Сила тяжіння зваженого у воді ґрунту

γ_важ =(1–п)(γ_– γ_в ), (2.4)

де п —пористість в долях одиниці;

γ_в — щільність води, рівна 1 т/м³ .

Вагова вологість ґрунту W — відношення маси води до маси висушеного ґрунту у відсотках.

Глинисті ґрунти мають дві характерні вологості:

вологість ґрунту на межі текучості W_T, при якій ґрунт з пластичного стану переходить в текучий стан;

вологість на межі розкочування W_Р, при якій ґрунт з твердого стану переходить в пластичний.

Число пластичності W_n характеризує вид глинистого ґрунту:

W_n = W_T – W_p (2.5)

Глина..................................................................................... W_n >17

Суглинок............................................................................... 7< W_n<17

Супісок................................................................................... 1≤ W_n≤7

Таким чином, глинисті ґрунти змінюють свій стан від твердого до текучого. Сухі глинисті ґрунти розробляти важче, ніж при нормальній природній вологості. Глинисті ґрунти з підвищеною вологістю прилипають до робочих органів землерийних машин. Найбільше прилипання ґрунтів буває при вологості від 18 до 30% і залежить від вмісту глинистої фракції в ґрунті та від вмісту інших фракцій.

Зчеплення в ґрунтах С – утворюється силами структурного зв’язку ґрунту і капілярним натягом, кг/см². Невелике в піщаних ґрунтах (0…0,08 кг/см²) і значне в глинистих ґрунтах (0,05…0,94 кг/см²). Зчеплення дуже впливає на процес розробки ґрунту.

Кут внутрішнього тертя φ₀ – характеризує тертя між частинками ґрунту і в більшій мірі залежить від величини вертикального тиску на ґрунт. Його значення для різних ґрунтів коливається від 15° до 43°. Кут внутрішнього тертя φ ₀ і зчеплення С разом складають опір τ ґрунтів зсуву. По цій величині назначається безпечна крутизна укосів виїмок та насипів. Опір ґрунту зовнішнім зсовуючим силам визначається за законом Кулона:

τ = Р∙ tg φ + С, (2.6)

де Р — нормальне стискаюче навантаження;

tg φ — коефіцієнт тертя.

Фізичні характеристики ґрунтів визначають трудність розробки ґрунтів. Для оцінки тяжкості розробки усі ґрунти поділяються на одинадцять груп.

Екскаваторами можна розробляти ґрунти з І по IV групи, скреперами — з І по II, бульдозерами з І по III, вручну з І по XI группу включно.

Крім того, для виконання робіт вибуховим способом і за допомогою гідромеханізації існує своя класифікація ґрунтів.

Один і той самий ґрунт може розроблятися різними машинами з неоднаковою трудністю. Тому один і той самий ґрунт для різних машин може знаходитись в різних групах по тяжкості розробки. Наприклад, сухий пісок при розробці одноківшевими екскаваторами відноситься в ДБН Д.2.2-1-99 (таблиця 1) до І групи, при розробці скреперами — до II, а бульдозерами — до III групи.

2.2. Земляні споруди та їх призначення

В практиці будівництва за тривалістю використання земляні споруди поділяються дві групи: постійні і тимчасові.

До постійних відносяться канали, греблі, дамби, шляхове дорожнє полотно, тунелі та інші. До тимчасових, чи допоміжних, — котловани, траншеї, земляні перемички, шурфи (зумпфи) тощо.

Земляні споруди можуть бути утворені за допомогою виїмок та насипів. Кожна земляна споруда має своє призначення та будується за певними правилами з дотриманням технічних вимог.

Канали — це відкриті штучно створені водопровідні споруди. Їх довжина може сягати декілька сотень кілометрів. Вони призначені для подачі води на зрошені і безводні території (зрошувальні та обводнювальні канали) чи для відведення надмірних вод з перезволожених територій (осушувальні канали).

Греблі — якісні насипи висотою від 3 до 8 м і більше та довжиною від кількох десятків метрів до кількох кілометрів.

Насип називають якісним, якщо він має хоча б одну з наступних властивостей: статично стійкий проти дії напору води, тривалий час зберігає проектну величину коефіцієнта фільтрації, в процесі експлуатації дає осідання в межах допустимої величини, укоси стійкі і захищені від дії хвиль, криги, вітрової ерозії, є хороший зв’язок з основою та водопропускними спорудами.

