Земляные работы – это такой специфический вид занятий, который обязателен на первом этапе любого строительства. Этот процесс включает много последовательных этапов работ, начиная с планировки и заканчивая благоустройством территории. На этом этапе строительства, впрочем, как и на всех остальных, нужна ответственность. От качества выполнения таких работ напрямую зависит качество фундамента, а также проложенных под землей коммуникаций в виде труб.
Земляные работы проводят с целью проложить коммуникации либо установить фундамент.
Фундамент заливается в специально подготовленные в земле выемки. Выемки бывают трех видов:
Любой из видов выемки должен немного превышать габариты фундамента независимо от типа работ, будь то ямы, траншеи или котлованы, глубина сооружений должна превышать уровень промерзания грунта.
Проведение земляных работ
Почти любой участок должен пройти подготовительный этап перед началом таких работ. Для этого необходимо принять вынужденные меры:
Также необходимо продумать, как и с какой стороны будет подъезжать техника к объекту, чтобы она не застряла.
Если вам мешают деревья, самовольно их пилить нельзя, ведь для этого необходимо получить разрешение на земляные работы от экологической инспекции и других инстанций. Если гражданин будет проводить земляные работы без разрешения, то его могут обязать выплатить штраф.
Максимальная глубина котлованов и траншей может быть разной. Она зависит от типа почвы. Например, в супесях и песках этот показатель составляет 1-1,25 метра, а в глинистых и суглинистых грунтах 1,5-2 метра. Глубина указана без дополнительных креплений на стенках. С укреплением можно копать глубже (зависит от типа работ).
Разработка котлованов
Самым популярным производством земляных работ считается разработка котлованов. Их роют для разных видов фундамента или подземных сооружений. Для разработки пригодятся разные виды экскаваторов, а именно:
Если работа проводится любым из видов экскаваторов, то вырытая земля почти всегда вывозится на специальных самосвалах. Спецтехника работает наверху, если нужен котлован небольших размеров и глубины. Экскаватор помещают вовнутрь котлована только в том случае, если глубина больше, чем максимальный вылет стрелы ковша.
Выравнивание и планировка
Земляные работы – это такая работа, которая подразумевает выравнивание участков. Перед началом стройки 90 % участков нужно корректировать. Частично выровнять получится фронтальными ковшами. Проводится этот процесс в две стороны, то есть вдоль и в поперек. Таким образом, поверхность становится более ровной.
Планировка – это перенесение грунта с одного места в другое (преимущественно такие работы проводятся в разных частях одного участка). Но иногда приходится и довозить грунт, если его недостаточно для засыпки или других маневров. Иногда могут повышать уклон либо осуществлять отвод воды.
Выкопка траншей
Они необходимы для прокладки инженерных сетей или других схожих работ. В траншеях прокладывают:
Также фундамент под забор не обойдется без траншеи.
Мини-экскаваторы и экскаваторы-погрузчики выполняют роль копачей. Траншеи глубиной в несколько метров делают для проведения магистральных трубопроводов. Здесь подойдут крупногабаритные гусеничные экскаваторы. Конечно же, некоторые траншеи копаются лопатой, но это только в том случае, если у людей нет техники или она не может туда добраться.
Дорожные земляные работы
Вы, наверное, будете сильно удивлены, но производство земляных работ включает и некоторые виды дорожных работ. Во время строительства происходит выравнивание основания под новую дорогую. Для этой цели изымается лишний грунт либо подсыпается дополнительный слой земли, который дальше также выравнивается. Автогрейдеры применяют для максимального и полного выравнивания.
Также вдоль дорог проводится дренажная система. Ею служат канавы и кюветы. Также накладывание под асфальтом слоя щебня с песком относятся к земляным работам.
Перемещение грунта
Существует 3 вида перемещения грунта:
Малое осуществляется на несколько метров. Ковш обычного экскаватора без проблем справится с этим процессом без выполнения лишних движений, поскольку для этой деятельности хватит длины ковша.
Среднее проводится в пределах 20 метров, где грунт перевозят с помощью погрузчика.
Самосвалы разной грузоподъемности перемещают землю на большие расстояния.
Обратная засыпка
Иногда котлованы после разборки и строительства фундамента нуждаются в обратной засыпке, поскольку могут возникать проседания и пустоты. Также нужно засыпать траншеи, которые вырыты для прокладки коммуникаций. Самая эффективная техника, которая выполняет обратную засыпку, – это экскаватор-погрузчик.
Объем земляных работ
Чтобы оценить масштабы данного вида работ, не нужно обладать сверхъестественными навыками. Оценка объемов проводится достаточно просто. Чтобы правильно оценить длительность процесса, необходимо посчитать, сколько кубометров грунта придется перекопать на этом участке. Длительность также зависит от типа грунта, поскольку требуется разное количество времени на выкопку сыпучего или, например, песчаного грунта.
Если на участке нужно выкопать выемку сложной формы, то всю территорию можно разделить на несколько ровных или относительно ровных частей.
Объем работ можно посчитать с помощью проектирования чертежа, а уже на местности наглядно все измерить рулеткой.
Ручная разработка
Если масштабы небольшие, можно провести земляные работы вручную. Но такая работа не помешает и там, где нет возможности использовать технику. Вручную копают коммуникации, а также ямы и траншеи для свайного фундамента.
Заступы и лопаты также используются для ручной выемки. Вот такими инструментами можно повысить эффективность работ, производимых руками:
Эти инструменты эффективны для выкопки плотных грунтов. Такой дополнительный инвентарь идеально подходит для рыхлой почвы. Именно рыхление минимум в три раза повышает эффективность земляных работ.
Механическая разработка
Для большого объема работ используется специальная техника. Среди них стоит выделить:
Транспортируется земля специальными вспомогательными машинами. Также в процессе работ важно упорядочивать грунт, чтобы аккуратно складывался в насыпи:
Во избежание промерзания грунта фундамент необходимо засыпать до наступления холодов. Чтобы этого не произошло, желательно проводить работы летом и выделять запас в несколько недель в случае форс-мажора. Чтобы качество засыпки выемки было максимально эффективным, категорически противопоказано засыпать:
Если что-то такое попадет в фундамент, то это приведет к формированию пустот, где будет накапливаться вода, которая и разрушит фундамент со временем.
Перераспределение и вывоз лишнего грунта
Тот грунт, который остался, можно в дальнейшем использовать на участке. Можно сформировать террасы, пригорки и холмы. Таким образом отработанная земля станет элементом ландшафтного дизайна.
В случае необходимости лишнюю землю равномерно распределяют по участку с целью поднять общий уровень территории.
Если остались невостребованные кучи земли, то их нужно вывезти. Но простой загрузкой самосвала это не обойдется. Необходимо обратится в специальную инстанцию, которая выдаст ордер на земляные работы. Но так как это затяжной процесс, то проще и дешевле обратиться в специализированную фирму, которая имеет эти разрешения и все утилизирует с помощью собственного транспорта.
Земляные работы зимой
Зима не является помехой для земляных работ. Да, есть некоторые трудности, но это не критично. Правда, скорость и стоимость таких работ увеличивается, но качество от этого не страдает. Многое зависит от типа грунта. Рекомендуют рыть выемки и траншеи глубиной больше трех метров.
Для промерзшего грунта характерны такие черты:
Песчаные, крупнозернистые и гравийные почвы содержат мало воды и потому слабо промерзают. Это значит, что их можно разрабатывать в любое время года. Они не проседают весной и не пучатся.
Работы проводятся тремя методами:
Главная фишка зимней подготовки – почва должна немного оттаять перед началом работ. Помогает в этом:
Сам процесс трудоемкий и затратный, поэтому его стоит применять только в экстренных ситуациях. Например, провести аварийные работы либо фирма не вписывается в сроки строительства.
ЕНИР земляных работ
Это единые правила, которые разработаны для проведения механизированных и ручных земляных работ. В данном сборнике стоит выделить такие основные разделы:
В целом, этот сборник содержит нормы и расценки на механизированную и ручную работу, связанную с землей.
Эти правила земляных работ обязательны к выполнению.
Искусственное закрепление грунта
В закреплении нуждаются слабые грунты. Оно может быть временным или постоянным. Временное – это замораживание. А постоянные виды выглядят так:
Замораживание проводят с целью создания ледогрунтовой оболочки. Проводят в сильно водонасыщенных грунтах, которые именуются плывунами. Для этого в грунт опускают стальные колонки, которые выполняют функцию холодильных установок. После того, как грунт прошел длительное охлаждение, он замерзает. После этого проводят все необходимые работы.
Цементация и битумизация основаны на инъектировании соответственно цементного раствора или разогретого битума в пористые грунты с высоким коэффициентом фильтрации.
Полимеризацию и силикатизацию проводят с целью закрепить грунты и увеличить их прочность.
Что такое земляные работы и этапы их проведения
Строительство любого нового здания, от частного жилого дома до промышленного предприятия, начинается с производства земляных работ. Чем более грамотно и продумано будут осуществлены земляные работы, тем надежнее и долговечнее получится построенное здание.
Земляные работы могут включать в себя:
— расчистку территории;
— планировку земли;
— проектирование фундамента;
— разработку котлованов;
— копку траншей, сливных ям, бассейнов, колодцев;
— вывоз грунта;
— трамбовку земли.
Первое, с чего необходимо начинать земляные работы – это проработка проекта, выбор техники и основных методов проведения работ. Этапы земляных работ следующие:
1. Подготовительные и вспомогательные работы: очистка территории, разбивка сооружений из земли, снос временных сооружений, работы по отводу поверхностных вод, закрепление грунтов. Во время выполнения работ по разработке, уплотнению и транспортировке грунта важно использовать современные механизмы, в этом случае уровень исполнения будет достаточно высоким.
2. Планировка земли, которая осуществляется опытными рабочими под руководством квалифицированных специалистов – инженеров и геодезистов, чья основная функция заключается в расчете, организации и наблюдении за ходом работ.
3. Изменение рельефа почвы при необходимости. Иногда повышенная склонность рельефа к образованию оврагов, близость грунтовых вод могут оказать негативное влияние на производство строительных работ. Работы по изменению рельефа относятся к наиболее сложным, в этом случае может потребоваться точные, четко рассчитанные действия по улучшению земляного грунта.
4. Рытье котлованов – одна из важнейших работ на земле. От правильности устройства котлованов напрямую зависит прочность фундамента будущего здания, а также количество строительных материалов, которые потребуются для заливки фундамента. Эксплуатационные свойства и долговечность объекта строительства – главное, к чему необходимо стремиться при выполнении строительных работ. Рытье котлованов и траншей является первым шагом к обеспечению этой цели.
5. После того, как подготовлены котлованы под фундамент основных сооружений, можно производить рытье сливных ям, бассейнов, колодцев. Работа осуществляется по заранее согласованному плану.
6. Во время выполнения земляных работ периодически возникает необходимость вывоза грунта и строительного мусора. Важно производить вывоз по мере накопления грунта или мусора, чтобы излишки его не мешали производству земляных и строительных работ.
Выше приведен перечень основных земляных работ, которые могут понадобиться при выполнении строительства. Не стоит забывать о том, что трудоемкость земляных работ занимает около 20% от общего объема работ по строительству, а их стоимость может достигать 15% от общей стоимости строительства. Выполняются земляные работы, как правило, при благоприятных погодных условиях, что помогает избежать дополнительного цикла работ по очистке земли от снега, разрыхлению промерзшей земли и т.д. Начинать земляные работы в зимний период рекомендуется только в том случае, если есть необходимость в осушении болотной местности. Зимой заболоченная почва становится твердой и проезд транспорта к строительной площадке облегчается.
Критериями выбора компании, которая будет проводить земляные работы, должны стать:
— наличие различной техники, которая обеспечит качественное и быстрое выполнение работ;
— квалифицированные специалисты, работающие в компании и способные выполнить работы на самом высшем уровне.
Земляные работы в строительстве
Также смотрят :
1. Общие положения
Назначение и виды земляных сооружений
Объем земляных работ очень большой, он имеется при строительстве любого здания и сооружения. Из общей трудоемкости в строительстве земляные работы составляют 10%.
Различаются следующие основные виды земляных сооружений :
— котлованы и траншеи;
— земляные полотна дорог;
Земляные сооружения делятся на :
К постоянным относятся котлованы, траншеи, насыпи, выемки.
К постоянным земляным сооружениям предъявляются требования :
— должно быть прочным, т.е. сопротивляться временным и постоянным нагрузкам;
— хорошо сопротивляться атмосферным влияниям;
— хорошо сопротивляться размывающим действиям;
— должны обладать безосадочностью.
Временные земляные сооружения выполняются для последующих строительно-монтажных работ. Это траншеи, котлованы, перемычки и т.д
Основные строительные свойства и классификация грунтов
Грунтом называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. К ним относятся: растительный грунт, песок, супесь, гравий, глина, суглинок лессовидный, торф, различные скальные грунты и плывуны.
По крупности минеральных частиц и их взаимной связи различают следующие грунты :
— несвязные – песчаные и сыпучие (в сухом состоянии), крупнообломочные несцементированные грунты содержащие более 50% (по массе) обломков кристаллических пород размером более 2 мм;
— скальные – изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами.
К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ относятся :
— угол естественного откоса;
Объемной массой называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле.
Объемная масса песчаных и глинистых грунтов 1,5 – 2 т/м3, скальных не разрыхленных до 3 т/м3.
Влажность – степень насыщения пор грунта водой
gb – gc – масса грунта до и после сушки.
Сцепление – начальное сопротивление грунта сдвигу.
Сила сцепления грунтов :
— песчаных грунтов 0,03 – 0,05 МП
— глинистых грунтов 0,05 – 0,3 МП
— полускальных грунтов 0,3 – 4 МПа
— скальных более 4 МПа.
В мерзлых грунтах сила сцепления значительно больше.
Разрыхляемость – это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке, вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентом разрыхления Кр.
После уплотнения разрыхленного грунта называется остаточной разрыхленностью Кор.
Грунты
Первоначальная
разрыхленность
Остаточная
разрыхленность
Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта.
Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев.
При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.
Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса. Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению 
m – коэффициент откоса.
Углы естественного откоса грунтов и отношение высоты откоса к заложению
Грунты
Значение углов естественного откоса и отношений высоты откоса к его заложению при различной влажности грунтов
Сухой
Влажный
Мокрый
Угол в град
Отношение высоты к заложению
Угол в град
Отношение высоты к заложению
Угол в град
Отношение высоты к заложению
Размываемость грунта – унос частиц текучей водой. Для мелких песков наибольшая скорость воды не должна превышать 0,5-0,6 м/сек, для крупных песков 1-2 м/сек, для глинистых грунтов 1,5 м/сек.
Согласно производственным нормам, все грунты группируются и классифицируются по степени трудности разработки различными землеройными машинами и вручную :
— для одноковшевных экскаваторов – 6 группы;
— для многоковшевных экскаваторов – 2 группы;
— для разработки вручную – 7 группы и т.д.
Подсчет объемов земляных работ
В практике строительства приходится главным образом рассчитывать объемы работ по вертикальной планировке площадок, объем котлованов и объем линейных сооружений (транше, земляные полотна, насыпи и т.д.).
Объем подсчитывается в рабочих чертежах и уточняется в проекте производства работ.
В проекты производства земляных работ должны входить картограмма земляных работ, ведомость объемов насыпей и выемок и общий баланс грунта
В проекте должны быть объем и направление перемещения масс грунта в виде ведомости или картограммы.
Должна быть продумана технология разработки, транспортировки грунта, обратной засыпки и уплотнения.
В состав проекта должны входить календарный график земляных работ, должны быть указаны людские, материальные ресурсы и выбор комплекса машин.
При подсчете объемов земляных работ котлованов, траншей, выемок насыпей,пользуются всеми известными формулами геометрии.
При сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют.
Определение объемов грунтовых масс при разработке котлованов
В большинстве случаев котлован представляет собой усеченную прямоугольную пирамиду, объем которой определяют по формуле :
Въездная траншея определяется по формуле :
Определение объемов грунтовых масс при устройстве линейных сооружений
Объем земляных работ для линейных сооружений насыпи, выемки, траншеи можно вычислить по формуле :
При уклоне не превышающем 0,1 можно пользоваться формулой Ф.Ф.Мурзо :
m –коэффициент откоса.
Если уклон превышает 0,1, то пользуются формулой
Подсчет объема на кривых (формула Тюльдена) :
r – радиус кривых
α – центральный угол поворота
Подсчет объемов земляных работ при планировке площадок
Наиболее целесообразно проектировать планировку площадки так, чтобы соблюдался нулевой баланс земляных масс, т.е. перераспределение земляных масс на самой площадке, без завоза или вывоза грунта.
Объем земляных работ определяют на основе картограммы.
План участка разбивают на квадраты со стороной от 10 до 50 м в зависимости от рельефа местности. При более сложном рельефе местности квадраты делят на треугольники.
Среднюю отметку поверхности площадки, при разбивке ее на квадраты определяют по формуле :
ΣH1 – сумма отметок точек, где имеется одна вершина квадрата;
n – Количество квадратов.
При разбивке на треугольники, по формуле :
ΣH1 – сумма отметок точек, где имеется одна вершина треугольника;
ΣH2 – сумма отметок точек, где имеются две вершины треугольника;
ΣH3 – сумма отметок точек, где имеются три вершины треугольника;
ΣH6 – сумма отметок точек, где имеются шесть вершин треугольника;
n – количество квадратов.
Как правило, на планируемом участке всегда возводят дополнительные земляные сооружения в виде насыпей и выемок.
Для обеспечения нулевого баланса земляных работ возведение этих сооружений учитывается путем введения поправки к средней планировочной отметке и коэффициент остаточного разрыхления грунта.
Распределение земляных масс на площадке.
После того, как будут подсчитаны объемы земляных работ, приступают к распределению земляных масс. Из какого участка куда перевозить землю.
Перед этим надо составить баланс земляных работ. Сколько будет выемки, сколько насыпи.
При распределении земляных масс нужно учитывать профильный объем земляных работ и рабочий объем земляных работ. Рабочий больше, он учитывает откосы.
Распределение земляных масс в линейном сооружении
Учитывается :
— продольная транспортировка грунта;
— поперечная транспортировка грунта.
Какой способ принять, можно решить используя неравенство:
Свк – стоимость разработки выемки и укладки грунта в кавальер;
Снр – стоимость отсыпки в насыпь из резерва;
Свн – стоимость разработки грунта и отсыпка его в насыпь.
Имеет значение правильный подсчет стоимости перевозок на те или иные расстояния.
Чтобы правильно определить длину перемещения грунта берут центры тяжести насыпи и выемки и это будет среднее расстояние для перевозок.
Общие сведения о машинах, предназначенных для производства земляных работ
Грунты разрабатываются механическим, гидромеханическим, взрывным, комбинированным и другими специальными способами.
Механический способ – 80-85% выполняется этим способом, путем отделения грунта резанием с помощью землеройных машин (одноковшовых и многоковшовых экскаваторов) работающих на транспорт или в отвал, или землеройно-транспортных машины: бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдеры-элеваторы и канавокопатели.
Гидромеханический способ – гидромониторами – размывают грунт, транспортируют и укладывают или всасывают грунт со дна водоема землеснарядами.
Взрывной способ – основанный на использовании силы взрывной волны различных взрывчатых веществ, закладываемых в специально устроенные скважины, является одним из мощных средств механизации трудоемких и тяжелых работ.
Комбинированный способ – сочетает механический с гидромеханическим или механический со взрывным.
Специальные способы – разрушают грунт ультразвуком, током высокой частоты, термическими установками и др.
Для подготовительных работ применяют кусторезы, корчеватели, рыхлители и др.
Грунт транспортируют автосамосвалами, автоприцепом, транспортерами, ж.д. транспортом и гидравлическим способом.
Для уплотнения грунта применяют всевозможные катки, трамбовочные и вибрационные машины.
Одноковшовый экскаватор – самоходная землеройная машина циклического действия; навесное оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер, струг и засыпатель.
Кроме того применяют сменное оборудование: кран, копер, трамбующая плита, корчеватель пней, бетонолом и др.
С емкостью ковша 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,65; 1; 1,25; 2,5; 3; 4,5 м 3 – применяют в строительстве, а 40; 50; 100; 140 м 3 применяют на вскрышных работах.
Многоковшовый экскаватор – самоходная землеройная машина непрерывного действия. Бывают цепные и роторные.
Бульдозеры используются для копания, перемещения и планировки грунта, а также его зачистки в котлованах.
Применяют для послойного копания, транспортирования и отсыпки слоями грунтов. (Самые дешевые в земляных работах).
Дорожные грейдеры – самоходная машина на раме которой имеется отвал с режущим ножом. Предназначены для планировочных и профилировочных работ с грунтом.
Грейдеры-элеваторы – оборудованы дисковым плугом. Применяются для послойного резания грунта и перемещения его в отвал или транспортные средства.
2. Устройство выемок и насыпей
Устройство котлованов
Котлован представляет собой выемку, предназначенную для возведения части здания или сооружения, расположенной ниже поверхности земли, для устройства фундаментов.
Котлованы бывают с вертикальными стенками, с креплениями и с откосами.
Согласно СНиП допускается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлованов в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах не более 1 м; в супесчаных и суглинках 1,25 м; в глинистых 1,5 м и особоплотных 2 м.
Крепления бывают :
подкосное анкерное шпунт
Но лучше выполнять котлован с откосами. Наибольшую допустимую крутизну откосов котлованов в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод принимают для выемок
глубиной до 1,5 м от 1 : 0,25 до 1 : 0;
глубиной 1,3 – 3 м от 1 : 1 до 1 : 0,25;
глубиной 3 – 5 м от 1 : 1,25 до 1 : 1,5.
Для более глубоких котлованов откосы рассчитываются.
Разработка котлована включает в себя следующие рабочие операции :
— разработка грунта с выгрузкой на бровку или погрузкой в транспортные средства;
— планировка дна котлована;
— обратная засыпка с подравниванием и уплотнением.
Рытье котлована – это ведущий процесс. Котлованы разрабатывают одноковшовым экскаватором, скрепером, бульдозером и гидромеханическим способом.
Одноковшовый экскаватор применяют :
— при строительстве жилья 0,3 – 1 м 3 ;
Устройство траншей
Траншеи представляют собой временные выемки, предназначенные для укладки в них ленточных фундаментов или монтажа трубопроводов и кабелей.
Различают 3 вида траншей : с вертикальными стенками, с откосами, и смешанные траншеи :
Траншеи с вертикальными стенками в большинстве требуют крепления, а значит дополнительный расход материалов, дополнительные трудозатраты
Без крепления можно рыть от 1 до 2 м в зависимости от плотности грунтов. Но рекомендуют сразу, укладывать трубопроводы или возводить фундамент.
В вязких грунтах роторными экскаваторами копают до 3 метров, укладывая трубопроводы (газопроводы, нефтепроводы и т.д.), крепления выполняют там, где спускаются люди.
При устройстве траншей с откосами наибольшую крутизну принимают в соответствии с углом естественного откоса и погодными условиями.
Траншеи смешанного вида устраивают при большой глубине и наличии грунтовых вод, уровень которых выше дна траншеи.
Крепления траншей бывают :
— горизонтальные или вертикальные;
— с прозорами или сплошные;
— инвентарные или неинвентарные.
Инвентарные ограждения состоят из сборно-разборных рам и инвентарных щитов, инвентарных распорок.
Обратной лопатой можно разрабатывать с вертикальными стенками. Драглайном с откосами и при наличии грунтовых вод.
Если траншеи не глубокие, то отвал организовывают рядом с траншеей (движение боковое или торцевое).
Если траншея глубокая, то отвал с двух сторон и экскаватор движется по зигзагу.
Многоковшовый экскаватор используется при разработке траншей для укладки трубопроводов.
Эксплутационная сменная производительность многоковшового экскаватора :
c – продолжительность смены;
n1 – количество разгружаемых ковшей в минуту, зависит от скорости движения и расстояния между ними;
k1 – коэффициент использования экскаватора;
k3 – коэффициент загрузки ковшей;
Если грунт в траншее перебран, то укладывают песок или мелкий щебень и его трамбуют (но не грунт). При разработке траншей под фундаменты, грунт из под экскаватора обычно увозят автосамосвалами.
Иногда в очень стесненных условиях или при прохождении трубопроводов через дорогу или другие препятствия, копают штольни или выполнят прокол (бестраншейная прокладка).
Крепление траншей разбирают снизу вверх, но могут и оставлять (например, в плывунах).
Обратная засыпка траншей выполняется после геодезической съемки уложенных трубопроводов или других коммуникаций.
Засыпку выполняют в два этапа: сначала присыпают трубу на 0,2 м песком или мелким щебнем, а затем все остальное с послойным уплотнением.
Устройство подводных траншей
Подводные траншеи устраивают для прокладки дюкеров.
Траншею всегда разрабатывают с откосами, крутизну которых принимают для песчаных грунтов от 1:1,5 до 1:3, для супесков и суглинков 1:1 – 1:2, для глин 1:0,5 – 1:1.
При ширине разработки траншей учитывают скорость течения реки (у малых рек русло отводят).
Разработку подводных траншей в зависимости от местных условий выполняют экскаватором, канатно-скреперной установкой, землеснарядами, гидромониторами.
В некоторых случаях траншеи разрабатывают вручную.
Устройство земляного полотна
Земляное полотно является основанием верхнего строения автомобильных и железных дорог, состоит из насыпей и выемок.
Крутизну откоса принимают в зависимости от рода грунта и высоты насыпи.
Для несвязных грунтов при высоте насыпи до 6 м, рекомендуют крутизну откоса 1:1,5.
Насыпи от 6 м и выше должны иметь откосы ломаного профиля, более пологие в нижней части.
Процесс устройства земляного полотна состоит из 2-х работ : подготовительной и основной.
Подготовительная – очистка трассы и разбивка полотна.
Основная – разработка, перемещение, планировка и уплотнение грунта.
На каждом участке земляного полотна грунт разрабатывается машинами одного или нескольких типов, которые выбирают с учетом условий их применения и обеспечения наибольшей производительности.
Бульдозеры применяют при устройстве выемок до 2 м и насыпей высотой 1 – 1,5 м при длине перемещения 80 – 100 м.
Скреперы применяются для продольного перемещения грунта из выемок в насыпь при расстоянии перемещения более 100 м, а также когда устраивают насыпи из боковых резервов.
Грейдеры-элеваторы – целесообразно применять при возведении невысоких (до 1 метра) насыпей из резервов в равнинной местности. Фронт работ каждой машины должен быть в пределах 1,2 – 3 км, длина захватки не менее 400 м.
Грейдеры и автогрейдеры в основном предназначены для планировочных и профилированных работ, можно также применять в качестве основных машин при возведении земляного полотна с высотой насыпи до 0,75 м.
Экскаваторы – прямая лопата или драглайн применяют, где сосредоточенные массы грунта по высоте не менее нормального забоя.
Средства гидромеханизации применяют если в зоне работ по устройству земляного полотна есть естественные водоемы и источники электроэнергии.
Крепление откосов постоянных земляных сооружений и берегов
При строительстве земляного полотна, каналов, водопроводно-канализационных и других сооружений приходится выполнять работы по креплению откосов и берегов.
Грунт откосов и берегов закрепляют органическими вяжущими (битум), засевом трав, устройство защитной одежды в виде одерновки, а также хворостом, камнем, ж/б плитами и специальными защитными сооружениями.
Более прочным креплением является мощение или каменная наброска в плетневых клетках размером от 1 х 1 до 1,2 х 1,2 м.
3. Вспомогательные работы при производстве земляных работ
Водоотлив
Выемки в водоносных грунтах разрабатывают с применением открытого водоотлива или искусственного водопонижения уровня грунтовых вод.
Водоотлив применяется при небольшом поступлении воды.
Недостатки водоотлива :
— Размывает стенки выемок;
— Приток воды затрудняет выемку грунта;
— Дно котлована не всегда сухое.
Поэтому устраивают искусственное понижение уровня грунтовых вод.
Водопонижение
Понижение уровня грунтовых вод осуществляют : с применением легких иглофильтровальных установок, обеспечивающих одноярусное понижение уровня грунтовых вод до 4 – 5 м, а при двухъярусном на 7 – 9 м; эжекторных иглофильтров, допускающих одноярусное понижение уровня грунтовых вод до 15 – 20 м; и трубчатых колодцев с глубинными насосами.
Легкие иглофильтровальные установки состоят из комплекса иглофильтров, всасывающего коллектора и насосов.
Погружают трубы гидравлическим методом или бурением. Для глубоких котлованов может быть 2 и 3 яруса.
Для траншей, возможно устраивать с одной стороны.
Иглофильтры с эжекторным устройством применяют для понижения уровня грунтовых вод одним ярусом на глубину до 15 – 20 м.
Глубинные трубчатые колодцы осуществляют одноярусное понижение грунтовых вод на глубину до 60 м и более.
Погружные насосы устанавливают в заранее пробуренные фильтрованные скважины (обсадные трубы) d 200 – 400 мм.
Применяют также артезианские насосы.
Искусственное ограждение выемок от грунтовых вод
Выемки грунтов при проходке слоев со значительным притоком воды могут быть осуществлены под защитой ледяной водонепроницаемой стены из замороженного грунта или при помощи тиксотропных противофильтрационных экранов.
Искусственное замораживание грунтов применяется при разработке выемок в плывунах в целях создания временной водонепроницаемой ледяной стены
Тиксотропные экраны делают из бентонитовых глин или из простых глин смешанных с цементом 1:2.
Глины поглощают воду в 7 раз больше собственной массы и после водонасыщения загустевают, приобретая водоотталкивающее качество.
4. Особенности устройства земляных работ в зимних условиях
Общие сведения
Зимой структура грунта меняется: механическая прочность а также удельное сопротивление резанию и копанию резко возрастает (в несколько раз).
Поэтому земляные работы резко отличаются от летних.
Но иногда зимние условия способствуют земляным работам. Например, в болотах, при разработке илистых грунтов, грунтов, насыщенных водой.
За счет грунтовых вод весной грунт подтаивает снизу. Поэтому в момент оттаивания грунтовые воды повышаются.
Температура внутри грунта распределяется в зависимости от глубины.