Угол естественного откоса скальных грунтов

Б. КРУТИЗНА ОТКОСОВ

Крутизна откосов земляного полотна в первую очередь определяется углом естественного откоса грунта. Для большинства рыхлых грунтов угол естественного откоса близок к I : I. Эта крутизна принята в качестве стандарта для откосов как насыпей, так и выемок, при отсутствии каких-либо особых условий.

Вновь отсыпанные насыпи обычно сохраняют устойчивость при крутизне откосов, лишь несколько превышающей 1 : I1,. Свеже сооруженные выемки, напротив,нередко в течение длительного времени сохраняют устойчивость при значительно более крутых откосах, однако с течением времени вследствие распучи- вания и размывов откосы в выемках принимают то же очертание, что и в насыпях, отсыпанных из тех же грунтов.

1. Влияние эрозии и выветривания. Даже в тех случаях, когда принятая крутизна откосов не превышает угла естественного откоса влажного или сухого грунта, в результате выветривания грунтов происходит обрушение и уположение верхней части откоса н еще большее уположение нижней части вследствие отложения материала смыва у его подошвы.

Длина откоса крутизной 1 ; 2 приблизительно на г/а больше, чем длина откоса 1 : I, и, следовательно, такой откос получает дождевых осадков на , больше. В результате этого накопление смытого материала у его подошвы может быть так же велико или даже больше, чем у более крутого откоса. При уширении выемок обычно предусматривают устройство полок для накопления значительных объемов смываемого с откосов грунта.

2. Оползания откосов. При оползании откосов выемок, происшедших как при их сооружении, так и во время эксплуатации, необходимо производить вырезку грунта до установления естественного равновесия, тем самым автоматически уполаживая откос .

Если насыпь подвергается насыщению водой, затапливающей ее откосы на некоторую высоту, то для стабилизации такой насыпи применяют уположение откосов ниже уровня воды, террасирование или отсыпку каменных контрбанкетов достаточного объема, чтобы противостоять возросшему давлению насыщенного водой грунта насыпи. Отсыпка контрбанкетов обычно является мерой более дешевой, чем уположение откосов, и поэтому широко применяется большинством железных дорог. Контрбанкеты должны возвышаться на достаточную высоту над уровнем воды с тем, чтобы служить защитой от волн и ледохода.

3. уширение выемок или уположение их откосов. Если для отсыпки насыпи необходимо взять из выемки больше грунта, чем это может быть получено при разработке выемки нормального сечения, то возникает вопрос об относительной целесообразности уширения выемки или уположения ее откосов. При уположении откосов увеличивается их длина и соответственно возрастает интенсивность их размыва, также увеличивается и объем смываемого дождями грунта. Для глубоких выемок при этом может оказаться необходимым дополнительное уширение полосы отчуждения. Применение откосов более пологих, чем угол естественного откоса грунта, не дает особых преимуществ, в то время как экономия, полученная при уширении выемок, в необходимых случаях может оказаться весьма значительной.

Исключение составляют мелкие выемки в снегозаносимых районах, где уположение откосов до крутизны, например 1 : 4, уменьшает количество отлагающегося в выемке снега. Избыточный грунт используется для отсыпки насыпей. При уположении откосов от крутизны 1 : Р/г до крутизны 1 :2 ширина выемки увеличивается на половину ее глубины, что может оказаться с позиций уменьшения снегозаносимости выемки желательным во многих случаях. На большинстве откосов следует сохранять растительность, которая связывает рыхлые грунты и препятствует их эрозии. Когда крутизна откоса при этом не превышает угла естественного откоса грунта, растительность хорошо укрепляетоткос, если грунт достаточно богат гумусом для ее произрастания; если же этих условий нет, то уположение откоса не дает эффекта.

4. Террасирование. Лишь немногие дороги применяют террасирование откосов в сколько-нибудь значительном объеме, при этом встречается значительное разнообразие в ширине и высоте террас. Почти всегда это мероприятие применяют на насыпях. Одна из западных дорог принимает ширину террас в 1,80 м при высоте насыпи более 7,5 м, с добавлением одной террасы шириной 3,60 м при высоте насыпи более 15,0 м.

В некоторых случаях возникает необходимость в террасировании откосов глубоких выемок с устройством на террасах мощеных канавок с самостоятельными выпусками из них по концам выемки. Очевидно, в этом случае, чтобы быть эффективным, террасирование требует особенно тщательного выполнения. Если, например, не будет выдержан продольный уклон террас, может произойти перелив воды из канавок в пониженных точках, что может оказать более разрушающее действие, чем если бы вовсе не устраивать террасирования.