Будівельним матеріалом для відсипки гребель служать ґрунти кар’єрів.

Кар’єри — концентровані виїмки для видобування корисних копалин.

Дамби, вали — споруди, що захищають землі від затоплення паводковими водами. Це також якісні насипи довжиною до кількох десятків кілометрів. Ґрунт для їх відсипки беруть з резервів, що розташовані зазвичай вздовж дамб та валів.

Резерв — місце розробки ґрунту, якого не вистачає для насипу.

Траншеї — виїмки великої довжини, шириною менше 3 м. Влаштовуються для прокладання в них дренажу, трубопроводів, стрічкових фундаментів, кабелів.

Котловани — виїмки шириною більше 3 м, призначені для зведення в них підземних частин споруд.

Шурф (зумпф, колодязь) — виїмка за розмірами в плані меншими, ніж глибина.

Відвал — безформний насип із надлишкового ґрунту.

Кавальєр — насип правильної форми з надлишкового ґрунту.

Площа планування — територія, на якій в результаті зрізу чи підсипання ґрунту змінюються дійсні відмітки поверхні землі для цілей зрошення чи зручності будівництва.

Тунелі гідротехнічні — закриті, водопровідні споруди, що служать для тих самих цілей, що й канали. Влаштовуються у вигляді закритих виробіток, зазвичай круглого перерізу.

Водойми-копани, басейни, відстійники — земляні резервуари (місткості), що служать для збору води чи осідання з неї наносів.

Водосховище — місткість, що утворюється у заплавах річок в результаті перекриття їх греблями. Призначені для збору води, яка може бути використана для потреб зрошення, водопостачання тощо.

Канали, дамби, греблі, дорожнє полотно, резерви та кавальєри, як правило, мають велику протяжність і називаються лінійними спорудами.

2.3. Види земляних робіт та способи їх виконання

При будівництві земляних споруд зустрічаються наступні види робіт: розробка, транспорт, розпушення, ущільнення ґрунтів та планування площ. Ці роботи часто супроводять інші так звані підготовчі і допоміжні роботи: зрізання і видалення деревної рослинності, збір каменів, відкачування води, дозволоження ґрунтів, відтаювання ґрунтів, очищення їх від снігу, криги та ін.

Земляні роботи виконуються різними машинами і механізмами, які можна класифікувати за видом робіт (рис. 2.3).

За способом руху машини бувають самохідні, причіпні, підвісні, пливучі; а за ходовим обладнанням — колісні, гусеничні, крокуючі; за силовим обладнанням — безмоторні, одномоторні і багатомоторні з двигунами внутрішнього згорання, з електродвигунами, з паровими або пневматичними двигунами.

Область застосування землерийно-транспортних машин дуже різноманітна.

Одноківшеві екскаватори використовуються для розробки ґрунту в кар’єрах, резервах, при будівництві каналів, котлованів під різноманітні споруди, для регулювання водоприймачів, на вантажно-розвантажувальних роботах тощо.

Багатоківшеві екскаватори використовуються для розробки і переміщення ґрунту при будівництві траншей під дренаж і різні трубопроводи, при будівництві каналів.

Скрепери використовуються для розробки ґрунтів в кар’єрах, резервах з переміщенням в дамби, греблі, на будівництві каналів, при плануванні площ зрошення тощо.

Бульдозери служать для розробки та переміщення ґрунту на відстань до 150 м на будівництві каналів, дамб, гребель, укосів виїмок і насипів, на вскришних роботах, для розрівнювання ґрунтів, що відсипані іншими машинами тощо.

Грейдери призначені для профілювання шляхів, планування укосів виїмок та насипів, для розрівнювання ґрунту, що був раніше відсипаний іншими машинами, для нарізки невеликих за перерізом і неглибоких каналів, кюветів, для планування площ зрошення тощо.

Грейдер-елеватори використовуються для розробки ґрунту з переміщенням його безпосередньо в насипи або з навантаженням його на транспорт при будівництві каналів, дамб, гребель, земляного полотна шляху.

Виконання земляних робіт пов’язане з виконанням таких будівельних процесів: розробки, розпушення, транспортування, укладання та ущільнення ґрунту.

Кожен з цих процесів може мати свій склад будівельних операцій залежно від умов робіт, типу споруди і способу виконання робіт.

На будівництві земляних споруд використовують такі способи виконання земляних робіт: механічний, гідравлічний, буро­вибуховий та ручний.

В різних поєднаннях вони можуть утворювати комбіновані способи виконання земляних робіт.

Механічний спосіб виконання робіт — це такий, при якому розробка, транспорт і укладання ґрунту виконується за допомогою землерийних і землерийно-транспортних машин (екскаватори, скрепери, бульдозери, автосамоскиди та ін.). Механічний спосіб найбільш розповсюджений у водогосподарському та гідротехнічному будівництвах на нескальних ґрунтах. Перевага цього способу полягає в тому, що усі будівельні процеси в ньому керовані і повинні відповідати технічним вимогам проекту. Для виконання робіт цим способом можуть бути підібрані різні комплекти землерийних і транспортних машин, які пристосовані до найрізноманітніших умов виконання земляних робіт.

Рис. 2.3. Класифікація машин, що використовуються для
виконання земляних робіт

Однак, таким способом не можна розробляти скельні і напівскельні породи без їх попереднього розпушення за допомогою вибухів. На продуктивність землерийних машин дуже впливають місцеві умови виконання робіт (клімат, ґрунтові води та ін.)

Гідравлічний спосіб полягає в тому, що ґрунт розробляється, транспортується та вкладається за допомогою енергії потоку води, що керується спеціальними машинами: гідромоніторами, землесосами. Цей спосіб застосовується там, де є достатня кількість води та електроенергії. Він має широке застосування при розробці ґрунту з-під води і добре поєднується з механічним способом. Гідравлічний спосіб використовується при видобуванні піску, гравію, а також при намиванні дамб та гребель. Усі будівельні процеси керовані, але обмежені потужністю потоку води, транспортуючою можливістю потоку із суміші ґрунту з водою (пульпа) і умовами укладки ґрунту в споруду. Застосовується цей спосіб в загальному на незв’язних ґрунтах.

Буро-вибуховий спосіб виконання робіт полягає у використанні для розробки, транспорту та укладки ґрунту енергії вибуху, сьогодні цей спосіб перспективний та відрізняється швидкістю виконання робіт. Варто мати на увазі, що укладка ґрунту при цьому способі є малокерованим процесом. Після підривання ґрунту профільну форму земляним спорудам надають за допомогою землерийних машин. На сьогодні це єдиний спосіб виконання земляних робіт, за допомогою якого можна ефективно подрібнювати скельні та напівскельні ґрунти, добувати камінь в кар’єрах і виконувати масові накиди гірських порід при будівництві кам’яно-накидних гребель, перемичок тощо.

Вибір способу виконання земляних робіт залежить від багатьох факторів: топографії місцевості, клімату, рівня ґрунтових вод, наявності води та електроенергії, наявності машин та робочої сили, календарного графіку будівництва.

Якщо умови будівництва дозволяють використовувати усі три основні і комбіновані способи, то тоді необхідний варіант вибирається за техніко-економічними показниками, головний з яких — вартість одиниці об’єму робіт.

2.4. Вибір будівельної ділянки та умов будівництва

До початку складання проекту необхідно ретельно вивчити об’єкт та умови будівництва з метою з’ясування можливостей використання тих чи інших методів і засобів виконання робіт. Вибір методів проведення земляних робіт залежить від кліматичних, топографічних та геологічних умов району будівництва, а також архітектурно-планувального і конструктивного рішення об’єкта, обсягів та терміну виконання робіт.

До основних кліматичних факторів відносяться: температура та вологість зовнішнього повітря, кількість атмосферних опадів; до топографічних — рельєф місцевості; до геологічних — фізико-механічні властивості ґрунтів рівень, до гідрогеологічних — ґрунтові води.

Кліматичні, топографічні та геологічні умови впливають на вибір засобів механізації, на склад і обсяг допоміжних і підготовчих робіт (водовідвід, пониження рівня ґрунтових вод, кріплення укосів виїмок, влаштування постійної одежі виїмок, насипу тощо).

Залежно від температури зовнішнього повітря ґрунт може бути в талому або мерзлому стані.

На відміну від талого мерзлий ґрунт потребує допоміжних затрат на його відтаювання або застосування спеціальних машин на його розпушення чи різання. У зв’язку з цим збільшується працеємність та ціна робіт при використанні спеціалізованих засобів механізації.

У районах з великою кількістю атмосферних опадів або в період дощів виникає необхідність влаштування нагірних канав або обвалування ділянки будівництва для відводу поверхневих вод.

Крім того, як правило, часті дощі підвищують рівень ґрунтових вод, що в свою чергу потребує зниження рівня ґрунтових вод і влаштування дренажу. Перезволожений ґрунт утруднює, а інколи не дає можливості використовувати деякі землерийні або землерийно-транспортні машини, виникає необхідність влаштування землевозних шляхів з покращеними умовами; рельєф місцевості впливає на виконання обсягу земляних робіт при плануванні ділянки, що в свою чергу потребує вибору типу і кількості машин, які необхідно використовувати.

До основних фізико-механічних властивостей ґрунтів, які впливають на вибір методів і засобів механізації земляних робіт, відносяться: гранулометричний склад, щільність, коефіцієнт фільтрації, кут внутрішнього тертя і зчеплення, вологість, характеристика тріщиностійкості. Від гранулометричного складу та пористості залежить обсяг робіт. Відомо, чим більші мінеральні частки, з яких складається ґрунт, тим менша його початкова пористість, а відповідно більша початкова щільність. Такий ґрунт потребує більших зусиль для досягнення проектної щільності, ніж ґрунт, який складається з дрібних мінеральних часток. Чим більша вологість ґрунту, тим менша його щільність при різних рівних умовах.

Залежно від коефіцієнта фільтрації ґрунтів змінюється приплив ґрунтових вод за одиницю часу, що є одним із найважливіших параметрів при виборі типу водопониження.

Від величини кута внутрішнього тертя і зчеплення залежить стійкість укосу, що впливає на обсяг земляних робіт чи робіт по влаштуванню кріплень укосів виїмок. Тому перед тим, як приступити до вибору методів і засобів виконання земляних робіт, необхідно ретельно вивчити результати геологічних та гідрогеологічних вишукувань, а також метеорологічні умови району будівництва і робочі креслення об’єкта, який необхідно будувати.

Після аналізу кліматичних, геологічних, гідрогеологічних умов, а також вивчення проектної документації по об’єкту і нормативних термінів будівництва, приступають до вибору методів та засобів виконання земляних робіт. При цьому визначають склад і обсяг основних, підготовчих та допоміжних робіт, встановлюють технологічну послідовність і методи виконання складових процесів, типи застосування машин.

Земляні роботи мусять бути комплексно-механізованими. Це означає, що всі основні і допоміжні процеси мають виконуватись комплектом машин, які пов’язані між собою за основними параметрами і в першу чергу за продуктивністю.

Враховуючи, що одна робота може бути виконана різними комплектами машин, а комплект машин може працювати за різними технологічними схемами, при попередньому виборі комплектів машин і механізмів бажано керуватися встановленими практикою положеннями.

Екскаватори обладнані прямою лопатою застосовують за наступних умов: а) стоянка екскаватора влаштовується на сухому місці; б) висота забою забезпечує наповнення ковша екскаватора ґрунтом з «шапкою» при одному черпанні; в) маємо достатній обсяг робіт V при мінімальній дальності перевезення ґрунту до 0,5 км.

Екскаватори обладнані оберненою лопатою застосовують для розробки котлованів глибиною до 4 м і траншей до 5,5 м. При роботі екскаватора рівень ґрунтових вод не є перешкодою для розробки ґрунту.

Екскаватори драглайни застосовуються при розробці великих та глибоких котлованів, траншей. Їх позитивна робота полягає в тому, що вони мають великий радіус дії і глибини копання.

Екскаватори з грейферним ковшем використовуються при розробці дуже глибоких котлованів з вертикальними стінками, а також при навантаженні та розвантаженні сипучих матеріалів. Для кращого наповнення грейфера маса ковша вибирається відповідно до групи ґрунту, що буде розроблятися.

Скрепер є універсальною машиною для земляних робіт, який виконує операції по розробці, навантаженню, переміщенню та розвантаженню ґрунту рівними шарами необхідної товщини. Застосовують скрепери при плануванні будівельних ділянок, відсипанні насипу, при спорудженні шляхів, гребель, дамб, а також при розробці ґрунту І та ІІ групи у виїмках (котловани, канали). Ефективність використання скреперів залежить від їх конструктивних можливостей, групи ґрунту, виду його та стану, а також відстані транспортування.

Погано працюють скрепери, якщо ґрунт сильно насичений вологою або забруднений великим камінням та кореневищами дерев. Ефективна відстань перевезення ґрунту залежить від місткості ковша і швидкості руху скрепера. Вважається, що причіпні скрепери ефективно застосовувати на відстань від 100 до 300 м, якщо місткість ковша не перевищує 5 м³, а при місткість ковша 6 м³ відстань перевезення збільшується до 500 м, для ковша об’ємом 10...15 м³ відстань перевезення збільшується до 750...1000 м. Самохідні скрепери зі швидкістю руху до 50 км/год можуть використовуватися для переміщення ґрунту до 5 км. При роботі причіпних скреперів на пісках, щільних і тяжких ґрунтах, а самохідних скреперів у всіх випадках скреперні колони необхідно забезпечувати тракторами-штовхачами.

Бульдозери — це універсальні і високопродуктивні машини, які мають високу маневреність. На земляних роботах їх використовують як самостійні машини і в комплексі з іншими типами машин. У першому випадку їх використовують при зведенні невисоких насипів (1...1,5 м), риття котлованів, розкривних роботах, зрізанні рослинного шару ґрунту, засипці траншей, котлованів, ям та ярів, плануванні ділянок і земляного полотна, зачистці недобору ґрунту в котлованах тощо.

Робота бульдозерів економічно вигідна при переміщенні ґрунту до 100 м, однак найкращий економічний ефект отримуємо при переміщення ґрунту до 25…30 м. Бульдозерами можна розробляти ґрунт І, ІІ та ІІІ груп (легкий, середній, тяжкий), причому третю групу ґрунту розробляють з попереднім розпушуванням.

Автогрейдери застосовуються для зведення дорожніх насипів висотою до 0,75 м, для відривання корит і розрівнювання піску та щебеню, шляхових роботах, при плануванні укосів земляних споруд, зачистці дна котлованів, плануванні території та інших роботах. Найбільш ефективне використання автогрейдерів при довжині захвату 400...500 м.

Таким чином, попередній вибір комплектів машин базується на виборі типу основних і допоміжних машин залежно від кліматичних, геологічних і гідрогеологічних умов, об’ємно-планувальних характеристиках об’єкта, обсягів робіт, термінів виконання робіт. Після порівняння декількох варіантів комплектів машин вибирається найбільш ефективний на основі техніко-економічного аналізу.

2.5. Підготовчі і допоміжні роботи

До початку основних робіт по відриванню котлованів і траншей, влаштуванню насипу або плануванню ділянки необхідно провести підготовчі роботи, до яких відносяться: влаштування території; геодезичні роботи; зведення тимчасових комунікацій.

До влаштування території відносяться: очищення будівельного майданчика від дерев, кущів, корчів, великого каміння, знесення непотрібних будівель, влаштування постійних або тимчасових огороджень для стікання поверхневих вод, влаштування нагірних водовідвідних канав, зняття рослинного шару ґрунту в основі насипу і на поверхні виїмок з наступною рекультивацією порушених чи малопродуктивних сільськогосподарських земель. Зелені насадження, що розташовуються поблизу будівельного майданчика, які не заважають виконанню будівництва, необхідно зберегти.

Дерева необхідно видаляти разом з корінням або спилювати. У першому випадку застосовують трактори-деревовали. У другому випадку (при мерзлому ґрунті) використовують моторні, електричні і ручні пили. Кущі зрізують тракторними кущорізами. Слідом за валкою дерев і зрізанням кущів приступають до корчування корчів за допомогою спеціальних тракторних корчувачів, бульдозерів, тяжких розпушувачів або вибуховим методом.

Валуни (каміння), які знаходяться на поверхні землі в місцях влаштування виїмок, видаляються тільки в тому випадку, якщо вони великі (негабаритні) для землерийної машини. Тобто ширина їх більша 1/2 захвата ковша драглайна або 2/3 ковша екскаватора прямої чи зворотної лопати; 2/3 найбільшої глибини копання скрепера; більше 1/2 висоти відвалу бульдозера або грейдера, або більша 1/2 ширини кузова автосамоскида.

На території будівельної ділянки можуть міститися постійні або тимчасові будівлі чи споруди. Тимчасові будівлі розбирають, продають матеріали або переміщують на нові місця, а капітальні будівлі планують використати при будівництві об’єкта.

Рослинний шар ґрунту до початку основних земляних робіт необхідно зняти в межах установлених проектом і його необхідно вкласти у відвали. Пізніше цей ґрунт будуть використовувати для благоустрою чи укріплення укосів або рекультивації малопродуктивних сільськогосподарських земель. Знімають рослинний шар до того, як наступлять морози з дотриманням основних положень по рекультивації земель.

Виїмки всіх видів, а також ґрунтові кар’єри необхідно огороджувати з метою відводу стоку поверхневих вод до початку виконання основних земляних робіт за допомогою постійних чи тимчасових огороджуючих обвалувань або нагірних водовідвідних канав. Водовідвідні канави влаштовуються з нагірного боку на відстані не ближче 5 м від постійних або 3 м від тимчасових виїмок.

Поздовжній ухил водовідвідних канав необхідно влаштовувати не менше 0,003, їх поперечний переріз (трапеція чи трикутник) має забезпечувати пропуск зливного потоку або талої води. Найменша довжина нагірної канави або обваловування приймається такою, щоб кінці її виходили за межі басейну стоку води. Ширина берми (насипу) між підошвою укосу насипу і ближчою бровкою водостічної канави приймається не менше 3 м. По довжині насипу землевозних шляхів висотою до 2 м водовідвідні канави влаштовуються з двох боків. При висоті насипу більше 2 м та поперечному ухилі місцевості менше 0,02 водовідвідні канави не влаштовують. Випускати воду необхідно з усіх водовідвідних споруд в понижені місця, які розташовані на певній відстані від основних об’єктів, що будуються, або постійних споруд.

Для відводу води біля будівельного майданчика влаштовуються відкриті або закриті дренажі. Відкритий дренаж — це траншея з укосами, дно якої знаходиться на нижчій відмітці, ніж дно виїмки, що будується. В закритих дренажах переріз траншеї заповнюють дренуючим матеріалом (щебінь, гравій, пісок крупнозернистий). Інколи на дно такої траншеї на дренуючій подушці вкладають керамічні, азбестоцементні труби з отворами в бокових поверхнях для пропуску ґрунтової води. Такі дренажі працюють краще, бо швидкість руху води в трубках швидша, ніж у дренуючих матеріалах.

Геодезичні роботи в будівництві є однією з основних частин технологічного процесу будівельно-монтажних робіт і призвані забезпечувати підвищення якості будівництва, зменшувати вартість і термін будівництва. Основні завдання будівельної геодезії: створення розбивних осей для виносу проекту в натуру; перевірка всіх геометричних розмірів, координат, відміток в робочих кресленнях і винос їх в натуру; виконання контрольних геодезичних вимірів у процесі зведення будівлі; підрахунок обсягів виконаних робіт; нагляд за осіданням і деформаціями споруд у процесі будівництва. Проект вертикального планування ділянки складається на топографічній карті. Винос проекту в натуру означає розбивку на місцевості проектних ліній і площин і позначення їх системою кілків. Розбивка площини планування, яка проходить на місці майбутнього насипу, зводиться до розбивки кілків, як правило, в кутах квадратів або трикутників до заданої проектної відмітки верхнього зрізу кожного кілка. Геодезичні роботи по розбивці дна котлованів виконуються з головної вісі споруди. Головні і контурні вісі котлована закріплюються на місцевості за допомогою постійних знаків, які розміщуються на залізобетонних монолітних, металевих трубах, обрізках рейок і т.п., які лежать на продовженні осі.

Розбивку для траншей виконують наступним чином: якщо ширина траншеї дорівнює ширині ковша землерийної машини, то на вісі траншеї по лінії пікетажу встановлюють маяки на відстані, але не більше як через 10 м для обмеження створу, по якому необхідно рухатися машині. В місцях влаштування оглядових колодязів помічають кілками контур котлована. Для риття широких траншей або траншей з укосами розбивають лінії паралельно осі, які обмежують ширину траншеї як по верху, так і в основі. Нагляд за виїмкою ґрунту ведуть постійно. Закінчують роботу механізму в тому випадку, якщо до проектної відмітки дна траншеї залишається шар землі 10…15 см, який потім вибирають ручним методом або спеціальними машинами.

Для транспортування ґрунту перш за все необхідно використати діючі шляхи і ті, що проектуються. Якщо шляхи не можуть забезпечити нормальну роботу механізмів, то необхідно влаштовувати тимчасові землевозні шляхи. Всі шляхи (постійні і тимчасові) необхідно підготувати до початку основних земляних робіт.

Тимчасові землевозні шляхи необхідно влаштовувати з двостороннім рухом. Односторонні шляхи допускаються тільки при русі транспорту по колу. Ширина проїжджої частини шляху складає 7 м при двохсторонньому русі і 3,5 м — при односторонньому, де рухаються самоскиди вантажопідйомністю до 12 т. По довжині шляху влаштовують узбіччя шириною 0,5…1,5 м. На поворотах проїжджу частину необхідно збільшувати з внутрішнього боку до 2,5 м.

На сухих піщаних ґрунтах необхідно виконати підсипку із суглинку товщиною 0,3…0,5 м, а при глинистих ґрунтах підсипку виконують із дрібних гірських порід, відсіву чи шлаку товщиною 0,4 м. З’їзди в котлован і виїзди можуть бути покриті збірними залізобетонними плитами суцільним шаром або у вигляді колії. При великих об’ємах ґрунту, що перевозиться, та довгих строках експлуатації на тимчасових шляхах застосовуються якісні покриття. Ширина проїжджої частини в’їздів і з’їздів при односторонньому русі скреперів дорівнює 4 м (для скреперів з місткістю ковша до 6 м³); при місткості ковша 6–10 м³ — 4,5 м; при місткості ковша більше 10 м³ — 5,5 м. Найменша ширина ділянки для поворотів скрепера при зворотньому ході дорівнює 7 м при місткості ковша 3 м³; при 6 м³ — 12,5 м; при 8 м³ — 14 м; при 10 м³ — 15 м; більше 10 м³ — 21 м. Для тимчасового водопроводу використовують сталеві (газові) труби, рідше чавунні азбестоцементні або пластмасові. Якщо водопровід експлуатується зимою, то труби необхідно вкладати в траншеї, глибина яких більша глибини промерзання ґрунту або необхідно утеплити теплоізоляційними матеріалами при укладанні на меншу глибину. Для використання водопроводу влітку труби достатньо заглибити в землю на 30 см.

Електрострум, як правило, проводять від постійної сітки ліній електромереж, а при відсутності постійних сіток, влаштовують — тимчасові, це пересувні електростанції або енергопоїзди. Тимчасові сітки високої чи низької напруги зазвичай влаштовують з повітряним підвішуванням проводів. Кабельна проводка використовується тоді, коли повітряна за вимогами виробництва не допускається.

Тепло та пар при неможливості використання постійних котелень на будівельних майданчиках отримують від пересувних установок. Трубопроводи залежно від умов виробництва можуть розташовуватися під землею або на поверхні з відповідною теплоізоляцією. Газ постачають зазвичай в стислому або рідкому стані в балонах з газороздаточних станцій. До нагрівальних або сушильних агрегатів газ подають по гумових шлангах. Балони з газом зберігають в дерев’яних коробах.

Водовідлив і штучне пониження рівня ґрунтових вод проводять в затопленому водою котловані. Інколи з технічних або економічних причин захист котлована не проводиться, а ґрунтові води в міру їх прибуття видаляють, використовуючи метод так званого відкритого водовідливу, коли ґрунтові води просочуються крізь укоси та дно котлована. Як правило, відкритий водовідлив застосовується при розробці котлована в скельних, уламкових, валунних, галькових і гравійних ґрунтах. Значно складніше його влаштувати в пісках і супісках, бо під дією фільтруючої води руйнуються укоси і розпушується ґрунт в основі котлована. Основна сфера застосування відкритого водовідливу — це влаштування вузьких, малої глибини траншей. Інколи такий водовідлив застосовується в поєднанні з ін’єкційними методами влаштування водонепроникних завіс, наприклад бітумізацією, заморожуванням ґрунту, опускними колодязями. Якщо за умовами робіт просочування води крізь стінки і дно котловану не допускається, а воду, яка знаходиться в порах ґрунту, в межах майбутньої виїмки необхідно видалити, то застосовують водовідлив за допомогою водознижувальних установок: легких голкофільтрових водопонижуючих свердловин з глибинними насосами; електроосушування. В табл. 2.1 наводяться рекомендації щодо вибору системи водовідливу і водопониження, а в табл. 2.2 — рекомендації щодо вибору протифільтраційних завіс.

Кріплення бокових стінок котлованів і траншей виконують у ґрунтах з похилими і прямовисними стінками залежно від розмірів і форми споруди, умов виконання робіт, виду і стану ґрунтів. У ґрунтах природної вологості, при відсутності ґрунтових вод прямовисне розміщення стінок (без кріплень) допускається при глибині: в насипних піщаних і гравійних ґрунтах — 1 м; в супіщаних і суглинистих ґрунтах — 1,25 м; в глинистих — 1,5 м; в щільних ґрунтах — 2 м. При ритті глибоких виїмок без кріплень необхідно обов’язково влаштувати укоси, крутизна яких регламентується ДБН. Крім цих обмежень, щоб не допустити обрушення ґрунтових мас через втрати зв’язності між частками ґрунту під дією власної ваги машин необхідно витримувати допустимі відстані від краю основи укосу по горизонталі до екскаватора (табл. 2.3).

 

Таблиця 2.1

Рекомендації щодо вибору систем водовідливу та водопониження

Характеристика ґрунту	Величина коефіцієнта фільтрації, м/добу	Глибина пониження рівня ґрунтових вод, м
до 5	5…20	більше 20
Глина	—	Електроосушування
Суглинки	0,005–0,4	Одноярусні легкі голково-фільтрові установки, ежекторні голкофільтри	Багатоярусні легкі голкофільтрові установки, ежекторні голкофільтри
Пісок дрібнозернистий	1,2–2,0	Одноярусні легкі голково-фільтрові установки	Багатоярусні легкі голкофільтрові установки, ежекторні голкофільтри	Бурові колодязі з артезіанськими зануреними насосами
Пісок дрібний	2–10
Пісок середній	10,5–25
Пісок крупний	25–75	Бурові свердловини з відцентровим насосом	Бурові колодязі з артезіанськими зануреними насосами
Пісок гравійний	50–100
Гравій з піском	75–150
Гравій чистий	100–200	Поверхневий водовідлив	Бурові колодязі з артезіанськими зануреними насосами
Галька чиста
Багатошарова водонасичена товща	>100	Поверхневий водовідлив в сукупності з
Чергування порід різної водопроникності	>100	одноярусним ЛГУ	багатоярусним ЛГУ	Буровими колодязями з зануреними насосами

 

 

	*4 Кизима В. Технологія виконання та проектування земляних робіт в будівництві

Таблиця2.2

Рекомендації щодо вибору протифільтраційних завіс

Вид і стан ґрунту	Коефіцієнт фільтрації, м/добу	Рекомендована до установки фільтраційна завіса
Піщані водонасичені	2…80	Двохрозчинна силікатизація із рідкого скла і хлористого кальцію
Піски сухі
Дрібні пилуваті сухі водонасичені піски	0,5…50	Однорозчинна силікатизація із рідкого скла і фосфорної кислоти, смолізація
Лесові ґрунти (вище рівня ґрунтових вод)	0,1…2,0	Однорозчинна силікатизація із рідкого скла
Лесові ґрунти з газопроникністю 10–12 см/хв, залягаючи вище ґрунтових вод	—	Термічний спосіб (розпечені гази для спікання ґрунту)
Тріщинуваті і кавернозні скельні і піщано-гравійні ґрунти	—	Цементація, бітумізація
Водонасичені ґрунти	—	Штучне замороження

Таблиця 2.3