2.1. До возведения земляного полотна типа полувыемка-полунасыпь (рис. 1) необходимо:
· · восстановить и закрепить трассу дороги;
· · разбить и закрепить полосу отвода;
· · очистить территорию в пределах полосы отвода и карьеров от кустарника, пней и крупных камней;
· · разбить земляное полотно;
· · устроить временный водоотвод.
2.2. Работы по возведению земляного полотна ведутся в разработанной технологической последовательности (табл. 2) поточным методом на двух захватках длиной 125 м и на третьей захватке длиной 300 м при заключительных работах (рис. 4).
2.3. На первой захватке
срезка растительного слоя грунта в пределах косогора бульдозером ДЗ-171;
устройство нагорной канавы универсальной землеройно-планировочной машиной - экскаватором-планировщиком ЭО-3533.
Бульдозером срезают и удаляют растительный грунт по челночной схеме, начиная с верхней части косогора, перемещая его вниз, за пределы полосы отвода, и укладывают в отвал для последующего использования. Толщина растительного слоя грунта в технологической карте принята 20 см.
Рис. 1 . Поперечный профиль земляного полотна типа полувыемка -полунасыпь
Нагорную канаву разрабатывают экскаватором-планировщиком ЭО-3533 с ковшом вместимостью 0,5 м 3 . Экскаватор устанавливают на специально устроенной на косогоре «полке». При разработке канавы экскаватор передвигается вдоль оси дороги. Проектная глубина канавы указывается на колышках, закрепляющих положение её оси.
Разработка профиля нагорной канавы (рис. 2) производится в следующей последовательности: ковшом, установленным под углом откоса, срезают грунт по контуру одного, а затем - по контуру другого откоса; оставшийся по оси канавы грунт выбирают нормально установленным ковшом с зачисткой дна. Вырытый грунт отсыпают в банкет с низовой стороны нагорной канавы.
Рис. 2 . Схема разработки профиля нагорной канавы экскаватором -планировщиком ЭО -3533 :
1 - 3 - последовательность экскавации грунта
Планировка грунта в банкете при необходимости выполняется отвалом экскаватора ЭО-3533 при второй проходке.
2.4. На второй захватке выполняются следующие технологические операции:
· · нарезка уступов бульдозером;
· · разработка грунта в выемке с перемещением его в насыпьбульдозером;
· · послойное разравнивание грунта бульдозером;
· · увлажнение уплотняемого слоя грунта водой с помощьюполивомоечной машины (при необходимости);
· · послойное уплотнение насыпи самоходным катком на пневмошинах.
Уступы нарезают бульдозером с поворотным отвалом Т-4АП2 ОБГН-4М на участках длиной 60 - 70 м. Нижний уступ нарезают шире устраиваемых выше уступов (шириной до 6 м). Следующий нарезают бульдозером, передвигающимся по насыпи, отсыпанной на высоту первого уступа, и т.д. (рис. 3).
Рис. 3 . Нарезка уступов бульдозером с поворотным отвалом :
1 - уступ ; 2 - отсыпанные слои насыпи
Ширина уступа может составлять 2 - 4 м, высота - 0,5 - 2,0 м. Верху уступов в основании насыпи придают поперечный уклон в сторону оси дороги 0,01 - 0,02, стенки уступов при высоте до 1 м делают вертикальными, а при высоте до 2 м - с наклоном 1:0,5.
Полувыемку разрабатывают бульдозером с поворотным отвалом. Разработку грунта начинают с её верхней части, устраивая площадку шириной не менее 3 м (рис. 5). Затем срезают грунт слоями толщиной 0,3 - 0,4 м с перемещением его вдоль откоса на расстояние 10 м.
Рис. 4 . Технологический план потока по возведению земляного полотна типа полувыемка -полунасыпь
Срезанный грунт бульдозером с неповоротным отвалом ДЗ-171 перемещают вниз по косогору на устроенный уступ. Затем грунт перемещают бульдозером по уступу на расстояние до 20 м, разравнивая его слоями 0,3 - 0,4 м.
Рис. 5 . Последовательность разработки полувыемки на косогоре
После отсыпки первого слоя на участке 30 м приступают к его уплотнению. Бульдозерами продолжают отсыпку первого слоя насыпи по вышеизложенной технологии на следующем участке такой же длины.
После отсыпки слоя на втором участке бульдозеры возвращаются на первый и выполняют работы по отсыпке очередного слоя по ранее уплотнённому.
Разработку грунта на косогоре и отсыпку следующих слоев производят в аналогичной последовательности.
Насыпь предусмотрено отсыпать на 0,5 м шире проектного очертания исходя из условий уплотнения грунта в краевых частях. Лишний грунт убирают при планировке откосов.
Уплотнение отсыпанного слоя выполняется самоходным катком на пневмошинах ДУ-101 за десять проходов по одному следу по челночной схеме. Начинать уплотнение следует на расстоянии не менее 1,5 - 2,0 м от бровки насыпи с постепенным приближением к откосу при каждом последующем проходе. При этом не допускается приближение кромки уплотняющего органа катка к бровке насыпи ближе 0,3 м. После этого укатку продолжают от края к середине насыпи с перекрытием предыдущего следа на 1/3 ширины.
Таблица 1
| Элементы земляного полотна | Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м | Наименьший коэффициент уплотнения грунта при типе дорожных одежд | |||||
| капитальном | облегченном и переходном | ||||||
| в дорожно-климатических зонах | |||||||
| I | II, III | IV, V | I | II, III | IV, V | ||
| Рабочий слой | До 1,5 | 0,98 - 0,96 | 1,0 - 0,98 | 0,98 - 0,95 | 0,95 - 0,93 | 0,98 - 0,95 | 0,95 |
| Неподтопляемая часть насыпи | Св. 1,5 до 6 Св. 6 | 0,95 - 0,93 0,95 | 0,95 0,98 | 0,95 0,95 | 0,93 0,93 | 0,95 0,95 | 0,90 0,90 |
| Подтопляемая часть насыпи | Св. 1,5 до 6 Св. 6 | 0,96 - 0,95 0,96 | 0,98 - 0,95 0,98 | 0,95 0,98 | 0,95 - 0,93 0,95 | 0,95 0,95 | 0,95 0,95 |
| В рабочем слое выемки ниже зоны сезонного промерзания | До 1,2 До 0,8 | - - | 0,95 - | - 0,95 - 0,92 | - - | 0,95 - 0,92 - | - 0,90 |
Первый и последний проходы по полосе укатки пневмокаток выполняет со скоростью 2,0 - 2,5 км/ч, промежуточные проходы -5 - 8 км/ч.
Давление в шинах катка должно быть одинаковым и составлять: для связных грунтов в начале уплотнения - 0,2 - 0,3 МПа; на заключительном этапе для супесей - 0,3 - 0,4 МПа, для суглинков и глин 0,6 - 0,8 МПа; для песков на всех стадиях уплотнения - 0,2 - 0,3 МПа.
Плотность грунта после укатки слоя должна соответствовать установленным требованиям нормативных документов. При этом коэффициент уплотнения грунта в зависимости от проектной глубины расположения слоя от поверхности покрытия дорожной одежды должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 1.
Не следует допускать переувлажнение грунта, а при интенсивных дождях возведение насыпи из глинистых грунтов следует приостанавливать. Перед длительным перерывом в работе необходимо обеспечить водоотвод с поверхности незаконченной насыпи.
Сухие и слабовлажные грунты следует увлажнять принятой в карте поливомоечной машиной МД-433-03. Слой уплотняемого грунта должен полностью пропитаться водой. Технологической картой предусмотрен расход воды, равный 3 % от массы отсыпаемого в насыпь грунта.
2.5. На третьей захватке выполняются следующие технологические операции:
· · срезка излишков грунта с откоса насыпи и планировка поверхности откоса насыпи экскаватором-планировщиком;
· · планировка поверхности откоса полувыемки автогрейдером;
· · планировка верха земляного полотна автогрейдером;
· · нарезка кювета автогрейдером;
· · окончательное уплотнение верха земляного полотна пневмокатком.
Срезка излишков грунта с откосов насыпи и планировка поверхности откоса насыпи выполняются экскаватором-планировщиком ЭО-3533.
Перед срезкой грунта с откоса верхняя площадка насыпи должна быть спланирована, а бровка обозначена колышками через 20 м.
Срезаемый с откоса грунт используется в присыпных обочинах.
Для обеспечения проектного положения откоса сразу после срезки грунта через каждые 50 м устанавливают откосники и обозначают линии бровок.
Планировка поверхности откоса полувыемки выполняется автогрейдером ДЗ-122.
Планировка верха земляного полотна осуществляется также автогрейдером ДЗ-122 за четыре прохода по одному следу по челночной схеме.
Перед началом планировки необходимо проверить и восстановить положение оси и бровок земляного полотна в плане на прямых, переходных и основных кривых, а также в продольном профиле.
