Реферат: Земляные работы в строительстве
1.
Общие
положения
Строительство любых
зданий и сооружений вызывает необходимость переработки грунтов, включающей в
свой состав их разработку, перемещение, укладку и уплотнение. Весь комплекс
этих процессов называют земляными работами.
Удельный вес земляных
работ в общем объеме строительно-монтажных работ очень велик и составляет около
15% по стоимости и до 20% по трудоемкости. На земляные работы приходится около
10% всех рабочих, занятых в строительстве. Объемы земляных работ постоянно
растут и составляют свыше 15 млрд.м в год. Переработка такого количества грунта
возможна лишь при условии комплексной механизации и эффективной технологии
производства работ.
Одним из важных резервов
снижения объемов земляных работ, а следовательно, и стоимости строительства,
использование которого полностью зависит от архитектора, является обеспечение
привязки зданий и проектирование вертикальной планировки с учетом рельефа
местности.
Снижение стоимости и
трудоемкости земляных работ следует достигать, используя рациональные проектные
решения, обеспечивающие максимальную сбалансированность необходимых выемок и
насыпей при минимальных расстояниях перемещения грунта, комплексы машин, что
сводит к минимуму объемы работ, выполняемых вручную.
В настоящее время
земляные работы в основном выполняют механизированные комплексы, а ручная
разработка грунта предусмотрена только в местах, недоступных для машин, так как
производительность ручного труда в 20...30 раз ниже механизированного, что
существенно влияет на общие затраты труда.
Промышленность выпускает
различные высокопроизводительные землеройные, землеройно-транспортные,
уплотняющие машины и механизмы.
Выбор комплекта машин и
способа производства работ осуществляют на основании технико-экономического
анализа различных вариантов.
Важными условиями
дальнейшего совершенствования технологии земляных работ являются:
·
рациональная
организация производства земляных работ по времени года — сокращение объемов
работ, выполняемых в зимнее время;
·
повышение доли
применения высокопроизводительных землеройных машин;
·
создание и внедрение
в производство комплектов машин для засыпки траншей и котлованов, уплотнения и
разработки мерзлых грунтов.
2.
Виды
земляных сооружений
В промышленном и
гражданском строительстве земляные работы приходится выполнять при устройстве
котлованов и траншей под фундаменты и подземные коммуникации, при возведении
земляного полотна дорог, а также планировке площадок.
Выемки и насыпи,
получаемые в результате разработки и перемещения грунта, называют земляными
сооружениями. Они имеют следующие названия:
котлован — выемка шириной более 3 м и длиной
не менее ширины;
траншея — выемка шириной менее 3 м и длиной,
многократно превышающей ширину;
шурф — глубокая выемка с малыми размерами
в плане;
насыпь — сооружение из насыпного и
уплотненного грунта;
резерв — выемка, из которой берут грунт для
возведения насыпи;
кавальер - насыпь, образуемая при отсыпке
ненужного грунта, а также создаваемая для его временного хранения.
Земляные сооружения бывают:
·
постоянные —
насыпи дорог, плотины, дамбы, ирригационные и мелиоративные каналы, водоемы,
планировочные площадки жилых кварталов, промышленных комплексов, стадионов,
аэродромов и т. д.
·
временные —
выемки для прокладки подземных коммуникаций и устройства фундаментов, насыпи
для временных дорог.
В зависимости от
назначения земляных сооружений к ним предъявляют различные требования в
отношении крутизны и тщательности отделки откосов, степени уплотнения и
фильтрующей способности грунта, его устойчивости к размыванию и других
механических свойств.
Рис. 1. Элементы
откоса: а - выемки; б – насыпи.
Для обеспечения
устойчивости земляных сооружений (насыпей и выемок) их возводят с откосами,
крутизну которых характеризует отношение высоты h к заложению l, h/l=1/m, где m — коэффициент откоса
(рис.1).
Крутизна
откосов определена строительными нормами и правилами (СНиП III-8-76 «Земляные сооружения»)
для постоянных и временных земляных сооружении в зависимости от их глубины или
высоты и вида грунта. Откосы насыпей постоянных сооружений делают более
пологими, чем откосы выемок. Более крутые откосы допускают при устройстве
временных котлованов и траншей.
3.
Классификация
грунтов
Грунтами в строительном
производстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры.
Составляющими грунтов являются минеральные частицы различной крупности и
органические примеси. По характеру структурных связей частиц грунты делятся на
два класса:
¾
скальные
грунты, где
отдельные частицы сцементированы между собой, в результате чего грунт обладает
большой прочностью;
¾
нескальные
грунты, состоящие из
разрушенных горных пород. В зависимости от крупности частиц, их содержания и
количества органических примесей нескальные грунты делят на крупнообломочные,
песчаные, супесчаные, глинистые, суглинистые, лессовые, илы и торф.
Свойства и количество
грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и
стоимость работ.
Выбор наиболее
эффективного способа разработки или укрепления грунта осуществляют с учетом его
основных свойств: плотности, влажности, коэффициента фильтрации, сцепления и
разрыхляемости.
Плотность — масса 1 м3 грунта в естественном
состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов составляет
1,6...2,1 т/м3, а скальных неразрушенных грунтов — до 3,3 т/м3.
Влажность — степень насыщения грунта водой,
которую характеризует отношение массы воды в грунте к массе твердых частиц
грунта, выраженное в процентах. При влажности до 5% грунты считают сухими,
5...30% — влажными, а более 30% — мокрыми.
Коэффициент фильтрации — показатель способности грунта
пропускать (дренировать) воду. Он измеряется количеством воды, пропускаемым в
сутки и зависит от состава и плотности грунта. Для песчаного грунта этот
коэффициент находится в пределах 0,5...75, глинистого— 0,001...1 м/сут.
Сцепление — показатель начального
сопротивления грунта сдвигу. Зависит от вида грунта и его влажности и
составляет для песчаных грунтов 3...50 кПа, для глинистых — 5...200 кПа.
Разрыхляемость — показатель способности грунта
увеличиваться в объеме за счет уменьшения плотности при его разработке. Этот
показатель характеризуется коэффициентом разрыхления. Различают коэффициент
первоначального и остаточного разрыхления: Кр и Ко.р.
Коэффициент
первоначального разрыхления представляет собой отношение объема разрыхленного
грунта к объему грунта в естественном состоянии.
Для песчаных грунтов Кр
составляет 1,08. ..1,17, суглинистых— 1,14... 1,28 и глинистых — 1,24...1,3.
Уложенный в насыпь грунт
даже под влиянием массы вышележащих слоев или механического уплотнения не
достигает того объема, который он занимал до разработки.
Отношение объема
уплотненного грунта к объему грунта до его разработки характеризует коэффициент
остаточного разрыхления. Для песчаных грунтов он составляет 1,01... 1,025,
суглинистых — 1,015...1,05 и глинистых — 1,04...10,9.
Плотность и сцепление
грунта в основном влияют на трудность его разработки. Классификация грунтов по
трудности разработки приведена в ЕНиР (сборник 2, вып. 1, раздел 1, Техническая
часть, табл. 1 и 2) с учетом вида используемых машин. При разработке
одноковшовыми экскаваторами грунты по трудности разработки подразделяются на
шесть групп, многоковшовыми и скреперами — на две группы, а при ручной — на
семь групп.
В процессе производства
земляных работ часто возникает необходимость в осушении и закреплении грунта с
использованием метода электроосмоса или в температурном воздействии на грунт
при его оттаивании и искусственном замораживании. В этих случаях требуется
знать электропроводность и теплофизические свойства грунта, которые в основном
зависят от степени влажности грунта, но не от его вида.
4. Подготовительные и вспомогательные
работы при возведении земляных сооружений
Возведение земляных
сооружений требует выполнения подготовительных и вспомогательных работ. К
подготовительным работам относятся: подготовка территории, геодезическая
разбивка, обеспечение водоотвода и осушение, прокладка дорог.
К вспомогательным работам
относятся: устройство временных креплений котлованов и траншей, обеспечение
водоотлива или понижения уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых
грунтов.
Разбивка земляных
сооружений предусматривает
установление и закрепление их положения на местности. Выполняют разбивку по
разбивочным чертежам, привязанным к сетке координат данной площадки. Методы
разбивки зависят в основном от вида сооружения и способа производства работ.
Различают разбивочные работы для отдельных котлованов, земляных сооружений
линейного типа (дороги, каналы, плотины и т. п.), сооружений с развитыми по
всем направлениям в плане контурам и т. п.
Разбивку котлованов
начинают с выноса и закрепления на местности створными знаками основных
разбивочных осей, за которые в большинстве случаев принимают главные оси
здания: I—I и II—II (рис.2,а). Затем вокруг будущего котлована на расстоянии
2...3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают
обноску, состоящую из забитых в грунт металлических стоек или вкопанных
деревянных столбов и прикрепленных к ним досок на высоте, обеспечивающей
свободный проход людей. Доска должна быть толщиной не менее 40 мм, иметь
обрезную грань, обращенную кверху, и крепиться не менее чем на трех стойках. В
местах пропуска транспорта делают разрывы. На местности со значительным уклоном
обноску устраивают уступами. На доски обноски переносят основные разбивочные
оси, а от них размечают все остальные оси здания, закрепляя их гвоздями или
пропилами и нумеруя. После возведения подземной части здания основные
разбивочные оси переносят на его цоколь.
Рис. 2. Схемы разбивки
котлованов (а) и траншеи (б): 1 — обноска; 2 — доска; 3 — стойка
Для линейно-протяженных
сооружений устраивают только поперечные обноски, располагающиеся на прямых
участках через 50 м, а на закругленных — через 20 м. Обноску устраивают также
на всех пикетах и точках перелома профиля. Применяют металлические инвентарные
обноски (рис.2,6).
Высотную разбивку и вынос
отметок выполняют методом геометрического нивелирования от реперов
геодезической разбивочной основы, которых должно быть не менее двух.
Правильность разбивки
проверяют проложением контрольных полигонометрических теодолитных и нивелирных
ходов. Ошибка при этом не должна превышать погрешности разбивки.
Временное крепление
стенок выемок. В
стесненных условиях и в водонасыщенных грунтах стенки траншей и котлованов
приходится делать вертикальными, с установкой временных креплений. Временное
крепление выполняют из деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов
с опорными стойками, щитов с распорными рамами (рис.3).
Рис. 3. Крепление стенок
шпунтом (а), щитами с опорными стойками (б), щитами с распорными рамами (в)
1-анкерная связь; 2-оттяжка,
3 опорная стойка; 4-направляющая; 5-шпунтовое ограждение, 6- щиты, 7-стойка распорной
рамы, 8 –распорка.
Стенки выемок глубиной
более 8 м часто крепят, используя метод «стена в грунте»,
Шпунтовое ограждение
применяют при водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений.
Шпунт погружают до разработки выемки.
В грунтах естественной
влажности стенки котлованов и траншей целесообразно крепить деревянными щитами
с опорными стойками. Щитовое крепление устраивают в процессе разработки выемки
или после, в зависимости от степени подвижности грунта. Наиболее эффективными
являются крепления с инвентарными распорными рамами из металлических трубчатых
стоек и распорок. Они имеют сравнительно небольшую массу, легко собираются и
разбираются. Телескопическая конструкция распорки дает возможность регулировать
ее длину, а наличие муфты с винтовой нарезкой позволяет плотно прижимать щиты к
стенкам выемки. Распорки со стойками крепят между собой на различной высоте с
помощью штырей.
5. Определение объемов земляных работ
Объемы производства
разрабатываемого грунта определяют в плотном теле по объему грунта при основных
производственных процессах и площади поверхности при подготовительных и
вспомогательных процессах (планировка откосов, пропашка поверхности и т. д.).
При проектировании земляных сооружений подсчет объема разрабатываемого грунта
сводят к определению объемов различных геометрических фигур, ограниченных
ровными плоскостями. Наиболее часто приходится определять объемы котлованов и
траншей.
Определение объема
котлована. Для
подсчета объема котлована, представляющего собой призматозоид (рис. 4, а), вначале
определяют его размеры следующим образом:
а
= А+0,5*2; b =В + 0,5*2;
а1=
а + 2Нт; b1= В +
2Нт,
где а и в - размеры
сторон котлована понизу, м;
а1 и b1 - размеры сторон котлована поверху,
м;
А и В - размеры фундамента
понизу, м; 0,5-рабочий зазор от края фундамента до начала откоса, м;
Страницы: 1, 2, 3, 4
|