4, О-1 Технология

4, О-1 Технология устройства земляных сооружений • Устройство насыпей, выемок м других постоянных сооружений; • Технология отсыпки и уплотнения грунтов; • Геодезические работы при возведении земляных сооружений; • Устойчивость откосов и методы их укрепления; • Укрепление грунтов; • Контроль качества;

4, О-2 Устройство насыпей и выемок Разновидности постоянных земляных сооружений и технологические требования к их возведению • К постоянным земляным сооружениям относятся : земляные полотна дорожных насыпей и выемок; насыпи плотин и дамб ; выемки открытых водоемов, каналов, осушительных и оросительных систем. Постоянные земляные сооружения выполняют свои функции на протяжении длительного периода и возводятся по специальным проектам, учитывающим требования действующих СНи. П. Каждый вид сооружения имеет индивиду альные технологические особенности возведения с учетом использования грунтов с различными свойствами. На земляные сооружения действуют силы собственной тяжести, движущаяся нагрузка, напор воды (в плотинах), реак ция основания и отпор земляных масс, трение и сцепление частиц грунта. • Общие требования к постоянным земляным сооружениям следующие: прочность основания; устойчивость отко сов; сопротивляемость поверхности сооружения эксплуатационным нагрузкам, дождю, снегу; минимальная осадо чность ("безосадочность"). • Каждое земляное сооружение должно обладать индивидуальными свойствами. Например, у плотин не должно быть фильтрации, особенно, через основания. Специальные требования содержатся в проекте и должны соблю даться. • Устойчивость земляных сооружений обеспечивается главным образом крутизной откосов, которые назначаются проектом в зависимости от высоты или глубины сооружения, вида и влажности грунта, уровня грунтовых вод, способа укладки грунта. Откосы постоянных сооружений принимаются от 1: 1 до 1: 5. • Способы отсыпки земляного сооружения должны исключать возможность образования оползней и пучины. • Оползни образуются от переувлажнения основания насыпей или образования водяных прослоек на поверхностях разнородных грунтов, например, глины и песка. Даже при небольших уклонах образуются плоскости скольжения, по которым сдвигается оползень (определенный объем грунта). • Пучина образуется в результате скопления воды в дренирующем грунте (песке), который располагается в водоне проницаемом грунте (глине), на глубине промерзания в зимнее время. В результате образуются "водяные мешки", которые, замерзая, увеличиваются в объеме, а затем, оттаивая, привлекают дополнительную воду. Насыпь теряет способность воспринимать нагрузку и разрушается. • Отсыпку трапецеидальных насыпей ведут послойно с уплотнением в сухое время года от краев к середине. На переувлажненных грунтах и слабых основаниях от середины насыпи к краям до достижения высоты 3 м, далее от краев к середине. Толщина слоев отсыпки (0, 3. . . 0, 5 м) зависит от способа уплотнения. С основания насыпи срезают растительный слой. На косогорах нарезают уступы. При возведении сооружений на мокрых поверхностях до начала работ необходимо обеспечить поверхностный водоотвод и осушение.

4, О-3 Профили земляного полотна и порядок отсыпки насыпей б) в) а) г) д) е) Рис. 1. Поперечные профили земляного полотна дорог и плотин: а) насыпи ломанного профиля; б) насыпь с кюветом (слева) и насыпь с резервом (справа); в) насыпь на косогоре с устпами в основании, г) выемка с кавальером; д) плотина с верхним и нижним бьефами; е) плотина с водоупорным ядром; 1 кювет; 2 берма; 3 резерв; 4 нагорная канава; 5 уступы; 6 банкет; 7 забанкетная канава; 8 кавальер; 9 вода; 10 верховой (мокрый) откос; 11 гребень плотины; 12 низовой (сухой) откос; 13 подошва плотины; 14 гибкая противофильтрационная диафрагма (пленка); 15 противофильтрационное ядро а) в) б) г) д) е) Рис. 2. Возведение постоянных насыпей и выемок (обозначения по тексту): а) насыпи на ровной местности; б) насыпи на косогорах с уклоном более 1: 10; в) выемки на ровной местности; г) выемки на косогорах; д) послойная отсыпка насыпей из грунтов двух типов; е) послойная отсыпка насыпей из чередующихся разнородных грунтов; 1 -высотник; 2 -откосник 3 -кол у основания насыпи; 4 - дренирующий слой грунта (песок); 5 - водонепроницаемый слой грунта (глина)

4, О-4 Конструктивные и технологические требования к насыпям • Для отсыпки насыпей допускается применять без ограничений: песчаные и скальные разрыхленные грунты, со держащие более 50% частиц крупнее 0, 25 мм и не более 6% глинистых частиц диаметром менее 0, 005 мм; тяжелые и пылеватые супеси, содержащие менее 50% частиц крупнее 0, 25 мм; суглинки в твердом и тугопластичном состо янии. Возведение насыпей из жирных глин допускается по индивидуальным проектам с послойным уплотнением. Не допускается применение пылеватых песков, торфа, ила и др. грунтов, содержащих более 8% легкорастворимых солей. • Для обеспечения устойчивости насыпи, лучше всего отсыпать ее из однородного грунта, а если грунт разнород ный, то необходимо предотвратить образование плоскостей скольжения между слоями грунтов. Схемы послойного возведения насыпей из разнородных грунтов приводятся на рис. 2, д, е. Укладывая грунт, необходимо обеспечивать отвод воды с насыпи путем придания уклона водонепроницаемым слоям от оси к откосам. Нельзя допускать пок рытие откосов насыпей грунтами, менее дренирующими по сравнению с грунтами основного тела насыпи. связ • ные грунты допускается применять в откосах песчаных насыпей с целью защитить их от выдувания ветром. • При возведении сооружений в зимних условиях ограничивается применение мерзлого грунта в дорожных насыпях до 20 30%. Глинистые грунты и мелкие пески можно применять только в талом состоянии. Способы производства работ зависят от объемов, заданных сроков, свойств грунтов, дальности перемещения грунта, высоты насыпей и глубины выемок, наличия средств механизации, а также рельефа местности, гидрогеологических и климатических условий. В районах, где имеются источники электроэнергии, водоем и грунты пригодны для размыва, эффективен способ гидромеханизации. • Земляное полотно дорог возводится по запроектированным продольным и поперечным профилям. Поперечные профили дорог приводятся на рис1, а, б, в, г. Насыпи высотой до 0, 6 м отсыпают грунтами, вынутыми из кювета. Ес ли грунта не хватает, устраивают уширенные кюветы резервы. Размеры опредепяются потребностью в грунте. На косогорах основание насыпи делается с уступами. В выемках излишки грунта отсыпают в кавальеры, устраивае мые на расстоянии 3. . . 5 м от бровки выемки. • Наиболее распространенными водонапорными сооружениями являются плотины из местных грунтов (песок, супесь, суглинок, глина, гравий, камень). Поперечные профили плотин приводятся на рис, 1, д, е. Элементами земляных плотин являются: верховой (мокрый) откос грань, обращения в сторону верхнего бьефа (уровня воды); низовой (сухой) откос грань, обращения в сторону нижнего бьефа; подошва площадь контакта между плотиной и основанием ; гребень верхняя площадка ; ядро противофильтрационная конструкция из глины, железобетона, металла, дерева, полиэтиленовой пленки, располагается в средней части плотины или не выполняется вовсе;

4, О-5 Геодезические работы при возведении насыпей • Плотина покрывается защитным покрытием из камня, щебня или железобе тонных плит на откосах и гребне. Не допускается устройство плотин из грунтов с содержанием органической смеси (торф, перегной, корни растений, гумус) и растворимой соли, а также илистых грунтов и плывунов. • Производство работ начинают с выполнения геодезической рабочей разбивки земляного сооружения путем уста новки и закрепления разбивочных осей сооружения, знаков пикетов и характерных точек. Знаки закрепления уста навливаются в стороне и не должны мешать работе. В дорожном строительстве до отсыпки насыпей производится устройство инженерных сооружений (мостов, водопропускных труб). Поперечные профили (поперечники) разби ваются через каждые 50 м на прямых участках, в характерных точках, через 20 м на закруглениях. При разбивке на сыпей производится расчет и вынесение на местность их основания путем установки кольев, по которым автогрей де нарезает борозду для обозначения границ насыпи между точками разбивки. Откосники и высотники определя ют габариты насыпи. По высотникам контролируется отсыпка слоев насыпей (рис. 2). Для ровной местности, имею щей поперечный уклон не более 1: 10, расстояние от оси насыпи до основания: где: В ширина земляного полотна по проекту; 1: m проектируемый уклон откосов; h – высота насыпи (рабочая отметка по продольному профилю); • Для косогоров с уклоном более 1: 10, расстояние от оси до основания насыпи с подгорной стороны: где: 1: n уклон поверхности земли по поперечнику разбивки; • То же расстояние от оси до основании насыпи с нагорной стороны: • При разбивке выемок производится расчет и вынесение полевых бровок выемок. Расчет производится по анало гии насыпями. Учитывается ширина земляного полотна, крутизна откосов по проекту, глубина выемки ( высота насыпи), на косогорах также поперечный уклон местности. По найденным точкам нарезают борозду. • Приспособления для разбивки насыпей и выемок и расчетные обозначения разбивки приводятся на рис. 2, а, б, в, г. • Для ровной местности с уклоном 1: 10, расстояние от оси земляного полотна до полевых бровок выемки: где: С ширина кювета поверху; • Для косогоров с уклоном более 1: 10, расстояние от оси: до подгорной границы выемки: -до нагорной границы выемки:

4, О-6 Укрепление поверхностей земляных сооружений • При строительстве постоянных земляных сооружений производится зачистка и укрепление берегов плотин, откосов насыпей и выемок. При этом применяются следующие способы: 1. Засев откосов травами или обкладка плотным дёрном. Дёрн заготавливается плитами 0, 20 х 0, 3 м и при укладке крепится деревянными колышками по углам не ближе 6 см от краев плиты. Одерновка делается трёх видов: сплошная с перевязкой швов; в клетку размером 1 x 1 м и 1, 5 x 1, 5 м ; средние клетки можно засеивать травами; в плетневых клетках размером 1 x 1, 2 м; плетни устанавливают под углом 45°к подошве откоса и выше уровня одерновки на 5 см. 2. Укладка хворостяных фашин и тюфяков, которые крепятся через каждый метр кольями. Фашины укладывают ся в клетку, промежутки заполняются тюфяками или камнем. Толщина тюфяков 0, 4 0, 6 м. Более прочной является каменная наброска в плетневых клетках размером 1 х1 м. 3. Мощение откосов камнем : одиночное или двойное. Камень применяется колотый или булыжный высотой не ме нее 10 см. Укладывается на слое мха или соломы, а также на слое щебня или гравия толщиной 10 15 см. Метод применяется для укрепления берегов водоемов. Толщина одиночного крепления 0, 2 0, 3 м, двойного 0, 3 0, 5 м. У по дошвы откосов сначала делают упоры. 4. Укладка железобетонных и бетонных плит по основанию из песка и гравия. У основания откоса забивается шпунтовый ряд, который является упором. Этот вид крепления откосов берегов самый дорогой. • Для механизации зачистных работ и укрепления откосов используют, как правило, машины общего назначения (бульдозеры, скреперы, грейдеры, экскаваторы). Технология и методы укрепления откосов земляных сооружений зависят от вида сооружения и качества грунтов. • Откосы глубоких выемок железных и автомобильных дорог, сложенных т неустойчивых грунтов (песчаных оплы вающих и супесчаных), должны закрепляться вручную плетневой клеткой, или клеткрй из дерна размером 50 х х50 см, Колья плетневых клеток следует выполнять из свежесрубленных веток деревьев ивовых, вербовых или осиновых пород. Стороны плетневых или дерновых клеток должны располагаться под углом 45° к оси сооружения • Откосы выемок и насыпей железных и автомобильных дорог в устойчивых грунтах (суглинках и глинах), а также сухие откосы плотин и дамб следует укреплять посевом многолетних трав в растительный грунт, уложенный по откосу слоем 10 см с помощью бульдозера или грейдера. Для высева семян многолетних трав на откосы земляных инженерных сооружений с целью их укрепления предназначена гидросеялка ДЗ 16. На грунтах с низкой несущей способностью применяют гидросеялку МК 14 1, прицепную к трактору с тяговым усилием 30 к. Н. Ее обслуживает тракторист, помощник тракториста и рабочий. Управление гидроцилиндрами поворота пневмокатков дистанцион ное (из кабины трактора), перестановка распорных планок осуществляется вручную.

4, О-7 Зачистка откосов и способы их укрепления • Насыпи железных и автомобильных дорог, подвергающиеся подтоплению паводковыми водами водоемов, должны закрепляться каменной наброской от подошвы до отметки выше уровня максимального паводкового горизонта на 0, 5 м. Размер камня и толщина слоя каменной наброски определяется основным проектом. • Откосы оросительных и водопроводящих каналов в глубоких выемках закрепляют выше максимального уровня воды аналогично откосам глубоких выемок железных и автомобильных дорог. • Мокрые верховые откосы плотин и. дамб закрепляют каменной наброской или плитами из сборного железобетона, или крупными плитами, бетонируемыми на месте (на откосе). Размер камней и толщину слоя каменной наброски а также размер железобетонных плит и их толщину определяют в зависимости от высоты и силы удара волны. Для подачи на откос сборных железобетонных плит и их укладки используют самоходные краны или экскаваторы с крановым оборудованием. • Материалы обратного фильтра, укладываемые на мокрые откосы плотин, подают самосвалами и с помощью бункера ковша размещают по поверхности откоса кранами. Разравнивание материалов обратного фильтра до зада нной проектов толщины слоя выполняют бульдозером при рабочем движении сверху вниз. Тем же бункером ков шом подается на откос камень или бетон для последующей укладки. Деформация откосов выемок в скальных и полускальных породах обусловливается тектоническими нарушениями, массовыми взрывами, неправильным профилированием откосов при разработке. Основными причинами деформа ции откосов являются выветривание горных пород, слагающих откосы выемок, и горные обвалы. • Для механизации очистки скальных откосов от неустойчивых глыб ЦНИИС Минтрансстроя разработал навесное устройство, которое представляет собой гибкую гирлянду (рис. 3. ) длиной около 40 м, состоящую из тягового ка ната, трубчатых звеньев диаметром 250 мм, длиной 1 м, с приваренными к ним шипами, и прижимного груза мас сой до 600 кг. Такое устройство перемещается по откосу трактором мощностью до 250 к. Вт, двигающимся по бров ке со скоростью 3. . . 4 км/ч. Сменная производительность при 3. . . 4 разовом проходе по откосу составляет 10. . . 15 тыс. м 2. Экономический эффект от применения одного такого устройства на БАМе составил 16. тыс. руб. в год. Срезанную при зачистке выветрившуюся горную породу транспортируют от подошвы откоса бульдозрами с последующей погрузкой в автомобили самосвалы экскаваторами с объемом ковша 0, 5 мэ или грейферным краном. • Выбор оборудования для механизации при зачистке откосов определяется объемом горной массы, образующейся при очистке откосов, размерами участка работ и дальности транспортировки с учетом условий движения автотранспорта. Для защиты откосов устраивают подпорно одевающие стены, покрывают откосы различными вяжущими материа лами, закрепляют неустойчивые горные породы различными растворами. Защита откосов выемок может осуществляться методом торкретирования при температуре воздуха не ниже +5 °С. Торкрет бетон укладывают послойно и каждый последующий слой наносят после окончания схватывания предыдущего.

4, О-8 Зачистка откосов и способы их укрепления • Торкретирование выполняет обычно бригада из 5 человек: моториста при цемент пушке, сопловщика, подручного сопловщика и двух подсобных рабочих. Сетку устанавливает специальная бригада арматурщиков, • Торкрет бетон для закрепления откосов выемок применялся на Северокавказской и на Одесско Кишиневской дорогах. На трассе троллейбусной дороги Симферополь—Ялта для защиты выветрен ных скальных откосов были построены подпорно удерживающие стены из местного камня. В некоторых случаях защиту откосов осу Рис. 3. Устройство для очистки скальных откосов ществляют набрызг бетоном, в котором, в отличие от торкрет бето 1 прнгруз; 2 -звено; 3 -зуб (шип); 4 большая тра верса; 5 малая траверса; 6 шарнирное соединен на, используют более крупные заполнители (20. . . 25 мм), что ведет к ие; 7 палец; 8 -цепь уменьшению расхода цемента. Укрепление откосов горных пород выполняют инъецированием в них вяжущих материалов — цементацией. Укрепление откосов подпорными, подпорно одевающими и поддерживающими стенами осуществляют из местного камня или железобетонными блоками. • В комплект оборудования для защиты скальных откосов торкрет бетоном входят: грохоты и сетки для просеива ния песка; одноколесные тележки для транспортировки сухих компонентов; дозаторы компонентов растворов вместимостью 150. . . 750 л; установка С 320 А для приготовления торкрет бетона производительностью 1, 5 м 3/ч; закрытые передвижные бункеры для хранения цемента и песка. • В комплект оборудования для покрытия скальных откосов набрызг бетоном входят: установка БМ 60 производи тельностью по расходу сухой смеси 3. . . 4 м 3/ч; конвейеры и скиповые подъемники для транспортировки компонен тов и сухой смеси, бункеры и дозаторы. В комплект оборудования для производства работ по защите откосов скаль ных выемок аэрированными растворами входят: компрессор, смеситель, растворонасос и пистолеты. • В процессе производства земляных работ систематически осуществляется контроль их качества. Основными критериями качества работ являются соблюдение заданных геометрических размеров сооружения и требуемой плотности грунта. Проверка соответствия действительных геометрических параметров проектным производится с помощью геодезических замеров. Нормативными материалами установлены допустимые отклоне ния геометрических размеров. В ряде случаев для проведения таких контрольных работ используются приборы, изготовленные строителями. Так, например, для контроля углов откосов применяют маятниковый прибор, корпус которого закреплен на деревянной рейке длиной два метра. Прибор закреплен на верхнем конце рейки, поэтому замеры можно выполнять, находясь на насыпи у бровки откоса выемки. Это представляет значительное преимуще ство с точки зрения техники безопасности и особенно важно при замерах крутизны откоса выемок, заполненных водой. Работы по контролю качества грунта осуществляют специальные лаборатории по контролю.

4, О-9 СПОСОБЫ УКЛАДКИ ГРУНТА В ТЕЛО НАСЫПИ ГРЕЙДЕРОМ

4, О-10 УКЛАДКА И УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТА Укладка в насыпь и уплотнение грунта выполняются при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратной засыпке траншей, пазух фундаментов и др. Уплотнение может быть поверхностным и глубинным. Способы уплотнения грунта: • уплотнение грунтов укаткой, • трамбованием, • вибрированием. • комбинированный метод наиболее эффективен (например, вибрирование и укатка), или объединение уплотнения с другим рабочим процессом (например укатка и движение транспортных средств и др. ).

4, О-11 Геодезические работы в строительстве включают создание разбивочной основы и проведение разбивочных работ в ходе строительства. Последние выполняет строительная органи- зация. Создание геодезической разбивочной основы является обязанностью заказчика и предполагает устройство разби- вочной сети и разбивку красных линий (контуров) строитель- ной площадки, нанесение внешней и внутренней разбивочных (геодезических) сетей сооружения, осей линейных сооруже- ний и нивелирных сетей. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ

4, О-12 Геодезические работы в строительстве