Вопрос №5 Технологические особенности производства работ при возведении земляного полотна

Земляное полотно является одним из основных элементов автомобиль-ной дороги. От его состояния в большой степени зависят эксплуатационныекачества дороги. Хорошее состояние земляного полотна достигается правиль-ным выбором конструкции, устройством надежного водоотвода, своевремен-ным устранением повреждений полотна и водоотводных сооружений, т. е. обеспечивается на стадиях проектирования дороги и ее эксплуатации. Одна-ко прочность и устойчивость земляного полотна в значительной степени за-висят также от правильного производства земляных работ (рационального размещения в теле полотна грунтов, различных по своим физико-механичес-ким свойствам, достижения необходимой плотности и влажности грунтов,устройства надежного основания под насыпями и т. д.). Возведение земляного полотна представляет собой лишь один из стро- ительных процессов в общем комплексе дорожных работ. Чем быстрее будут выполнены земляные работы, тем раньше может устраиваться дорожная одеж- да и открываться движение. Высокие темпы строительства и минимальные расходы сил и средств достигаются путем рационального распределения зем- ляных масс, выбора наиболее эффективных для данных условий средств ме- ханизации и правильного их использования, применения передовых методов производства работ, тщательной увязки всех рабочих процессов в едином плане организации строительства. В земляном полотне различают верхнюю (рабочий слой) и нижнюю части (основание насыпи и выемки). Верхняя часть составляет 2/3 глубины промерзания от низа дорожной одежды, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части. Основа- ние насыпи или выемки образует часть полотна, находящуюся ниже границы рабочего слоя. Конструкции земляного полотна назначают в зависимости от категории дороги, типа дорожной одежды, местных природных условий с учетом до- рожно-климатической зоны, в которой производятся работы, особенностей местности по характеру поверхностного стока и степени увлажнения. Харак- терные профили земляного полотна в насыпях приведены на рис. 1._

Рис. 1. Поперечные профили земляного полотна в насыпях (для дорог I–III категории):

а – насыпь высотой до 0,6 м с треугольными кюветами; б – насыпь высотой до 0,6 м

с трапецеидальными кюветами; в – насыпь высотой до 6 м из привозного грунта;

г – насыпь высотой до 1,5 м с резервами; д – насыпь высотой от 6 до 12 м из привозного

грунта; е – насыпь высотой от 6 до 12 м с резервами

Следует отметить, что в ряде случаев нельзя использовать типовые про- фили земляного полотна и поэтому их проектируют индивидуально с про- веркой на устойчивость и осадку. К таким случаям относится устройство зем- ляного полотна:

в насыпях и выемках высотой и глубиной более 12 м;

в местах со сложными инженерно-геологическими условиями (на косогорах круче 1:3, при наличии оползней, оврагов, карста и т. д.);

в выемках и насыпях с глинистыми грунтами при опасности потери прочности и устойчивости полотна;

при устройстве полотна с применением средств гидромеханизации или массовых взрывных работ, а также в других сложных случаях, предусмотренных строительными нормами и правилами. Объемы работ при возведении земляного полотна зависят от конструк- ции земляного полотна, рельефа местности, типа грунтов и других местных условий. Средний объем земляных работ при постройке дорог в равнинной и слабопересеченной местности составляет на 1 км земляного полотна для дорог ІІ и ІІІ категорий 20–30 тыс. м3, IV–V категорий – 15–20 тыс. м3. При постройке дорог I категории объемы земляных работ достигают 50 тыс. м3 и более. В условиях пересеченной местности объем работ обычно бывает в 1,5–2 раза выше, чем в равнинной местности._ В равнинной местности основной тип земляного полотна автомобиль- ных дорог – невысокая насыпь. Такие насыпи (при наличии благоприятных грунтов) часто устраивают путем поперечного перемещения грунта, разраба- тываемого в боковых резервах. В холмистой местности основной тип земляного полотна – это насыпи более значительной высоты. Такие насыпи устраиваются в основном путем разработки резервов и путем продольного перемещения грунта. Выемки за- нимают примерно 10 % от общего объема земляных работ. Следует заметить, что в современных условиях, когда особое внимание уделяется правильному использованию земляных угодий, а также в целях при- менения для отсыпки насыпей наиболее благоприятных грунтов, довольно ча- сто высокие и даже низкие насыпи отсыпают из песчаных грунтов, разработан- ных в грунтовых карьерах или в смежных выемках. На место отсыпки грунт доставляется автосамосвалами или другими транспортными средствами. В горной местности основной тип земляного полотна – это полунасы- пи-полувыемки (около 70 % общего объема работ). Несмотря на значительный объем земляных работ и их большую трудо- емкость, стоимость земляного полотна в равнинной местности редко превы- шает 15–20 % общей стоимости автомобильной дороги. В горной местности стоимость земляного полотна может достигать 50–60 % и более. При производстве земляных работ различают профильные и рабочие объемы. Профильным объемом называют суммарный объем всех насыпей и выемок (без учета резервов, карьеров, кавальеров и т. д.). Под рабочим объе- мом понимают объем фактически разрабатываемого грунта при возведении насыпей и устройстве выемок. Фактический объем требуемого грунта для насыпей определяется с уче- том коэффициента относительного уплотнения (Ко.у), который представляет собой отношение требуемой плотности грунта в насыпи к его плотности в резерве или карьере. Ориентировочные значения величины Ко.у приведены в приложении (табл. 2). По распределению объемов, трудоемкости и организационным особен- ностям выполнения земляные работы подразделяются на линейные и сосре- доточенные. Линейные работы характеризуются сравнительно небольшими объемами и равномерным распределением их по длине дороги (участки про- филирования, невысокие насыпи, мелкие выемки); в равнинной местности они составляют в среднем 75–90 % общего объема работ. Сосредоточенные работы распределяются неравномерно и отличаются значительными объема- ми (насыпи на болотах, большие выемки, подходы к мостам и т. д.). Такие работы в равнинной местности составляют 10–25 % общего объема. Если линейные работы часто осуществляются путем поперечного пе- ремещения грунта из резервов в насыпь, то при сосредоточенных работах обычно производится продольное перемещение грунта из выемок в насыпь, а также разработка грунтовых карьеров. Для выполнения линейных работ в основном применяют бульдозеры, автогрейдеры, скреперы. При сосредо- точенных – наряду с бульдозерами и скреперами широко используются экс- каваторы, а для перевозки грунта – автосамосвалы; в отдельных случаях мо- гут применяться взрывчатые вещества и средства гидромеханизации. Выбор средств механизации для земляных работ зависит, главным обра- зом, от типа земляного полотна, высоты насыпи или глубины выемки, дально- сти перемещения грунта, имеющихся в наличии машин и других местных ус- ловий. В конечном счете, выбор машин определяется соображениями наимень- шей стоимости работ. В табл. 1 приведены условия рационального использова- ния наиболее распространенных машин для возведения земляного полотна. При выборе средств механизации сначала подбирают основные (веду- щие) машины, при помощи которых можно выполнять основной объем зем- ляных работ (разработку и перемещение грунта) при наименьшей стоимости работ. Затем выбирают вспомогательные (комплектующие) машины для ос- тальных видов земляных работ, входящих в технологический процесс (раз- рыхление грунта, уплотнение полотна и др.). Необходимое количество ос- новных машин определяют исходя из объема работ и производительности машин так, чтобы закончить работы в заданный срок. Количество вспомога- тельных машин назначают из условия обеспечения эффективной работы ос- новных.