Справочная энциклопедия дорожника (том I) Строительство и реконструкция автомобильных дорог. Под ред. Васильева А.П

Подождите немного. Документ загружается.

например, буронабивных или забивных свай.

Горизонтальный бестраншейный дренаж располагают у подошвы откоса выемки или её отдельных

ярусов, а также в пределах верховой или низовой части склона, на котором располагается земляное полотно.

Технология сооружения горизонтального бестраншейного дренажа включает:

подготовительные работы;

устройство водоприёмного коллектора или водоотводного лотка возле подошвы откоса;

монтаж дрен из гибких гофрированных труб;

бурение скважин с установкой обсадных труб;

извлечение бурового шва и введение в обсадные трубы дрен;

извлечение обсадных труб и обустройство устья скважин.

При длине дрен до 30 м в грунтах, обеспечивающих устойчивость стенок скважин до введения в них дрен,

допускается бурение скважин без обсадных труб.

Подготовительные работы по устройству бестраншейного горизонтального дренажа включают планировку

поверхности грунта на строительной площадке, устройство временных подъездных путей для транспортировки

материалов и оборудования, доставку на площадку геотекстильного материала и дренажных труб и их

складирование, транспортировку технологического оборудования, разбивку мест для бурения горизонтальных

скважин.

В случае необходимости применения водоотводного лотка его устраивают перед бурением скважин. При

наличии оползневых подвижек водоотводные лотки устраивают с гибким покрытием, например, из

геотекстильных материалов, обработанных битумом (расход битума 2-4 л/м

), а также из объёмных

пластиковых решёток.

Технология сооружения застенного дренажа осуществляется при устройстве сборных и монолитных

подпорных стен и включает следующие операции:

формирование на тыльной (обращенной к грунту) поверхности стены и её отдельных элементов продольных

и поперечных каналов и устройство в её нижней части дренажных окон;

навешивание на стену геотекстильного материала;

укладку в основании стены на уровне дренажных окон перфорированной трубы;

обёртывание нижнего конца полотнища вокруг дренажной трубы и её фиксацию;

засыпку застенного пространства местным грунтом (обратная засыпка).

4.2. Строительство водонепроницаемых и капилляропрерываюших слоев

Подготовка верхней части земляного полотна перед устройством дополнительных слоев оснований.

Дополнительные слои основания, как правило, выполняют три функции. Они обеспечивают несущую

способность, дренируют поверхностную воду и обеспечивают морозостойкость дорожной одежды.

Дополнительные слои основания дорожной одежды могут состоять из песка с коэффициентом фильтрации К

не менее 1 м/сут или гравийно-песчаной (щебёночно-песчаной) смеси (ГОСТ 25607-94 и СНиП 2.05.02-85, табл.

25).

В тех случаях, когда функция дренирования подстилающих слоев может быть исключена для

морозозащитных слоев, допускается применять слабопучинистые пески с К

не менее 2 м/сут, которые

удовлетворяют требованиям по сдвиговым характеристикам (по расчёту на прочность) и морозоустойчивости

дорожной одежды.

Перед устройством дополнительных слоев оснований должна быть тщательно подготовлена поверхность

рабочего слоя основания. Она должна быть уплотнена до К

упл

= 0,98-1,0 (при асфальтобетонных покрытиях и

цементобетонных покрытиях и основаниях соответственно) и спланирована с приданием проектных

поперечных уклонов. Уплотнение осуществляют при помощи средних и тяжёлых катков с гладкими вальцами

или кулачковыми. Катки могут быть статического действия или с вибрационным воздействием. Выбор

осуществляется на основе пробного уплотнения. Планировку рекомендуется выполнять тяжёлыми

автогрейдерами или профилировщиком.

Основы технологии строительства водонепроницаемых и капилляропрерываюших слоев.

Гидроизолирующие (водонепроницаемые) слои из рулонных материалов (изол, полиэтиленовая плёнка

стабилизированная сажей и др.) устраивают, начиная с низовой (по отношению к направлению стока воды)

стороны, с перекрытием полос гидроизолирующего материала на 0,1 м. При укладке отдельные полотнища

необходимо между собой склеивать или сваривать.

