – Элементы откоса

h – высота откоса;

x – заложение откоса;

tg a — угол наклона;

m – коэффициент откоса (показатель крутизны откоса);

A – ширина выемки по верху;

a – ширина выемки по низу.

Значение крутизны откосов 1:m устанавливаются для постоянных и временных земельных сооружений в зависимости от их глубины и вида грунта (СНиПом «Земельные сооружения»). В некоторых случаях разрешается отрывка котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений (при отсутствии грунтовых вод):

— в скальных грунтах – на любую глубину;

— в песчаных – на глубину не более 1,0м;

— в супесчаных грунтах – на глубину не более 1,25м;

— в суглинках – не более 1,5м;

— в глинах – не более 2м.

2.2.2 Способы временного крепления выемок (д/з)

При разработке выемок в водонасыщенных грунтах или в естественных условиях, когда при этом невозможно обеспечить требуемое заложение откосов, вертикальные стенки укрепляют специальными временными креплениями. Временная крепь может быть выполнена:

— из деревянного или металлического шпунта;

— из деревянных щитов с опорными стойками;

— щитов с распорными рамами.

1. Шпунтовое ограждение (самое дорогое) – применяется при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемки, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за его пределами.

2. Деревянные щиты с опорными стойками (сваи)

Разрабатываются в грунтах естественной влажности. Опорные стойки крепят с помощью металлических стяжек или деревянных схваток к анкерным сваям, забиваемым за пределами призмы разрушения. Устраивают в процессе или после разработки выемки в зависимости от степени подвижности.

3. Поперечные распорки – стенки крепят деревянными щитами с распорными рамами. Наиболее эффективны инвентарные распорные рамы из трубчатых стоек и распорок из-за их уменьшенной массы, легкого монтажа и демонтажа. Щиты к стенкам выемки прижимают поворотом муфты с винтовой нарезкой.

Необходимость и способ крепления стенок устанавливают в ППР. Во всœех случаях временная крепь должна быть:

— легко собираться и разбираться;

— воспринимать давление грунта и дополнительные нагрузки;

— не стеснять рабочее место;

— обеспечить безопасное производство работ.

Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод (УГВ)

В случае если выемка перерезает водонасыщенный слой грунта͵ то для сбора и отвод грунтовых вод устраивают дренажи. В случае если приток воды незначительный, то делают открытый водоотлив. Для водопонижения в сложных гидрологических условиях используют понижение УГВ с помощью специальных водопонижающих установок:

1. Иглофильтровые установки – состоят из ряда иглофильтров, погруженных в грунт по периметру выемки. Иглофильтры присоединяют к водосборному коллектору соединœенному к самовсасывающемуся насосу. Их применяют в песчаных и в песчанно-гравийнистых грунтах, понижают уровень грунтовых вод до 4,5м.

2. Эжекторные иглофильтры – понижают УГВ на глубину до 20м. Работа установки заключается в отсасывании воды из грунта͵ под давлением вакуума.

3. Способ электрооткоса – используется в глинистых грунтах, суть которого состоит в том, что при действии электротока во влажных глинистых грунтах возникает движение воды от анода (положительный источник тока) к катоду (отрицательный источник тока).

2.3 Подготовительные и вспомогательные процессы при производстве земляных работ

Подготовительные процессы включают в себя:

1. Очистка территории:

— от леса, кустарников, пней;

— снятие растительного слоя грунта;

— устройство осушительных каналов.

2. Отвод поверхностных и грунтовых вод с помощью водоотводных каналов, закрытых или открытых дренажей.

3. Создание геодезической разбивочной основы.

2.4 Разработка грунта одноковшовым экскаватором (д/з)

Машины, которые только разрабатывают грунт, называются – землеройные. К ним относятся: одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. Машины, которые разрабатывают грунт, перемещают и разгружают в насыпь называются, землеройнотранспортные (скрепер, грейдер, бульдозер).

Искусственное закрепление грунтов – совокупность воздействий в результате, которых увеличивается прочность грунта͵ он становится не размываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым. Закрепляют грунты для создания вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес и для увеличения несущей способности грунтовых вод. Способы закрепления грунтов:

1. Замораживание грунтов – применяют в сильно водонасыщенных грунтах – плывучих, при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединœенные между собой трубопроводом, по которому нагнетается специальная жидкость – рассол (раствор солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до 20-25 градусов.

2. Цементизация и битумизация – заключается в инъецировании соответственно цементного или разогретых битумов в пористые грунты с коэффициентом фильтрации, а так же в трещиноватые скальные породы.

3. Химическим способом закрепляют песчаные грунты нагнетанием в них через инъекторы химический раствор. Химический раствор может быть однорастворный и двухрастворный.

Двухрастворное закрепление состоит в последовательном нагнетании в грунт сначала Na2SiO3, а затем CaCl2, растворы вступают в реакцию и образуют гель кремневой кислоты, который обволакивает зерна грунта и твердея связывает их в монолит. Коэффициент фильтрации 2..80м/сут. Прочность грунта достигается 1,5..3МПа.

Однорастворное закрепление – для слабо дренирующих грунтов. Коэффициент фильтрации менее 0,3 м/сут. Прочность грунта достигается 0,3..0,6МПа.

4. Электрическим способом – закрепляет постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5..1 В/см и плотностью тока 1..5 А/м 2 . При этом глина сильно осушается, а, следовательно, уплотняется и теряет возможность к пучению.

5. Электрохимическим способом – данный способ отличается тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводится через трубу – инъектор, растворы химических добавок, а, следовательно, повысить проводимость тока.

Виды смешанного оборудования одноковшовых экскаваторов:

Рабочие параметры экскаватора:

— максимальная высота h или глубина копания H;

— наибольший или наименьший радиус копания на уровне стоянки Rmax, Rmin;

— длина передвижения Ln;

— радиус выгрузки Rв;

— высота выгрузки Hв.

Рабочий цикл экскаватора состоит из следующих операций:

— заполнение ковша – копание;

— перемещение к месту выгрузки;

— выгрузка в отвал или транспортное средство;

— обратный ход в забой.

Забой — ϶ᴛᴏ рабочая зона экскаватора. В забой входят:

— площадка, где находится экскаватор;

— часть массива разрабатываемого грунта;

— место для стоянки транспорта или отвала грунта.

Выемка, которая, образуется в результате разработки грунта͵ при перемещении экскаваторов в забой принято называть экскаваторной проходкой. Виды забоев:

— Лобовой забой – применяется при разработке съездов в котлован, начало выемок на крутых косогорах и т.д. Экскаватор движется вперед, наступая на массив разрабатываемого грунта.

— Торцевой забой – применяется при разработке выемок ниже уровня экскаватора. Экскаватор движется задним ходом по поверхности земли и разрабатывает торец выемки.

— Боковой забой – применяется для разработки грунта по одну сторону от оси движения экскаватора и погрузке грунта на транспортные средства, подаваемые на другую сторону от оси проходки.

Область применения экскаваторов:

— Экскаватор с прямой лопатой используется для разработки грунтов расположенных выше уровня стоянки с погрузкой в транспорт боковым или лобовым забоями. При лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его в транспорт, который подается по дну забоя. Учитывая зависимость отширины проходки лобовые забои бывают узкие, нормальные, умеренные поперечно-торцовые. Для въезда в котлован устанавливают трапецию с уклоном 10-15 0 , шириной 3,5м при одностороннем движении, 8м при двух стороннем.

— С обратной лопатой экскаватор используют при разработке грунта͵ который находится ниже уровня стоянки экскаватора для рытья или больших котлованов и траншей. Разработку ведут боковым или торцовым забоем с погрузкой грунта в отвал или транспортное средство. В случае если ширина котлована 12-14м отрывку ведут лобовой проходкой. При перемещении экскаватора по зигзагу, при большой ширинœе – поперечно-торцовой.

— Экскаватор драглайн применяют для разработки грунта ниже уровня стоянки, для рытья глубинных котлованов, широких траншей с возведением насыпи.

— Грейфер применяют для рытья узких глубоких котлованов, траншей, особенно в условиях разработки грунтов ниже уровня грунтовых вод.

Схемы рабочих параметров одноковшового экскаватора:

С прямой лопатой
С обратной лопатой
С обратной лопатой с поворотным ковшом
Драглайн
Грейфер

Схемы проходок одноковшового экскаватора с прямой лопатой и подачей транспорта:

1. При проходке пионерной траншей и последующих боковых проходах план: разрез 2. При поперечных проходках план

Схема проходок экскаватора с обратной лопатой или драглайна:

1. При торцовой проходке и последующих боковых проходках план: разрез 2. При поперечных проходках план

Что такое несущая способность грунта

Перед тем как заливать фундамент, рекомендуется проверить несущую способность грунта

Предел несущей способности должен быть больше действующей нагрузки на основание. Условный расчет делают на выбранную единицу площади так, чтобы не происходили деформации в почве и здании. Геологические изыскания проводят для определения вида грунта путем взятия проб из скважин на месте строительства.

Несущая характеристика зависит от обстоятельств и факторов:

  • типа почвы;
  • толщины слоя, глубины его залегания и напластования различных видов;
  • свойств нижнего пласта под исследуемым грунтом;
  • отметки стояния почвенной жидкости;
  • глубины, на которую промерзает земля;
  • плотности основания.

Грунтовая влага меняет свойства почвы, поэтому одну породу характеризуют по-разному в зависимости от насыщения жидкостью. Почва легко впитывает жидкость, и любые слои, контактирующие с водой, считаются напитанными влагой. Увеличивается показатель текучести и уменьшается значение сопротивления, исключение составляют крупнообломочные породы, крупные и средние пески.

Коэффициент плотности говорит о пористости грунта. Земля включает твердые элементы, между ними есть воздушные каверны, которые заполняются водой или воздухом при разных обстоятельствах. Наиболее прочными являются плотные почвенные слои с малым числом пустот.

Перед составлением проекта исследуют толщу земли ниже подошвы опоры строения. Плотность увеличивается с углублением, т.к. вверху располагаются рыхлые слои, а нижележащие породы старше, надежнее и компактнее.

Нельзя проводить стройку на границе двух разных типов грунта

Строительные правила (СП) закладки фундамента с учетом сопротивления:

  • не проектируют опоры на рубеже двух разных почвенных слоев или вблизи от них;
  • идеальной считают горизонтально расположенную полосу одной породы;
  • грунт не сможет нести большую нагрузку вблизи отметки грунтовой жидкости, на крутых склонах;
  • на местности с малыми показателями прочности проводят дополнительное увеличение несущей способности.

Характеристики повышают уплотнением и введением химических ингредиентов. Первый метод предусматривает вбивание небольших свай для повышения точности и уменьшения количества пустот. Второй способ предусматривает введение искусственных добавок для усиления связности между отдельными почвенными элементами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector