Разработка выемок и возведение насыпей

ВОЗВЕДЕНИЕ НАСЫПЕЙ И РАЗРАБОТКА ВЫЕМОК В НЕСКАЛЬНЫХ ГРУНТАХ

Способы отсыпки насыпей и разработки выемок

Возведение насыпей состоит из последовательной укладки и уплотнения грунта. Доставленный на место строительства насыпи грунт укладывают в определенном порядке в зависимости от рельефа местности, конструкции земляного полотна, источников получения грунта и применяемых машин. Последовательно укладывая слои грунта один на другой, доводят насыпь до нужной высоты (проектной отметки). Такой способ возведения насыпи называют способом послойной отсыпки (рис. 4.1, а).

Рис. 4.1. Способы отсыпки насыпей: а — послойной отсыпки; б — «с головы»; в — комбинированный

Послойная отсыпка насыпи позволяет в отдельных слоях применять разные грунты и достигать требуемого уплотнения по всей высоте насыпи. При послойном способе отсыпки основные работы ведут на двух участках одинаковой длины — на одном укладывают слой грунта, на другом уплотняют. Затем эти операции меняются местами, и так происходит до полной отсыпки насыпи. Длину участков работы принимают такой, чтобы в течение смены закончить отсыпку всех слоев полностью.

При возведении земляного полотна на участках пересечения болота или оврага с крутыми склонами произвести послойную укладку грунта становится невозможно. В таких случаях применяют способ отсыпки насыпи «с головы» (см. рис. 4.1, б). При этом способе насыпь сразу отсыпают до проектной отметки, а наращивание ее происходит вдоль трассы непрерывно до тех пор, пока не закончится участок насыпи, пересекающий болото или овраг. Основным недостатком этого способа является трудность обеспечения необходимой плотности грунта по всей высоте насыпи. Окончательное уплотнение происходит в результате постепенной осадки насыпи под действием собственной массы грунта и проезжающих автомобилей. Чтобы уменьшить недостатки этого способа, применяют так называемый комбинированный способ отсыпки насыпи (см. рис. 4.1, в). Сущность его состоит в том, что нижнюю ее часть от минерального дна до поверхности болота отсыпают по способу «с головы», а верхнюю — послойно.

Рис. 4.2. Способы разработки выемок:

а — лобовой способ; б — способ ярусной разработки; в — условия применения способа ярусной разработки; 1 — насыпь; 2 — выемка; 3 — I ярус; 4— II ярус; 5 — супесчаный грунт; 6 — суглинок; Нв — глубина выемки; Н и — соответственно глубина I и II ярусов

Выемки неглубокие (до 6 м) при однородных грунтах разрабатывают экскаваторами сразу до проектных отметок. Такой способ разработки называют лобовым (рис. 4.2, а). Если выемку разрабатывают не сразу на полную глубину, а постепенно — по частям, то способ носит название ярусной разработки (см. рис. 4.2, б). Его применяют при глубоких выемках, когда максимальная высота забоя для экскаватора меньше глубины выемки, при наличии разных грунтовых слоев и при некоторых других условиях (см. рис. 4.2, в).

Разработку выемки можно вести в поперечном и продольном направлениях. Первый способ применяют при коротких выемках, второй — при длинных.

Разработка выемок и возведение насыпей при отрицательных температурах

Рыхление грунта при глубине промерзания до 0,25…0,30 м производится тяжелыми рыхлителями или кирковщиками. При небольших объемах работ и глубине промерзания 0,4…0,5 м могут применяться шары-молоты, а при мерзлых грунтах толщиной до 0,6…0,7 м — клины-молоты, которые подвешиваются к стреле экскаватора. В настоящее время дорожно-строительные организации используют специальные самоходные баровые установки для нарезания щелей в мерзлом грунте с последующим удалением мерзлых блоков экскаваторами.
При глубине промерзания более 0,3…0,5 м и больших объемах работ наиболее целесообразным и эффективным является взрывной способ рыхления мерзлоты. Взрывные работы производятся обычно методом шпуровых зарядов. Диаметр шпуров принимается 45…50 мм при глубине промерзания до 1,5 м; при глубине до 2м — 60…70 мм. Для бурения шпуров в мерзлоте применяются передвижные буровые станки.
Ориентировочный расход взрывчатых веществ для рыхления мерзлого слоя грунтов, кг/м3; суглинки и глины — 0,5…0,8; пески и растительный грунт — 0,4…0,5; гравелистые и щебенистые — 0,4…0,7.
Глубина заложения зарядов составляет обычно 0,75…0,90 м слоя мерзлоты, шпуры заполняются взрывчатым веществом не более чем на половину их глубины и снабжаются детонаторами. В шпур после BB закладывается слой песка или легкого супесчаного (сухого) грунта (толщиной 12…15 см) без уплотнения; остальная часть шпура забивается любым грунтом, который постепенно трамбуется. Наилучшим материалом для забивки шпуров является увлажненная смесь из одной части глины и трех частей крупнозернистого песка. Взрывать заряды рекомендуется электрическим способом — наиболее эффективным. При снаряжении шпуров средства подрыва BB дублируются.
Количество одновременно взрываемых зарядов принимается из расчета, чтобы при морозе до -10 °С весь разрыхленный мерзлый грунт можно было убрать в течение одной смены. При более низких температурах уборка разрыхленного грунта должна заканчиваться в течение 4…6 ч.
Как правило, выемки при отрицательных температурах разрабатываются экскаваторами с емкостью ковша не менее 0,5 м3 и толщине мерзлого слоя до 0,15…0,25 м. Его извлечение может производиться без рыхления. Для разработки сухих гравийно-песчаных и супесчаных грунтов при глубине промерзания до 3 см могут использоваться скреперы с емкостью ковша не менее 6,0…6,5 м3. При толщине мерзлого слоя более 3 см необходимо предварительное рыхление и удаление его бульдозером. Нахождение груженых скреперов в пути должно быть меньше времени, за которое грунт примерзает к стенкам ковша скрепера. Это время определяется опытным путем в соответствии с температурой воздуха и состоянием грунтов.
Прочность и устойчивость насыпей, возводимых в зимнее время, зависят от свойств применяемых грунтов, количества мерзлых комьев и порядка сооружения насыпи. Лучшими грунтами являются скальные, гравелистые, песчаные и супесчаные. Содержание мерзлых комьев не должно превышать 20…30% по объему, а размер их может быть не более 0,5 толщины отсыпаемого слоя с равномерным распределением в талом грунте. Мерзлый грунт следует отсыпать не ближе 1 м к поверхности откосов. Снег и лед в насыпь попадать не должны. В верхние слои насыпи (1,5 м от бровки земляного полотна) допускается укладка только талого грунта.

В продольном профиле насыпи возводятся горизонтальными слоями от краев к середине на всю ширину земляного полотна; толщина слоя зависит от применяемых средств уплотнения. В поперечном профиле слои грунта укладываются с уклоном 30 % от оси в обе стороны.
Зимой выемки обычно разрабатывают при максимальной высоте забоя любым способом. Снег с площади резерва удаляется с учетом объема грунта для сменной выработки. Такая организация работ способствует уменьшению промерзания грунта. Для снижения теплопотерь в процессе транспортирования грунта целесообразно применять утепленные самосвалы; сверху грунт в кузове закрывают брезентом.
Выбор грунтоуплотняющего средства при производстве земляных работ в зимний период должен осуществляться по скорректированным принципам и критериям по сравнению с летними условиями. Для замедления скорости промерзания грунта и обеспечения возможности его быстрого уплотнения возведение насыпи целесообразно вести более толстыми слоями (не менее 40…50 см) и более узкими по ширине захватками (не более трех-четырех полос, каждая из которых равна ширине рабочего органа катка). Длину захваток тоже следует сокращать до разумного минимума, составляющего (при морозе -20…-30°С) примерно 20…30 м.
Грунтоуплотняющая техника должна иметь более высокую производительность (минимум на 25…30%), чем производительность механизмов при укладке грунта в насыпь. Такая машина или каток должны иметь возможность вести уплотнение челночным способом, т.е. без разворотов в конце захватки, на которые, как правило, затрачивается определенное время из незначительного его резерва на всю операцию зимнего уплотнения.

При скорости ветра более 5…6 м/с указанное время уплотнения грунта уменьшают до двух раз. Качественное уплотнение грунта и минимальные осадки зимнего земляного полотна при его последующей эксплуатации возможны только при попадании в насыпь ограниченного количества мерзлых комьев (табл. 8.4), так как при большом их объеме грунт насыпи быстрее смерзается и хуже уплотняется.

Величина мерзлых комьев ограничивается способностью грунтоуплотняющего средства раздавливать их основную часть на более мелкие фрагменты (не более 80…100 мм). При уплотнении пневмоколесными катками с нагрузкой на шину не ниже 4,5…5,0 т размеры мерзлых комьев не должны превышать 150…200 мм; при использовании прицепных и самоходных шарнирно-сочлененных виброкатков с гладкими или лучше кулачковыми вальцами и массой вибровальцового модуля не менее 7…8 т — должны быть не более 200…250 мм; при наличии трамбующих машин или плит на экскаваторах, а также решетчатых или ребристых тяжелых катков — должны быть не более 250…300 мм.
Катки с гладкими вальцами мало пригодны для уплотнения грунта и зимних условиях в связи с незначительной толщиной уплотнения, необходимостью большого фронта работ но укатке и быстрого промерзания грунта. Малоэффективны и катки на пневматических шинах.
Лучший способ уплотнения грунтов в зимнее время — трамбование, при котором можно отсыпать грунт наиболее толстыми слоями.

При попадании в тело насыпи мерзлых комьев наряду с трамбовочными машинами целесообразно применять решетчатые катки, уплотняющие слой грунта до 50 см. Масса катка не должна быть менее 25 т. Кроме того, можно использовать и тяжелые кулачковые виброкатки, режим работы которых близок к вибротрамбующему.
Таким образом, в зимних условиях в промышленном и гражданском строительстве следует применять трамбовочные машины и навесные трамбующие плиты на тракторе, позволяющие производить работы на узком фронте и при значительной толщине уплотняемого слоя грунта. При этом статическое давление под трамбующей плитой должно составлять не менее 1,5…2,0 МПа.

ГЛАВА 7. ВОЗВЕДЕНИЕ НАСЫПЕЙ И РАЗРАБОТКА ВЫЕМОК

  • Разработка выемок и возведение насыпей в зимний период

    Если подготовительные работы были проведены до наступления зимнего периода, то за одну смену до начала разработки грунта производят подготовку основания и снятие утепляющего материала. Если это не было сделано, то производится полный цикл подготовительных работ (см. гл. 3). Выбор технологии разработки…
    (Строительство земляного полотна автомобильных дорог)

  • Уширение насыпей и выемок

    Учитывая, что реконструкция дороги связана с переводом ее в более высокую категорию, что влечет за собой изменение геометрии земляного полотна, дорожной одежды, радиусов вертикальных и горизонтальных кривых, ширины полосы отвода и других параметров, первое, с чего начинают работы, — это уширение земляного…
    (Строительство земляного полотна автомобильных дорог)

  • Совершенствование структуры информационного обеспечения процессов разработки и изготовления продукции

    Выбранная к внедрению PDM-система помимо функций управления данными об изделии должна выполнять функции информационного обеспечения СМК, представленные на рис. 4.1. Структуру информационного обеспечения процессов разработки и изготовления продукции на предприятиях можно представить схемой, отраженной…
    (Информационное обеспечение системы менеджмента качества)

  • Обеспечение сокращения трудоемкости разработки и производства продукции

    Одной из основных задач внедрения технологий информационного обеспечения СМК и поддержки жизненного цикла продукции являегся сокращение времени ее поступления на рынок. В частности, большинство заказчиков в индивидуальной комплектации требуют от организаций сокращения сроков поставки оборудования и приведения…
    (Информационное обеспечение системы менеджмента качества)

  • Об организации разработки проектной документации для строительства

    Особенно сложным вопросом инжинирингового бизнеса в современных рыночных реалиях является организационная схема разработки проектной и рабочей документации. Существуют три пути ее осуществления. 1. Комплексная разработка документации в единой структуре «советского» типа (в проектных институтах,…
    (Инжиниринг объектов интеллектуальной энергетической системы. Проектирование. Строительство. Бизнес и управление)

  • Виды проектной документации и требования к ее разработке и представлению в органы экспертизы

    Виды документации Как упоминалось в гл. 1, информация — основной объект инжиниринга, а инженер — творческое «устройство» по её переработке в интересах решения технических задач. Информация представляет собой сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. Модель ТС с содержащейся…
    (Инжиниринг объектов интеллектуальной энергетической системы. Проектирование. Строительство. Бизнес и управление)

  • Требования к разработке модельной документации и её оформлению

    В проектной и рабочей документации в виде чертежей, текстовой части и расчетов должна содержаться необходимая и достаточная для строителя, монтажника, наладчика информация для переноса модели объекта в натуру. В принципе графика и текст могут выполняться в символах, которые понятны только субъектам строительной…
    (Инжиниринг объектов интеллектуальной энергетической системы. Проектирование. Строительство. Бизнес и управление)

  • Исходные данные для разработки моделей

    Номенклатура и точность (неопределенность) исходных данных в решающей степени влияют на результат моделирования. Объем этих данных должен быть необходимым и достаточным для формирования модели с минимально возможным числом вариантов. Чем меньше данных, тем больше вариантов, требующих анализа по не формализуемым…
    (Инжиниринг объектов интеллектуальной энергетической системы. Проектирование. Строительство. Бизнес и управление)

  • Оперативная финансово-экономическая модель на стадии разработки и изменения РД

    Корректировка финансовой модели проекта на данном этапе моделирования производится главным образом в отношении стоимости оборудования, материалов, услуг, которая определяется по результатам проведения соответствующих конкурсов. В ряде случаев проводится корректировка стоимости проекта также и в результате…
    (Инжиниринг объектов интеллектуальной энергетической системы. Проектирование. Строительство. Бизнес и управление)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *