ПРИКЛАД 6 страницаs £ (0,9 ¸ 1,0) sр, (10.48) де s — питомий тиск|тиснення| робочого органу машини, МПа; sp — межа міцності ґрунту, МПа. Питомий тиск|тиснення| жорсткобарабанних| котків змінюється (збільшується) у міру зростання|зріст| щільності оброблюваного шару за рахунок скорочення площі|майдан| контакту колеса з|із| ґрунтом. Таблиця 10.17 Межі міцності ґрунту, МПа
При використанні пневмокотків| питомий тиск|тиснення| можна регулювати, змінюючи|зраджуючи| тиск|тиснення| повітря в шинах. Так, для ущільнення пісків рекомендується тиск|тиснення| в шинах, рівний 0,2 МПа, супісків — 0,3…0,4 МПа, а суглинків і глин — 0,5…0,7 МПа. Приущільнення ґрунтів трамбуванням. Попереднє ущільнення ведуть трамбовками удвічі|вдвічі| меншої маси, ніж розрахункова, при використанні трамбуючої машини висота падіння плити в чотири рази менше розрахункової. Для того, щоб уникнути пошкоджень|ушкодження| штучних споруд|спорудження| або фундаментів|фундамент|, ущільнювати ґрунт трамбуючими машинами слід|прямувати| не ближче двох метрів від цих споруд|спорудження|. При ущільненні ґрунту, розташованого|схильний| над трубами|труба-конденсатор|, товщина засипки, заздалегідь ущільненої іншими засобами|кошт| (ручні трамбівки), має бути не меншою 2 м. Схема ущільнення ґрунту плитою, підвішеною до стріли екскаватора, наведена на рис. 10.46 (г). При використанні трамбуючих машин Д-471| і ЦНИИС| ущільнення ґрунту допускається на відстані не менше 0,6 м|м-код| від бровки із|із| зменшенням висоти падіння плити на 0,5…0,75 м. Якщо щільність ґрунту при цьому виявиться недостатньою, то збільшують число проходів по одному сліду. Другий, третій і подальші|наступний| сліди проходів повинні перекривати попередні на 0,1…0,2 м. Для ущільнення ґрунтів невеликих об’ємів|обсяг| і в обмежених умовах використовують трамбівки Тр-1|, И-157|, И-132|, С-690|. При ущільнення ґрунту вібрацією. Звичайна|звичний| вібрація застосовується для ущільнення незв’язних або малозв’язних ґрунтів (що містять|утримувати| не більше 6% фракцій глинистих частинок|частка,часточка|). Поверхневе|поверховий,зверхній| віброущільнення можна виконувати по круговій схемі або човниковим|човниковий| способом. Для шарів завтовшки 0,5…0,4 м|м-код| використовують віброкотки з|із| збуджуючою силою до 98 кН|, при цьому по одному сліду роблять|чинити| 3…4 проходи. Самохідні віброплити застосовують для ущільнення незв’язних ґрунтів товщиною до 1,2 м|м-код| на прямолінійних ділянках завдовжки 50…100 м|м-код|, з|із| поздовжнім ухилом|уклон,схил| не більше 10% і поперечним — до 5%. При зворотному засипанні пазух заглиблених підвальних частин промислових споруд засипають та ущільнюють одноразово з обох боків споруди після зведення стін. Спочатку ґрунт подають та розрівнюють бульдозерами з одного боку цієї споруди, а потім, під час ущільнення цього шару ґрунту, подають та рівняють з іншого боку споруди. Ущільнення виконують пневматичними чи електричними трамбівками, а також підвісними плитами одразу після зведення підземної частини споруди. Ущільнюють ґрунт концентричними смугами за допомогою підвісних плит у межах робочої зони. Можна ущільнювати ґрунт також віброплитами або віброзанурювачами. Насамперед виконують роботи в межах ділянки із заниженими позначками, щоб отримати загальний рівень, а потім уже проводять роботи по всьому котловану. Ущільнення траншей здійснюють після зворотного їх засипання і після перевірки укладання трубопроводів. Траншеї засипають у два прийоми: спочатку засипають трубопроводи вручну на висоту 0,2 м, потім засипають бульдозером. Кріплення видаляють по мірі засипання. Одночасно можна знімати по вертикалі не більше трьох дошок. Якщо видалення кріплень викликає небезпеку (в пливунах, поблизу фундаментів), їх залишають у ґрунті або розбирають частково. Зворотне засипання траншей виконують з пошаровим ущільненням пнемо- або електротрамбівками. Контролюють щільність ґрунту відбором проб щільномірами ДорНДІ. м-код| 10.11. Водовідведення, водовідлив і пониження Відведення поверхневих вод. Перед початком земляних робіт необхідно територію будівельного майданчика захистити від обводнення зливовими італими водами. Для цього з нагірного боку майданчика влаштовуються обвалування і нагірні канави розраховується по максимальному притоці і допустимій швидкості дренажу води в них. Розміри поперечного перетину нагірної канави можуть бути орієнтовно прийняті: глибина0,5–0,8 м, ширина по дну 0,5 м. Канаві необхідно додати подовжній ухил не менше 0,002 Для запобігання стіканню поверхневих вод у відкриті котловани і траншеї слід розташовувати кавальєри (бурти) ґрунту з нагірного боку, а за відсутності кавальєрів робити обвалування. Розробку котлованів або траншей слід вести у міру зведення фундаментів або влаштування комунікацій. При цьому слід прагнути до того, щоб проміжок часу між розробкою котловану і влаштуванням фундаментів був мінімальним. Після зведення фундаментів слід відразу ж проводити зворотну засипку пазух з ретельним ущільненням ґрунту. Водовідлив. Водовідлив застосовується при розробці котлованів і траншей нижче за рівень ґрунтових вод при невеликих притоках води, малих розмірах виїмок, а також при зв’язних (глинистих) ґрунтах і скельних породах. При розробці траншей для фундаментів слід забезпечити їх ухил У найбільш низькій частині траншеї (котловану) влаштовується приймальний колодязь (зумпф), а на бермі встановлюється два насоси — той, що діє та запасний. Для розрахунку кількості насосів, необхідних для відкачування води слід знати приток ґрунтової води з 1 м2 поверхні дна котловану (траншеї) і укосів, розташованих нижче за відмітку рівня ґрунтових вод. Для відкачування води до 15 м3/год. при глибині виїмок до 7 м рекомендується використовувати привідні діафрагмові насоси, а при протоці води від 15 до 30 м3/год — напірні центробіжні помпи. При великій площі котловану або протяжності траншей рекомендується вибирати помпи невеликої продуктивності. Це дозволить рівномірно розставити їх по периметру котловану (довжині траншеї), послідовно включаючи їх в роботу по мірі розробки виїмок. Це полегшить також підведення води до приямків (зумпфам). При відкачуванні води з невеликих котлованів під одиночні фундаменти зручно використовувати насоси, встановлені на автомобілі або пересувному візку. При підрахунку трудомісткості робіт по водовідливу слід враховувати, що відкачування води повинне проводитися цілодобово в 3 зміни. Для обслуговування помп виділяється механік і землекоп, що спостерігає за станом зумпфів і ухилів дна. У тих випадках, коли приток води більше 30 м3/год і інтенсивне відкачування відкритим способом може викликати винесення дрібних частинок ґрунту і тим самим порушити структуру його в основі, застосовується водопониження. Пониження поверхневих вод. Пониження поверхневих вод застосовується при розробці котлованів і траншей нижче рівні ґрунтових вод при великих притоках води і при незв’язних ґрунтах (піщаних, піщано-гравелистих і ін.), що характеризуються великим коефіцієнтом фільтрації. У цивільному і промисловому будівництві для штучного водопониження найчастіше використовуються голкофільтри. Такі установки є типові, проте залежно від необхідної глибини водопониження, величини притоку води і первинного рівня ґрунтових вод необхідно перевірити можливість застосування тієї або іншої установки вконкретних умовах, визначити необхідну відстань між голкофільтрами, голкофільтри розташовуються в один ряд паралельно сторонам котлована на відстані 0,5 – 1,0 м від бровки. Потрібна продуктивність насосної установки визначається по формулі:
де Н — потужність водоносного шару в м; S — величина проектованого пониження рівня ґрунтових вод в м (понижений рівень ґрунтових вод повинен бути на 0,5 м нижче за дно котловану);
де R – радіус дії одного голкофільтра в м, визначається по формулі проф. І. П. Кусаківа:
r — приведений радіус групи голкофільтрів у м, який визначається:
де F— площа котловану, огороджена голкофільтрами. Пропускна спроможність одного голкофільтра в м3/год визначається з виразу:
де d — діаметр фільтрової ланки в м. Кількість голкофільтрів в установці повинна бути не менше:
Відстань між голкофільтрами не повинна перевищувати:
де z — периметр огорожі котловану голкофільтрами. Приклад. Розрахувати голкофільтрову установку для осушення котловану (рис. 10.48) за наступних умов: ґрунт — пісок середньої величини з коефіцієнтом фільтрації Кф = 20 м/діб; рівень грунтових вод нижче за денну поверхню на 1,5 м; глибина котловану — 4,5 м; розміри котловану в плані Рішення.