Для скальных выемок вследствие разнообразия пород, подходящих под классификацию скальных, трудно установить общие правила их разработки. В каждом отдельном случае условия разработки должны оцениваться индивидуально. Техническими условиями крутизна откосов обычно устанавливается для легко- выветривающейся скалы в 1 : 0,5 и для слабовыветривающейся скалы I : 0,25, но при этом следует учитывать местные условия. Некоторые прочные скальные породы хорошо держат вертикальный откос, но большинство требует некоторого уположения, особенно в глубоких выемках.

У подошвы откоса рыхлых пород (делювий), покрывающих скальные породы, должна оставляться берма шириной не менее 1,5 м: ширину бермы увеличивают при мощности рыхлых пород более 3,0 м.

1. Стандартную ширину основной площадки земляного полотна следует определять исходя как из условий стоимости строительства, так и из условий удобства эксплуатации.

При определении ширины основной площадки земляного полотна необходимо исходить из установленной ширины балластной призмы и учитывать запас на естественное оседание грунта вследствие уплотнения, а также запас на возможный размыв откосов и обочин.

2. Основными условиями, учет которых может потребовать увеличения ширины основной площадки более нормальной, являются: в выемках — условия отвода воды, а на насыпях— их высота и интенсивность оседания.

3. Стандартная крутизна откосов насыпей и выемок должна быть несколько меньше, чем угол естественного откоса грунтов в рыхлом состоянии, из которых они отсыпаны. Этому условию обычно отвечает крутила откоса 1:1 •/•

4. Основным условием, требующим уположения откосов, является неустойчивость грунта; однако уположение откосов высоких насыпей и глубоких выемок требует значительного дополнительного объема земляных работ, поэтому в нужных случаях необходимо исследовать возможность применения других способов укрепления откосов,например дренированием выемок и устройством контрбанкетов у насыпей

5. При условии тщательного выполнения работ можно на высоких насыпях и в глубоких выемках с успехом применять террасирование откосов, однако обычно в этом нет необходимости.

6. При сооружении каждой выемки и насыпи необходимо тщательно изучить местные условия с тем, чтобы установить, следует ли при их сооружении отступить от стандартных размеров, и если следует, то в каком направлении и на сколько.

Укрепление грунтов

Обычно при возведении земляных сооружений их боковые стенки устраивают таким образом, чтобы угол откоса был меньше угла естественного откоса. Однако очень часто, особенно в городских условиях, из-за стесненности устроить откосы невозможно. Кроме того, при намокании даже в условиях правильно выполненных откосов верхняя часть выемки может обрушиться. Такие случаи происходят из-за того, что при намокании грунта его угол естественного откоса может резко измениться (например, у глины с 45 до 15°, у суглинка с 50 до 20° и т.д.).

В таких условиях необходимо, наряду с ограничением притока воды, укреплять боковые стенки земляных сооружений креплениями (рис.9).

Рис.9. Крепление фунта от обрушения

а — схема обрушения верхней части откоса при намокании; б — инвентарные трубчатые распорные рамы; в, г, д — крепления соответственно шпунтовое, консольное, консольно-распорное; е, ж — крепления распорное и подкосное; 1 — анкерная свая; 2 — оттяжка; 3 — маячная свая (опорная стойка); 4 — направляющая свая; 5 — шпунтовое ограждение; 6 — щиты (доски); 7 — стойки распорной рамы; 8 — распорка.

Шпунтовое ограждение является дорогостоящим способом, применяемым при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемки, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.

Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, заземленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов или досок, непосредственно воспринимающих давление грунта. Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м. В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, отличающееся от консольного тем, что между стойками в верхней их части перпендикулярно оси траншеи устанавливают распорки.

Распорное (рамное) крепление — наиболее простое в исполнении — применяется при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или маловлажных грунтах. Оно состоит из стоек, горизонтальных досок или щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи.

Наиболее эффективны инвентарные трубчатые распорные рамы (рис.9, б) благодаря их малой массе, легкости монтажа и демонтажа. На необходимую ширину их устанавливают поворотом муфт с винтовой нарезкой.

