Грунты и их технологические свойства. Определение объемов земляных работ.

Грунты – горные породы, которые располагаются на верхних слоях Земли. Бывают скальные и нескальные (крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные, почвенные). Существенное влияние на технологию земляных работ оказывают следующие свойства грунтов: плотность, сцепление, влажность, разрыхляемость, угол естественного откоса, просадочность, набухание, переод в плывунное состояние.

1.) плотность – масса 1м³ грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность речных=1,5-2 т/м3, полускальных=до 2,5 т/м3, скальных=более 2,5 т/м3.

2.) сцепление определяется начальным сцеплением грунта сдвигу (ЕНиР Е2-1).

При разработке одноковшовым экскаватором грунты на 6 классов, при многоковшовом и скреперами на 2 группы, бульдозерами – 4 гр, при разработке вручную – 7 групп. Сцепление песчаных грунтов равно 3…50кПа, глинистых – 5…200кПа.

От плотности и сцепления зависит производительность машин.

3.) влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в %.

Сухие грунты>5%, влажные от 5 до 30%, мокрые >30%.

4.)Разрыхляемость грунта: грунт, находящийся в естественном состоянии, разрыхляется в процессе его разработки, при этом объем грунта увеличивается, а плотность уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта. Характеризуется коэффициентом первоначального разрыхления k_р. Он показывает увеличение объема грунта при разрыхлении. К_р=V_разр/V_ост*100%

Для песчаных грунтов он =1,08…1,17, для суглинков=1,14…1,28, глинистых грунтов=1,24…1,3.

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, смачивания дождем, движения транспорта уплотняется. Но грунт не занимает того объема, который занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления к_ор=V_упл/V_ест*100%. Он показывает отношение объема уплотненного грунта к естественному объему. (пески=1,01…1,025, суглинки=1,015…1,05, глины=1,04…1,09).

5.) угол естественного откоса - при нем грунт находится в состоянии предельного равновесия. (на него влияют угол внутреннего трения, сцепление и давление вышележащих слоев).

6.) просадочность грунта – характерна для лесса (при замачивании легко размокают).

7.) набухание – для глинистых грунтов (увеличение объема при замачивании)

8.) тиксотропность - способность грунта переходить из пластичного состояния в текучее под воздействием ударно-вибрачионной нагрузки.

9.) водопроницаемость – хар-ся коэффициентом фильтрации (л/сек, м/сут)

к_ф=10^-7 – у глинистых, к_ф=0,1 м/с у песчаных.

10) липкость – налипание грунта на режущий орган машин. Глинистые – ковши с зубьями, песчаные – со сплошной режущей кромкой.

11) мерзлое состояние

Определение объемов земляных работ:

1. Определение объема срезки растительного слоя:

1. Определение недобора грунта механизированным способом:

1. Определение объема грунта вручную:

1. Определение объема съезда:

где: h_к – глубина котлована, м;

В – ширина съезда, м;

m – коэффициент крутизны откоса;

m^’ – коэффициент крутизны откоса съезда, m^’=6,67.

1. Определение объема котлована, разрабатываемого экскаватором:

1. Определение объема обратной засыпки грунта:

где: V_к – объем котлована, м³;

V_п.ч.з. – объем подземной части здания, м³;

k_p, k_о.р. – коэффициенты разрыхления и остаточного разрыхления соответственно

k_p=10÷15%, k_о.р. =2÷5%

1. Определение площади уплотнения грунта:

h_упл. – принятая толщина уплотняемого слоя, м; h_упл.=0,2÷0,5 м.

– общий объем работ V_об=V_{раст. слоя} +V_э +V^{мех пл-ка} +V^{руч. пл-ка} +V_о.з. +V_{уплотнения грунта}

– механизированный

объем работ: V_мех =V_{раст. слоя} +V_э +V^{мех пл-ки} +V_о.з.