Рис. 10.48. Розрахунок голкофільтрової установки Приймаємо розташування голкофільтрів в один ряд паралельно сторонам котловану на відстані 0,5 м від бровки. Крутизна укосів 1: т = 1:1
Приведений радіус групи голкофільтрів:
Радіус дії одного голкофільтра:
Радіус дії групи голкофільтрів:
Тоді необхідна продуктивність насосної установки:
Пропускна спроможність одного голкофільтра
де 0,05 м діаметр фільтрової ланки Необхідне число голкофільтрів:
Приймаємо установку ЛIV — з продуктивністю 60 м3/год; число голкофільтрів — 28. Відстань між голкофільтрами:
Контрольні питання. 1. Визначення об’ємів робіт при розробці котлованів і траншей. 2. Підрахунки трудомісткості при ущільненні грунту пневмотрамбовками. 3. Описати технологію виконання земляних робіт бульдозерами, і їх продуктивність. 4. Описати розробку грунту одноківшевими та багатоківшевими екскаваторами з прямою і оборотною лопатою, і підрахувати їх продуктивність. 5. Де застосовуються і як працюють екскаватори, грейфери, драглайни і автогрейдери? 6. Описати технологію розробки грунту скреперами, галузь їх застосування, продуктивність. 7. Розробка грунту гідромеханічним способом. 8. Механізоване ущільнення насипних грунтів, структура ущільнення грунту. 9. Водовідведення, водовідлив і пониження поверхневих вод. 11.Особливості виконання робіт у зимових умовах й основні положення по організації будівництва 11.1. Сезонне промерзання і властивості мерзлих ґрунтів На значній частині території України ґрунти в зимовий періоди промерзають. При цьому глибина мерзлого шару в більшості районів країн досягає При виконанні земляних робіт найчастіше розробляють скельні, глинисті, піщані, лесові, гравелисті й рослинні (торф чи ін.) ґрунти. Промерзаючи, ґрунт перетворюється у тверде тіло. Лід, що утворюється при цьому, виконує функції зв’язувальної речовини, ніби цементує частки ґрунту. Твердість мерзлого ґрунту залежить від його вологості, пористості й температури навколишнього повітря: чим більша вологість, дрібніші пори й нижча температура, тим більше затвердіває ґрунт. Найбільшу твердість при замерзанні набувають глинисті вологоємні ґрунти, які за своєю міцністю наближаються до скельних ґрунтів. Піщані й гравелисті ґрунти, якщо вони залягають вище рівня ґрунтових вод, підвищують свою твердість при замерзанні мало. Твердість скельних ґрунтів зі зниженням температури зовнішнього повітря не збільшується. Вода, перетворюючись у лід, збільшується в об’ємі. Замерзаючи в порах ґрунту, така вода натискає на його суміжні частки, змушуючи останні зміщатися убік найменшого опору, тобто нагору. Цим явищем пояснюється властивість багатьох зв’язних ґрунтів спучуватися, тобто в умовах сезонного промерзання займати положення, що вище рівня їхнього природного залягання. При відтаванні відбувається зворотне явище — осідання ґрунту. Спучуванню піддаються, як правило, вологі пилуваті й глинисті ґрунти, зволоженню яких може сприяти капілярне всмоктування ними ґрунтових вод. Однак це явище може спостерігатися й у водонасичених супіщаних і піщаних ґрунтах при наявності підстилаючого водонепроникного шару. Якщо спучування ґрунту пов’язане з присутністю ґрунтових вод, то такі спучування називаються корінними, або глибинними. Верхівкові (поверхневі) спучування є у свою чергу наслідком атмосферних опадів, наявності близько розташованих відкритих водойм зі змінним рівнем води або конденсації в ґрунті водяної пари. Найбільшу небезпеку для споруджень представляють корінні піднімання ґрунту. Спучування ґрунтів досить небезпечне явище, з яким необхідно боротися й по можливості запобігати. Останнє досягається наступними діями. При наявності високо піднятих ґрунтових вод, рівень яких розташований у безпосередній близькості від вологонасиченого ґрунту, повинен бути забезпечений постійний водовідвід із ділянки будівництва. Захистом від стоку поверхневих вод у котловани, траншеї, ґрунтові кар’єри можуть бути спеціально загороджувальні вали, що влаштовують, відповідне планування (зі зворотним ухилом) території, що прилягає до виїмки, а також пристрій водовідвідних канав з нагірної сторони виїмок. У піщаних і супіщаних ґрунтах, що мають вологість вищу критичної і напластовані водонепроникними нашаруваннями, необхідно влаштовувати дренаж зі скиданням води в зливову каналізаційну мережу. Крім того, при виконанні робіт у зимових умовах основу під будинки й спорудження завжди варто захищати від промерзання ґрунту шляхом влаштування утеплювального одягу (шару). Небажаним наслідком спучування ґрунтів, що пов’язано з опадами у період весняно-літнього відтавання, є утворення значних деформацій у конструкціях побудованих будинків і споруджень, які у випадку несприятливого збігу обставин можуть призвести до їхнього руйнування. Глибина сезонного промерзання ґрунту залежить від товщини снігового покриву, рівня ґрунтових вод, теплопровідності й вологості ґрунту, наявності й характеру природного покриву (трава, торф, листя, дорожнє покриття й т.п.), сили й тривалості вітру. При підборі механізмів для розробки земляних робіт глибину промерзання ґрунту визначають, заміряючи її в натурі або на підставі середніх даних спостережень метеорологічних станцій у районі будівництва протягом останніх 15–20 років. Основними фізико-механічними властивостями мерзлих ґрунтів є: підвищена механічна міцність (у порівнянні з ґрунтами, що перебувають у природному стані), значна абразивність і підвищення електроопору. Міцність мерзлих ґрунтів може досягати 400 кгс/см2, що відповідає міцності бетону В-30 (марки 400). Під абразивністю варто розуміти здатність ґрунту чинити стираючий вплив на робочі органи машин і механізмів. Ця властивість у першу чергу враховується при розрахунку й конструюванні ріжучих органів мерзлорозробляючих машин. Мерзлий ґрунт погано проводить електричний струм (практично — це діелектрик). При цьому опір ґрунту збільшується зі зниженням температури зовнішнього повітря. Зі зниженням температури механічна міцність ґрунту, а також питомий опір різанню та копанню різко зростають (у 5–8 разів). У зв’язку з тим, що температура мерзлого ґрунту змінюється по глибині мерзлого шару hпр, змінюються відповідно і характеристики міцності ґрунту: найбільші значення питомого опору копанню перебувають у верхній частині (зовнішній) мерзлого шару, найменші — на межі мерзлого та немерзлого (талого) ґрунту. Промерзання екскаваторного забою відбувається від покрівлі, укосу та його лобової частини. У зв’язку з цим розроблення мерзлого ґрунту одноківшевими екскаваторами здійснюють за чотирма схемами (напрямком руху ковша): І — уздовж мерзлого шару (якщо різна глибина заглиблення ковша від відкритої поверхні); II — упоперек мерзлого шару в його межах; III — упоперек мерзлого шару, починаючи від немерзлого ґрунту, тобто з підбоєм; IV — під кутом до мерзлого шару в укосі забою. До запобіжних заходів від промерзання належать: водовідведення, проорювання ділянки плугами в теплу пору року на глибину до 40 см з подальшим спушенням на глибину до 20 см; покриття ділянки шаром дешевого теплоізоляційного матеріалу (тирса, гілки, солома, листя, торф і ін.). Обов’язковою умовою позитивного ефекту від спушення ґрунту є забезпечення природного стоку атмосферних вод з поверхні утеплюваної ділянки. При глибокому спушенні ґрунту (якщо ведеться розробка в останній місяць зими) і механізованому перелопачуванні ґрунт розробляється на глибину 1,3–1,5 м екскаватором з прямою лопатою. Ґрунт з першої проходки укладають у відвал за межами утеплюваної площі, а з подальших проходок — на місце попередніх. Для заповнення вироблень останньої проходки використовується ґрунт з відвала першої проходки або що розробляється в окремому резерві. Поверхню перелопаченого ґрунту розрівнюють бульдозером. Такий спосіб рекомендується для малозв’язних ґрунтів. При підгортанні (обвалуванні) ґрунт розробляють екскаватором-драглайном шляхом проходки паралельних траншей і укладають його у відвал на утеплювану площу. Підгортання може застосовуватися для незв’язних і малозв’язних, незволожених ґрунтів. При великій і відкритій поверхні ділянки, яка підлягає розробці в зимових умовах, її утеплюють снігом, для чого встановлюють снігозатримуючі щити (1,5´2,0 м) перпендикулярно напрямку пануючих вітрів на відстані 10–15 висот щита один від одного. Окрім щитів, для затримання снігу може бути перехресне спушення ґрунту розпушувачем, який навішується на трактор. Товщину утеплюючих|утеплюючих| шарів визначають за формулами:
К ут = η; упл=1,3 | — коефіцієнт, що враховує ущільнення утеплюючих матеріалів екскаватором і транспортними засобами. Коефіцієнт температуропровідності ґрунту або утеплювача: α = l / де l — теплопровідність мерзлих ґрунтів, Вт/(мК|); с |із| — питома теплоємність ґрунту або утеплювача, Дж/(кгК); γ — щільність ґрунту, кг/м3. Теплопровідність снігу l сн| залежить від щільності снігового|сніговий| покриву|покривало| і може бути визначена за формулою: lсн = 0,018 + 0,087 Рсн, (11.3) де Р сн — щільність снігового|сніговий| покриву|покривало|, т/м3 (табл. 11.3). Величина зменшення глибини промерзання під впливом снігового|сніговий| покриву:|покривало|
Методи виконання земляних робіт в зимовий період
Таблиця 11.1 Рекомендації по вибору способу виробництва земляних робіт
Таблиця 11.2 Техніко-економічні|техніко-економічний| показники різних способів виконання земляних робіт в зимову пору року
Таблиця 11.3 Щільність снігового|сніговий| покриву|покривало| Р сн , кН
Якщо не відомий коефіцієнт теплопровідності ґрунту, то максимальна глибина промерзання ґрунту, не захищеного снігом, для будь-якого періоду зими і будь-якого географічного пункту складе:
|
, (10.49)
— коефіцієнт фільтрації в м/добу;
—радіус дії групи голкофільтрів в м, рівний:
(10.50)
, (10.51)
, (10.52)
, (10.53)
, (10.54)
, (10.55)
,
;
— товщина шару утеплюючих матеріалів, см; h— розрахункова глибина промерзання грунту, см;
— величина зменшення глибини промерзання грунту (см) під впливом снігового покриву; 
— товщина снігового покриву, см; 
, 
— коефіцієнти теплоізоляційних властивостей утеплюючого матеріалу і снігу.
(α;гр , α;ут| — коефіцієнти температуропровідності ґрунту, що утеплюється, і утеплювача); T — середня температура повітря для розрахункового періоду зими °С; п — число днів з негативною температурою; с п — коефіцієнт, що враховує вплив снігового покриву на глибину промерзання ґрунту: середня товщина шару снігу (см) до 10, до 20, до 25, до 40, а коефіцієнт с п = 0,5; 0,4; 0,35; 0,3.
, (11.2)
(11.4)
