Загальні відомості про грунти

При виробництві земляних робіт грунт може бути використаний в якості будівельного матеріалу (зведення насипів, грунтових гребель і дамб і т.п.). Грунт, крім того, може бути використаний як фізичне середовище, в якій зводяться конструкції будівель і споруд, працюють будівельні машини та механізми, робочі

Для застосування ефективної технології, комплексної механізації, виконання економічних розрахунків і обґрунтувань щодо застосування раціональних методів виробництва земляних робіт необхідно знати технологічні та основні фізико-механічні властивості грунтів, які використовують в будівництві.

Під грунтом в будівництві розуміються гірські породи, що утворюють поверхневі шари землі і складові так звану кору вивітрювання, які можуть служити підставою або матеріалом для споруд.

За походженням, станом і механічної міцності ґрунти поділяються на скельні і нескельних.

Скельні ґрунти характеризуються високою міцністю, залягають у вигляді суцільного або трещиноватого масиву. Розробляють їх тільки після попереднього розпушування. Міцність скельних грунтів знаходиться в межах від 120 МПа (дуже міцні) до 1 МПа (низької міцності). У зв'язку з цим розпушування скельних грунтів може здійснюватися за допомогою вибухів, або механічним способом, для цього багато компаній предосталяет в оренду екскаватори, спецтехніку.

До нескельних грунтів відносяться:

великоуламкові - валунні, галькові і гравійні;

піщані - гравелистий, великої, середньої крупності, невеликий, пилуватий, однорідний і неоднорідний пісок;

глинисті - супісок, суглинок, глина.

Основним об'єктом розробки в будівництві є піщані і глинисті, а також великоуламкові і напівскельні грунти. покривають більшу частину земної поверхні.

Землерийні машини розраховані на розробку головним чином цих грунтів. В даний час швидко розвивається ринок продажу екскаваторів та іншої землерийної техніки.

Мерзлими називають всі види грунтів, якщо вони мають негативну температуру і містять лід.

До Багаторічномерзлі відносяться грунти, що знаходяться в безперервно мерзлому стані протягом більше 3 років. За існуючою класифікацією мерзлі грунти діляться на твердомерзлих (володіють найбільшою механічною міцністю), пластично-мерзлі, які стискаються під навантаженням сипкомерзлих. Розробка розглянутих мерзлих грунтів вимагає певних витрат енергії. При цьому застосовуються три групи способів розробки; захист від замерзання, відтавання і механічне пошкодження.

У районах з жарким кліматом нерідко доводиться мати справу з засоленими грунтами. Крім того пересушування і перезволоження грунтів в цих районах чинить негативний вплив на виробництво робіт. При малої вологості зв'язкові (глинисті) ґрунти набувають велику міцність, незв'язні грунти знижують продуктивність машин через менший наповнення ковша, втрат при транспортуванні (бульдозером, скрепером). Перезволоження зв'язкових грунтів викликає їх набухання, осідання, збільшує в'язкість і внаслідок цього липкість.

Основні фізико-механічні властивості ґрунтів, що впливають на технологію виробництва земляних робіт, трудомісткість і вартість наступні:

в масиві (природному стані) - гранулометричний склад. щільність, вологість;

в розпушеному стані - гранулометричний склад, щільність, міцність, разрихляємость.

Гранулометричний склад є одним з основних показників фізичного стану грунтів. Грунтові частинки розміром менше 0,005 мм називають глинистими; 0,005-0,05 мм - пилуватими, 0,05-2 мм - піщаними; зерна м шматки ґрунту розміром 0,2-20 мм - гравієм, 20-200 мм - галькою або щебенем і більше 200 мм валунами або камінням.

Гранулометричний склад визначає метод і спосіб розробки грунту, а також застосування його при зведенні земляних споруд і об'єктів.

Щільністю ґрунту прийнято вважати масу 1 м грунту в Природно стані. Щільність піщаних і глинистих порід зазвичай становить 1,5-2, напівскельних - 2-2,5 і скельних - більше 2,5 т / м.

Щільність грунту впливає на вибір механізмів для розробки транспортування його. Так, розробка піщаних і глинистих ґрунтів може проводитися скреперами, бульдозерами, грейдерами напівскельних і скельних - екскаватором після попереднього розпушення.

Вологість грунту визначається відношенням маси води в ґрунті до маси твердих частинок грунту (у відсотках). При вологості до 5% грунти вважаються сухими, при вологості більше 30% - мокрими як правило, вологі грунти розробляються екскаваторами зі змінним обладнанням драглайном або зворотною лопатою.

Міцність ґрунтів характеризується їх здатністю чинити опір зовнішнім впливам при розробці.

Разрихляємость - це здатність грунту збільшуватися в об'ємі при розробці. Збільшення обсягу грунту характеризується коефіцієнтами первісного Кр і залишкового Кр.о розпушення.

Коефіцієнт початкового розпушення Кр являє собою відношення обсягу розпушеного грунту до його об'єму в природному стані і становить: для піщаних грунтів - 1,08-1,17, глинистих - 1,24-1,3.

Коефіцієнт залишкового розпушення Кр.о характеризує залишкове збільшення обсягу грунту після його ущільнення. під дією маси верхніх шарів, дощу, руху транспорту, механічного ущільнення.

Основними показниками мерзлих грунтів є підвищена механічна міцність, пластичні деформації, пучинистість і підвищений електроопір, величина яких залежить від температури, вологості і виду грунту. Зі зниженням температури глибина промерзання збільшується, що викликає зростання механічної міцності грунту, опору різання і копання, а значить зменшення продуктивності землерийних машин.

За складністю розробки грунти діляться на групи. При цьому розподіл на групи враховує розробку грунтів із застосуванням засобів механізації та вручну в немерзлих і мерзлому станах.

Розробка мерзлих грунтів в розпушеному вигляді одноковшевими екскаваторами передбачає поділ їх на три групи

При розробці ручним способом немерзлі грунти розділені на сім груп, мерзлі - на чотири.

Залежно від групи встановлені норми часу і розцінки на розробку грунту в измерителях, зазначених в ЕниР.

Ефективність роботи землерийних і землерийно-транспортних машин і механізмів при розробці грунтів з масиву визначається їх властивостями міцності, щільністю, вологістю і абразивністю. На розпушених грунтах робота машин і механізмів залежить в основному від розмірів шматків, коефіцієнта розпушення, маси, міцності, щільності абразивности грунтів.