Откос котлована глинистые грунты

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Методические рекомендации по способам проектирования и сооружения земляного полотна автомобильных дорог из местных глинистых грунтов на болотах» разработаны для условий Западной Сибири применительно ко II дорожно-климатической зоне. Они могут быть использованы при проектировании и строительстве автомобильных дорог III- V категорий в сильнозаболоченных районах при отсутствии местных дренирующих грунтов или значительной дальности их возки.

«Методические рекомендации» составлены на основе изучения физико-механических свойств минеральных грунтов и торфов, обследования существующих насыпей на болотах, наблюдений за специально построенными опытными участками дорог, опыта строительства автомобильных дорог на болотах Западной Сибири.

Настоящие «Методические рекомендации» дополняют действующие «Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах» (М., 1968 ) и «Предложения по конструированию и технологии сооружения земляного полотна на болотах с использованием торфяной залежи в основании и местных глинистых грунтов в насыпи» (Балашиха, 1970).

В «Рекомендациях» указана область применения и виды глинистых грунтов, которые можно использовать при строительстве дорог в заболоченных районах; приведены физико-механические свойства глинистых грунтов; даны конструкции земляного полотна на болотах (как с выторфовыванием, так и с отсыпкой насыпей непосредственно на торф); предложены мероприятия по регулированию водно-теплового режима насыпей на болотах и разработана технология земляных работ.

«Методические рекомендации» составили канд. техн. наук Г.Г. Тришин, канд. с.-х. наук Н.М. Голяков, инж. М.И. Шалыгин. Опытное строительство выполнено СУ-905 треста «Тюмендорстрой».

Замечания по настоящим « Методическим рекомендациям» просьба направлять по адресу: 143900 Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии или Омск-80, проспект Мира, 3, Омский филиал Союздорнии.

ВИДЫ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА БОЛОТАХ

1 . При сооружении земляного полотна на болотах, в случае отсутствия или значительной дальности возки дренирующих грунтов, для устройства насыпи можно применять глинистые грунты. При этом возможны два варианта:

а) глинистый грунт используется только в верхней надводной части насыпи, тогда как нижняя (подводная) часть насыпи отсыпается из песчаных грунтов;

б) глинистый грунт применяется как для надводной, так и для подводной части насыпи.

При варианте «а» глинистые грунты можно использовать как и в обычных условиях, т.е. с обычными ограничениями. При варианте «б» применяемая конструкция и технология сооружения должны обеспечить возможность уплотнения глинистого грунта в нижней части насыпи до требуемых норм в процессе ее сооружения. В противном случае усовершенствованные покрытия можно устраивать только после завершения консолидации как основания насыпи, так и ее нижней части.

2 . Во всех случаях на дорогах с усовершенствованными капитальными типами покрытий верхняя часть земляного полотна должна отсыпаться из непылеватых песчаных или легких супесчаных грунтов толщиной не менее 1,2 м (считая от поверхности покрытия) при цементобетонных, 1 м при асфальтобетонных и 0,8 м при покрытиях усовершенствованного облегченного типа.

3 . Влажность глинистых грунтов при строительстве земляного полотна в зимний период не должна превышать оптимальную, а в летний — величин, приведенных в табл. 1 .

Допустимая влажность (в долях от оптимальной) при коэффициенте уплотнения

Глава 2. Общие понятия о свойствах грунтов

Строительные свойства грунтов определяются их физико-механическими свойствами. Свойства грунтов неразрывно связаны с их характеристиками, которые определяются действующими нормами и стандартами.

Существенное влияние на свойства нескальных грунтов оказывают плотность и влажность грунтов.

Свойства пылевато-глинистых грунтов находятся в большой зависимости от влажности. Если в талом грунте содержится только прочносвя-занная вода, то грунт находится в твердом состоянии. При наличии рыхлосвязанной воды грунт становится пластичным. При свободной воде в порах грунт переходит в текучее состояние.

Таким образом, при насыщении водой пылевато-глинистый грунт вначале размягчается, потом переходит в пластичное и, наконец, текучее состояние.

Пластичность — это способность грунта деформироваться под действием внешних усилий без разрыва сплошности и сохранять форму после прекращения действия этих усилий. Пылевато-глинистые грунты находятся в пластичном состоянии в определенном диапазоне влажности, границы которого называются пределами пластичности: w P—нийний предел пластичности (предел раскатывания) соответствует влажности, ниже которой грунт переходит в твердое состояние; wL— верхний предел пластичности (предел текучести) отвечает влажности, выше которой грунт переходит в текучее состояние.

Особенностью грунтов как пористых тел является их способность фильтровать воду. Фильтрация зависит от степени уплотнения грунтов. Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации К.

Основными пааметрами механических свойств грунтов являются прочность и деформационные характеристики грунтов: угол внутреннего трения ф, удельное сцепление с, модуль деформации Е и предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc.

Угол внутреннего трения — это угол, тангенс которого равен коэффициенту внутреннего трения грунта.

Угол внутреннего трения ф для различных видов нескальных грунтов колеблется в следующих пределах: песчаных 25—43; пылевато-глинистых 7—30°.

Коэффициент внутреннего трения — отношение приращения разрушающего касательного напряжения к соответствующему приращению нормального напряжения на поверхности сдвига.

Под сцеплением понимается сопротивление структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц грунта. Сцепление присуще пылевато-глинистым грунтам.

Сопротивление сдвиуу нескальных грунтов определяется силами трения и сцепления, величины которых зависят от вида грунта и его влажности.

Ориентировочные значения удельного сцепления грунтов составляют: песчаных 0—0,08, пылевато-глинистых грунтов 0,05—1 кПа.

Прочность грунтов характеризуется их способностью сопротивляться внешним силовым воздействиям.

Оценка прочности скальных грунтов производится по пределу прочности на одноосное сжатие Rc, а нескальных грунтов по их механическим прочностным характеристикам с и ср.

В строительстве в основном разрабатываются крупнообломочные песчаные и пылевато-глинистые грунты. На выбор технологии производства работ, трудоемкости и стоимости земляных, буровых и свайных работ оказывают значительное влияние плотность, влажность, прочность, разрыхляемость, кусковатость и другие свойства. Некоторые их этих свойств были рассмотрены выше.

Влажность грунта оказывает значительное влияние на способ разработки грунта и на способность грунтов к уплотнению. В практике принято грунты влажностью до 5% считать сухими (или маловлажными), свыше 30%— мокрыми, а от 5 до 30%— нормальной влажности. С повышением влажности до определенного предела плотность грунта увеличивается. При дальнейшем увеличении влажности плотность уменьшается.

Влажность, которая соответствует наибольшей (оптимальной) плотности грунта при наименьших затратах труда на уплотнение, называется оптимальной влажностью wonr-

Для повышения производительности машин, снижения трудоемкости работ, а также повышения их качества (уплотнение грунта, устройство насыпей и др.) грунты доводят до оптимальной влажности, которая определяется гранулометрическим составом грунта.

При значительной влажности пылевато-глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет выгрузку грунта из ковша или кузова машины, усложняет работу конвейера и ухудшает условия передвижения машин и транспорта.

Липкостью называют способность грунтов при определении влажности прилипать к поверхности различных материалов. Липкость является отрицательным свойством грунтов, а во всех необходимых случаях требуется, оценивать грунт с этой стороны. В количественной форме липкость выражают в кПа, измеряя усилие, необходимое для отрыва прилипшей пластинки к грунту.

Липкость грунтов обнаруживается обычно только в присутствии рыхло связанной воды. По мере увеличения влажности липкость быстро растет и достигает максимального значения, когда силы притяжения воды к грунтовым частицам и к предметам, соприкасающимся с ними, становятся одинаковыми. При дальнейшем увеличении влажности липкость резко уменьшается. Липкость связана с консистенцией грунта. Начало прилипания наблюдается при мягкоплас-тичной консистенции; при текуче-пластичной консистенции прилипание резко уменьшается.

Наибольшей прилипаемостью (0,04 0,1 МПа) отличается глинистая фракция. Поэтому с увеличением дисперсности грунтов липкость возрастает Увеличение давления рабочих органов землеройных машин на грунт вызывает повышение липкости.

Размокаемость представляет собой процесс полной или частичной утраты грунтом прочности под действием спокойной воды. Этот процесс характеризуется определенной продолжительностью, характером распада грунта и его конечной влажностью. Способность к размоканию понижается по мере перехода от мелких суглинков к глинам и от очень пористых к малопористым грунтам. Чем меньше исходная влажность, тем энергичнее происходит распад грунта. При естественном сложении грунт распадается медленнее, чем при нарушенном. О способности грунтов к размоканию необходимо знать при обеспечении устойчивости стенок и откосов котлованов и земляных сооружений, заполненных водой.

Размываемость — это разрушение грунтов под действием текучих вод. Размываемость зависит от состава грунта, его строения, характера структурных связей, а также степени минерализации и т. д. Размываемость характеризуется критической размывающей скоростью водного потока, при которой начинается отрыв отдельных частиц и их перемещение водой.

Глинистые грунты благодаря структурным связям менее подвержены размыву, чем мелкозернистые пески и пылеватые грунты. Критическая скорость размыва глинистых грунтов составляет 0,7—1,2 м/с.

Данные о размываемости грунтов необходимы для проектирования водоотводных канав и каналов, а также откосов земляных сооружений.

При устройстве оснований и фундаментов следует считаться со способностью некоторых грунтов к набуханию. Набухание — это способность грунтов увеличиваться в объеме в результате поглощения воды. Набухание характеризуется коэффициентом набухан,я, представляющим собой отношение объема грунта после набухания к первоначальному объему. Ориентировочные значения коэффициентов набухания грунтов следующие:

обычная пластичная суглинок:

лесс и лессовидный грунт супеси

Набухание грунтов также характеризуется давлением набухания, влажностью набухания и относительной усадкой при высыхании.

Знание тиксотропных свойств грунтов необходимо при погружении свай, буровых работах, приготовлении глинистых растворов, а также при устройстве фундаментов и подземных сооружений способом «стена в грунте».

Под тиксотропией понимают переход геля в золь и обратно после прекращения воздействия. Тиксотроп-ные явления характерны для глинистых грунтов с коагуляционными связями. Связь между частицами и механическая прочность уменьшаются по мере увеличения влажности грунта,

При нарушении структурных связей в результате механического воздействия (вибрация, динамические нагрузки, знакопеременные давления) тиксотропное разрушение может быть полным (разжижение) или частичным (размягчение).

Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами, при этом плотность грунта уменьшается. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления. Коэффициент первоначального разрыхления определяют по формуле

Разрыхленныу грунт, уложенный в земляное сооружение, уплотняется. Однако такой грунт не занимает первоначального объема, который он имел до разработки, и сохраняет некоторое разрыхление, характеризуемое коэффициентом остаточного разрыхления /С0.Р, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01 — 1,025; суглинистых 1,015—1,05 и глинистых 1,04—1,09.

Величина коэффициента Ко р обычно меньше КР на 15—20%.

При устройстве различного рода выемок и насыпей важно знать допустимую крутизну откосов. Крутизна откосов связана с понятием угла естественного откоса.

Угол естественного откоса — это наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанного грунта в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью.

Угол естественного откоса зависит главным образом от гранулометрического состава и формы частиц. С уменьшением размера зерен угол естественного откоса становится положе. Угол естественного откоса характеризуется физико-механическими свойствами грунта, при которых грунт находится в предельном равновесии. Для грунтов, не обладающих сцеплением (сыпучих) , угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.

Понятие об угле естественного откоса относится только к сухим сыпучим грунтам, а для связных пылевато-глинистых оно теряет всякий смысл, так как у последних он зависит от влажности, высоты откоса и величины пригрузки на откос и может изменяться от 0 до 90°.

Практически крутизна откосов земляных сооружений выражается отношением высоты к заложению (горизонтальной проекции откоса) h:a = = 1 :m, где m — коэффициент откоса.

Строительными нормами и правилами установлены значения крутизны откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты. Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок. При устройстве временных выемок допускаются более крутые откосы.

В связных грунтах крутизна откоса изменяется от максимальной величины в верхней части земляного сооружения до минимальной +- в нижней, приближаясь к углу внутреннего трения. В связи с этим откосы высоких насыпей и глубоких выемок устраивают с переменной крутизной, с более пологим очертанием внизу.

Грунты классифицируют по трудности разработки в зависимости от типа применяемой машины. Классификация грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена отдельно для немерзлых (I—VI) группы и мерзлых (1м—IVM) грунтов. Разрыхленные немерзлые грунты нормируют на одну группу ниже, чем эти же грунты в массиве, т. е. в неразрых-ленном состоянии. В ЕНиР (Сб. 2. Земляные работы. Вып. I, 1986 г. разд. 1. Техническая часть, табл. 1 и 2) дана классификация грунтов по трудности их разработки в зависимости от видов землеройных машин и свойств грунта.

Для оценки трудности разработки грунта используют показатель удельного сопротивления резанию (копанию) Кр которое представляет собой отношение касательной составляющей усилия, развиваемого на режущей. кромке ковша землеройной машины, к площади поперечного сечения срезаемой грунтовой стружки.

Значение KF зависит от свойств грунта и конструктивного исполнения рабочего органа землеройной машины.

Распространенной классификацией горных пород по крепости является их классификация по шкале М. М. Протодьяконова. Коэффициент крепости пород по шкале М. М. Протодьяконова составляет одну сотую долю от временного сопротивления одноосному сжатию. Коэффициент крепости / используют для оценки прочности горных пород.

Косвенными показателями прочности грунтов являются скорость их бурения, а также число ударов ударника ДорНИИ.

Буримость — сопротивляемость горной породы разрушению буровым инструментом, которая характеризуется чистой скоростью бурения.

Свойства грунтов оказывают существенное влияние на трудоемкость устройства забивных и набивных свай.

По трудности погружения свай молотами грунты разделяют на две группы:

I—почвы (растительный слой), торф, пластичные и текучие супеси, суглинки и глины от тугопластичных до текучих лессы от мягкопластичных до текучих без включения гравия и гальки (дресвы и щебня) или с содержанием их до 10%;

II— пески различной крупности от рыхлых до плотных, песок пылева-тый, насыщенный водой, гравий, супеси твердые, суглинки и глины, твердые и полутвердые, твердые лессы без крупных включений или с содержанием в них до 30% гравия и гальки (дресвы и щебня) крупностью фракции до 100 мм, также грунта I группы с включением гравия и гальки от 10 до 30%.

При использовании буронабивных свай грунты классифицируют в зависимости от устойчивости стенок скважин и трудности бурения грунтов различными способами.

По устойчивости скважин грунты делятся на две группы:

устойчивые — глинистые маловлажные грунты (твердые и полутвердые суглинки и глины, твердые супеси), а также скальные неразрушенные грунты;

неустойчивые — насыщенные водой, пылевато-глинистые грунты, плывуны, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески и разрушенные скальнце грунты.

Различные грунты имеют различную электропроводность, которая имеет практическое значение при выполнении технологических процессов, связанных с пропусканием через грунт электрического тока (осушение грунтов и погружение опускных колодцев с помощью электроосмоса, оттаивания грунтов, закрепление грунта с использованием электрического тока и др.). Так как минеральные частицы, входящие в состав грунта, обычно не являются проводниками, электропроводность зависит от степени насыщения его водой.

В процессе производства земляных работ приходится иметь дело с явлениями замерзания и оттаивания грудта, а также с закреплением грунтовтермическим способом. Поэтому при проектировании производства работ имеют значение термодинамические характеристики грунтов — их теплопроводность и теплоемкость. Эти характеристики в большей степени зависят от состава и влажности грунта;

Под теплопроводностью понимают способность грунта переносить тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность твердой, жидкой и газообразной фаз грунта различна. Наименьший коэффициент теплопроводности имеет воздух и наибольший -^ твердая фаза грунта. Теплопроводность грунтов зависит от пористости и влажности. Чем больше пор, не занятых водой, тем меньше теплопроводность. Максимальную теплопроводность имеет грунт при полном водонасыщении.

Теплоемкость — свойство грунтов поглощать тепло при нагревании, характеризуется удельной теплоемкостью с, которая представляет собой количество тепла, необходимого для нагревания 1 кг грунта на 1 К,Дж/ (кг-К). Под объемной теплоемкостью с0 понимают количество тепла, потребное для нагревания 1 м3 грунта на 1°С. Для различных грунтов удельная теплоемкость составляет 250—900 Дж/(кг-К). Чем суше грунт, тем меньше его теплоемкость.

Расстояние от откоса котлована до края фундамента по снип

Крутизна откосов котлованов, траншей и др. выемок по нормам

Крутизна откоса — это отношение глубины котлована (траншеи или др. выемки) к его заложению (проекции откоса на горизонтальную плоскость).

Крутизна откосов котлованов, траншей и др. выемок приведена в следующих группах нормативных документов:

1. СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. (действующий и обязательный к применению согласно постановлению Правительства РФ от 26 декабря 2014 г. N 1521)
2. СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство» (рекомендательный)

1. СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. (действующий и рекомендательный. Станет обязательным к применению, когда выйдет обновленная версия постановления Правительства РФ от 26 декабря 2014 г. N 1521)
2. Правила по охране труда в строительстве. Утверждены Министерством труда и социальной защиты Российской Федерации. Приказ от 1 июня 2015 года N 336н «Об утверждении Правил по охране труда в строительстве» (действует)

Выделим требований приведенных в данных документах, которые касаются непосредственно величины крутизны откосов.

I группа нормативных документов

Согласно СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87:

6.1.10 Наибольшую крутизну откосов траншей, котлованов и других временных выемок, устраиваемых без крепления в грунтах, находящихся выше уровня подземных вод (с учетом капиллярного поднятия воды по 6.1.11), в том числе в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 12-04.

При высоте откосов более 5 м в однородных грунтах их крутизну допускается принимать по графикам приложения В, но не круче указанных в СНиП 12-04 для глубины выемки 5 м и во всех грунтах (включая скальные) не более 80°. Крутизна откосов выемок, разрабатываемых в скальных грунтах с применением взрывных работ, должна быть установлена в проекте.

6.1.11 При наличии в период производства работ подземных вод в пределах выемок или вблизи их дна мокрыми следует считать не только грунты, расположенные ниже уровня грунтовых вод, но и грунты, расположенные выше этого уровня на величину капиллярного поднятия, которую следует принимать:

0,3 м — для крупных, средней крупности и мелких песков;

0,5 м — для пылеватых песков и супесей;

1,0 м — для суглинков и глин.

6.1.12 Крутизну откосов подводных и обводненных береговых траншей, а также траншей, разрабатываемых на болотах, следует принимать в соответствии с требованиями СП 86.13330.

6.1.13 В проекте должна быть установлена крутизна откосов грунтовых карьеров, резервов и постоянных отвалов после окончания земляных работ в зависимости от направлений рекультивации и способов закрепления поверхности откосов.

6.1.14 Максимальную глубину выемок с вертикальными незакрепленными стенками следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 12-04.

6.1.15 Наибольшую высоту вертикальных стенок выемок в мерзлых грунтах, кроме сыпучемерзлых, при среднесуточной температуре воздуха ниже минус 2 °С допускается увеличивать по сравнению с установленной СНиП 12-04 на величину глубины промерзания грунта, но не более чем до 2 м.

6.1.16 В проекте должна быть установлена необходимость временного крепления вертикальных стенок траншей и котлованов в зависимости от глубины выемки, вида и состояния грунта, гидрогеологических условий, величины и характера временных нагрузок на бровке и других местных условий.

6.1.17 Число и размеры уступов и местных углублений в пределах выемки должны быть минимальными и обеспечивать механизированную зачистку основания и технологичность возведения сооружения. Отношение высоты уступа к его основанию устанавливается проектом, но должно быть не менее 1:2 — в глинистых грунтах, 1:3 — в песчаных грунтах.

Согласно СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство»:

5.2.4. Производство работ, связанных с нахождением работников в выемках с вертикальными стенками без крепления в песчаных, пылевато-глинистых и талых грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений, допускается при их глубине не более, м:

• • • 1,0 — в неслежавшихся насыпных и природного сложения песчаных грунтах;
    • 1,25 — в супесях;
    • 1,5 — в суглинках и глинах.

5.2.5. При среднесуточной температуре воздуха ниже минус 2°C допускается увеличение наибольшей глубины вертикальных стенок выемок в мерзлых грунтах, кроме сыпучемерзлых, по сравнению с установленной в 5.2.4 на величину глубины промерзания грунта, но не более чем до 2 м.

5.2.6. Производство работ, связанных с нахождением работников в выемках с откосами без креплений в насыпных, песчаных и пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, допускается при глубине выемки и крутизне откосов, указанных в таблице 1.

Крутизна откоса (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более

1. При напластовании различных видов грунта крутизну откосов назначают по наименее устойчивому виду от обрушения откоса;

2. К неслежавшимся насыпным относятся грунты с давностью отсыпки до двух лет для песчаных; до пяти лет — для пылевато-глинистых грунтов.

5.2.7. Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м во всех случаях и глубиной менее 5 м при гидрологических условиях и видах грунтов, не предусмотренных п.5.2.12, а также откосов, подвергающихся увлажнению, должны устанавливаться проектом.

5.2.8. Конструкция крепления вертикальных стенок выемок глубиной до 3 м в грунтах естественной влажности должна быть, как правило, выполнена по типовым проектам. При большей глубине, а также сложных гидрогеологических условиях крепление должно быть выполнено по индивидуальному проекту.

5.2.9. При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.

5.2.10. Перед допуском работников в выемки глубиной более 1,3 м ответственным лицом должно быть проверено состояние откосов, а также надежность крепления стенок выемки.

Валуны и камни, а также отслоения грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.

5.2.11. Допуск работников в выемки с откосами, подвергшимися увлажнению, разрешается только после тщательного осмотра лицом, ответственным за обеспечение безопасности производства работ, состояние грунта откосов и обрушение неустойчивого грунта в местах, где обнаружены «козырьки» или трещины (отслоения).

5.2.12. Выемки, разработанные в зимнее время, при наступлении оттепели должны быть осмотрены, а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов и креплений.

5.2.13. Разработка роторными и траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках и глинах) выемок с вертикальными стенками без крепления допускается на глубину не более 3 м. В местах, где требуется пребывание работников, должны устраиваться крепления или разрабатываться откосы.

При извлечении грунта из выемок с помощью бадей необходимо устраивать защитные навесы-козырьки для защиты работающих в выемке.

Согласно СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87

6.1.10 Наибольшую крутизну откосов траншей, котлованов и других временных выемок, устраиваемых без крепления в грунтах, находящихся выше уровня подземных вод (с учетом капиллярного поднятия воды по 6.1.11), в том числе в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, следует принимать в соответствии с требованиями, обеспечивающими безопасность труда в строительстве.

При высоте откосов более 5 м в однородных грунтах их крутизну допускается принимать по графикам приложения В. Крутизна откосов должна обеспечивать безопасность труда в строительстве. Крутизна откосов выемок, разрабатываемых в скальных грунтах с применением взрывных работ, должна быть установлена в проекте.

6.1.11 При наличии в период производства работ подземных вод в пределах выемок или вблизи их дна мокрыми следует считать не только грунты, расположенные ниже уровня грунтовых вод, но и грунты, расположенные выше этого уровня на величину капиллярного поднятия, которую следует принимать:

— 0,3 м — для крупных, средней крупности и мелких песков;

— 0,5 м — для пылеватых песков и супесей;

— 1,0 м — для суглинков и глин.

6.1.12 Крутизну откосов подводных и обводненных береговых траншей, а также траншей, разрабатываемых на болотах, следует принимать в соответствии с требованиями СП 86.13330.

6.1.13 В проекте должна быть установлена крутизна откосов грунтовых карьеров, резервов и постоянных отвалов после окончания земляных работ в зависимости от направлений рекультивации и способов закрепления поверхности откосов.

6.1.14 Максимальную глубину выемок с вертикальными незакрепленными стенками следует принимать в соответствии с требованиями, обеспечивающими безопасность труда в строительстве.

6.1.15 Наибольшую высоту вертикальных стенок выемок в мерзлых грунтах, кроме сыпучемерзлых, при среднесуточной температуре воздуха ниже минус 2°С допускается увеличивать на величину глубины промерзания грунта, но не более чем 2 м.

6.1.16 В проекте должна быть установлена необходимость временного крепления вертикальных стенок траншей и котлованов в зависимости от глубины выемки, вида и состояния грунта, гидрогеологических условий, величины и характера временных нагрузок на бровке и других местных условий.

6.1.17 Число и размеры уступов и местных углублений в пределах выемки должны быть минимальными и обеспечивать механизированную зачистку основания и технологичность возведения сооружения. Отношение высоты уступа к его основанию установлено проектом, но должно быть не менее: 1:2 — в глинистых грунтах, 1:3 — в песчаных грунтах.

Согласно Правил по охране труда в строительстве. Приказ Минтруда России от 1 июня 2015 года N 336н

156. При производстве работ нахождение работников в выемках с вертикальными стенками без крепления в песчаных, пылевато-глинистых и талых грунтах допускается при расположении этих выемок выше уровня грунтовых вод, при отсутствии вблизи них подземных сооружений, а также на глубине не более:

• • • 1) в неслежавшихся насыпных и природного сложения песчаных грунтах — 1,0 м;
    • 2) в супесях — 1,25 м;
    • 3) в суглинках и глинах — 1,5 м.

Допускается увеличение указанной глубины расположения выемок в мерзлых грунтах, кроме сыпучемерзлых, на величину глубины промерзания грунта, но не более чем на 2 м, при среднесуточной температуре воздуха ниже минус 2°С.

157. Производство работ, связанных с нахождением работников в котлованах, траншеях и выемках с откосами без креплений в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, допускается при глубине выемки и крутизне откосов согласно организационно-технологической документации с учетом крутизны откосов в зависимости от вида грунта, предусмотренной приложением N 4 к Правилам.

158. Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м, а также глубиной менее 5 м при гидрологических условиях и определенных видах грунтов, а также выемок, разработанных в зимнее время, при наступлении оттепели и откосов, подвергающихся увлажнению, должны устанавливаться организационно-технологической документацией на строительное производство.

159. При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.

160. Перед допуском работников в выемки глубиной более 1,3 м работником, ответственным за обеспечение безопасного производства работ, должны быть проверены состояние откосов, а также надежность крепления стенок выемки.

Валуны и камни, а также отслоения грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.

161. Допуск работников в выемки с откосами, подвергшимися увлажнению, допускается после тщательного осмотра работником, ответственным за обеспечение безопасного производства работ, откосов и состояния неустойчивого грунта в местах, где обнаружены «козырьки» или трещины (отслоения).

162. Выемки, разработанные в зимнее время, при наступлении оттепели должны быть осмотрены, а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов и креплений.

163. Разработка роторными и траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках и глинах) выемок с вертикальными стенками без крепления допускается на глубину не более 3 м. В местах, где требуется пребывание работников, должны устраиваться крепления или разрабатываться откосы.

При извлечении грунта из выемок с помощью бадей необходимо устраивать защитные навесы-козырьки для защиты работников в выемке.

164. Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 0,5 м.

165. Разрабатывать грунт в выемках «подкопом» не допускается. Извлеченный из выемки грунт необходимо размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки этой выемки.

Приложение N 4. Крутизна откосов в зависимости от вида грунта

Распределение немерзлых грунтов на группы в зависимости от трудности их разработки механизированным способом

Дата добавления: 2013-12-24 ; просмотров: 1734 ; Нарушение авторских прав

Параметры и классификация грунтов

Классификация и основные строительные свойства грунтов

Виды земляных сооружений

При строительстве зданий и сооружений выполняются различные виды земляных работ: планировка площадки, рыхление твердых или мерзлых грунтов, заглубление фундаментов, обратная засыпка, устройство постоянных, временных и вспомогательных сооружений. На рис.1, а, б, в — поперечные профили выемок; г, д — сечения подземных выработок; е, ж — профили насыпи; з, и — обратная засыпка.

Постоянными называют земляные сооружения, которые после строительства эксплуатируются: каналы, дороги и т.п. Временные сооружения после производства работ ликвидируются: котлованы под фундаменты, траншеи под трубопроводы и т.д. Кюветы, водоотводные канавы и т.п. являются вспомогательными земляными сооружениями.

Временные выемки шириной до 3 м и длиной, значительно превышающей ширину, называются траншеями. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ширины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые стенки или откосы. Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и т.п. земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками. После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована. Такую работу называют обратной засыпкой «пазух».

Рис.1. Виды земляных сооружений:

1 — бровка откоса; 2 — откос; 3 — берма; 4 — основание откоса; 5 — дно выемки; 6 — банкет; 7 — нагорная канава

/ — поперечные профили выемок: а — траншея прямого профиля; б — котлован (траншея) трапецеидальной формы; в — профиль постоянной выемки;

// — сечения подземных выработок: г — круглой; д — прямоугольной;

III — профили насыпи: е — временной; ж — постоянной;

IV- обратная засыпка: з — пазух котлована; и — траншеи;

По трудоемкости выполнения земляные работы составляют до 20% всей трудоемкости возведения здания, поэтому земляные работы всегда стремились механизировать. В настоящее время до 97 % объемов земляных работ в строительстве комплексно механизированы, однако при мелких рассредоточенных объемах работ, устройстве фундаментов в стесненных условиях, зачистке дна и откосов котлованов, устройстве дренажных канав в гористой местности еще применяется ручной труд. Поэтому основная задача при выполнении земляных работ — полностью исключить ручной труд.

По своему строению грунты можно разделить на сцементированные (или скальные) и несцементированные.

Скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т.п. Скелет несцементированных грунтов обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (табл. 1).

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называют тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки — легкой или тяжелой. Особо трудоемкая для разработки глина называется ломовой.

Параметр	Песок	Супесь	Суглинок	Глина
Угол естественного откоса при естествен ной влажности, град.	25. 30	30. 40	40. 50	40. 45
Содержание частиц, %:
глинистых	До 5	До 12	12. 33	Более 33
песчаных	Более 80	Более 50	—	—
Оптимальная влажность уплотнения, %	8. 12	9. 15	12. 20	19. 23

Примечание. Прочерк означает, что параметр не нормируется.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию и трудоемкость их разработки, относятся плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, удельное сопротивление резанию, водоудерживающая способность.

Плотностью называется масса 1 мгрунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность несцементированных грунтов 1,2. 2,1 , скальных — до 3,3 .

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта, выражается в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % — сухими. Чем выше влажность грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Исключение составляет глина — сухую глину разрабатывать труднее. Однако при значительной влажности у глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет их разработку.

Сцепление — сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 3. 50 кПа, для глинистых — 5. 200 кПа.

От плотности и силы сцепления между частицами грунта в основном зависит производительность землеройных машин. Классификация основных видов грунтов по трудоемкости их разработки в зависимости от конструктивных особенностей используемых землеройных машин и свойств грунта приведена в табл. 2.

Наименование и характеристика грунтов	Средняя плотность в естественном залегании,	Разработка грунта	Рыхление грунта бульдозерами- рыхлителями
экскаваторами
одноковшовыми	траншейными цепными	траншейными роторными	скреперами	бульдозерами	грейдерами
Глина:
жирная мягкая без примесей	II	II	II	II	II	II	—
жирная мягкая с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора свыше 10% по объему	III	—	III	II	II	—	—
тяжелая ломовая сланцевая, твердая карбонная	1950. 2150	IV	—	IV	—	III	—	—
Грунт растительного слоя:
без корней и примесей	I	I	I	I	I	I	—
с корнями кустарника и деревьев	I	II	II	I	II	—	—
Песок	I	II	II	II	II	II	—
Скальные грунты, предварительно разрыхленные	—	VI	—	—	—	—	—	VII
Суглинок:
легкий и лессовидный с примесью щебня, гальки или строительного мусора до 10 % по объему	I	II	II	I	I	I	—
тяжелый без примесей и с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора до 10 % по объему	II	—	II	II	II	—	II
то же, с примесью свыше 10% по объему	III	—	IV	—	II	—	—
Супесь:
без примесей, а также с примесью гравия, гальки, щебня или строительного мусора до 10 % по объему	I	II	II	II	II	II	—
с примесью свыше 10 % по объему	I	—	II	II	II	—	—
Строительный мусор рыхлый и слежавшийся	II	—	—	—	II	—	—
Торф:
с корнями толщиной до 30 мм	850+1100	I	I	I	I	I	—	—
то же, более 30 мм	900+1200	II	—	—	—	II	—	—
Чернозем и каштановый грунт:
мягкий	I	I	I	I	I	I	—
отвердевший	II	II	II	II	II	III	—

При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной, так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а последней — самые трудно разрабатываемые.

Грунт при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, характеризуется коэффициентом первоначального рыхления К, который представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т.д.

Однако грунт длительное время не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта К.

Степень первоначального и остаточного разрыхления грунтов приведена в табл. 3. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению (рис.2):

,

т — коэффициент заложения.

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса б, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.