Первый слой грунта поверх гидроизолирующего слоя должен отсыпаться на толщину не менее 0,25 м

способом «от себя» и разравниваться распределителями или бульдозерами. После того как первый слой будет

уплотнён, дальнейшую отсыпку разрешается производить обычным способом.

Нарушение гидроизолирующего слоя в процессе укладки на него грунта не допускается. Движение

транспортных средств по нему запрещается.

На непучинистых участках допускается применять гидроизолирующую прослойку из битумогрунта. При

этом поверхность обрабатываемого грунтового слоя должна быть тщательно спрофилирована. Обработка слоя

толщиной не менее 8-10 см может быть выполнена дорожной фрезой или однопроходной грунтосмесительной

машиной. Гидроизолирующая прослойка может быть также устроена из грунта или песка, обработанного

битумом в передвижной или стационарной грунтосмесительной установке.

Дренирующие и капилляропрерывающие слои из геотекстильных материалов должны устраиваться,

начиная с низовой (по отношению к направлению стока воды) стороны. Полотнища материала следует

укладывать внахлёст с перекрытием полотен на 0,3 м или сшивать механизированным способом. Допускается

склеивание полотен.

Первый слой грунта поверх геотекстильного материала должен отсыпаться на толщину не менее 0,35 м в

уплотнённом состоянии способом «от себя» и разравниваться распределителями или бульдозерами.

При устройстве гидроизолирующих и капилляропрерывающих слоев необходимо проверить качество

планировки и соответствие поперечных уклонов проектным, герметичность швов полотнищ

гидроизолирующего слоя через каждые 100 м дороги.

Теплоизоляционные плиточные материалы (пенопласт и др.) следует укладывать с обеспечением

равномерного опирания плит на поверхность земляного полотна. При необходимости следует выравнивать

поверхность земляного полотна песком.

При двух- и трёхярусном теплоизолирующем слое швы нижележащего ряда плит необходимо перекрывать

вышележащими плитами. Первый над плитами слой дорожной одежды следует отсыпать на толщину не менее

0,25 м в плотном теле способом «от себя».

Контроль качества. При устройстве теплоизолирующих слоев из бетонов, каменных материалов,

обработанных вяжущими, укреплённых грунтов и золошлаковых смесей необходимо контролировать качество

смесей путём определения прочности образцов материалов согласно требованиям соответствующих разделов

СНиП 3.06.03-85.

При устройстве теплоизолирующих слоев из пенопласта необходимо проверять равномерность опирания

плит на поверхность земляного полотна и толщину первого слоя дорожной одежды над пенопластом.

При устройстве дренирующих, капилляропрерывающих и гидроизолирующих прослоек необходимо

проверять толщину и гранулометрический состав слоев грунта над и под прослойкой, качество стыковки

полотнищ материала и толщину первого слоя дорожной одежды над прослойкой. Толщину первого слоя

дорожной одежды и толщину слоев грунта над и под прослойкой следует контролировать линейкой в 3 точках

на поперечнике (по оси и у бровок земляного полотна) не реже чем через 100 м.

При устройстве морозозащитного слоя из непучинистых или слабопучинистых грунтов контроль качества

грунта следует проводить в карьере путём отбора соответственно не менее 3 и 10 проб из каждых 500 м

песчаного грунта и проводить их испытание с определением содержания пыли и глины и величины

коэффициента фильтрации по ГОСТ 25584-90. Допускается устанавливать величину коэффициента фильтрации

расчётным путём в зависимости от гранулометрического состава песчаного грунта.

Плотность материалов слоя необходимо контролировать в 3 точках на поперечнике (по оси и у кромок

проезжей части) не реже чем через 100 м согласно ГОСТ 5180-84. Для текущего контроля допускается

использовать ускоренные и полевые экспресс-методы и приборы.

Гранулометрический состав слоев грунта над и под гидроизолирующей прослойкой следует контролировать

1 раз в смену.

Подготовка поверхности дренирующих и морозозащитных слоев перед устройством технологических

слоев и слоев основания. Поверхность дренирующих и морозозащитных слоев должна быть уплотнена и

спланирована. Уплотнение указанных слоев из песка осуществляют сначала при помощи виброкатков с

гладким и кулачковым вальцом. Окончательно уплотняют при помощи катков с гладким вальцом без

вибрационного воздействия. Используются средние катки. Корректировка средств уплотнения выполняется на

основе пробной укатки. Схема движения катков челночная, от краёв к середине с перекрытием смежных следов

на 1/3. Планировку выполняют при помощи средних автогрейдеров с приданием поверхности проектных

поперечных уклонов.

ГЛАВА 5. Возведение насыпей и разработка выемок в нескальных грунтах

5.1. Способы отсыпки насыпей и разработки выемок

Объемы работ при строительстве земляного полотна на автомобильных дорогах в большой степени зависят

от категории дороги и рельефа местности. В зависимости от категории дороги изменяются ширина земляного

полотна, требования к максимальному продольному уклону и минимальному возвышению бровки земляного

полотна над поверхностью земли. От рельефа местности зависят преобладающие типы поперечных профилей

земляного полотна: в равнинной местности невысокие насыпи с высотой малоизменяющейся по длине дороги,

в пересеченной и холмистой местности имеют место чередующиеся насыпи и выемки, при этом глубина

выемок и высота насыпей изменяются в широком диапазоне.

Выбору способов и технологий строительства земляного полотна предшествует решение задачи о

распределении земляных масс. Длительное время было принято считать, что оптимальным вариантом

продольного профиля дороги считается такой, при котором объем грунта, полученного при разработке выемок,

равен объему грунта, необходимого для отсыпки насыпей. Однако при расположении дороги в равнинной

местности на участках большой протяженности может не быть выемок. К тому же в выемках может быть грунт

не пригодный для отсыпки насыпей. В этих случаях следует использовать другие источники грунта - боковые

резервы или грунтовые карьеры. Баланс земляных масс определяется следующим соотношением:

= V

+ V

БP

+ V

ГК

, где (5.1)

- объем грунта, требуемый для отсыпки насыпей;

- объем грунта получаемый при разработке выемок;

БР

- объем грунта из боковых резервов;

ГК

- объем грунта из грунтовых карьеров.

Распределение земляных масс осуществляется в следующей последовательности:

на основе попикетной ведомости объемов земляных работ строят линейный график (рис. 5.1);

Рис. 5.1. График распределения земляных масс (в скобках приведены объемы перемещаемого грунта, без

скобок - профильный объем с учетом уплотнения)

проводят анализ геологического разреза в местах расположения выемок и оценивают возможность

использования получаемых из выемок грунтов для отсыпки насыпей;

определяют объем грунта из выемки пригодного для отсыпки насыпей V

;

выделяют участки с невысокой насыпью и оценивают возможность устройства вдоль этих участков боковых

резервов с учетом ценности земель, условий водоотвода и пригодности грунтов;

вычисляют объем грунта, который можно получить из боковых резервов, V

БР

;

проводят геологические изыскания и согласование с землепользователями возможных мест расположения

грунтовых карьеров;

определяют условия разработки и запасы грунта потенциальных грунтовых карьеровV

ГK

;

определяют границы зон действия грунтовых карьеров;

вычисляют объемы требуемого из каждого карьера грунта V

ГК

;

проверяют баланс земляных масс.

В общем случае при рассмотрении всей дороги баланс земляных масс принимает вид:

111







ГК

БР

VVVV

где (5.2)

- общая потребность в насыпном грунте;

- объем грунта из выемки с номером к; р - общее число выемок;

р - общее число выемок;

БР

- объем грунта из бокового резерва с номером i; п - общее число боковых резервов;

ГК

- объем грунта из грунтового карьера с номером j;

m - общее число грунтовых карьеров.

При составлении баланса земляных масс необходимо учитывать, что плотность грунта в насыпи больше,

чем плотность естественного грунта в выемках, боковых резервах, грунтовых карьерах, то есть объем грунта из

каждого источника должен быть увеличен в соответствии с соотношением этих плотностей.

При установлении зон действия грунтовых карьеров следует иметь в виду, что стоимость грунта,

доставляемого из грунтовых карьеров, зависит от удаленности данного карьера от трассы автомобильной

дороги, наличия и толщины вскрыши, затрат на подготовку подъездных дорог от карьера до трассы и

стоимости разработки грунта, связанной с применяемым оборудованием.

Таким образом, стоимость одного кубометра грунта, доставляемого на трассу из карьера, будет

определяться формулой:

С = С

тр

+ С

пр

, где (5.3)

С - стоимость 1 м

грунта доставленного на трассу, руб/м

;

тр

- стоимость транспортирования 1 м

грунта от карьера до места укладки в насыпи, руб/м

;

- стоимость разработки 1 м

грунта в данном карьере, руб/м

;

пр

- примерная стоимость подготовительных работ данного карьера, отнесенная к 1 м

руб/м

Решение задачи по установлению границ зон рационального применения грунта из каждого карьера можно

представить графически (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Определение зон действия грунтовых карьеров

В результате распределения земляных масс работы по строительству земляного полотна распределяют на

следующие три группы: отсыпка насыпей из грунта выемок; отсыпка насыпей из грунта карьеров и отсыпка

насыпей из боковых резервов. В случае если весь или часть грунта из выемок не пригодна для отсыпки,

выделяется группа работ по разработке выемок с перемещением грунта в отвал.

Каждый из указанных источников грунта имеет присущие ему преимущества и недостатки. Преимущества

грунта из выемок состоят в том, что в этом случае минимальный ущерб наносится природе, не требуется

дополнительная территория для резервов или карьеров, нет необходимости в специальных площадках (отвалах)

для размещения грунта из выемок. Как правило, грунт направляется из выемки в рядом расположенную насыпь,

что уменьшает дальность перемещения грунта и сокращает затраты на строительство земляного полотна.

Недостатком являются ограничения в выборе грунта, приходится работать с тем грунтом, что оказался в месте

расположения выемки, он может быть пылеватым, переувлажненным или засоленным. Недостатком также

является сам факт наличия выемки, ее снегозаносимость, более сложный водно-тепловой режим, трудности

эксплуатации.

Основное преимущество насыпей из грунта боковых резервов состоит в том, что грунт перемещается на

небольшое расстояние и стоимость возведения земляного полотна минимальна. Однако наличие вдоль дороги

резерва приводит к тому, что в нем скапливается стекающая с дороги и прилегающей местности вода. Это

приводит к заболачиванию резерва, избыточному увлажнению грунта насыпи, что существенно ухудшает

условия работы дорожной одежды. Принято считать, что грунт из боковых резервов целесообразно применять

для дорог низких технических категорий и в районах с сухим климатом.

При строительстве дорог I-III категорий отдают предпочтение насыпям, отсыпаемым из карьерного грунта.

В этом случае представляется возможным при выборе места расположения карьера подобрать тип грунта, при

разработке карьера удалять прослойки непригодного грунта. При необходимости возможно обогащение

пылеватых глинистых грунтов посредством добавления к ним песчаных грунтов и перемешивания до укладки в

насыпь. В этом случае удается достигать более высокого качества земляного полотна и получать насыпи со

стабильными свойствами. Однако стоимость строительства насыпей из грунта карьеров, как правило, выше

стоимости строительства насыпей из грунта выемок и боковых резервов.

Принято различать два способа отсыпки насыпей: послойный и с головы. Послойный способ предполагает

разделение насыпи на горизонтальные слои толщиной до 50 см с доставкой грунта, его разравниванием и

уплотнением. Толщина слоя устанавливается в зависимости от используемого оборудования для уплотнения.

Основное достоинство этого способа - возможность достижения высокой и одинаковой плотности грунта по

всему сечению насыпи от нижних до верхних слоев. Такой способ позволяет вести отсыпку насыпей из

различных грунтов (рис. 5.3, а).

При строительстве земляного полотна на участках пересечения болот, при размещении насыпи на слабых

избыточно-увлажненных грунтах, при пересечении оврагов и в других случаях, когда осуществлять послойную

укладку грунта становится затруднительно, а иногда невозможно, применяют способ отсыпки насыпи «с

головы», то есть весь объем грунта до проектной отметки насыпают сразу, и так на всем протяжении участка

(рис. 5.3, б).

Недостаток этого способа - необходимость уплотнения грунта сразу на всю высоту насыпи, что -

труднодостижимо. В этом случае требуется время, чтобы дополнительное уплотнение произошло под

действием собственного веса и проезжающих автомобилей.

Возможна и комбинация указанных способов - нижнюю часть насыпи отсыпают «с головы», а несколько

верхних слоев - послойно (рис. 5.3, в).

Разработка выемок в зависимости от их глубины возможна несколькими способами. При глубине до 6 м

наиболее часто применяется лобовой способ, когда экскаватор в состоянии разрабатывать грунт сразу по всему

сечению. При невозможности лобового способа при выемках глубиной более 6 м сечение выемки разбивают на

несколько ярусов. Разработку выемок можно вести в поперечном (при коротких и широких выемках) и

продольном направлениях. Это позволяет увеличивать темп ведения работ.

В проекте организации работ по строительству земляного полотна предусматривают разделение дороги на

участки с одинаковым видом работ: насыпи из выемок, насыпи из боковых резервов, насыпи из грунта

карьеров.

5.2. Возведение насыпей из грунта выемок

В большинстве случаев грунт из выемок используют для отсыпки насыпей на смежных участках дороги. В

зависимости от дальности перемещения грунта возможны три технологии с применением бульдозеров,

скреперов или автомобильно-экскаваторных комплексов. При разработке коротких и неглубоких выемок и

перемещении грунта в смежные насыпи при дальности, не превышающей 100 м, применяют бульдозеры,

работающие по ярусно-траншейной схеме (рис. 5.4).

Разработку выемок начинают с участков, наиболее близких к насыпи. В зависимости от поперечного

сечения выемки и параметров бульдозера определяют число ярусов и траншей, по которым перемещают грунт.

Рис. 5.3. Схема отсыпки насыпей: а) послойная, б) «с головы», в) комбинированная

Рис. 5.4 Последовательность разработки стенок при разработке нижнего яруса выемки и полок откосов

выемки:

1-3 - ярусы, 4 - крайняя стенка (стенки разрабатывают одновременно с разработкой полок откоса); 5 -

траншея; 6 - полки; а - ширина захвата при проходе бульдозером

Разработку верхнего яруса начинают вслед за разбивкой и обозначением границ выемки. Каждый ярус на

всю ширину и длину выемки разрабатывают продольными траншеями с оставлением между ними стенки

шириной до 1 м. Грунт перемещают в насыпь и укладывают слоями требуемой толщины. Траншею постепенно

углубляют в сторону насыпи, что позволяет перемещать значительный объем грунта за один цикл. Стенки

траншеи срезают после разработки верхнего яруса по всей длине выемки и срезанный грунт перемещают в

насыпь. По такой же схеме разрабатывают и остальные ниже расположенные ярусы. Образовавшиеся

ступенчатые откосы выравнивают бульдозером, движущимся сверху вниз и сдвигающим срезанный грунт в

крайнюю траншею, из которой его перемещают в насыпь.

Отсыпку каждого слоя в насыпь следует начинать с крайних боковых полос с последующим смещением к

оси дороги. При этом необходимо предусматривать запас по толщине слоя 10-20 % на уплотнение.

Разравнивание готового слоя выполняют автогрейдером, а затем уплотняют.

К концу смены последний отсыпанный слой должен быть тщательно спланирован, чтобы обеспечить сток в

случае выпадения атмосферных осадков.

Производительность бульдозера при разработке грунта, м

/см:

3600 





УВПсм

ХХ

ПР

КККVТ

пр

где (5.4)

- продолжительность смены, час;

V - объем грунта, перемещаемый бульдозером, м

;

- коэффициент потери грунта при перемещении;

- коэффициент использования рабочего времени;

- коэффициент условий работы бульдозера (табл. 5.1);

- продолжительность резания грунта, сек;

- время, необходимое для переключения передач, сек;

- дальность перемещения грунта, м;

хх

- расстояние от места укладки грунта до места разработки, м;

, V

- скорость бульдозера при перемещении грунта и при возврате к месту разработки, м/сек.

Объем грунта, перемещаемого бульдозером при одном проходе, определяют по формуле:

НВ

КК

РПР





где (5.5)

В - длина отвала бульдозера, м;

Н - высота отвала, м;

пр

- коэффициент учитывающий тип грунта, табл. 5.1;

- коэффициент разрыхления грунта.

Т а б л и ц а 5 . 1

Значение коэффициента К

при уклоне местности

под уклон на подъем

i ‰ K

0-5 1-0,67 0-5 1-1,33

5-10 0,67-0,5 5-10 1,33-1,94

10-15 0,5-0,4 10-15 2,25-2,68

Перечисленные параметры, зависящие от технических особенностей бульдозеров, приводятся в

справочниках по дорожным машинам.

Коэффициент условий работы К

зависит от уклона местности, который может быть положительным при

перемещении грунта под уклон и отрицательным при перемещении на подъем.

В состав отряда машин включают также автогрейдер для разравнивания грунта и катки для уплотнения.

При разработке выемок и перемещении грунта в насыпи на расстояние более 100 м наиболее эффективным

является применение отрядов с ведущей машиной скрепер. В табл. 5.2 приведены ориентировочные сферы

применения скреперов с ковшами различной емкости в зависимости от дальности перемещения грунта.

Т а б л и ц а 5 . 2

Емкость ковша, м

Дальность перемещения, м

Прицепные скреперы

3 < 250

6 300-350

10 350-600

15 600-1500

Самоходные скреперы

6 < 1500

10 1500-2500

15 2500 - 3000

Резание грунта и заполнение ковша скрепера необходимо выполнять на прямолинейных участках, используя

следующие приемы резания, показанные на рис. 5.5:

стружкой одинаковой толщины по всей длине резания;

стружкой переменной толщины клинообразной формы, применяется при разработке любых грунтов на

горизонтальных участках;

стружкой гребенчатой формы с попеременным заглублением и выглублением ковша, применяется при

разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов на горизонтальных и наклонных участках.

Рис. 5.5. Схема набора грунта: а - траншейно-гребенчатая; б - ребристо-шахматная; 1-15 -

последовательность проходов; b - ширина захвата грунта; L - путь наполнения ковша (стрелкой

показано направление движения скреперов)

Для более эффективного заполнения ковша участки набора грунта размешают в шахматном порядке,

используя шахматно-гребенчатую или шахматно-ребристую схемы показанные на рис. 5.5.

При разработке сухих песчаных грунтов для лучшего заполнения ковша целесообразно предварительное

увлажнение грунта, дополнительный эффект по улучшению наполнения ковша в этих условиях дает также

заполнение на подъемах с уклоном 2-3°.

При разработке выемок предпочтительным является направление движения скрепера под уклон, что

облегчает резание грунта и повышает производительность за счет большей скорости движения.

Скреперами можно разрабатывать песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые грунты. Ограничением

для применения скреперов являются заболоченные участки, участки с переувлажненным грунтом, сыпучие

однородные пески, наличие в грунте включений валунов, территории, не очищенные от кустарника и пней,

разработка плотных грунтов без предварительного рыхления.

Толщина отсыпаемого слоя определяется применяемыми средствами для уплотнения и ограничена

техническими параметрами скрепера.

Производительность скрепера, м

/смену:

 

3600

НВСМ

РПЕРХХРАЗГПОВПрез

ККqТ

Kntttttt







(5.6)

см

- продолжительность смены, час;

q - емкость ковша скрепера, м

;

- коэффициент использования рабочего времени;

- коэффициент наполнения ковша, зависит от вида грунта (табл. 5.3);

рез

+ t

пов

разгр

хх

- время, затрачиваемое соответственно на резание грунта, перемещение грунта,

повороты скрепера, разгрузку ковша, холостой ход,

n - число переключений передач;

пер

- время, затрачиваемое на одно переключение передач, с;

- коэффициент разрыхления грунта (табл. 5.4).

Т а б л и ц а 5 . 3

Условия работы скрепера

Коэффициент наполнения ковша

Сухой рыхлый песок Супесь и средний суглинок Тяжелый суглинок и глина

Без толкача 0,5-0,7 0,8-0,95 0,65-0,75

С толкачем 0,8-1,0 1,0-1,2 0,9-1,2

Время резания и разгрузки определяют посредством деления пути зарезания L

рез

и пути разгрузки L

разгр

на

соответствующие скорости. (Ориентировочные значения этих параметров приведены в табл. 5.5, 5.6).

Отсыпку слоя грунта скрепером выполняют «от себя», чтобы использовать проезд груженого скрепера для

уплотнения отсыпанного грунта. В плотных грунтах при резании грунта для увеличения производительности

применяют толкачи. Число скреперов, обслуживаемых одним толкачом, определяют по формуле:

cТ

tс





где (5.7)

- время цикла толкача при резании грунта;

- время цикла скрепера.

Т а б л и ц а 5 . 4

Вид грунта Влажность, %

Плотность грунта в

естественном состоянии, г/

см

Коэффициент разрыхления

грунта К

Песок сухой - 1,5-1,6 1-1,2

Песок влажный 12-15 1,6-1,6 1,1-1,2

Легкая супесь 7-10 1,5-1,7 1,1-1,2

Супесь и суглинки 4-6 1,6-1,8 1,2-1,4

Средний суглинок 15-16 1,6-1,8 1,2-1,3

Сухой пылеватый

суглинок

8-12 1,6-1,8 1,3-1,4

Тяжелый суглинок 17-19 1,65-1,8 1,2-1,3

Сухая глина - 1,7-1,8 1,2-1,3

Т а б л и ц а 5 . 5

Грунт

Длина пути резания L

рез

, при емкости ковша скрепера, м

2,2-3,0 6-8 10 15

Супесь 15-20 20-40 30 35

Суглинок легкий 20-25 25-35 40 40

тяжелый 25-30 40-50 60 70

Т а б л и ц а 5 . 6

Толщина слоя отсыпки, м

Длина пути разгрузки, м, при емкости ковша скрепера, в м

2,2-3,0 6-8 10 15

0,15 10 15 23 -

0,2 7 11 17 24

0,25 6 9 14 10

0,3 5 8 11,5 16

0,35 4 6,5 10 14

0,4 - - 9 12

Длина пути резания грунта при совместной работе скрепера и толкача в супесчаных и суглинистых грунтах

сокращается до 10-12 м, в глинистых до 15-18 м, при этом толщина стружки увеличивается до 25 %.

При работе в выемках грунт разрабатывают ярусами высотой 0,5-0,8 м. Ярус начинают разрабатывать с

самой высокой отметки и укладывают грунт в самую низкую точку насыпи. По мере разработки выемки

уступы, образующиеся в поперечном сечении выемки, срезают автогрейдерами или бульдозерами.

Производительность скрепера при отсыпке грунта в насыпь зависит от выбора схемы движения скрепера

(рис. 5.6).

Рис. 5.6. Схемы движения скрепера при разгрузке грунта в выемке с перемещением его в насыпь: а - из

выемки в насыпь; б - из выемки в две насыпи

При разработке узкой выемки большой протяженности с отсыпкой грунта в две насыпи с обоих сторон

выемки выгодно принять движение скрепера по сквозной схеме. В этом случае уменьшается количество

поворотов и повышается производительность скреперов.

При дальности перемещения грунта, превышающей 1 км, при разработке выемок и грунтовых карьеров в

качестве ведущей машины широко применяют экскаваторы. В зависимости от категории грунта по трудности

разработки и от других условий применяют экскаваторы с различным рабочим оборудованием: прямая лопата,

обратная лопата и драглайн.

Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, часто применяют при разработке выемок и грунтовых

карьеров, при этом в зависимости от месячного темпа ведения работ выбирают экскаватор с соответствующей

емкостью ковша (табл. 5.7).

Т а б л и ц а 5 . 7

Месячный темп земляных работ, тыс. м

До 20 20-60 60-100 Свыше 100

Емкость ковша, м

0,65 1-1,25 2 2-4

Для более эффективного использования экскаваторов перед началом работы необходимо:

подготовить временные землевозные дороги;

предусмотреть съезды в забой и выезды из него;

обеспечить отвод поверхностных вод от забоя, водопонижение или отвод грунтовых вод;

при разработке в ночное время подготовить освещение.

В состав комплексного отряда по отсыпке насыпей из грунта выемок и карьеров обычно включают:

бульдозеры для снятия растительного или другого грунта, не пригодного для отсыпки насыпи, а также для

устойчивого поддержания подъездных землевозных дорог в проезжем состоянии и для разравнивания грунта,

доставленного транспортными средствами;

автогрейдеры для послойного разравнивания и планировки поверхности насыпи и выемки;

катки или другие уплотняющие средства для уплотнения грунта.

Перед разработкой выемки должно быть выполнено дополнительное геологическое обследование для

уточнения условий залегания грунтов. При неоднородных грунтах следует разработать детальные схемы

последовательности разработки выемки и укладки грунта в насыпь, обеспечивающие устойчивость и

однородность земляного полотна.

Разработку выемок начинают с низовой стороны, чтобы у забоя был обеспечен отвод воды. В случаях

глубоких выемок вначале проходят пионерную траншею. Разработку пионерной траншеи выполняют боковым

забоем, когда транспортные средства размещают сбоку от экскаватора, или лобовым забоем, когда

транспортные средства следуют за экскаватором и располагаются сзади него (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Схема разработки выемки: а - боковым забоем; б - лобовым забоем

Лобовым забоем разрабатывают первые проходки ярусов выемки или карьера в случае отсутствия

пионерных траншей, а также неглубокие короткие выемки, если их можно выполнить за один проход.

Разработка боковым забоем обеспечивает лучшие условия для подъезда и погрузки траншейных средств,

уменьшается угол поворота стрелы экскаватора, повышается производительность. Размеры забоев определяют

в зависимости от технических параметров экскаваторов, приведенных в табл. 5.8.

Для обеспечения необходимого наполнения ковша высота забоя не должна быть менее значений, указанных

в табл. 5.9.

Разработку пионерных траншей производят лобовым забоем нормальной ширины или уширенным (рис. 5.8).

Т а б л и ц а 5 . 8

Емкость

ковша

экскаватора,

Расположение транспортных средств по отношению к экскаватору

в одном уровне в разных уровнях

расстояние, м,

от оси

экскаватора до

подошвы

ширина

забоя по

дну, м

расстояние, м,

от оси

экскаватора до

подошвы

ширина

забоя по

дну, м

радиус погрузки

при наибольшей

высоте

выгрузки, м

наибольшая высота от

подошвы забоя до

верха борта

транспортного

средства, м

откоса забоя откоса забоя

0,5 4,6 4,8 9,4 2,1 4,8 6,9 6,6 4,1

0,75 5,4 6,3 11,7 2,2 6,3 7,4 7,4 4,8

1 5,8 6,4 12,2 2,4 6,4 7,8 7,8 5,0

2 7,0 7,4 14,4 4,9 7,4 10,2 10,2 5,5

Т а б л и ц а 5 . 9

Группа грунта по трудности разработки

Минимальная высота забоя при емкости ковша экскаватора, м

0,65 1 2

I 0,7 0,7 0,9

II 1,0 1,15 1,3

III 1,5 1,8 2,0