Угол естественного откоса щебня
Обновлено: 18.05.2024
Углы естественного откоса грунтов, отношение высоты к заложению для различных типов сухих, влажных и мокрых грунтов, песков, других пород.
Углы естественного откоса грунтов, отношение высоты к заложению для различных типов сухих, влажных и мокрых грунтов, песков, других пород. источник: ГОССТРОЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, СОЮЗДОРПРОЕКТ, Сборник вспомогательных материалов для разработки пособия по рекультивации земель, нарушаемых в процессе разработки карьеров и строительства автомобильных дорог Москва, 2000
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно - другие подразделы данного раздела:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Предельные углы откоса уступа, градусов, в зависимости от группы пород по ЕНиР82, в перод разработки и погашения работ на уступе (по данным Гипроруды)
Тяжелая ломовая глина, жирная глина и тяжелый суглинок с примесью щебня, гальки. Моренная глина с.валунами массой до 40 кг при наличии валунов до 10% по объему. Крупная галька (до 90 мм) чистая с примесью булыг массой до 10 кг.
Жирная мягкая глина, тяжелый и легкий суглинок. Гравий, лесс. Песок и растительный грунт с примесью щебня. Растительный грунт. Торф.
Откосы котлована и траншей
Производство земляных работ: Откосы котлована и траншеи.
Согласно СП 104-34-96:
3.7. Траншеи с вертикальными стенками могут разрабатываться без крепления в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на глубину (м):
При разработке траншей большой глубины необходимо устраивать откосы различного заложения в зависимости от состава грунта и его влажности (табл. 1).
Допустимая крутизна откосов траншей
| Грунт | Отношение высоты откосов к его заложению при глубине выемки, м | ||
| до 1,5 | до 3,0 | до 5,0 | |
| Насыпной естественной влажности | 1 : 0,67 | 1 : 1 | 1 : 1,25 |
| Песчаный и гравийный влажный (ненасыщенный) | 1 : 0,50 | 1 : 1 | 1 : 1 |
| Супесь | 1 : 0,25 | 1 : 0,67 | 1 : 0,85 |
| Суглинок | 1 : 0 | 1 : 0,50 | 1 : 0,75 |
| Глина | 1 : 0 | 1 : 0,25 | 1 : 0,50 |
| Лессовидный сухой | 1 : 0 | 1 : 0,50 | 1 : 0,50 |
| Скальные на равнине | 1 : 0,2 | 1 : 0,2 | 1 : 0,2 |
Откосы котлована.
Угол естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.
Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса.
Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению:
m – коэффициент откоса.
Источник: Сборник вспомогательных материалов для разработки пособия по рекультивации земель, нарушаемых в процессе разработки карьеров и строительства автомобильных дорог
3.30. Углы естественного откоса грунтов
| Грунт | Относительная влажность грунта | |||||
| сухой | влажный | мокрый | ||||
| градусы | отношение высоты к заложению | градусы | отношение высоты к заложению | градусы | отношение высоты к заложению | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | б | 7 |
| Галька | 35 | 1:1,5 | 45 | 1:1 | 25 | 1:2,25 |
| Гравий | 40 | 1:1,25 | 40 | 1:1,25 | 35 | 1:1,5 |
| Глина жирная | 45 | 1:1 | 35 | 1:1,5 | 15 | 1:3,75 |
| Грунт насыпной | 35 | 1:1,5 | 45 | 1:1 | 27 | 1:2 |
| Грунт растительный | 40 | 1:1,25 | 35 | 1:1,5 | 25 | 1:2,25 |
| Песок крупный | 30 | 1:1,75 | 32 | 1:1,5 | 27 | 1:2 |
| Песок средний | 28 | 1:2 | 35 | 1:1,5 | 25 | 1:2,25 |
| Песок мелкий | 25 | 1:2,25 | 30 | 1:1,75 | 20 | 1:2,75 |
| Суглинок легкий | 40 | 1:1,25 | 30 | 1:1,75 | 20 | 1:2,75 |
| Суглинок, глина легкая | 50 | 1:0,75 | 40 | 1:1,25 | 30 | 1:1,75 |
| Песок с гравием и галькой | 35 | 1:1,5 | 40 | 1:1,25 | 30 | 1:1,75 |
| Супесь полутвердая | 40 | 1:1,25 | 30 | 1:1,75 | 15 | 1:3,5 |
| Щебень | 40 | 1:1,25 | 45 | 1:1 | — | — |
| Каменная наброска | 40 | 1:1,25 | 45 | 1:1 | — | — |
3.31. Углы естественного откоса пород (вразрыхленном состоянии)
Угол естественного откоса — наибольший угол, который может быть образован свободным откосом сыпучего материала с горизонтом в состоянии равновесия.
Земляные работы в строительстве
Новый сервис - Строительные калькуляторы online
Также смотрят :
1. Общие положения
Назначение и виды земляных сооружений
Объем земляных работ очень большой, он имеется при строительстве любого здания и сооружения. Из общей трудоемкости в строительстве земляные работы составляют 10%.
Различаются следующие основные виды земляных сооружений :
- котлованы и траншеи;
- земляные полотна дорог;
Земляные сооружения делятся на :
К постоянным относятся котлованы, траншеи, насыпи, выемки.
К постоянным земляным сооружениям предъявляются требования :
- должно быть прочным, т.е. сопротивляться временным и постоянным нагрузкам;
- хорошо сопротивляться атмосферным влияниям;
- хорошо сопротивляться размывающим действиям;
- должны обладать безосадочностью.
Временные земляные сооружения выполняются для последующих строительно-монтажных работ. Это траншеи, котлованы, перемычки и т.д
Основные строительные свойства и классификация грунтов
Грунтом называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. К ним относятся: растительный грунт, песок, супесь, гравий, глина, суглинок лессовидный, торф, различные скальные грунты и плывуны.
По крупности минеральных частиц и их взаимной связи различают следующие грунты :
- несвязные – песчаные и сыпучие (в сухом состоянии), крупнообломочные несцементированные грунты содержащие более 50% (по массе) обломков кристаллических пород размером более 2 мм;
- скальные – изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами.
К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ относятся :
- угол естественного откоса;
Объемной массой называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле.
Объемная масса песчаных и глинистых грунтов 1,5 – 2 т/м3, скальных не разрыхленных до 3 т/м3.
Влажность – степень насыщения пор грунта водой
gb – gc – масса грунта до и после сушки.
При влажности до 5% - грунты называются сухие.
При влажности от 5 до 15% - грунты называются маловлажными.
При влажности от 15 до 30% - грунты называются влажные.
При влажности более 30% - грунты называются мокрые.
Сцепление – начальное сопротивление грунта сдвигу.
Сила сцепления грунтов :
- песчаных грунтов 0,03 – 0,05 МП
- глинистых грунтов 0,05 – 0,3 МП
- полускальных грунтов 0,3 – 4 МПа
- скальных более 4 МПа.
В мерзлых грунтах сила сцепления значительно больше.
Разрыхляемость – это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке, вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентом разрыхления Кр.
После уплотнения разрыхленного грунта называется остаточной разрыхленностью Кор.
Грунты
Первоначальная
разрыхленность
Остаточная
разрыхленность
Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта.
Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев.
При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.
Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса. Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению m – коэффициент откоса.
Углы естественного откоса грунтов и отношение высоты откоса к заложению
Грунты
Значение углов естественного откоса и отношений высоты откоса к его заложению при различной влажности грунтов
Сухой
Влажный
Мокрый
Угол в град
Отношение высоты к заложению
Угол в град
Отношение высоты к заложению
Угол в град
Отношение высоты к заложению
Размываемость грунта – унос частиц текучей водой. Для мелких песков наибольшая скорость воды не должна превышать 0,5-0,6 м/сек, для крупных песков 1-2 м/сек, для глинистых грунтов 1,5 м/сек.
Согласно производственным нормам, все грунты группируются и классифицируются по степени трудности разработки различными землеройными машинами и вручную :
- для одноковшевных экскаваторов – 6 группы;
- для многоковшевных экскаваторов – 2 группы;
- для разработки вручную – 7 группы и т.д.
Подсчет объемов земляных работ
В практике строительства приходится главным образом рассчитывать объемы работ по вертикальной планировке площадок, объем котлованов и объем линейных сооружений (транше, земляные полотна, насыпи и т.д.).
Объем подсчитывается в рабочих чертежах и уточняется в проекте производства работ.
В проекты производства земляных работ должны входить картограмма земляных работ, ведомость объемов насыпей и выемок и общий баланс грунта
В проекте должны быть объем и направление перемещения масс грунта в виде ведомости или картограммы.
Должна быть продумана технология разработки, транспортировки грунта, обратной засыпки и уплотнения.
В состав проекта должны входить календарный график земляных работ, должны быть указаны людские, материальные ресурсы и выбор комплекса машин.
При подсчете объемов земляных работ котлованов, траншей, выемок насыпей,пользуются всеми известными формулами геометрии.
При сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют.
Определение объемов грунтовых масс при разработке котлованов
В большинстве случаев котлован представляет собой усеченную прямоугольную пирамиду, объем которой определяют по формуле :
Въездная траншея определяется по формуле :
Определение объемов грунтовых масс при устройстве линейных сооружений
Объем земляных работ для линейных сооружений насыпи, выемки, траншеи можно вычислить по формуле :
При уклоне не превышающем 0,1 можно пользоваться формулой Ф.Ф.Мурзо :
m –коэффициент откоса.
Если уклон превышает 0,1, то пользуются формулой
Подсчет объема на кривых (формула Тюльдена) :
r – радиус кривых
Подсчет объемов земляных работ при планировке площадок
Наиболее целесообразно проектировать планировку площадки так, чтобы соблюдался нулевой баланс земляных масс, т.е. перераспределение земляных масс на самой площадке, без завоза или вывоза грунта.
Объем земляных работ определяют на основе картограммы.
План участка разбивают на квадраты со стороной от 10 до 50 м в зависимости от рельефа местности. При более сложном рельефе местности квадраты делят на треугольники.
Среднюю отметку поверхности площадки, при разбивке ее на квадраты определяют по формуле :
ΣH1 – сумма отметок точек, где имеется одна вершина квадрата;
ΣH2 - сумма отметок точек, где имеются две вершины квадрата;
ΣH4 - сумма отметок точек, где имеются четыре вершины квадрата;
n – Количество квадратов.
При разбивке на треугольники, по формуле :
ΣH1 – сумма отметок точек, где имеется одна вершина треугольника;
ΣH2 – сумма отметок точек, где имеются две вершины треугольника;
ΣH3 – сумма отметок точек, где имеются три вершины треугольника;
ΣH6 – сумма отметок точек, где имеются шесть вершин треугольника;
n – количество квадратов.
Как правило, на планируемом участке всегда возводят дополнительные земляные сооружения в виде насыпей и выемок.
Для обеспечения нулевого баланса земляных работ возведение этих сооружений учитывается путем введения поправки к средней планировочной отметке и коэффициент остаточного разрыхления грунта.
Распределение земляных масс на площадке.
После того, как будут подсчитаны объемы земляных работ, приступают к распределению земляных масс. Из какого участка куда перевозить землю.
Перед этим надо составить баланс земляных работ. Сколько будет выемки, сколько насыпи.
При распределении земляных масс нужно учитывать профильный объем земляных работ и рабочий объем земляных работ. Рабочий больше, он учитывает откосы.
Распределение земляных масс в линейном сооружении
Учитывается :
- продольная транспортировка грунта;
- поперечная транспортировка грунта.
Какой способ принять, можно решить используя неравенство:
Свк – стоимость разработки выемки и укладки грунта в кавальер;
Снр – стоимость отсыпки в насыпь из резерва;
Свн – стоимость разработки грунта и отсыпка его в насыпь.
Имеет значение правильный подсчет стоимости перевозок на те или иные расстояния.
Чтобы правильно определить длину перемещения грунта берут центры тяжести насыпи и выемки и это будет среднее расстояние для перевозок.
Общие сведения о машинах, предназначенных для производства земляных работ
Грунты разрабатываются механическим, гидромеханическим, взрывным, комбинированным и другими специальными способами.
Механический способ – 80-85% выполняется этим способом, путем отделения грунта резанием с помощью землеройных машин (одноковшовых и многоковшовых экскаваторов) работающих на транспорт или в отвал, или землеройно-транспортных машины: бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдеры-элеваторы и канавокопатели.
Гидромеханический способ – гидромониторами – размывают грунт, транспортируют и укладывают или всасывают грунт со дна водоема землеснарядами.
Взрывной способ – основанный на использовании силы взрывной волны различных взрывчатых веществ, закладываемых в специально устроенные скважины, является одним из мощных средств механизации трудоемких и тяжелых работ.
Комбинированный способ – сочетает механический с гидромеханическим или механический со взрывным.
Специальные способы – разрушают грунт ультразвуком, током высокой частоты, термическими установками и др.
Для подготовительных работ применяют кусторезы, корчеватели, рыхлители и др.
Грунт транспортируют автосамосвалами, автоприцепом, транспортерами, ж.д. транспортом и гидравлическим способом.
Для уплотнения грунта применяют всевозможные катки, трамбовочные и вибрационные машины.
Одноковшовый экскаватор – самоходная землеройная машина циклического действия; навесное оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер, струг и засыпатель.
Кроме того применяют сменное оборудование: кран, копер, трамбующая плита, корчеватель пней, бетонолом и др.
С емкостью ковша 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,65; 1; 1,25; 2,5; 3; 4,5 м 3 – применяют в строительстве, а 40; 50; 100; 140 м 3 применяют на вскрышных работах.
Самое большее на стройке обычно 2,5 м 3 .
Многоковшовый экскаватор – самоходная землеройная машина непрерывного действия. Бывают цепные и роторные.
Бульдозер – навешивается нож-отвал к трактору. Мощность трактора 55 – 440 кВт (от 75 до 60 л.с.).
Бульдозеры используются для копания, перемещения и планировки грунта, а также его зачистки в котлованах.
Скреперы – состоят из ковша и ходовой части на пневмоходу. Бывают прицепные скреперы с емкостью ковша 2,25 – 15 м 3 , самоходные 4,5 – 60 м 3 . Рабочая скорость передвижения 10 – 35 км/час.
Применяют для послойного копания, транспортирования и отсыпки слоями грунтов. (Самые дешевые в земляных работах).
Дорожные грейдеры – самоходная машина на раме которой имеется отвал с режущим ножом. Предназначены для планировочных и профилировочных работ с грунтом.
Грейдеры-элеваторы – оборудованы дисковым плугом. Применяются для послойного резания грунта и перемещения его в отвал или транспортные средства.
Новый сервис - Строительные калькуляторы online
2. Устройство выемок и насыпей
Устройство котлованов
Котлован представляет собой выемку, предназначенную для возведения части здания или сооружения, расположенной ниже поверхности земли, для устройства фундаментов.
Котлованы бывают с вертикальными стенками, с креплениями и с откосами.
Согласно СНиП допускается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлованов в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах не более 1 м; в супесчаных и суглинках 1,25 м; в глинистых 1,5 м и особоплотных 2 м.
Крепления бывают :
подкосное анкерное шпунт
Но лучше выполнять котлован с откосами. Наибольшую допустимую крутизну откосов котлованов в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод принимают для выемок
глубиной до 1,5 м от 1 : 0,25 до 1 : 0;
глубиной 1,3 – 3 м от 1 : 1 до 1 : 0,25;
глубиной 3 – 5 м от 1 : 1,25 до 1 : 1,5.
Для более глубоких котлованов откосы рассчитываются.
Разработка котлована включает в себя следующие рабочие операции :
- разработка грунта с выгрузкой на бровку или погрузкой в транспортные средства;
- планировка дна котлована;
- обратная засыпка с подравниванием и уплотнением.
Рытье котлована – это ведущий процесс. Котлованы разрабатывают одноковшовым экскаватором, скрепером, бульдозером и гидромеханическим способом.
Одноковшовый экскаватор применяют :
- при строительстве жилья 0,3 – 1 м 3 ;
- в промышленном строительстве 0,5 – 2,5 м 3 иногда 4 м 3 .
Устройство траншей
Траншеи представляют собой временные выемки, предназначенные для укладки в них ленточных фундаментов или монтажа трубопроводов и кабелей.
Различают 3 вида траншей : с вертикальными стенками, с откосами, и смешанные траншеи :
Траншеи с вертикальными стенками в большинстве требуют крепления, а значит дополнительный расход материалов, дополнительные трудозатраты
Без крепления можно рыть от 1 до 2 м в зависимости от плотности грунтов. Но рекомендуют сразу, укладывать трубопроводы или возводить фундамент.
В вязких грунтах роторными экскаваторами копают до 3 метров, укладывая трубопроводы (газопроводы, нефтепроводы и т.д.), крепления выполняют там, где спускаются люди.
При устройстве траншей с откосами наибольшую крутизну принимают в соответствии с углом естественного откоса и погодными условиями.
Траншеи смешанного вида устраивают при большой глубине и наличии грунтовых вод, уровень которых выше дна траншеи.
Крепления траншей бывают :
- горизонтальные или вертикальные;
- с прозорами или сплошные;
- инвентарные или неинвентарные.
Инвентарные ограждения состоят из сборно-разборных рам и инвентарных щитов, инвентарных распорок.
Для разработки траншей применяют одноковшовые экскаваторы: обратная лопата или драглайн с емкостью ковша 0,3 – 1 м 3 .
Обратной лопатой можно разрабатывать с вертикальными стенками. Драглайном с откосами и при наличии грунтовых вод.
Если траншеи не глубокие, то отвал организовывают рядом с траншеей (движение боковое или торцевое).
Если траншея глубокая, то отвал с двух сторон и экскаватор движется по зигзагу.
Многоковшовый экскаватор используется при разработке траншей для укладки трубопроводов.
Эксплутационная сменная производительность многоковшового экскаватора :
c – продолжительность смены;
n1 – количество разгружаемых ковшей в минуту, зависит от скорости движения и расстояния между ними;
k1 – коэффициент использования экскаватора;
k3 – коэффициент загрузки ковшей;
Если грунт в траншее перебран, то укладывают песок или мелкий щебень и его трамбуют (но не грунт). При разработке траншей под фундаменты, грунт из под экскаватора обычно увозят автосамосвалами.
Иногда в очень стесненных условиях или при прохождении трубопроводов через дорогу или другие препятствия, копают штольни или выполнят прокол (бестраншейная прокладка).
Крепление траншей разбирают снизу вверх, но могут и оставлять (например, в плывунах).
Обратная засыпка траншей выполняется после геодезической съемки уложенных трубопроводов или других коммуникаций.
Засыпку выполняют в два этапа: сначала присыпают трубу на 0,2 м песком или мелким щебнем, а затем все остальное с послойным уплотнением.
Устройство подводных траншей
Подводные траншеи устраивают для прокладки дюкеров.
Траншею всегда разрабатывают с откосами, крутизну которых принимают для песчаных грунтов от 1:1,5 до 1:3, для супесков и суглинков 1:1 – 1:2, для глин 1:0,5 – 1:1.
При ширине разработки траншей учитывают скорость течения реки (у малых рек русло отводят).
Разработку подводных траншей в зависимости от местных условий выполняют экскаватором, канатно-скреперной установкой, землеснарядами, гидромониторами.
В некоторых случаях траншеи разрабатывают вручную.
Устройство земляного полотна
Земляное полотно является основанием верхнего строения автомобильных и железных дорог, состоит из насыпей и выемок.
Крутизну откоса принимают в зависимости от рода грунта и высоты насыпи.
Для несвязных грунтов при высоте насыпи до 6 м, рекомендуют крутизну откоса 1:1,5.
Насыпи от 6 м и выше должны иметь откосы ломаного профиля, более пологие в нижней части.
Процесс устройства земляного полотна состоит из 2-х работ : подготовительной и основной.
Подготовительная – очистка трассы и разбивка полотна.
Основная – разработка, перемещение, планировка и уплотнение грунта.
На каждом участке земляного полотна грунт разрабатывается машинами одного или нескольких типов, которые выбирают с учетом условий их применения и обеспечения наибольшей производительности.
Бульдозеры применяют при устройстве выемок до 2 м и насыпей высотой 1 – 1,5 м при длине перемещения 80 – 100 м.
Скреперы применяются для продольного перемещения грунта из выемок в насыпь при расстоянии перемещения более 100 м, а также когда устраивают насыпи из боковых резервов.
Грейдеры-элеваторы – целесообразно применять при возведении невысоких (до 1 метра) насыпей из резервов в равнинной местности. Фронт работ каждой машины должен быть в пределах 1,2 – 3 км, длина захватки не менее 400 м.
Грейдеры и автогрейдеры в основном предназначены для планировочных и профилированных работ, можно также применять в качестве основных машин при возведении земляного полотна с высотой насыпи до 0,75 м.
Экскаваторы – прямая лопата или драглайн применяют, где сосредоточенные массы грунта по высоте не менее нормального забоя.
Средства гидромеханизации применяют если в зоне работ по устройству земляного полотна есть естественные водоемы и источники электроэнергии.
Крепление откосов постоянных земляных сооружений и берегов
При строительстве земляного полотна, каналов, водопроводно-канализационных и других сооружений приходится выполнять работы по креплению откосов и берегов.
Грунт откосов и берегов закрепляют органическими вяжущими (битум), засевом трав, устройство защитной одежды в виде одерновки, а также хворостом, камнем, ж/б плитами и специальными защитными сооружениями.
Более прочным креплением является мощение или каменная наброска в плетневых клетках размером от 1 х 1 до 1,2 х 1,2 м.
3. Вспомогательные работы при производстве земляных работ
Водоотлив
Выемки в водоносных грунтах разрабатывают с применением открытого водоотлива или искусственного водопонижения уровня грунтовых вод.
Водоотлив применяется при небольшом поступлении воды.
Недостатки водоотлива :
- Размывает стенки выемок;
- Приток воды затрудняет выемку грунта;
- Дно котлована не всегда сухое.
Поэтому устраивают искусственное понижение уровня грунтовых вод.
Водопонижение
Понижение уровня грунтовых вод осуществляют : с применением легких иглофильтровальных установок, обеспечивающих одноярусное понижение уровня грунтовых вод до 4 – 5 м, а при двухъярусном на 7 – 9 м; эжекторных иглофильтров, допускающих одноярусное понижение уровня грунтовых вод до 15 – 20 м; и трубчатых колодцев с глубинными насосами.
Легкие иглофильтровальные установки состоят из комплекса иглофильтров, всасывающего коллектора и насосов.
Погружают трубы гидравлическим методом или бурением. Для глубоких котлованов может быть 2 и 3 яруса.
Для траншей, возможно устраивать с одной стороны.
Иглофильтры с эжекторным устройством применяют для понижения уровня грунтовых вод одним ярусом на глубину до 15 – 20 м.
Глубинные трубчатые колодцы осуществляют одноярусное понижение грунтовых вод на глубину до 60 м и более.
Погружные насосы устанавливают в заранее пробуренные фильтрованные скважины (обсадные трубы) d 200 – 400 мм.
Применяют также артезианские насосы.
Искусственное ограждение выемок от грунтовых вод
Выемки грунтов при проходке слоев со значительным притоком воды могут быть осуществлены под защитой ледяной водонепроницаемой стены из замороженного грунта или при помощи тиксотропных противофильтрационных экранов.
Искусственное замораживание грунтов применяется при разработке выемок в плывунах в целях создания временной водонепроницаемой ледяной стены
Тиксотропные экраны делают из бентонитовых глин или из простых глин смешанных с цементом 1:2.
Глины поглощают воду в 7 раз больше собственной массы и после водонасыщения загустевают, приобретая водоотталкивающее качество.
4. Особенности устройства земляных работ в зимних условиях
Общие сведения
Зимой структура грунта меняется: механическая прочность а также удельное сопротивление резанию и копанию резко возрастает (в несколько раз).
Поэтому земляные работы резко отличаются от летних.
Но иногда зимние условия способствуют земляным работам. Например, в болотах, при разработке илистых грунтов, грунтов, насыщенных водой.
За счет грунтовых вод весной грунт подтаивает снизу. Поэтому в момент оттаивания грунтовые воды повышаются.
Первые кристаллы льда в грунтовой воде появляются при t = -0.1° С. Замерзание грунта начинается с – 6° С и ниже.
В рыхлых грунтах песок, супесок вода замерзает при t = (- 2°С - 5°С), в глинистых при t = (- 7°С - 10°С).
Виды и особенности стенок и откосов траншей, правила расчета их угла
Несмотря на то, что работа кажется просто механической деятельностью, она имеет ряд особенностей, которые нужно соблюдать для достижения желаемого результата.
Как сделать стены и откосы траншеи устойчивыми, какие разновидности их бывают, как организовать работу правильно, разберемся в статье.
Что собой представляют при земляных работах?
Надежность и устойчивость сооружений из земли является главным требованием. Для того, чтоб обеспечить его выполнение важно не просто вырыть углубление, но и спланировать откосы, крутизна которых должна отвечать заявленным нормам. Главным образом эта характеристика зависит от естественного угла откоса почвы в месте строительства.
Самой большой крутизной могут обладать откосы траншей, глубина которых не превышает 5 метров, расположенных на нескальных грунтах, которые находятся выше уровня моря, или тех, которые были искусственно осушены, как и рекомендует СНиП.
Откосы траншеи представляют собой наклонные боковые стенки углублений в грунте, которые могут осыпаться или деформироваться. Именно потому так важно соблюдать все нормы и рекомендации.
Крутизна откосов представляет собой соотношение высоты откоса насыпи, к его основанию. Именно при вычислении правильной крутизны можно быть уверенным, что откос не сползет, а насыпь будет устойчивой и безопасной.
- Рельеф местности.
- Климатические условия.
- Гидрогеологические характеристики местности, где будет траншея. Этот пункт особенно важен, поскольку если в местности, где проводятся работы, могут возникнуть паводки, то стандартные методы не сработают.
Только все эти данные в совокупности могут дать понимание полной картины.
Кроме того, важно учитывать основные требования, которые выдвигаются СНиП, и утверждены на законодательном уроне. К ним относится:
- Если траншея роется в грунте, с нормальным уровнем влажности, вертикальными стенками и без дополнительных креплений, то нормы глубины выглядят так:
- в насыпных и песчаных грунтах глубина не может быть более чем 1 метр;
- в супесчаных и суглинистых грунтах – не превышать 1.25 метра;
- если земля глинистая, то предел установлен на уровне полутора метра;
- если грунт особо плотный, то траншея может быть до 2 метров в глубину, но при условии, что все остальные работы будут производиться незамедлительно.
- Если разработка проводится на мерзлых грунтах любых пород, траншея может быть на полную глубину их промерзания. Исключением является только сухой песчаный грунт, который, из-за своей подвижности и рассыпчатости, не обладает нужными характеристиками. Если нужно углубиться еще ниже, но для стен необходимы специальные подпорки.
- Свои особенности имеет рытье траншеи в грунтах, которые ранее подвергались воздействию мороза, но потом пришли в естественное состояние. Важно соблюдать крутизну откосов, или оборудовать дополнительную подпорку стен.
Только при соблюдении норм можно быть уверенным, что конструкция будет устойчивой и надежной.
Разновидности
Еще на этапе планирования траншеи, и составления образного рисунка, конструктор должен определиться какие стенки и откосы у него будут. У каждой отдельной разновидности есть свои особенности:
Главный их недостаток – необходимость крепления стенок, чтоб уберечь их от обвала, и обеспечить безопасность рабочих, которые будут трудиться.
Траншеи с откосами не нуждаются в дополнительных подпорках, а потому дают возможность широко использовать технику для выполнения земляных работ. Они имеют большую ширину, а потому требуют большой полосы земли.
Любой угол, в силу его притяжения к земле, стремится сдвинуться в сторону. Это чревато не только обвалами, но и несчастными случаями на производстве. Чтоб избежать подобных ситуаций важно определить правильный уклон откоса, в соответствии с нормами и рекомендациями.
Что такое крутизна откоса?
По большому счету угол откоса представляет собой соотношение высоты к заложению, и измеряется в градусах. Его легко определить, основываясь на параметры, приведенные в СНиП III-4-80. В ней учтены не только разные типы грунтов, но и глубина основной траншеи.
Если в месте работы есть наслоение разных видов грунта, то расчеты рекомендуется проводить по самому слабому.
Для примера, разберем простой и распространенный случай. Ровный дачный участок, где абсолютная отметка грунта принята за значение 51.30, а за нулевую отметку – 52.07. При этом нижнее значение фундаментной плиты составляет ровно 3, 000. Но, снизу плиты будет еще слой подготовки, толщиной в дополнительные 10 см. Грунт – суглинок, пространство не ограничено.
Как посчитать угол откоса? Далее последовательность расчетов выглядит так:
- Высчитываем абсолютную отметку для фундаментной плиты. Для этого от нулевой отметки отнимаем глубину траншеи: 52.07 – 3. 000=49.07.
- Определяем точную отметку низа траншеи, с учетом всех факторов (в нашем случае это подложка): 49.07-0.1=48.97
- Определяемся с глубиной траншеи, которая будет вырыта: 51.30-48.97=2.33 метра.
- На заключительном этапе определяем, что согласно нашим подсчетам оптимальный угол откоса будет 45 градусов.
По такому алгоритму можно определить оптимальный угол откоса, основываясь на любые параметры.
Таблица допустимой крутизны
Для того, чтобы было проще ориентироваться во всех данных, при проведении расчетов предлагаем воспользоваться следующей таблицей:
Точно указывайте тип грунта, в котором проводятся земельные работы. В противном случае могут быть погрешности.
Таблица углов естественного откоса грунтов
Согласно сведениям, полученным от Госстроя РФ, которые размещены в сборнике от 2000 года, углы естественного откоса грунтов, соотношения высоты к заложению для разных видов грунта представлены в таблице:
Таблица углов естественного откоса пород в разрыхленном состоянии:
| Породы | Угол естественного откоса, град, для породы | ||
| сухой | влажной | мокрой | |
| Растительная земля | 40 | 35 | 25 |
| Песок крупный | 30…35 | 32…40 | 25…27 |
| Песок средний | 28…30 | 35 | 25 |
| Песок мелкий | 25 | 30…35 | 15…20 |
| Суглинок | 40…50 | 35…40 | 25…30 |
| Глина жирная | 40…45 | 35 | 15…20 |
| Гравий | 35…40 | 35 | 30 |
| Торф без корней | 40 | 25 | 15 |
| Скальные | 45…60 | ||
Если вас интересует, что собой представляет траншея в строительстве, каково ее устройство, методы разработки, загляните в этот раздел.
Заключение
Еще перед началом земляных работ, чтоб все было сделано правильно, важно составить план работы, а так же графики и чертежи последовательности действий. Именно на этом этапе продумываются все нюансы дела, чтоб получить ожидаемый результат. Здесь не бывает не важных моментов или мелочей.
Правильное планирование стен траншеи и откосов могут уберечь не только от обвалов и повторного выполнения работы, но и от нежелательных травм, и даже несчастных случаев на производстве.
Еще на этапе предварительной подготовки рассчитайте, какой угол должен быть именно у вашей траншеи, основываясь на параметры и характеристики грунта.
В СНиП 3.02.01-87 прописаны такие требования:
- проект должен быть разработан только специалистами, с необходимым образованием, опытом работы и квалификацией;
- между всеми работниками должна быть налажена коммуникация, чтоб рабочие моменты решались быстро;
- систематический контроль уровня качества производства работ по строительству, которые проводятся на вверенной площадке;
- все работники должны иметь нужную специализацию и квалификацию;
- техническое обслуживание конструкций и коммуникаций, подключенных к ней, должно проводиться исключительно по проекту, в безопасном режиме и рабочем состоянии.
Кроме этого, все конструкции, материалы и техника должны соответствовать нормам, и подходить для выполнения земляных работ такого класса и спектра.
Что такое откосы и стенки котлована, какие бывают виды и назначение?
Стены и откосы несут очень важную функцию для котлована – не дают ему осыпаться. При рытье нельзя разрыхлять поверхность дна и стенок. При повреждении целостности породы она становится более сыпучей.
Поэтому во время рытья котлована ковшом недобирают часть грунта до заданной отметки.
Обработку дна и стенок до необходимой отметки проводят вручную.Земляные работы проводятся как полностью вручную для мелких сооружений, так и с использованием техники для более крупных проектов.
Понятие
Наклон позволяет рыть более глубокие ямы, без опасности обрушения. В процессе работ следует убирать крупные камни для предотвращения возможности оползней.
Нормы проектирования
-
; ;
- СНиП 12-04-2002; ; .
Условия, которые нужно знать:
- разновидность грунта;
- глубина;
- находящиеся рядом объекты;
- предполагаемая нагрузка от построек;
- уровень грунтовых вод.
Разновидности
Стенки различаются, они могут быть как природные без укрепления, так и с укреплением. При их выборе нужно учитывать много параметров. Они бывают вертикальные, наклонные и укреплённые.
Вертикальные
Такие стенки перпендикулярны по отношению к горизонту. По СНиП 12-04-2002 для сухих и невлажных грунтов с однородной структурой, возможно использование вертикальных стенок.
Ограничение по глубине:
- гравийные – 1,0 м;
- песчаные – 1,0 м;
- супесь – 1,25 м;
- глина – 1,5 м;
- суглинок – 1,5 м;
- сильно плотные – 2,0 м.
Если температура на улице не выше -2 градусов, возможно увеличение максимальной глубины вертикальных стенок, на величину равную глубине промерзания, но не более 2 метров.
Наклонные
Также они называются откосами, и используются при выемках в среднем от 1,25 метра, в которых использование вертикальных становится опасным. Обрушение может привести к засыпанию дна котлована и изменению его формы.
Кроме того, это может привести к несчастному случаю. На восстановление последствий от возможного обрушения придётся тратить силы, время и деньги на очистку основания, восстановления исходного контура и обратную засыпку грунта. Сооружение фундамента в котлованах без укрепления рекомендуется начинать сразу после выемки грунта.
Во влажных породах, возможно образование трещин и отслоений, поэтому работу можно выполнять только после осмотра стенок котлована. По периметру котлована должно оставаться свободное место, не менее 0,6 метра, для того чтобы вынутая земля не скатывалась обратно.
Укреплённые
Кроме того, в городских условиях с плотной застройкой не всегда получится обеспечить достаточную крутизну котлована. Поэтому стенки котлованов большой глубины и в сыпучих средах, рекомендуется укреплять.
Способы укрепления:
- Цементирование;
- Укрепление Шпунтом;
- Стена в грунте.
Цементирование применяют в городской среде. При таком методе исключается повреждение фундамента, вызванное вибрациями от соседних зданий. Этот метод очень надёжен, но достаточно дорог.
Сначала роется выемка, затем по периметру монтируется сетка из арматуры для лучшей фиксации бетона. После чего на стенки наносится первый слой раствора. Затем бурят горизонтальные скважины и заполняют их цементом. После высыхания первого слоя наносят последующие слои.
При заливке используются два метода:
- Сухой. Смесь, состоящая из цемента с добавлением песка при помощи воздуха, подаётся в шланг, а вода подмешивается только на выходе из него. Таким методом слой заливки может достигать 10 см.
- Мокрый. В этом способе применяется уже готовый раствор, в который на выходе из шланга подаётся воздух и разбрызгивает бетон. Толщина заливки при этом методе не более 3 см.
Возведённые во время укрепления стенок конструкции должны воспринимать нагрузку от грунта, и защищать от грунтовых вод.
После защиты периметра приступают к рытью котлована. Возможно повторное использование шпунта, для этого после окончания работ, его изымают из земли, увозят и применяют уже на других объектах.
В строительстве используют 3 вида шпунта:
Шпунт Ларсена применяется, если есть риск затопления котлована.
Шпунтовую стену можно укрепить распорками или анкерами.
Использование технологии “Стена в грунте” возможна лишь при наличии специальной техники. Грейферная установка – машина способная создавать глубокие вертикальные шахты. Изначально в шахту подаётся бентонитовый раствор, который защищает шахту от обвала.
После того как заданная глубина достигнута, в ствол помещают армированный каркас и заливают бетоном. Метод не может применяться в рыхлых, текучих, плывунных и скальных грунтах.
Сразу же после укрепления стен любым из методов проводится обратная засыпка, которая предотвращает разрушение фундамента из-за попадания влаги.
Основанием для выбора того, какие стены использовать (вертикальные, наклонные или защищённые) является глубина, порода, грунтовые воды и погодные условия. Для маленькой выемки, вполне можно обойтись вертикальными стенами.
Для более глубоких котлованов уже необходимо использование определённых откосов. Ну а если нужно подготовить фундамент для большого строения, то без использования укреплений не обойтись.
Крутизна и угол откоса
Крутизна откоса показывает отношение высоты ямы к её заложению. Угол откоса – это угол между основанием котлована и его наклонной стеной.
Наклон бывает естественными. Угол таких откосов — это отношение рыхлой породы, лежащей на поверхности ко дну ямы.
По этому параметру и определяется прочность почвы, благодаря которому и подбирают угол наклона.
Определение угла
Для создания правильного наклона, который сможет защитить стенки от обрушения необходимо правильно подобрать его угол.
Величина крутизны откосов для выемок не более 5 метров подбирается на стадии проектирования по таблице 4 из СНиП III-4-80.
Для определения наибольшего возможного угла естественного откоса также существуют таблицы. Они разные для нормального и разрыхлённого состояния.
В таблице углы естественного откоса грунтов:
Уклон углов естественного откоса пород в разрыхлённом состоянии по СНиП:
Если грунт неоднороден, а сочетает в себе различные типы, то угол выбирают по наиболее сыпучему. Если выемка глубже 5 метров, то требуется создание проекта. Также он нужен для выемок глубже 1 метра, вырытых в грунтах, отсутствующих в таблице, по которой подбираются возможные углы.
На чертеже схема котлована с откосами:
Заключение
Основанием для выбора какие стены использовать (вертикальные, наклонные или защищённые) является глубина котлована, тип грунта, уровень грунтовых вод и погодные условия. Для маленькой выемки глубиной 1 – 2 метра вполне можно обойтись вертикальными стенами.
Для более глубоких ям применяются откосы. Ну а если нужно подготовить фундамент для большого строения, то без использования укреплённых стенок не обойтись.
СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87 (с Изменениями N 1, 2)
7.1 В проектах насыпей (рабочем и производства работ), включая: насыпи подъездных путей, автомобильных и железных дорог, дамб, планировочных насыпей, внутрихозяйственных сетей и т.п., а также обратных засыпок котлованов, траншей должны быть указаны:
- размеры в плане и по высоте насыпей и обратных засыпок в целом и отдельных их участков с различными размерами по высоте (через 2-4 м), нагрузками на поверхность уплотненного грунта, видами отсыпаемых грунтов;
- требуемая степень уплотнения грунтов для однородных по виду и составу грунтов - плотность в сухом состоянии , а разнородных - коэффициент уплотнения ;
- рекомендуемые технологические схемы, типы и виды оборудования для отсыпки и уплотнения отсыпаемых грунтов;
- толщина отсыпаемых слоев грунтов для каждого вида грунтоуплотняющего оборудования и заданной степени уплотнения грунтов;
- требования по подготовке поверхности (основания) насыпи и обратной засыпки;
- рекомендации по выполнению опытного уплотнения грунтов в лабораторных и полевых условиях (приложение Г);
- требования по проведению геотехнического мониторинга.
7.2 Для выполнения насыпей и обратных засыпок, как правило, следует использовать местные крупнообломочные, песчаные, глинистые грунты, а также экологически чистые отходы промышленных производств, аналогичные по виду и составу грунтам природного происхождения, отвечающие требованиям приложения М.
При возведении насыпи на водонасыщенных органоминеральных грунтах необходимо учитывать их осадку при определении объема насыпи.
По согласованию с заказчиком и представителями проектной организации принятые в проекте грунты для выполнения насыпей и обратных засыпок при необходимости могут быть заменены.
7.3 При использовании в одной насыпи грунтов разных типов необходимо выполнять следующие требования:
- не допускается отсыпать в одном слое грунты разных типов, если это не предусмотрено проектом;
- поверхность слоев из менее дренирующих грунтов, располагаемых под слоями из более дренирующих, должна иметь уклон в пределах 0,04-0,1 от оси насыпи к краям.
7.4 Для засыпки на расстоянии менее 10 м от существующих или проектируемых неизолированных металлических либо железобетонных конструкций применение грунтов с концентрацией растворимых солей в грунтовой воде более 10% не допускается.
7.5 При использовании для насыпей и засыпок грунтов, содержащих в допускаемых приложением М пределах твердые включения, последние должны быть равномерно распределены в отсыпаемом грунте и расположены не более 0,2 м от изолированных конструкций, а мерзлые комья, кроме того, не более 1,0 м от откоса насыпи.
7.6 При укладке грунта "насухо", за исключением дорожных насыпей, уплотнение следует производить, как правило, при влажности , которая должна быть в пределах , где - оптимальная влажность, определяемая в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ 22733. Коэффициенты и следует принимать по таблице 7.1 с последующим уточнением по результатам выполнения опытного уплотнения по приложению Г.
При применении крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем влажность на границе раскатывания и текучести определяют по мелкозернистому (менее 2 мм) заполнителю и пересчитывают на грунтовую смесь.
Читайте также: