Грунты и их строительные свойства
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федерально государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»
Автодорожный факультет
Кафедра «Автомобильные дороги и аэродромы»
ЛЕКЦИИ
По дисциплине
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
ПО ТЕМЕ
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ
Составитель : Федоров В.Г., к.т.н., доцент кафедры «АДиА»
Филиппов С.Э., старший преподаватель кафедры «АДиА»
Якутск - 2017
СОДЕРЖАНИЕ
1.Общие условия выполнения земляных работ в автодорожном
строительстве 3
1.1.Способы производства земляных работ 3
1.2.Виды земляных сооружений 4
1.3.Баланс грунтовых масс 6
1.4.Грунты и их строительные свойства 7
1.5.Общие условия выполнения земляных работ 11
2. Машины для землеройно-транспортных работ 12
2.1. Экскаваторы 12
|
|
|
2.1.1. Классификация экскаваторов 12
2.1.2.Основные параметры одноковшовых экскаваторов 15
2.1.3.Разработка грунта с рабочим оборудованием драглайн 15
2.1.4.Разработка грунта экскаватором с оборудованием прямая лопата 18 2.1.5.Разработка грунта с рабочим оборудованием обратная лопата 19
2.1.6.Разработка грунта с рабочим оборудованием грейфер
2.1.7. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами 23
2.2. Скреперы 28
2.2.1. Скреперы. Назначение, условия применения 28
2.2.2.Скреперы. Классификация 29
2.2.3.Скрепер полуприцепной. Устройство и принцип работы 33
2.2.4.Скреперы двухмоторные и двухковшовые 36
2.2.5.Применение скреперов 38
2.2.6.Подбор скреперов 39
|
|
|
2.2.7.Технология производства работ скреперами 40
2.2.8.Схемы движения скреперов 45
2.2.9.Производительность скрепера 48
2.2.10.Организация использования скреперов 52
2.3. Бульдозеры 54
2.3.1.Область использования бульдозеров 54
Определение производительности бульдозеров и бульдозеров- рыхлителей 56
Значения коэффициента использования по времени 59
2.4.Автогрейдеры 65
2.4.1. Устройство дорог с применением автогрейдеров 65
2.4.2.Работа автогрейдеров в процессе содержания и ремонта дорог 70
Рекомендуемая литература 76
|
|
|
Рекомендации по использованию электронных ресурсов, учебных справочников и хрестоматий кафедры АД и А по данному разделу 77
Общие условия выполнения земляных работ в автодорожном строительстве
Способы производства земляных работ
Для проведения земляных работ в строительстве используют 5 основных способов:
- механический
- гидравлический
- взрывной
- ручной
- комбинированный
Механический способ предполагает применение для разработки, транспортировки и укладки грунта машин и механизмов.
Способ гидромеханизации – предусматривает разработку, транспортировку и укладку грунта с помощью воды, превращающей разрабатываемый грунт в гидросмесь.
Взрывной способ заключается в использовании энергии взрыва, путем использования зарядов взрывчатых веществ.
Ручной способ предусматривает использование физического труда строительных рабочих.
Комбинированный способ заключается в различном сочетании первых четырех способов.
Выбор способа зависит от: свойств грунтов, размеров выемок или насыпей, сроков производства работ и др.
При возможности использования всех способов требуется экономическое сравнение.
|
|
|
При производстве земляных работ выполняют три основных строительных процесса:
- разработку
- транспортировку
- укладку грунта
Ведущий процесс при земляных работах - разработка грунта, выполняемая землеройными и землеройно-транспортными машинами
Виды земляных сооружений
Все земляные сооружения делятся на выемки и насыпи.
Выемки – это земляные сооружения расположенные ниже дневной поверхности.
Насыпи – сооружения расположенные выше дневной поверхности.
Земляные сооружения, располагаемые частично в выемке, частично в насыпи, относят к полувыемкам, с преобладанием выемки, или к полунасыпям, с преобладанием насыпи.
Выемки и насыпи делят на профильные (деловые) и непрофильные (карьеры, резервы, отвалы, кавальеры).
К насыпям относятся обратные засыпки профильных выемок.
В зависимости от срока службы земляные сооружения делятся на постоянные и временные.
Виды земляных сооружений
Котлован – это временная профильная выемка для возведения подземных частей сооружений.
Траншея – линейно протяженная профильная выемка с вертикальными или наклонными стенками для строительства трубопроводов, дрен, ленточных фундаментов.
Карьер – непрофильная выемка, для добычи открытым способом полезных ископаемых и грунта.
Резерв – непрофильная линейно протяженная выемка, из который берут грунт для строительства насыпных сооружений.
Отвал – непрофильная постоянная или временная насыпь, предназначенная для складирования грунта.
Временный или промежуточный отвал – непрофильная насыпь, грунт из которой используется в дальнейшем для насыпей и засыпок.
Кавальер – непрофильная постоянная линейная насыпь грунта вдоль протяженной профильной выемки (канала, дороги).
Кювет– протяженная профильная выемка предназначенная для сбора и отвода воды от линейного сооружения (обычно вдоль дороги).
Крутизна откосов земляных сооружений характеризуется коэффициентом заложением откосов.
Крутизна откосов постоянных сооружений задается проектом из условия их устойчивости. Крутизну откосов временных котлованов и траншей назначают с учетом вида грунтов и глубины выемки (табл.2.1).
Таблица 2.1 - Крутизна откосов временных котлованов и траншей в грунтах естественной влажности без крепления
При глубине выемок > 5 м крутизну откосов определяют из условия их устойчивости.
Объемы земляных работ определяют в соответствии с правилами вычисления геометрических фигур.
Объемы земляных работ определятся по грунту в состоянии естественной плотности. Различают проектные и производственные объемы работ.
Проектные (профильные) объемы вычисляют в соответствии с размерами сооружений.
Производственные объемы - фактически выполненные работы с учетом дополнительных объемов, появляющихся при повторных переработках грунта. Соотношение между профильными и производственными объемами имеет такую зависимость:
Vпроизв.= (1,3…2,0)Vпроф.
Наиболее целесообразно грунт из профильных выемок перемещать в профильные насыпи, что сводит к минимуму непрофильные объемы работ в карьерах и резервах. Наиболее рационального использования грунта из выемок можно добиться при составлении баланса грунтовых масс.
Баланс грунтовых масс
Баланс грунтовых масс – это проектный документ, отражающий рациональное распределение грунта между выемками и насыпями. Его составляют в виде таблиц и схем с учетом наилучшего использования грунта из профильных выемок для возведения насыпей при минимальных дальностях перемещения грунта.
Баланс грунтовых масс служит основным техническим документом в котором установлены:
1) порядок и место размещения грунта из выемок в насыпи;
2) потребность в карьерах и резервах;
3) кратчайшие пути перемещения грунта из выемок в насыпи.
Условно различают частный, районный и сводный балансы грунтовых масс. В частном балансе сравнивают объемы выемок и насыпей в пределах одного объекта, в районном — объемы выемок и насыпей нескольких сооружений, в сводном — объемы выемок и насыпей всей системы или всего комплекса сооружений.
При составлении баланса грунтовых масс следует стремиться каждый м3 грунта из деловой выемки использовать для возведения качественных насыпей. Однако выполнение этого условия осложняется следующими причинами:
-не все грунты из деловых выемок пригодны для качественных насыпей;
-сроки разработки грунта в выемках не всегда совпадают со сроком возведения насыпей;
-некоторые деловые выемки так далеко расположены от качественных насыпей, что для последних выгоднее брать грунт из карьеров или резервов.
Порядок составления баланса грунтовых масс следующий:
В ведомость баланса грунтовых масс (табл. 2.2) записывают объемы качественных насыпей и деловых выемок. Объемы непригодных грунтов выписывают в графу < отвал грунта>.
Устанавливают направление перемещения грунта из выемок в насыпи с учетом срока разработки, отсыпки и качества грунта.
Из объема качественных насыпей вычитают объемы пригодного грунта из деловых выемок и получают необходимый объем грунта из карьеров или резервов для качественных насыпей.
Сумма объемов всех выемок должна быть равна сумме объемов всех насыпей.
Устанавливают технологическую последовательность выполнения работ, увязанную со сроками их производства. Если грунт из деловых выемок нельзя сразу уложить в качественную насыпь, то его укладывают во временные отвалы.
В выемках и в качественных насыпях грунт может иметь разную степень плотности. Для сравнения их объемов пользуются понятием <грунт в плотном теле>. Это означает, что плотность его равна плотности грунта в естественном залегании. Производительность всех землеройных и землеройно-транспортных машин измеряется по грунту в плотном теле.
Таблица 2.2 - Ведомость баланса грунтовых масс
На схемах стрелками показывает направления всех перемещений грунта, указывают объемы и дальности его возки.
Грунты и их строительные свойства
Грунт - любая горная порода или почва, представляющие собой многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени, и используемые как основание, среда или материал для возведения зданий и инженерных сооружений.
Структура грунта - это особенности строения грунта, обусловленные размером и формой частиц, характером их поверхности, количественным соотношением слагающих элементов (минеральных частиц или агрегатов частиц) и характером их взаимодействия друг с другом
Рыхлые грунты - наиболее распространенные строительные материалы. По своему механическому составу эти грунты подразделяются на несвязные и связные.
Связный грунт - грунт, особенность строения которого обусловлена количественным соотношением частиц, обеспечивающих его целостность. К связным грунтам относятся: супесь, суглинок, глина.
Несвязный грунт - грунт, состоящий из частиц размерами от 0,05 до 200 мм. К несвязным грунтам относятся: галька, щебень, гравий, дресва, песок, пыль.
Твердая фаза нескальных грунтов состоит из частиц различной величины и минералогического состава. Частицы грунта в зависимости от их размеров называют: > 200 мм - валуны, 40-200 мм - галька, 2 - 40 гравий, 0,05 - 2 песок, < 0,005 - глина.
Угол внутреннего трения грунта - угол наклона прямой зависимости сопротивления срезу грунта от вертикальной нагрузки к оси абсцисс.
В строительстве классифицируют грунты в зависимости от содержания в них глинистых частиц.
Таблица 3.1 - Основные виды песчано-глинистых грунтов
К наиболее важным показателям грунтов кроме механического состава относятся: плотность, пористость, влажность, внутреннее трение и сцепление, пластичность, разрыхляемость, влажность, водопроницаемость и др.
Плотность - это отношение массы тела к занимаемому объему.
Применительно к грунтам различают:
- плотность частиц грунта - отношение массы сухого грунта к объему только твердой его части, исключая объем пор ( от 2.35 до 3.3 т/м3, чаще 2.6 - 2.7 т/м3 );
- плотность грунта - отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому объему вместе с порами ( 1.5…2.0 т/м3 );
В зависимости от содержания глинистых частиц глины, суглинки и супеси могут быть тяжелыми, средними или легкими.
Пески в зависимости от крупности частиц бывают крупно-, средне- или мелкозернистые.
При разработке грунта его частицы отделяются друг от друга и в последующем занимают большой объем.
Увеличение объема грунта в результате разработки определяется с помощью коэффициента разрыхления. Коэффициент разрыхления Кр - это отношение объема грунта в разрыхленном Vр состоянии к объему который занимает тот же грунт до разрыхления Vе .
Степень разрыхления зависит от механического состава и влажности ( табл. 3.2)
Таблица 3.2- Коэффициенты разрыхления основных грунтов
Разрыхляемость грунтов учитывают:
- при определении объемов и размеров насыпей при укладке грунта без уплотнения;
- при определении объема грунта в состоянии естественной плотности по объему занимаемого рыхлым грунтом;
- при определении объема грунта в состоянии его естественной плотности в ковшах землеройных машин.
- для определении толщины слоя подсыпок при укладке грунта без уплотнения.
Кор – коэффициент остаточного разрыхления
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 985; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!