При отрывке траншей деревянные или металлические крепления устанавливают экскаватором непосредственно при отрывке выемки. Экскаватор устанавливает блоки и по мере углубления траншеи придавливает ковшом их верхние торцы.

При создании вокруг разрабатываемых выемок постоянных водонепроницаемых завес или в случае повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов: цементацию и битумизацию; химический, термический, электрический, электрохимический, механический и др.

Цементация и битумизация заключается в инъецировании цементного раствора или разогретых битумов. Эти способы применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватых скальных пород.

Химическим способом (силикатизацией) закрепляют песчаные и лессовые грунты, нагнетая в них химические растворы.

Термическое закрепление заключается в обжиге лессовых грунтов раскаленными газами, нагнетаемыми через скважины в их поры. Газы подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренных скважинах.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5. 1B/см и плотностью 1. 5A/м2. При этом глина осушается, уплотняется и теряет способностью к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом, растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления грунта возрастает.

Механический способ укрепления грунтов имеет следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых свай, вытрамбовывание котлованов и др.

Устройство грунтовых подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, отсыпают прочный грунт с послойным трамбованием. При устройстве грунтовых свай в слабый грунт забивают сваю-лидер, после извлечения лидера в полученную скважину засыпают грунт с послойным уплотнением.

Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания.

Уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Классификация и основные строительные свойства грунтов

По своему строению грунты можно разделить на сцементированные (или скальные) и несцементированные.

Скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т.п. Скелет несцементированных грунтов обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (табл. 1).

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называют тощейили жирной,в зависимости от трудоемкости разработки — легкой или тяжелой. Особо трудоемкая для разработки глина называется ломовой.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию и трудоемкость их разработки, относятся плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, удельное сопротивление резанию, водоудерживающая способность.

Плотностьюназывается масса 1 м грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность несцементированных грунтов 1,2. 2,1, скальных — до 3,3.

Влажностьхарактеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта, выражается в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % — сухими. Чем выше влажность грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Исключение составляет глина — сухую глину разрабатывать труднее. Однако при значительной влажности у глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет их разработку.

Сцепление— сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 3. 50 кПа, для глинистых — 5. 200 кПа.

От плотности и силы сцепления между частицами грунта в основном зависит производительность землеройных машин. Классификация основных видов грунтов по трудоемкости их разработки в зависимости от конструктивных особенностей используемых землеройных машин и свойств грунта приведена в табл. 2

Подготовка строительной площадки

Для создания благоприятных условий начала строительных работ предварительно выполняют подготовительные работы. В состав работ по подготовке строительной площадки под новое строительство входят: ограждение участка; расчистка территории и снос существующих строений; пере трассировка мешающих инженерных сетей; защита территории от стока поверхностных вод; прокладка временных коммуникаций и дорог; устройство временных бытовых, складских, культурно-административных и других помещений.

После расчистки территории выполняют работы по созданию опорной геодезической сети, устанавливают обноску и производят геодезическую разбивку зданий и сооружений.

Состав подготовительных работ при реконструкции действующего предприятия в значительной степени зависит от местных условий. Строители стараются максимально использовать имеющиеся инженерные сети, бытовые и административные службы часто размещают во временно освобождающихся помещениях, возводят по плану капитального строительства реконструируемого предприятия здания, которые временно используют для нужд строительства и т.д.

Надземные и подземные инженерные коммуникации, линии связи и электропередачи и другие сооружения, затрудняющие производство работ, демонтируют или переносят на места, определяемые проектом, под наблюдением специалистов соответствующих организаций.

В подготовительный период, иногда достигающий 40 % продолжительности всего строительства, бывает необходимо создать индустриальную базу производства по изготовлению строительных изделий и деталей, растворных и бетонных смесей; связать строительную площадку с основными дорогами, энергетическими и инженерными сетями и т.п.

От тщательности выполнения заданий подготовительного периода в большой степени зависит успех проведения всех основных строительно-монтажных работ по возведению или реконструкции зданий и сооружений, инженерных сетей и пусковых комплексов. Объем работ подготовительного периода определяется в ПОС и уточняется в ППР.

Осушение площадки и рабочих мест.Понижение уровня грунтовых вод или отвод поверхностных вод (верховодки) обычно осуществляют устройством водопонижения или водоотвода. Чаще для этого используют водоотводные канавы или обваловывание с нагорной части площадки

При значительном притоке грунтовых вод устраивают открытые или закрытые дренажи. Открытые дренажи представляют собой канавы, на дно которых укладываются слои фильтрующего материала: крупнозернистого песка, щебня или гравия. Закрытые дренажи (рис.3, б, в)— это траншеи, разрабатываемые ниже уровня сезонного промерзания грунта и засыпаемые послойно фильтрующими материалами. По дну дренажа можно укладывать трубу с отверстиями в боковых стенках (перфорированную) для отвода воды.

Для защиты от притока воды могут использоваться ледяные стенки из замороженного грунта или противофильтрационные экраны.

Искусственное замораживание (рис.4, а)осуществляют с помощью охлажденного до отрицательной температуры раствора солей с низкой точкой замерзания (хлористый кальций и др.). Для этого в пробуренные скважины опускают замораживающие колонки, состоящие из двух труб: внутренней и наружной с закрытым торцом. Между этими трубами пропускают солевой раствор (хладагент), охлажденный ниже требуемой температуры грунта. Грунт возле стенок наружной трубы замерзает и, постепенно увеличиваясь в диаметре, образует ледяную завесу.

Тиксотропный противофильтрационный экран может быть устроен после забивки шпунта из металлических или деревянных пластин. Затем отдельные шпунтины-инъекторы постепенно извлекают, а на их место нагнетают раствор бентонитовой глины, обладающий водоотталкивающими свойствами

Виды укрепления грунтов.Объем землянных работ.Основные способы разработки грунта и применяемые механизмы.

Укрепление грунтов

Обычно при возведении земляных сооружений их боковые стенки устраивают таким образом, чтобы угол откоса был меньше угла естественного откоса. Однако очень часто, особенно в городских условиях, из-за стесненности устроить откосы невозможно. Кроме того, при намокании даже в условиях правильно выполненных откосов верхняя часть выемки может обрушиться. Такие случаи происходят из-за того, что при намокании грунта его угол естественного откоса может резко измениться (например, у глины с 45 до 15°, у суглинка с 50 до 20° и т.д.).

Шпунтовое ограждение является дорогостоящим способом, применяемым при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемки, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.

Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, заземленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов или досок, непосредственно воспринимающих давление грунта. Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м. В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, отличающееся от консольного тем, что между стойками в верхней их части перпендикулярно оси траншеи устанавливают распорки.

Распорное (рамное) крепление — наиболее простое в исполнении — применяется при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или маловлажных грунтах. Оно состоит из стоек, горизонтальных досок или щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи.

Наиболее эффективны инвентарные трубчатые распорные рамы (рис.9, б)благодаря их малой массе, легкости монтажа и демонтажа. На необходимую ширину их устанавливают поворотом муфт с винтовой нарезкой.

При отрывке траншей деревянные или металлические крепления устанавливают экскаватором непосредственно при отрывке выемки. Экскаватор устанавливает блоки и по мере углубления траншеи придавливает ковшом их верхние торцы.

При создании вокруг разрабатываемых выемок постоянных водонепроницаемых завес или в случае повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов: цементацию и битумизацию; химический, термический, электрический, электрохимический, механический и др.

Цементация и битумизациязаключается в инъецировании цементного раствора или разогретых битумов. Эти способы применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватых скальных пород.

Химическим способом(силикатизацией) закрепляют песчаные и лессовые грунты, нагнетая в них химические растворы.

Термическое закреплениезаключается в обжиге лессовых грунтов раскаленными газами, нагнетаемыми через скважины в их поры. Газы подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренных скважинах.

Электрическим способомзакрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5. 1и плотностью 1. 5. При этом глина осушается, уплотняется и теряет способностью к пучению.

Электрохимический способотличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом, растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления грунта возрастает.

Механический способукрепления грунтов имеет следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых свай, вытрамбовывание котлованов и др.

Устройство грунтовых подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, отсыпают прочный грунт с послойным трамбованием. При устройстве грунтовых свай в слабый грунт забивают сваю-лидер, после извлечения лидера в полученную скважину засыпают грунт с послойным уплотнением.

Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания.

Уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Сопротивление грунтов сдвигу. Сопротивляемость горных пород и грунтов сдвигу. Показатели и методы их определения , страница 3

Внутренние связи различных пород

Можно сделать вывод, какие внутренние связи имеют первостепенное значение в различных породах:

1) В скальных породах, подобных граниту или известнякам, превалируют жесткие необратимые связи структурного сцепления с_с. Внутренние связи водно-коллоидной природы в подобных породах не проявляются (Σ _w = 0). Силы внутреннего трения от внешней нагрузки возникают в породе прак-тически лишь на контактных стенках трещин.

2) В работе сыпучих, несвязных грунтов (песок, гравий, щебень и т. д.), например, под нагрузкой от сооружений наибольшее значение приобретают силы внутреннего трения и только отчасти силы структурного сцепления.

3) Наибольшее значение в прочности глинистых пород имеет связность Σ _w, хотя в определенных случаях могут проявиться и другие компоненты сопротивляемости горных пород сдвигу, т. е. силы внутреннего трения и структурного сцепления.

Угол естественного откоса сыпучих грунтов

Говоря о методах определения угла внутреннего трения φ_n для рыхлых сыпучих грунтов, нельзя обойти вопрос об угле естественного откоса грунта φ₀.

Углом естественного откоса называют угол, образуемый линией свободно стоящего откоса отсыпанного грунта с горизонтом (рис. 8).

Рис. 8. Схема к определению угла внутреннего трения φ_n по углу φ о естественного откоса сыпучих грунтов

Выделим на откосе с углом к горизонту φ₀ некоторый элемент весом Р. Разложим эту силу на две составляющие: нормальную N и касательную Q:

N = Р cos φ₀; Q= Р sin φ₀.

Под действием силы N по контактной поверхности выделенного блока и откоса развиваются силы трения:

T = N·tgφ_n = P·cosφ₀ tgφ_n.

По мере увеличения угла наклона откоса степень устойчивости выделенного элемента на поверхности откоса будет уменьшаться. При некотором значении угла откоса φ₀ элемент будет находиться в состоянии предельного равновесия Т=Q, т. е.

P·cosφ₀ tgφ_n = Р sinφ₀.

Произведя необходимые сокращения и преобразования, получим

tgφ_n = sinφ₀ / cosφ₀ = tgφ₀, откуда φ₀ = φ_n. (9)

Таким образом, для сыпучего грунта в рыхлом состоянии угол с горизонтом свободно отсыпанного откоса (угол соответственного откоса) оказывается равным углу внутреннего трения.

В естественных условиях угол φ₀ определяют прямым замером, например при отсыпке грунта в конус; в лабораторных условиях для этой цели применяют приборы. Один из наиболее удачных приборов создал В. Г. Науменко. Угол φ₀ грунта в сухом и затопленном состоянии измеряется по откосу, остающемуся после удаления избыточных масс грунта. Для правильного определения угла естественного откоса это условие является решающим. Преимущество этого прибора заключается в независимости результатов опыта от индивидуальных особенностей лаборанта, в частности, при проведении опыта под водой.

В заключение отметим, что равенство угла естественного откоса углу внутреннего трения грунта верно лишь для грунтов, полностью лишенных связности и сцепления. Более крутые откосы у других грунтов являются прямым следствием проявления сил сцепления и связности, и в этих условиях зависимость (9) теряет практический смысл. По этой причине нельзя определять угол внутреннего трения влажных песков и тем более глинистых грунтов по углу естественного откоса в условиях лабораторных опытов.

Для средних условии расчетный угол внутреннего трения:

1) для песков можно принимать φ =30°;

2 минимальное значение угла внутреннего трения гравийно-галечнико-вых грунтов при рыхлом их сложении и невысоких напряжениях обычно составляет φ = 40 а и несколько выше; при плотном сложении (n = 20%) он может достигать φ =50 о —55 о .

3) зернистые грунты в толще коренных пород обладают обычно некоторой связностью (уплотненные пески) за счет слабой цементации. Угол внутреннего трения у этих песков находится в пределах φ = 30—35 о . В природном состоянии такие грунты залегают плотно и надежно устойчиво.

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 267
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 603
• БГУ 155
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 963
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 120
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1966
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 299
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 408
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 498
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 131
• ИжГТУ 145
• КемГППК 171
• КемГУ 508
• КГМТУ 270
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2910
• КрасГАУ 345
• КрасГМУ 629
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 138
• КубГУ 109
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 369
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 331
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 637
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 455
• НИУ МЭИ 640
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 213
• НУК им. Макарова 543
• НВ 1001
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1993
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 302
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 120
• РАНХиГС 190
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 245
• РГГМУ 117
• РГПУ им. Герцена 123
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 123
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 131
• СПбГАСУ 315
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 146
• СПбГПУ 1599
• СПбГТИ (ТУ) 293
• СПбГТУРП 236
• СПбГУ 578
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 194
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1654
• СибГТУ 946
• СГУПС 1473
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2424
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 325
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

• О проекте
• Реклама на сайте
• Правообладателям
• Правила
• Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Грунты и их технологические свойства

Грунтами в строительстве называют горные породы и почвы, представляющие собой сложное тело, состоящее из минеральных частиц и органических примесей. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. При выборе наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, сцепление, размываемость, разрыхляемость и угол естественного откоса. Важными показателями являются также влагоемкость, водопроницаемость, водоудерживающая способность и размываемость грунтов.

Плотностью (или объемной массой) называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле. Средняя или насыпная плотность песчаных грунтов составляет 1,6-1,7 т/м3, глинистых — до 2,1 т/м3, скальных — до 3,3 т/м3.

Влажностью называется степень насыщения пор грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в процентах. При содержании воды до 5% грунты относятся к сухим, влажные грунты содержат до 30% воды, в мокрых содержится более 30% воды.

Сцепление определяют начальным сопротивлением грунта сдвигу; сцепление зависит от вида грунта и его влажности. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,003-0,05 МПа, для глинистых — 0,005-0,2 МПа. От плотности и сцепления в основном зависит производительность землеройных машин.

Размываемость грунта обусловливается уносом его частиц текучей водой из земляных сооружений. Скорость движения воды по песчаному грунту допускается для мелких песков 0,15 м/с, для крупных — 0,8 м/с, по плотным глинистым грунтам — до 1,8 м/с.

Разрыхляемость грунта — нарушение естественной структуры при его разработке, сопровождаемое увеличением в объеме. Степень разрыхления грунта определяется коэффициентом первоначального разрыхления, представляющим собой отношение объемов грунта в разрыхленном и естественном состояниях. Для глинистых грунтов коэффициент первоначального разрыхления составляет 1,24-1,32, для песков — 1,08-1,28, суглинков и супесков — 1,08—1,32. Более плотные грунты, включая скальные, дают большее увеличение объема — до 50%. При расчете транспортных средств для перевозки грунта, определении производительности землеройных машин, проектировании кавальеров и т. д. необходимо учитывать коэффициент первоначального разрыхления. Принято все подсчеты, связанные с земляными работами, выполнять для грунта естественной (природной) плотности — «в плотном теле».

Разрыхленный грунт, длительное время пролежавший в насыпи, подвержен самоуплотнению за счет действия веса верхних слоев на нижние и от действия атмосферных осадков. Плотность грунта, пролежавшего в насыпи более четырех месяцев, а также грунта, подвергавшегося механическому уплотнению, определяется лабораторным путем. Если объем грунта на объекте не превышает 1000 м3, при расчетах пользуются коэффициентом остаточного разрыхления, приводимым в справочниках (например, для песчаных грунтов он составляет 1,01-1,025, глин — 1,04-1,09, суглинков — 1,015-1,05).

В зависимости от трудности и трудоемкости разработки грунтов механизированным способом мерзлые и не мерзлые грунты делят на группы. Грунты минерального происхождения по своему составу, прочности и трудности разработки делятся на скальные, конгломераты и нескальные.

Устойчивостью земляных сооружений называется их способность сохранять проектную форму и размеры и обусловливается равновесием масс под воздействием внешних и внутренних сил. Устойчивость зависит от угла естественного откоса грунта, который образуется плоскостью откоса с горизонтальной плоскостью поверхности грунта (величина угла естественного откоса определяется опытным путем). Связность грунтов изменяется в зависимости от их влажности и характеризуется углом естественного откоса, т. е. углом, который образуется откосом свободно насыпанного грунта и горизонтальной плоскостью. В зависимости от числа пластичности связные грунты делятся на супесь, суглинок и глину.

Рис. 5. Элементы откоса:
а — насыпи; б — выемки; Н — высота откоса; l — проекция откоса на горизонтальную плоскость; α — крутизна откоса

Крутизна откосов насыпи или выемки характеризуется отношением высоты откоса Н к его заложению или тангенсом угла наклона откоса к горизонту (рис. 5). Наибольшая крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки, характеристики грунтов (угла внутреннего трения, сцепления, влажности) и условий производства работ.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»: