Тема 3.2. Земляные работы

1.Земляные работы, назначение и виды. Земляные сооружения

2.Разработка грунта экскаваторами.Правила подсчета объема земляных работ

1.Земляные работы, назначение и виды. Земляные сооружения Виды и назначение земляных сооружений. Основные свойства грунтов

Строительство сетей и сооружений систем водоснабжения и водоотведения обычно сопряжено с необходимостью выполнения больших объёмов земляных работ.

Земляными называют работы по разработке грунта в выемках, его транспортированию (перемещению) и укладке в насыпи.

Выемки и насыпи представляют собой земляные сооружения (рис. 1.1), которые в зависимости от их назначения и срока эксплуатации могут быть постоянными и временными.

Постоянные земляные сооружения - плотины, дамбы, каналы, водохранилища, шлам накопители и т.п. - предназначены для длительной эксплуатации.

Временные земляные сооружения устраивают как необходимый элемент для последующих строительно-монтажных работ. К ним относятся котлованы и траншеи.

Котлованами называются выемки, ширина которых мало отличается от длины, а траншеями - выемки, имеющие малые размеры поперечного сечения и большую длину. Котлованы необходимы для строительства сооружений, а траншеи - для прокладки трубопроводов.

Рисунок 1.1 – Виды земляных сооружений: а,б - траншеи с вертикальными стенками и откосами; в - дамба; г - плотина; д - канал в насыпи; е - котлован под фундамент; ж - система котлованов под фундаменты колонн сооружения; з - котлован под сооружение; и - подземные выработки (для штольни, трубы, канализационного коллектора, тоннеля); к - площадка; л - выемка для опускного колодца; м - буровая скважина; н – полувыемка-полунасыпь; о - подводная траншея; 1 - дно (траншеи, канала, котлована, опускного колодца); 2 - боковая стенка траншеи; 3 - боковой откос (канала, дорожной выемки, котлована, насыпи, плотины, дамбы); 4 - бровка; 5 - берма; 6 - подошва; 7 - водоотводной кювет.

Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами, а горизонтальные поверхности вокруг них - бермами.

Остальными элементами земляных сооружений являются: 

• дно выемки - нижняя горизонтальная земляная поверхность выемки;

• бровка - верхняя кромка откоса;

• подошва - нижняя кромка откоса;

• крутизна (или коэффициент) откоса m=h/a, где - h-глубина выемки или высота насыпи; a-заложение откоса (см. рис. 1.1, з).

К земляным сооружениям относятся также резервы и кавальеры.

Резервы - это выемки, из которых берут грунт для устройства насыпи, а кавальеры - это насыпи, образуемые при отсыпке ненужного грунта, например для временного его хранения, используемого затем вновь для засыпки траншей или пазух котлованов. Земляные сооружения при их эксплуатации не должны изменять своей формы и основных размеров, давать просадок, размываться под действием текущей воды и поддаваться влиянию атмосферных осадков.

Поскольку земляные сооружения устраиваются в грунтах или из грунтов, необходимо знать их основные свойства.

Вид и свойства грунтов

Вид и свойства грунтов характеризуют размеры и форма её зёрен (частиц), их прочность, расположение и взаимосвязь. По совокупности признаков грунты делятся на группы, виды и разновидности.

По характеру структурных связей грунты подразделяют на два класса: скальные и нескальные. 

Скальные грунты характеризуются высокой прочностью связей между зернами.

Нескальные грунты делятся на связные и несвязные.Несвязными называют грунты, обладающие только силами сухого трения. Это крупнообломочные (гравелисто-галечные) и песчаные грунты. Грунты, характеризующиеся наличием сил сцепления между частицами, носят название связных. К таким грунтам относятся глины и суглинки. Промежуточное положение занимают так называемые малосвязные грунты. Наряду с силами трения они обладают слабо выраженными силами сцепления. К этой группе грунтов относятся супеси.

По степени влагосодержания различают грунты сухие ( с содержанием воды до 5%),влажные(от 5 до 30%) имокрые(более 30%).

Основные физические свойства грунтов:

• плотность, влажность, водопроницаемость, пористость, угол естественного откоса и внутреннего трения;

• механические свойства - прочность, деформативность, твердость, пластичность, сопротивляемость сдвигу, размываемость, разрыхляемость, уплотняемость и др.

В зависимости от трудности их механизированной разработки все грунты разделены на группы (см. ЕНиР), что следует учитывать при выборе и определении выработки землеройных механизмов.

Всего групп четыре: сравнительно легко разрабатываемые грунты (песчаные, лёссовые, супеси) относятся к I-II группам, а тяжело разрабатываемые (суглинки, глины и др.) - к III и IV группам.