Планировку начинают с наиболее низких участков (в продольном профиле), планируя верх насыпи путём последовательных проходов автогрейдера, начиная от краёв с постепенным смещением к середине. Перекрытие предыдущего следа составляет 0,3 - 0,5 м. Угол захвата ножа автогрейдера устанавливается на 45 - 55° в сторону оси дороги.
Кювет нарезают автогрейдером ДЗ-122 при движении вдоль земляного полотна, строго следя за соблюдением проектного уклона. Угол резания при этом должен быть в пределах 35 - 45°.
Окончательное уплотнение верха земляного полотна производят самоходным пневмокатком ДУ-101 за четыре прохода по одному следу, по круговой схеме с перекрытием следов на 1/3. Необходимое давление в шинах пневмокатка указано в п. 2.4.
Технологическая последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребных ресурсов приведена в табл. 2, состав отряда - в табл. 3.
Технологический план потока по устройству полувыемки-полунасыпи приведен на рис. 4. Технология операционного контроля качества работ при устройстве полувыемки-полунасыпи приведена в табл. 4.
Таблица 2
Технологическая последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребных ресурсов
| № процессов | № захваток | Источник обоснования норм выработки (ЕНиРы и расчеты) | Описание рабочих процессов в порядке их технологической последовательности с расчетом объемов работ | Единица измерения | Количество работ | Производительность в смену | Потребность в машино-сменах | Затраты труда и заработная плата на захватку длиной 125 м | |||||
| на захватку l = 125 м | на 1 км | на захватку l = 125 м | на 1 км | Норма времени, чел.-ч | Заработная плата, руб.-коп. | ||||||||
| на единицу измерения | на полный объем работ | на единицу измерения | на полный объем работ | ||||||||||
| I. Основные земляные работы (захватка l = 125 м) | |||||||||||||
| I | Расчет | Срезка и удаление растительного слоя грунта толщиной 0,2 м бульдозером ДЗ-171 в пределах косогора в количестве: 36·125 = 4500 | м 2 | 1,05 | 8,4 | 0,00187 | 8,41 | 0-04 | 180-00 | ||||
| I | Расчет | Устройство нагорной канавы экскаватором-планировщиком ЭО-3533 с выгрузкой грунта в банкет: (2,85 + 0,6)·0,75·125/2 = 162 | м 3 | 0,90 | 7,19 | 0,044 | 7,13 | 0-94,4 | 152-93 | ||||
| II | Расчет | Нарезка уступов и перемещение грунта бульдозером Т-4АП2 ОБГН-4М на расстояние 30 м: 227·3 = 680 | м 3 | 0,9 | 7,25 | 0,011 | 7,48 | 0-24 | 163-20 | ||||
| II | Расчет | Разработка полувыемки и перемещение грунта в полунасыпь бульдозером Д3-171 на 10 м: 211 + 461 + 711 = 1383 | м 3 | 0,70 | 5,67 | 0,0041 | 5,67 | 0-08,8 | 121-70 | ||||
| II | Расчет | Поперечное перемещение ранее разработанного грунта из выемки и продольное по уступу бульдозером Т-4АП2 ОБГН-4М на расстояние 20 м: 211 + 461 + 711 = 1383 | м 3 | 1,11 | 8,85 | 0,0064 | 8,85 | 0-13,7 | |||||
| II | Расчет | Послойное разравнивание грунта в насыпи толщиной 0,35 м бульдозером Т-4АП2 ОБГН-4М: 438 + 688 + 938 = 2064 | м 3 | 0,70 | 5,58 | 0,0027 | 5,57 | 0-05,8 | 119-71 | ||||
| II | Расчет | Послойная подкатка грунта в насыпи при разработке уступов и выемок самоходным катком ДУ-101 на пневматических шинах за 4 прохода по одному следу: 750 + 1562 = 2312 | м 3 | 0,38 | 3,00 | 0,0013 | 3,0 | 0-02,8 | 64-74 | ||||
| Расчет | Послойное увлажнение грунта водой до оптимальной влажности поливомоечной машиной МД 433-03 при дальности возки 3 км в количестве 3 % от массы грунта при его плотности 1,75 т/м 3: (438 + 688 + 938)·1,75·0,03 = 110 | м 3 | ПО | 1,62 | 12,94 | 0,079 | 8,69 | 1-47 | 161-70 | ||||
| II | Расчет | Послойное уплотнение грунта в насыпи толщиной 0,3 м в плотном теле самоходным катком ДУ-101 на пневматических шинах при 10 проходах по одному следу: 438 + 688 + 938 = 2064 | м 3 | 1,73 | 13,82 | 0,0067 | 13,83 | 0-14,4 | 297-22 | ||||
| ИТОГО: | 68,63 | 1450-67 | |||||||||||
| II. Заключительные земляные работы (захватка l = 300 м) | |||||||||||||
| III | Расчет | Планировка откосов выемки автогрейдером ДЗ-122 при рабочем ходе в двух направлениях: 5,9·300 = 1770 | м 2 | 0,19 | 0,63 | 0,00085 | 1,50 | 0-01,8 | 31-86 | ||||
| III | Расчет | Планировка верха земляного полотна автогрейдером ДЗ-122 за четыре прохода по одному следу: 14,2·300 = 4260 | м 2 | 0,47 | 1,56 | 0,00088 | 3,75 | 0-01,9 | 80-94 | ||||
| III | Расчет | Окончательное уплотнение верха земляного полотна самоходным катком ДУ-101 на пневматических шинах за 4 прохода по одному следу: 12·300 = 3600 | м 2 | 0,36 | 1,19 | 0,0079 | 2,84 | 0-01,7 | 61-20 | ||||
| III | Расчет | Срезка избытка грунта с откоса насыпи и планировка откоса экскаватором-планировщиком ЭО-3533, оборудованным планировочным ковшом: 6,7·0,22·300 = 442 | м 3 | 0,78 | 2,59 | 0,014 | 6,19 | 0-30 | 132-60 | ||||
| III | Расчет | Устройство кювета автогрейдером ДЗ-122: (2,2 + 0,4)/2·0,4·300 = 156 | м 3 | 0,27 | 0,91 | 0,014 | 2,18 | 0-30 | 46-80 | ||||
| ИТОГО: | 16,46 | 353-40 |
Таблица 3
Состав отряда
| Машины | Профессия и разряд рабочего | Потребность в машино-сменах | Потребность в машинах | Коэффициент загрузки | Количество рабочих | |
| на 1000 м | на захватку | |||||
| 1. Основные земляные работы (захватка 125 м) | ||||||
| Бульдозер ДЗ-171 | Машинист VI разряда | 14,07 | 1,75 | 0,88 | ||
| Машинист VI разряда | 7,19 | 0,9 | 0,90 | |||
| Бульдозер Т-4АП2 ОБГН-4М | Машинист VI разряда | 21,68 | 2,7 | 0,90 | ||
| Машинист VI разряда | 16,82 | 2,11 | 0,70 | |||
| Поливомоечная машина МД 433-03 | Машинист VI разряда | 12,94 | 1,62 | 0,81 | ||
| 2. Заключительные земляные работы (захватка 300 м) | ||||||
| Автогрейдер ДЗ-122 | Машинист VI разряда | 3,1 | 0,93 | 0,93 | ||
| Экскаватор-планировщик ЭО-3533 | Машинист VI разряда | 2,59 | 0,78 | 0,79 | ||
| Самоходный каток на пневматических шинах ДУ-101 | Машинист VI разряда | 1,19 | 0,36 | |||
| Примечание.Самоходные катки ДУ-101 на пневматических шинах в количестве 3 штук используются при производстве основных и заключительных земляных работ. |
Таблица 4
Технология операционного контроля качества работ при возведении земляного полотна высотой 3 м типа полувыемка-полунасыпь
| Основные операции, подлежащие контролю | Состав контроля | Метод и средства контроля | Режим и объем контроля | Лицо, осуществляющее контроль | Предельные отклонения от норм контролируемых параметров | Где регистрируются результаты контроля |
| Снятие растительного слоя грунта | Толщина снимаемого слоя грунта | Инструментальный | Мастер | ±20 % от проектной толщины | Общий журнал работ | |
| Устройство нагорной канавы | Инструментальный Измерительная рулетка | Промеры не реже, чем через 100 м | Мастер | ±5 см от проектных значений | Общий журнал работ | |
| 2. Глубина нагорной канавы | Инструментальный Нивелир | Промеры не реже, чем через 100 м | Геодезист | ±5 см от проектных значений | ||
| Послойное разравнивание грунта в насыпи | 1. Толщина разравниваемого слоя | Инструментальный Измерительная линейка, визирки | Промеры не реже, чем через 100 м | Мастер | ±20 % от проектной толщины | Общий журнал работ |
| 2. Однородность грунта | Визуальный | Постоянно | Мастер, лаборант | - | Ведомость приёмки земляного полотна | |
| Послойное уплотнение насыпи | 1. Плотность грунта земляного полотна | Лабораторный Метод режущего кольца Ускоренные и полевые экспресс-методы и приборы | Не реже, чем через 200 м при высоте насыпи до 3 м (не менее 3 точек: по оси земполотна и на расстоянии 1,5 - 2,0 м от бровки) | Лаборант | Снижение плотности грунта не более 4 % от проектных значений до 10 % определений | |
| 2. Влажность уплотняемого грунта | Лабораторный Отбор проб грунта в бюксы | Не реже одного раза в смену (не менее трёх образцов) и обязательно при выпадении осадков Примечание: п.п. 1, 2 могут выполняться совместно | Лаборант | Табл. 1. СНиП 3.06.03-85 | Журнал лабораторного контроля | |
| 3. Режим и технология уплотнения | Визуальный | Постоянно | Мастер | Общий журнал работ | ||
| Планировка откосов насыпи и выемки | Крутизна откосов | Уклономер | Промеры через 50 м | Мастер | Уменьшение крутизны до 10 % от проектного значения | Общий журнал работ |
| Планировка верха земляного полотна | 1. Высотные отметки продольного профиля | Инструментальный Нивелир | Промеры не реже, чем через 100 м | Геодезист | ±50 мм от проектных отметок | Журнал технического нивелирования |
| 2. Расстояние между осью и бровкой земляного полотна | Инструментальный Измерительная рулетка | Промеры не реже, чем через 100 м | Мастер | ±10 см от проектных значений | Общий журнал работ | |
| 3. Поперечные уклоны | Инструментальный Уклономер | Промеры не реже, чем через 100 м | Мастер, геодезист | ±0,010 от проектных значений | Ведомость приемки земляного полотна | |
| Устройство кювета | 1. Поперечные размеры нагорной канавы (по дну) | Инструментальный Измерительная рулетка | Промеры не реже, чем через 100 м | Мастер | ±5 см от проектных значений | Общий журнал работ |
| 2. Глубина нагорной канавы | Инструментальный Нивелир | Промеры не реже, чем через 100 м | Геодезист | ± 5 см от проектных значений | Журнал технического нивелирования |
БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА
К управлению дорожными машинами допускаются лица, достигшие 18 лет, имеющие удостоверение на право управления данной машиной и знающие требования безопасного ведения работ.
При работе по возведению насыпей земляного полотна бульдозерами запрещается:
· · производить земляные работы до очистки участка от леса, пней, валунов и разбивки границ полосы отвода;
· · производить разработку грунта бульдозером на расстоянии ближе 1 м от расположения подземных коммуникаций;
· · производить без разрешения (ордера на разрытие) от организаций, эксплуатирующих эти коммуникации;
· · перемещать грунт на подъем или под уклон более 30°;
· · поворачивать бульдозер с загруженным или заглубленным отвалом;
· · работать в глинистых грунтах в дождливую погоду;
· · находиться на раме рыхлителя в момент опускания зубьев в грунт и во время их подъема.
Во избежание обрушения грунта (сползания насыпи) и опрокидывания бульдозера при сталкивании грунта под откос насыпи или засыпке траншей отвал бульдозера не выдвигается за край откоса, а при устройстве насыпи расстояние от края гусеницы или колеса бульдозера до бровки насыпи должно быть не менее 1 м. При производстве работ по устройству земляного полотна бульдозером руководствуются следующей технической литературой:
1. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве.
2. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.
3. ТОИ Р-218-05-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста автогрейдера (прицепного грейдера).
4. ТОИ Р-218-07-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста катка.
5. ТОИ Р-218-26-94. Типовая инструкция по охране труда для машиниста автополивомоечной машины.
6. ТОИ Р-218-06-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста бульдозера.
7. Спельман Е.П. Техника безопасности при эксплуатации строительных машин и средств малой механизации. - М.: Стройиздат, 1986. - 271 с.: ил.
Скреперы обычно используют на мягких и плотных грунтах, в районах с непродолжительным зимним периодом. Скреперы широко применяют на земляных работах: снятие растительного слоя и перемещение его в кавальеры; выполнение вскрышных работ в карьерах нерудных строительных материалов; возведение насыпей и выемок различного назначения; выполнение планировочных работ со срезкой возвышенных мест и укладкой грунта в низкие места; устройство оросительных каналов, водоемов и прудов.Лучшее наполнение ковша грунтом происходит при движении скрепера под уклон 5...12°. При разработке связных грунтов целесообразно применять в процессе набора грунта трактор-толкач. При этом увеличивается наполнение ковша и сокращается продолжительность набора.
Длина пути набора грунта зависит от характера разрабатываемого грунта, типоразмера скрепера и принятой схемы работы.
Режут грунт и заполняют ковш только при прямолинейном движении тягача и скрепера, Для сокращения времени набора грунта в ковш скрепера и наибольшего его заполнения грунт режут на первой передаче (скорость движения 2,5...3,5 км/ч), применяют удлиненные ножи и зубья, ведут зарезание под уклон, предварительно разрыхляют плотные грунты, устанавливают щеки к ковшу, применяют тракторы-толкачи и регулируют положение заслонки во время резания грунта.
При разработке мягких грунтов (растительного, лесса, мягкого солончака и т. п.) срезается клиновидная стружка - более толстая вначале и более тонкая к концу набора ковша. При разработке сухих песчаных грунтов резание осуществляют стружкой гребенчатого профиля с переменным заглублением ковша и постепенным уменьшением толщины стружки.
При всех способах резания грунт набирают с максимально возможной толщиной стружки (табл. 1).
Примечание. До черты - без толкача, за чертой - с толкачем.
Плотные грунты предварительно рыхлят на толщину срезаемой стружки. Для рыхления слабых глинистых грунтов применяют рыхлитель с пятью стойками, а суглинистых - с тремя стойками. Для лучшего наполнения ковша сухие грунты увлажняют с помощью поливочных машин до оптимальной влажности, а переувлажненные грунты сушат.
При разработке грунта легкими скреперами следует: производить послойное рыхление плотных грунтов на глубину резания скрепера; не допускать передвижения и набора грунта на уклонах, более указанных в паспорте машины; применять при наборе грунта тракторы-толкачи; применять скреперы с принудительным заполнением; производить разгрузку грунта на насыпи при движении скрепера параллельно продольной оси насыпи; отсыпать грунт в насыпи слоями от откосов к оси продольными полосами; возводить насыпи попеременно на картах, на каждой из которых производят операции по выгрузке, разравниванию, увлажнению (подсушиванию) и уплотнению грунта.
Схемы движения скрепера
В зависимости от размеров земляного сооружения, расположения выемок, насыпей, кавальеров или отвалов при работе скреперов наиболее часто используют следующие схемы их движения: эллиптическая, "восьмерка", спиральная, по зигзагу, челночно-поперечная и челночно-продольная.Работа "по эллипсу" (рис. 1, а) и "восьмерке" (рис. 1, б) применима при возведении насыпей из одно- и двусторонних резервов, при устройстве выемок с укладкой грунта в насыпи, дамбы и кавальеры, при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. При работе "восьмеркой" за один проход скрепер совершает две операции загрузки ковша и две операции его разгрузки, что сокращает путь холостого пробега и, как следствие, повышает производительность скрепера.
Рис.1. Схема движения скрепера
а - по эллипсу; б - восьмеркой; в - по спирали; г - зигзагом; д - по челночно-поперечной схеме; е - по челночно-продольной схеме; прямоугольниками показаны участки загрузки; заштрихованными прямоугольниками - участки разгрузки
Спиральную схему (рис.1, в) используют при возведении широких насыпей из двусторонних резервов или широких выемок высотой или глубиной до 2,5 м. При этом работы ведут без устройства выездов и съездов.
Работу "по зигзагу" (рис.1, г) производят при возведении насыпей высотой до 6 м из резервов при длине захватки 200 м и более.
Челночно-поперечная схема (рис.1, д) применяется чаще при возведении насыпей и дамб высотой менее 1,5 м при работе из двусторонних резервов или при устройстве каналов и выемок до 1,5 м с укладкой грунта в дамбы или кавальеры. Производительность работы скрепера по зигзагу выше на 15 %, а при челночно-поперечной - на 30 % по сравнению с эллиптической схемой.
Челночно-продольная схема движения скреперов (рис.1, е) применяется при возведении насыпей вы сотой 5...6 м с заложением откосов не круче 1: 2° с транспортировкой грунта из двусторонних резервов.
Схему движения для каждого конкретного случая следует выбирать с учетом местных условий так, чтобы пути движения были наименьшими. Наибольшие уклоны землевозных дорог должны составлять для скреперов: в грузовом направлении - при подъеме- 0,12...0,15, а при спуске 0,2...0,25; в порожнем направлении - при подъеме 0,15...0,17, а при спуске 0,25...0,3.
Передовой опыт
В строительстве широко применяют прицепные скреперы ДЗ-20 вместимостью 7 м 3 агрегатируемые с тягачами Т-100М и Т-130. Теоретический и технико-экономический анализы эксплуатации этих машин показали, что для снижения приведенных затрат при разработке грунта вместимостью ковша серийных скреперов может быть увеличена до 10-12 м 3 .С этой целью разработаны конструкции скреперных ковшей увеличенной вместимости с подвижным днищем, заполнение которых не требует увеличения силы тяги трактора.
Длительные испытания показали, что применение ковшей увеличенной вместимости с подвижным днищем обеспечивает увеличение производительности скреперов за счет большего на 2,9...3,8 м 3 объема перевозимого за цикл грунта при незначительно меняющейся скорости транспортировки. Производительность скреперов увеличивается в среднем на 30...35%, а удельные приведенные затраты снижаются на 15...20%.
Техника безопасности
Перед началом движения скрепера следует убедиться, что путь свободен. При работе на свежеотсыпанной насыпи гусеницы трактора и колеса машины должны быть не ближе 1 м от края насыпи.После работы машина должна быть заторможена. Оставлять незаторможенной машину запрещается на уклоне или косогоре.
Во время движения скрепера запрещается устранять неисправности машины, регулировать и смазывать ее, входить на машину и сходить с нее.
Скреперы запрещается использовать: при разработке глинистых грунтов в дождливую погоду; при движении на подъем при продольном уклоне свыше 25° и спуске с грунтом при уклоне свыше 30°; при работе на косогорах с поперечным уклоном свыше 30° или крутых откосах.
Машинист скрепера не должен делать резких поворотов агрегата, особенно при работе на косогорах, что зачастую приводит к сползанию трактора; запрещается также поворачивать агрегат с заглубленным ковшом.
Перед началом поворота машинист скрепера должен перейти на низшую передачу (первую или вторую) и только тогда начинать поворот.
При перемещении агрегата своим ходом на другое место работы при расстоянии не более 1 км ковш следует поднять и закрепить его транспортной подвеской к раме скрепера, выключив лебедку или гидропривод. При этом особое внимание необходимо обратить на состояние тормозного устройства, а при движении под уклон следует дополнительно тормозить агрегат двигателя трактора.
Применение бульдозеров
Бульдозеры предназначены для выполнения различных земляных работ: возводят насыпи высотой до 2 м из односторонних или двусторонних резервов (рис.2); разрабатывают грунт в выемках с перемещением его на расстояние 50...150 м; разрабатывают грунт котлованов под фундаменты и траншеи; срезают грунт на косогорах (для нарезки уступов, устройства полувыемок-полунасыпей и т. п.); нарезают кюветы и неглубокие водоотводные канавы; засыпают пазухи, котлованы, траншеи, резервы, ямы и овраги; планируют площадки и т. д. (рис.3).
Рис.2. Возведение насыпи бульдозера
а - из одностороннего резерва; б - из двухсторонних резервов
Рис.3. Планировка дна котлована бульдозером
а - перемещение грунта к месту разработки котлована драглайном; б - перемещение грунта к месту последующей разработки прямой лопатой
Рациональная дальность перемещения грунтов бульдозерами зависит в основном от мощности бульдозера: на тракторах ДТ-54 - до З0...50 м, ДТ-75 и Т-100 - до 50...70, Т-130 и Т-180 до 100, ДЭТ-250М и Т-330 до 150...160м.
Цикл работы бульдозера состоит из набора, перемещения, разравнивания грунта и обратного хода.
Набор (копание) грунта может производиться следующими способами:
стружкой постоянной толщины. Так разрабатывают все виды грунтов I...III групп при наборе их на подъеме или грунты со значительным сопротивлением копанию;
гребенчатый способ - стружкой переменной толщины, с поперечным заглублением отвала. Так разрабатывают плотные и сухие грунты;
клиновой способ - стружкой переменной толщины, переходя от наибольшей стружки к более тонкой. Так разрабатывают обычно грунты с малым сопротивлением копанию.
При разработке выемки наиболее, производительная работа бульдозера достигается при движении его под уклон 10...15°. Наибольшие уклоны, преодолеваемые бульдозерами классов до 40, от 40 до 100 и от 150 до 250 кН, составляют: при движении вверх соответственно 20, 25.. .30 и 25°; при спуске с грунтом соответственно 20, 25...35 и 35°; при поперечном уклоне 20, 30 и 30°.
Рис.4. Способы уменьшения потерь грунта при транспортировке бульдозером
а - созданием траншеи; б - многократными проходками по одному следу; в - спаренной работой бульдозеров; г - созданием промежуточных валов
В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и отсыпки грунта и от местных условий используют раз личные схемы движения бульдозеров. При этом различают три основные схемы разработки и перемещения грунта бульдозерами: прямую, боковую и ступенчатую.
Прямую схему применяют при рытье траншеи и выемок, ширина которых незначительно превышает ширину отвала бульдозера; при устройстве въездов, когда допускается отсыпка грунта в одно место, при этой схеме бульдозер совершает возвратно-поступательное движение без поворотов, поэтому схему часто называют челночной или маятниковой. При движении вперед бульдозер срезает грунт и транспортирует его к месту отвала (рабочий ход). Затем он задним ходом возвращается к месту начала резания грунта.
Боковую схему работы бульдозера применяют при перемещении ранее разработанного грунта из отвалов или сыпучих материалов (песка, гравия и др.) из бункеров, при разработке легких грунтов, срезаемых толстыми слоями, а также при работе на косогорах. При этом разрабатываемый грунт располагается сбоку от пути, по которому бульдозер транспортирует его к месту отсыпки. Бульдозер захватывает отвалом грунт, делает поворотное движение, перемещает грунт на транспортный путь, затем транспортирует его к месту отсыпки. Работать по этой схеме может только квалифицированный бульдозерист, поскольку при недостаточном опыте управления бульдозером значительная часть грунта может быть потеряна во время поворота бульдозера.
Ступенчатая схема разработки и перемещения грунта применяется в основном при устройстве насыпей, выполнении вскрышных работ и вертикальной планировке площадей, когда допускается отсыпать разрабатываемый грунт по всей ширине выемки. Работа ведется параллельными проходками. Переместив грунт из одной проходки, бульдозер совершает холостой ход под углом к оси рабочего хода и начинает разработку и перемещение грунта на расположенной рядом проходке (см. рис.2, а).
В зависимости от ширины насыпи разработку грунта ведут в одно- и двусторонних (см. рис. 2, б) боковых резервах. Перед началом работ производят геодезическую разбивку насыпи и боковых резервов, целью которой является наметить ось и границы основания насыпи, границы бермы и резервов. Резервы закладывают преимущественно на нагорной стороне насыпи с поперечным двусторонним уклоном дна 0,02 к середине резерва. Продольный уклон дна резерва должен составлять не менее 0,002 и не более 0,008. Для удобства работы отсыпку насыпи ведут захватками длиной 50...100 м.
Разработку грунта начинают от полевой бровки резерва. Бульдозер двигается на первой скорости, срезает грунт слоями до 30 см и перемещает его в сторону насыпи. При подходе к берме отвал бульдозера постепенно приподнимают, чтобы не срезать грунт на берме. Укладку грунта в тело насыпи производят валиками, размещая их по ширине насыпи. Холостой ход бульдозера в резерв осуществляется на максимальной скорости заднего хода.
От каждой проходки в резерве грунт укладывают в тело насыпи, размещая его по ширине насыпи. Затем бульдозер начинает разработку грунта в следующей проходке. После отсыпки первого слоя насыпи по всей длине захватки бульдозер поднимается на насыпь, перемещается вдоль нее, при этом разравнивает уложенный валиками грунт и уплотняет его гусеницами. Отсыпку последующих слоев насыпи бульдозером производят в той же последовательности. После отсыпки насыпи до заданной высоты бульдозер разравнивает верхний слой грунта, планирует бермы и дно резерва, доводя продольные и поперечные уклоны до проектных отметок.
Отсыпку насыпи высотой 1,5...2 м можно производить без послойного разравнивания насыпанного грунта сразу на полную высоту. При этом рабочая отметка насыпи должна быть увеличена по сравнению с проектной на 10...15 %, так как насыпь в течение длительного времени будет давать осадку.
Планировку дна котлована и срезку откосов производят бульдозерами после разработки грунта экскаваторами. Если дно котлована является основанием для фундаментов, грунт в зависимости от типа и вместимости ковша экскаватора не добирают на 0,1...0,З м. Дно котлована зачищают бульдозером, который перемещает грунт к экскаватору (см. рис. 3, б), а при небольших расстояниях перемещения и глубине котлована удаляет его сам.
При зачистке откосов бульдозерами отвалы грунта располагают преимущественно вдоль нижней бровки зачищаемого откоса. Это позволяет перемещать грунт сверху вниз (крутизна откосов не превышает 1: 2,5).
Обратная засыпка траншей бульдозером производится грунтом из отвала, расположенного вдоль траншеи. После укладки трубопровода, кабеля или устройства другого сооружения во избежание их повреждения одновременно с двух сторон засыпают вручную на высоту 0,25...0,З м дальнейшую засыпку траншеи производят бульдозером перекрестными поперечными ходами.
Техника безопасности
Машинист бульдозера должен осмотреть место работы. Негабаритные куски грунта, пни и другие предметы необходимо удалить. Около мест подземных сооружений администрация обязана поставить предупредительные знаки. При этом вблизи подземных сооружений разрешается работать только в присутствии мастера или производителя работ.Разработка грунтов бульдозером вблизи электрокабелей, находящихся под напряжением, запрещается.
При продольном движении по свеженасыпанному грунту не разрешается приближаться к бровке откоса ближе чем на 1 м во избежание сползания бульдозера под откос. Выдвижение ножа бульдозера за бровку откоса при сбросе грунта запрещается.
В темное время суток рабочее место должно, быть освещено.
При работе на бульдозере запрещается:
производить во время работы двигателя регулирование, крепление и смазку механизмов;
сходить с площадки управления и входить на нее во время движения;
находиться в пределах призмы обрушения дна раскрепленных котлованов и траншей.
Во время взрывных работ бульдозер необходимо удалить на безопасное расстояние и возвращать на место работы только после сигнала "отбой".
Уплотнение грунтов
Уплотнение грунтов выполняют при планировке площадок, возведении насыпей, обратной засыпке траншей и пазух фундаментов, устройстве оснований под полы и т.п. Грунты уплотняют слоями одинаковой толщины, для чего отсыпанный грунт разравнивают бульдозерами или грейдерами. Толщина разравниваемых слоев зависит от условий производства работ, вида грунта и должна соответствовать возможностям применяемых уплотняющих машин.Требуемая степень уплотнения грунтов достигается с наименьшими затратами при оптимальной влажности грунта, поэтому сухие грунты нужно предварительно увлажнять, а переувлажненные - осушать.
Рекомендуемая влажность для грунтов составляет, % глин - 23..28; тяжелых суглинков - 22...25; средних суглинков - 21...23; легких суглинков и супесей - 15...17; чернозема - 25…35; лессов - 19...21, песков мелких и пылеватых - 8...14.
Искусственное уплотнение грунта повышает модуль деформации и сопротивление грунта сдвигу, благодаря чему повышается устойчивость откосов и насыпей. Уплотненный грунт становится более водонепроницаемым и водоустойчивым.
Послойное уплотнение грунта в насыпных сооружениях и обратных засыпках котлованов и траншей осуществляется:
укаткой - с помощью самоходных, полуприцепных и прицепных катков, транспортных средств (автомобилей и прицепов-землевозов), а также землеройно-транспортных машин (бульдозеров и скреперов);
трамбованием - специальными трамбующими машинами; навесным трамбованием - специальными трамбующими машинами, навесными трамбующими плитами, а также пневматическими трамбовками (для стесненных условий);
вибрированием - подвесными, прицепными и самоходными вибраторами; комбинированным способом - виброкатками-агрегатами.
Основные параметры, характеризующие процесс уплотнения, зависят от свойств грунтов, способов уплотнения и типов применяемых грунтоуплотняющих машин и оборудования.
Для укатки применяют катки статического и вибрационного действия. Катки статического действия предназначены для уплотнения грунтов при возведении отсыпаемых послойно дорожных насыпей, плотин и дамб оросительных сооружений и водохранилищ, при засыпке выемок и т. д.
Глубина уплотняющего воздействия, определяющая толщину отсыпаемого слоя, зависит от массы катка, типа его рабочего органа и числа проходов по одному следу.
Область применения катков по разновидностям грунтов определяется типом рабочего органа. По типу рабочего органа катки статического действия разделяют на катки с кулачковыми, ребристыми, решетчатыми, и гладкими вальцами. По способу приведения в движение катки бывают прицепные и самоходные.
Связные и комковатые грунты уплотняют кулачковыми катками (рис.5, а), которые передают на грунт давление, значительно превосходящее предел его прочности (табл. 2). Такими машинами массой до 5 т уплотняют слой грунта толщиной 10...20 см при восьми - восемнадцати проходках катка по одному следу, а тяжелыми массой 25...30 т слой толщиной 50...65 см при четырех - десяти проходках по одному следу.
Рис.5. Схемы уплотнения грунтов
а - кулачковыми катками; б - пневмоколесным катком; в - гладким самоходным катком; г - трамбующей платой, подвешенной к стреле экскаватора Э-652Б; 1 - перекрытие полос; 2 - направление укатки от краев насыпи к ее середине; 3 - ширина укатываемой полосы; 4 - рыхлый слой грунта; 5 - уплотненный слой грунта; 6 - зона уплотнения грунта ручными трамбовками; 7 - слой грунта, уплотняемый катком; 8 - ось проходки экскаватора; 9 - трамбующая плита; 10 - уплотняемая полоса; 11 - место стоянки экскаватора
Таблица 2
Техническая характеристика прицепных катков с кулачковыми вальцам
При использовании кулачковых и ребристых катков происходит разрыхление верхней части слоя грунта на глубину 1/3...1/2 высоты кулачка или ребра. Эти катки не применимы для несвязных грунтов из-за большой глубины разрыхления поверхности слоя грунта.
Комковатые связные грунты укатывают вальцами, поскольку валец разрыхляет комки и одновременно уплотняет слой рыхлого грунта.
Пневмоколесные прицепные катки выпускают двух типов: с жестким креплением колесных осей к раме и общим балластным кузовом, а также с балансирным креплением осей к тяговой раме и с секционными ящиками.
У катков с балансирными колесами постоянно обеспечивается контакт всех колес с неровной поверхностью укатки и все колеса передают на грунт заданную нагрузку, обусловленную балластом. Катки с жестким креплением колес этими качествами не обладают.
Катками на пневмоколесном ходу средней массы (до 10 т) уплотняют слои толщиной 10...25 см при двух - десяти проходках катка по одному следу, катками большой массы (до 45 т) - слои толщиной 25...50 см при том же количестве проходок по одному следу.
Кулачковыми катками и катками на пневмоколесном ходу уплотнение производят путем последовательных замкнутых проходок катка по всей площади насыпи с перекрытием каждой проходкой предыдущей на 0,15...0,25 м (см. рис. 31 ,а). Закончив укатку всей площади, процесс повторяют столько раз, сколько требуется для достижения проектной плотности грунта.
Катками с гладкими металлическими вальцами уплотняют связные грунты слоем до 15 см и песчано-гравелистые смеси при толщине отсыпаемого слоя от 5 до 15 см. Применение таких катков целесообразно, когда верхний слой насыпи является основанием фундаментов или подъездных путей, а также при засыпке верхней части пазух в стесненных условиях (см. рис. 31, в). Нижние слои пазухи толщиной 15... 20 см вокруг фундамента уплотняют пневматическими или электрическими трамбовками.
Вибрационные катки (табл. 3) предназначены для уплотнения несвязных отсыпанных грунтов и выпускаются в самоходном и в прицепном исполнении гладкими вальцами.
Таблица 3
Техническая характеристика катков с гладкими вальцами
Рабочим органом виброкатка является гладкий валец, внутри которого смонтирован вал с дебалансами - возбудителями вибраций. Валец размещается внутри прямоугольной рамы, оснащенной дышлом со сцепным устройством. На задней поперечине рамы установлен двигатель, приводящий вал дебалансов с помощью гибкой (обычно клиноременной) передачи.
Для уравновешивания двигателя на передней части рамы крепится противовес. Снизу на поперечинах рамы смонтированы подпружиненные скребки, очищающие вальцы от грунта. Для защиты рамы и двигателя от вибраций к боковым балкам рамы с помощью резинометаллических амортизаторов крепятся корпуса подшипников вальца и вала дебалансов.
Трамбующие машины и оборудование служат для уплотнения связных и глинистых грунтов, отсыпаемых слоями толщиной до 1...1,5 м. Несвязные песчаные грунты, как правило, не трамбуют, так как вблизи от места удара грунт разуплотняется.
В строительстве используют трамбующие плиты на одноковшовых экскаваторах и кранах и трамбующие машины непрерывного действия.
Трамбующие плиты, навешиваемые на канат экскаватора-драглайна (см. рис. 5, г), применяют обычно для уплотнения грунтов в местах с узким фронтом работ, недоступных для уплотняющих машин других типов.
Трамбующими плитами массой 2...7 т и более, подвешенными к экскаваторам или кранам, уплотняют песчаные и глинистые грунты с количеством ударов 1...5. Недостатком этого способа является - повышенная изнашиваемость крана или экскаватора, а также сравнительно невысокая их производительность, что ограничивает применение этого способа.
Трамбующие машины выпускаются в двух модификациях - ДУ-12Б и ДУ-12В для агрегатирования с гусеничными тракторами Т-100М и Т-1З0.
Рабочим органом машины служат две плиты, подвешенные рядом на подъемных канатах сзади трактора. Плиты поочередно поднимаются канатами и свободно падают на поверхность грунта, осуществляя его трамбование на полосе, равной по ширине захвату обеих плит.
Во время работы трактор движется с замедленной ходоуменьшителем скоростью, которая выбирается соответственно необходимому числу ударов плит по одному месту. При транспортных передвижениях машины плиты поднимаются в верхнее положение, где удерживаются крюками. При работе крюки переводят в нерабочее положение с помощью механизма, управляемого из кабины водителя.
Таблица 4
Техническая характеристика трамбующей машины ДУ-12
| Техническая характеристика | Марка машины | |
| ДУ-12Б | ДУ-21В | |
| Базовый трактор | Т-100М | Т-130 |
| Число плит | 2 | 2 |
| Масса плиты, т | 1,3 | 1,3 |
| Размер плиты в плане, мм | 1000x1000 | 1000x1000 |
| Высота падения плит, м | 1,3 | 1,3 |
| Ширина захвата плит, м | 2,5 | 2,5 |
| Частота ударов, мин | 2x16 | 2x16 |
| Число ударов по одному месту | 3…6 | 3…6 |
| Энергия одного удара, Дж | 14300 | 14300 |
| Поступательная рабочая скорость | 80…200 | 80…200 |
| Глубина уплотнения, м | До 1,2 | До 1,2 |
| Масса, т | ||
| машины с трактором | 18 | 18 |
| навесного оборудования | 1,3 | 1,3 |
Уплотнение грунтов в насыпях
В основе технологии укладки и уплотнения связных грунтов лежит разбивка насыпи на карты - участки небольшой длины, на которых последовательно производят операций по разгрузке грунта, его разравниванию и уплотнению.Число участков, одновременно используемых для укладки грунта, зависит от объема работ, наличия оборудования, сезона производства работ и может изменяться в пределах 4-2. В летнее время наибольшая производительность достигается при работе на 4 участка, в зимнее время - не более двух.
Размеры карт определяют конкретными условия ми производства и применяемыми механизмами, однако их длина должна быть не менее 200 м.
Рекомендуются следующие размеры у для кулачковых катков 250...300 м, для катков на пневматических шинах - 200 м, для виброкатков - 200…250 м; для виброуплотняющих и трамбующих машин при уплотнении лессовых, просадочных и гравелистых грунтов не менее 50 м.
Ширину насыпи, как и ширину участков, принимают из условий безопасного ведения работ уплотняющей машиной, которая должна находиться от бровки насыпи на расстоянии, предотвращающем ее сползание на откос.
Для уменьшения избыточной влажности следует перед уплотнением послойно подсушивать грунт в естественных условиях. Для ускорения этого процесса грунт на участке необходимо разрыхлять боронованием или перепахиванием. При толщине слоя грунта в рыхлом состоянии 30...40 см подсушивания в условиях летней жаркой погоды требуется не менее 2...3 сут.
При уплотнении слоя рыхлого грунта, отсыпанного, например, драглайном или грейдер-элеватором, следует производить сначала укатку катком легкого типа без загрузки его балластом. Эта операция не требуется при отсыпке слоев грунта самосвалами, скреперами или тракторными тележками. В этом случае грунт уплотняется до требуемой нормы плотности грунтоуплотняющими машинами.
При вертикальной планировке больших площадей и на насыпях, где возможны повороты катка, рекомендуется применять схему движения катков по замкнутому кругу. На насыпях, где невозможен поворот катка, следует применять челночную схему движения, когда трактор в конце участка отцепляется от катка и присоединяется к нему с другой стороны.
При укатке прицепными катками первый и второй ход катка выполняют на расстоянии 2...2,5 м от бровки насыпи, а затем смещением ходов на 1/3…1/4 ширины катка в сторону бровки уплотняют края насыпи. После этого укатку продолжают круговыми проходками от края к середине насыпи с перекрытием каждого прохода на 1/3…1/4 ширины катка.
Для равномерного уплотнения грунта давление воздуха в шинах катка должно быть одинаковым (проверять манометром). Рекомендуемое давление в шинах катков на пневмоколесном ходу: для песков 200 кПа, супесей 300...400, суглинков и глин 500...600 кПа. При этом число проходов катка по одной полосе обычно принимают: для песчаных грунтов 2...3, для супесчаных 3...4 и для суглинистых и глинистых 5...6.
Уплотнение грунтов укаткой следует производить при рациональном скоростном режиме работы катков. Скорости движения катка различны, причем первый и два последних совершаются на малых скоростях (2...2,5 км/ч), а все промежуточные ходы - на больших, но не превышающих 8...10 км/ч. При рациональном скоростном режиме работы катка производительность его увеличивается примерно вдвое, а общая стоимость работ снижается на 50 %.
При возведении насыпи из резерва драглайном работы следует выполнять на двух смежных захватках: на одной из захваток отсыпаемый слой грунта разравнивается бульдозером, а на другой - уплотняется грунтоуплотняющими машинами. При уменьшении толщины отсыпаемого слоя от 1 до 0,3 производительность драглайна уменьшается на 11 %.
При возведении насыпи из резервов бульдозерами работы следует производить также попеременно на двух смежных участках.
Для уплотнения песчаных оснований под фундаменты и повышения несущей способности грунтов под различными инженерными сооружениями применяют гидровибрационный метод. Он основан на использовании вибрации, передаваемой грунту от гидровибратора, с одновременным увлажнением уплотняемого грунта.
К гидровибратору, подвешенному к стреле крана, подводят два шланга: для подачи воды в нижнее и верхнее сопло. Гидровибратор извлекают из грунта с остановками через каждые 30...40 см при непрерывной подаче воды в верхнее сопло. Глубина погружения гидровибратора определяется необходимой глубиной уплотнения грунта. Скорость погружения зависит от давления и количества подаваемой воды,. Массы гидровибратора, плотности и гранулометрического состава грунта и принимается в среднем 1...2 м/мин. При уплотнении с увлажнением водой грунт оседает, а вокруг гидровибратора в радиусе 0,4…1 м образуется воронка, которую необходимо засыпать песком.
На слабых водонасыщенных грунтах во многих случаях целесообразно применять предпостроечное уплотнение таких грунтов временной нагрузкой с использованием вертикальных дрен (песчаных, бумажных и др.).
Грунт может разрабатываться тремя основными способами: резанием -землеройными (одноковшовым экскаватором со сменным оборудованием «прямой» и «обратной» лопатами и многоковшовым роторным или цепным экскаватором) и землеройно-транспортными (скрепером, бульдозером, грейдером) машинами; гидромеханическим - с помощью гидромониторов и землесосных снарядов при наличии мощных источников водоснабжения, при этом размыв грунта и подача его к месту укладки происходят за счет кинетической энергии струи воды; взрывом с использованием различных взрывчатых веществ. Кроме вышеперечисленных существуют специальные способы разрушения грунта - ультразвуком, токами высокой частоты, термическими установками, комбинированными способами.
Разработка грунта резанием
Разработка грунта землеройными механизмами (одно- и многоковшовыми экскаваторами). Экскаваторы бывают одноковшовые циклического действия на пневмоколесном или гусеничном ходу и многоковшовые непрерывного действия. Одноковшовые экскаваторы комплектуются различным сменным оборудованием (рис. 1.7).
Забоем называется рабочее место экскаватора, включая место его стояния и забора грунта. Проходка - это выемка, образованная одним ходом экскаватора. Проходки бывают: лобовыми (торцевыми), при которых разработка ведется на крутых склонах по оси выемки и впереди себя и по обе стороны от оси, и боковыми , при которых разработка грунта происходит с одной стороны по ходу движения. Выемки значительной глубины разрабатывают ярусами-уступами, устраиваемыми в разных уровнях. Транспортные средства располагаются на одном уровне с экскаватором или выше его уровня. Схемы лобовых проходок экскаватора с «прямой» и «обратной» лопатами приводятся на рис. 1.8: продольная симметричная, продольная с поперечным перемещением, по зигзагу.
Рис. 1.7. Типы строительных экскаваторов с различным сменным оборудованием: а - прямая лопата; б - обратная лопата; в - грейфер; г- драглайн; д- копер для забивки свай; е, и - кран для выполнения монтажных и погрузоразгрузочных работ; к - дизель-молот для рыхления мерзлого грунта; ж - приспособление для корчевания пней
Разработку плотных грунтов в плоскости забоя ведут в шахматном порядке, т.е. с отступом от предыдущей полосы резания на величину меньше ширины ковша. При повороте стрелы в обратном направлении снимают полосы несрезанного грунта, что обеспечивает быстрое заполнение ковша грунтом, так как боковое сопротивление резанию при этом уменьшается. Песчаные грунты разрабатывают последовательными полосами (стружками) с небольшим перекрытием предыдущих полос.
Многоковшовые экскаваторы разделяются по типу основного рабочего оборудования на цепные , применяемые при разработке мягких грунтов 1-3 категории на глубине менее 4 м, и роторные , используемые для грунтов повышенной прочности, в том числе мерзлых, на глубине менее 2,5 м. Разработку грунта роторными и цепными экскаваторами в связных грунтах (глинах, суглинках) производят на глубину до 3 м без дополнительного крепления.
Рис. 1.8. Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами при отрывке котлованов: а - лобовой проходкой экскаватора, оборудованного прямой лопатой, с односторонней погрузкой в транспортную машину; б - то же, с двухсторонней погрузкой; в - уширенной лобовой проходкой с зигзагообразным перемещением экскаватора; г - то же с перемещением экскаватора поперек котлована; д - боковой проходкой экскаватора, оборудованного прямой лопатой; е, ж, з - торцевой проходкой вдоль котлована экскаватором, оборудованным обратной лопатой; и, к - то же, при проходках поперек котлована; л - боковой проходкой; м - поперечно-челночной проходкой
экскаватором-драглайном
!^ " IЧ " I Ч Ч N (111
^ У
иЕЕПЕШДЩц!
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами. В зависимости от типа взаимосвязи рабочего оборудования с тягачом применяют прицепные, полуприцепные и самоходные скреперы. Скреперы используют при планировке площади и устройстве линейно-протяженных земляных сооружений (рис. 1.9).
Возможность и условия разработки грунта скрепером определяют консистенцией грунта (В): В= (IV- Н / р)/(IV, - Щ,), где IV- природная влажность грунта, %; Щ,- влажность грунта на границе раскатывания, %; IV, - влажность грунта на границе текучести, %. При твердой консистенции грунта (В 0) и полутвердой (В= 0-0,25) грунт следует предварительно рыхлить. При тугопластичной консистенции (В- 0,25-0,5) и мягкопластичной консистенции (5= 0,5-0,75) грунт можно разрабатывать без рыхления. При тягучепластичной (В- 0,75-1) и тягучей (?>1) консистенции скреперы применять нельзя.
Рис. 1.9. Последовательность технологических операций, выполняемых скрепером: а - загрузка ковша грунтом с толкачом;
б - выгрузка грунта из ковша
Полный рабочий цикл разработки грунта включает: резание и наполнение ковша, перемещение, выгрузку, укладку ровным слоем и уплотнение колесами скрепера. Заполнение ковша происходит в процессе движения скрепера с опущенным ножом. Резание может выполняться по следующим профилям: ровной стружкой (рис. 1.10, в) (применяется при планировочных работах); стружкой переменного сечения от 20 до 36 мм гребенчатым профилем (рис. 1.10, б); клиновым профилем (рис. 1.10, а).
Рис. 1.10. Профили резания грунта скрепером: а- клиновидная стружка; б - гребенчатая стружка; в - тонкая стружка постоянной величины
В зависимости от направления забора грунта по отношению к оси выработки может быть выбрана поперечная или продольная схема возки грунта. Поперечная схема возки принимается при близком взаимном расположении выемки и насыпи. При этой схеме следует устраивать въезды на насыпь и съезды с нее. При продольной схеме возки груженые скреперы движутся по отсыпаемой насыпи, имеющей два торцевых съезда. Основную часть рабочего цикла скрепера составляет его движение к месту разгрузки и обратно. Наиболее распространенными схемами движения скрепера являются: по эллипсу, применяемая при планировке площадок и отсыпке насыпей из резервов при ограниченном числе захваток (рис. 1.11, а); по восьмерке - при фронте работ, позволяющем в течение цикла дважды делать забор грунта в резерве и его разгрузке в насыпь (рис. 1.11, б); по спирали - при низких насыпях, если не требуются большие объемы работ по устройству съездов (рис. 1.11, г); по зигзагу - при колонной разработке грунта в резервах большой протяженности (рис. 1.11, в) поперечно-челночная - при концентрированном перемещении грунтовых масс и большом удалении друг от друга (рис. 1.11,5); продольно-челночная (рис. 1.11, с); с одного конца насыпи и чередующихся насыпей (рис. 1.11, ж, з).
Технологические схемы разработки грунта бульдозером. Бульдозеры применяют для разработки неглубоких выемок до 2 м или насыпи высотой менее 1,5 м с перемещением грунта в отвал на расстояние до 200 м; для грубой планировки площадок; обратной засыпки траншей, пазух котлованов; окучивания грунта в зоне работы погрузчиков, а также как дополнительный тягач при разработке грунта скреперами. Наибольшая глубина резания составляет 20-60 см. Рабочим органом бульдозера является прямой навесной отвал, жестко закрепленный и поворачиваемый в вертикальной (90-54°) и горизонтальной плоскостях (3-8°).
Профили резания бульдозера аналогичны профилям резания скрепера. Наиболее рациональными являются клиновидная и гребенчатая схемы резания. При разработке грунта в широких выемках и на площадках могут быть использованы несколько технологических схем (рис. 1.12), обеспечивающих наибольшую производительность: поперечная с ярусно-траншейной разработкой; траншейная по челночной схеме (при разработке котлованов); сплошным слоем; ступенчато-ярусным; полосами; траншейно-полосная и др. При траншейном способе разработки грунта между параллельными проходками бульдозера оставляют нетронутые грунтовые валы, окаймляющие траншеи и препятствующие потерям грунта.
Валы срезают бульдозером в последнюю очередь. При перемещении на расстояние более 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом или спаренную работу бульдозеров, движущихся рядом с одинаковой скоростью на расстоянии 0,5 м один от другого. При челночной схеме (в мелких и широких выемках) в котловане срезают и перемещают грунт вдоль оси котлована, начиная с середины,
в оба конца. Вначале разрабатывают котлован на первой захватке на глубину до 1 м, а затем на второй на ту же глубину и т.д. Между смежными траншеями оставляют перемычки нетронутого грунта и валы шириной 0,5-1,2 м, которые срезают после разработки нескольких траншей. При устройстве линейных сооружений небольшой ширины грунт разрабатывают по схеме эллипс или восьмерка.
р езерВ ^
набор грунта разгрузка грунта
направление движения скрепера
Рис. 1.11. Схема разработки грунта скреперами: а - по эллипсу; б - по восьмерке; в - по зигзагу; г - по спирали; д - поперечно-челночная; е- продольно-челночная; ж - при расположении резервов или выемок с одного конца насыпи; з - при разработке
выемок, чередующихся с насыпями
ют для устройства корыта земляного полотна; планировки грунта, отсыпаемого в насыпь высотой не более 1,2 м; срезки и планировки откосов выемок и насыпей; профилирования земляного корыта песчаного слоя; разравнивания щебеночного основания; перемешивания дорожно-строительных материалов с вяжущими; устройства отводных кюветов и нагорных канав глубиной до 0,7 м. Основной орган грейдера - отвал с ножом для резания и перемещения грунта и вспомогательный орган-кирковщик, используемый для удаления небольших пней, корней, рыхления грунтов и дорожных покрытий (рис. 1.13).
Проектная поверхность
////// У// /// /7/ 7/7
м. ..о, 6
Рис. 1.12. Способы и схемы разработки грунта бульдозерами: а - спаренная работа; б - челночная схема; в - послойная разработка;
г - послойная отсыпка; д, е - грудами без послойного уплотнения; ж - разработка грунта «с головы»; 1-7 - последовательность движения бульдозера; 8- грунт, перемещаемый одиночным бульдозером;
9- дополнительный объем грунта, перемещаемого двумя бульдозерами; I-VII - последовательность разработки грунта при планировке
Рис. 1.13. Положение отвала автогрейдера: а - транспортное; б - установка отвала под углом (3; в, г - то же под различными углами
к горизонтальной плоскости
Разработку грунта автогрейдером выполняют снятием прямоугольной и треугольной стружки, что зависит от принятой схемы работы в резерве. При возведении насыпи наиболее рациональной является послойная срезка грунта прямоугольной стружки, а при разработке грунта от внешней бровки резерва к внутренней резание выполняют снятием стружки треугольной формы. При работе автогрейдеров используют различные способы укладки грунта - вприжим, вполуп-рижим, вразбежку, слоем с заданным уклоном и т.д. (рис. 1.14). Укладку грунта вприжим производят валиками, прижатыми друг к другу без зазора (при насыпи высотой до 0,7 м).
При способе вполуприжим грунт отсыпают в валы с частичным прижатием к ранее уложенному, перекрывая его основание на "/ 4 ширины (при насыпи высотой до 0,5 м). При способе вразбежку грунт отсыпают валами, которые соприкасаются лишь основанием (при насыпи высотой до 0,25 м). При ведении профилировочных работ укладку грунта производят слоями толщиной 10-15 см, а отсыпку грунта ведут от бровки к оси дороги с заданным поперечным уклоном. Недобор грунта в 5-7 см до проектной отметки в котлованах и траншеях подчищают ручным способом. Иногда вместо ручных способов применяют уплотнение грунта механическим вибротрамбованием.
Засыпку пазух траншей грунтом производят бульдозерами по челночной или поперечно-челночной схеме, а также вручную. Засыпка пазух обязательно сопровождается уплотнением грунта, которое производят послойно. Толщина первого уплотнения слоя составляет 1 м, а последующих слоев - 0,4-0,6 м. При невозможности доступа рабочего в узкую пазуху (проложенный коллектор) грунт разравнивают микробульдозером, а затем малогабаритным бульдозером, уплотняют самопередвигающейся трамбовкой. Грунт в пазухах коллектора уплотняют параллельными проходами малогабаритной вибротрамбов-
кой. Обратную засыпку выполняют сразу после укладки труб во избежание обрушения стенок траншеи от осадков, пересушивания или увлажнения грунта в отвалах.
Рис. 1.14. Способы укладки грунта в тело насыпи грейдером (размеры в м): а - вприжим; б- вполуприжим; в - вразбежку; г- слоями; д - схема работы колонны автогрейдеров при послойном разравнивании грунта в насыпи; е- планировка откосов насыпи крутизной 1:3 автогрейдером; 1 - первый проход по зарезанию валика № 1; 2- проходы по перемещению валика № 1 к месту укладки; 3 - второй проход по зарезанию валика № 2; 4 - проходы по перемещению валика № 2 к месту укладки;
С - длина рабочей захватки; / 1 - ширина резерва; / 2 - ширина насыпи;
/ 3 - ширина земляного полотна
Общие положения. Строительство земляного полотна автомобильных дорог в горной местности осложняется, как правило, тем, что в местах проложения трассы существуют крутые склоны с интенсивным проявлением экзогенных процессов (оползни, обвалы, вывалы, осыпи) на определенном участке малой протяженности В связи с эти рекомендуется при составлении проекта производства работ (ППР) учитывать инженерно-геологические особенности участка или группы участков, которые различаются по указанным признакам. Рекомендуется назначать технологию производства работ по сооружению земляного полотна, учитывая особенности конструкции насыпи или выемки, региона строительства в целом, строение склона (косогора) и свойства слагаемых пород.
В ППР необходимо предусмотреть комплекс технологических мероприятий, обеспечивающих устойчивость природных склонов и откосов выемок в процессе строительства и последующей эксплуатации дороги.
При разработке ППР, выборе технологии, машин и метода буровзрывных работ учитывают наличие трещин в разрабатываемом массиве и характер слоистости осадочных пород.
Наличие трещин в скальных изверженных породах снижает устойчивость склонов и откосов выемок. Падение трещин под углом более 35° в сторону дороги способствует возникновению оползней, обвалов, вывалов уже в процессе производства работ. Безопасным является падение трещин в сторону массива.
Слоистость приводит к ослаблению массива в склонах и откосах, особенно при их подрезке или подработке.
С увеличением угла встречи простирания слоистости с продольной осью дороги устойчивость откосов и склонов резко возрастает. Наиболее устойчивое положение угла встречи напластования по отношению к оси дороги будет 90°. При совпадении азимута простирания слоистости с направлением оси дороги подрезаемые или подрабатываемые склоны и откосы выемок разрушаются только по плоскостям напластования.
При строительстве дорог в горных условиях основные трудности связаны с разработкой скальных пород, сокращением фронта работ, ограниченной транспортной доступностью рабочей зоны, перемещением, разравниванием, уплотнением крупнообломочных грунтов, отделочными работами.
При недоступности рабочей зоны для непосредственной работы машин первый этап строительства должен включать прокладку пионерной дороги по проектируемой трассе. Если прокладка пионерной дороги по запроектированной трассе невозможна, ее устраивают в максимальном приближении к ней с подходами к зоне работ отдельных сооружений. В этом случае по самой трассе прокладывается пешеходная тропа.
Рыхление и разработка скальных пород, относящихся по трудности разработки к V группе и выше, выполняется взрывным методом. Взрывной метод рекомендуется использовать также для образования глубоких выемок массовыми взрывами на выброс или целенаправленными взрывами для сооружения насыпей в труднодоступных местах горного рельефа.
На всех этапах производства работ должны постоянно приниматься меры на откосах и склонах для предупреждения геодинамических явлений (оползни, осыпи, лавины и т. п.), которые могут представлять опасность для работающих людей, техники, сооружений. В этих целях до начала работ, а также в процессе разработки горных склонов должно быть организовано постоянное наблюдение за устойчивостью как отдельных скальных обломков, так и всего склона с верховой стороны. В случае обнаружения признаков неустойчивости должны быть немедленно приняты меры безопасности, например, подрывание и удаление нависающих каменных глыб. При наличии действующих оползней, интенсивных обвалов, крупных вывалов буровзрывные работы выполняются только для рыхления мелкошпуровыми зарядами.
Работы по сооружению земляного полотна на косогорах, устойчивых и оползневых склонах включают: подготовительный комплекс, связанный с разбивочными работами, снятием растительного грунта; устройство построечного водоотвода, стоянок для размещения техники, специальных противооползневых сооружений; основные работы по сооружению земляного полотна, располагаемого на различных элементах склонового рельефа или в его среде и комплекс противооползневых мероприятий.
Следует иметь в виду, что выбор технологии связан также с необходимостью разработки делювиальных, скальных или полускальных пород, а также их использования в виде крупнообломочных грунтов для отсыпки насыпей. Последнее зависит от прохождения трассы в условиях сильнопересеченной местности.
Сооружение насыпей и выемок. Сооружение земляного полотна в горной местности включает устройство следующих конструкций в зависимости от условий проложения трассы в конкретном регионе и районе горной местности, их гипсометрических, геоморфологических и инженерно-геологических особенностей: земляное полотно в полке, полунасыпь-полувыемка, выемка в скальном массиве, насыпь из скальных или крупнообломочных грунтов.
Выбор технологии разработки выемок и сооружения насыпей определяется конструктивными особенностями земляного полотна, категорией скальных пород по трудности их разработки, источниками получения скального или крупнообломочного грунта для земляного полотна насыпей.
Сооружение земляного полотна в полках на прижимных участках с крутизной склона более 1:3 в скальных породах выполняют путем взрывания с последующей экскавацией взорванной массы, ее транспортировкой на участки насыпи. При наличии на склонах делювиальных отложений земляное полотно в полке разрабатывают путем первоначальной подрезки склона мощными бульдозерами класса 250-300 тс с последующей доработкой экскаваторами и транспортировкой крупнообломочных грунтов автосамосвалами.
Сооружение насыпей и выемок на косогорах крутизной 1:3 и более выполняется методом последовательного нарезания полок для выемок или полувыемок или уступов в основании насыпи. Нарезание уступов (полок) выполняется, как правило, начиная с верхнего яруса. При обеспеченной устойчивости откоса и необходимости создания проезда для ведения буровых работ первая полка вырабатывается на уровне нижней бровки выемки (полки).
Разработку выемок в скальных породах ведут сразу с небольшим перебором во избежание последующей трудной и дорогостоящей работы по снятию недовыбранного тонкого слоя скальных грунтов. Выравнивают земляное полотно до проектных отметок мелким рваным камнем и щебнем.
Разработку выемок в делювиальных грунтах, размягчаемых и сильно выветрелых разборных, трещиноватых породах рекомендуется выполнять по схеме «скользящей полки», когда после осуществления пионерной траншеи-забоя, необходимой для размещения и безопасной работы экскаватора, к нему сверху вниз грунт разрабатывается и перемещается мощными бульдозерами класса 250-300 тс. При помощи экскаватора происходит последующая доработка грунта и его погрузка в транспортные средства с перемещением на участки сооружения насыпей.
Для образования ровных поверхностей откосов при устройстве выемок и полувыемок в благоприятных инженерно-геологических условиях (слабая трещиностойкость пород, раздельность на прямоугольные отдельности с вертикальным направлением плоскостей раздела, способность пород к хрупкому сколу и т. п.) применяют контурное взрывание.
Выбор метода и параметров рыхления скального и крупнообломочного грунта следует осуществлять в соответствии с группой грунта по трудности разработки, с областью и условиями его применения. При превышении расчетного количества негабаритов в разрыхленном грунте и их максимального размера необходимо вносить соответствующие изменения в схему и параметры рыхления.
До выполнения буровзрывных работ производят снятие и удаление растительного покрова, плодородного слоя почвы и вскрышных пород. При мощности вскрышных пород не более 1/3 глубины выработки рыхление скального грунта допускается производить без их удаления.
Буровзрывные работы и погрузку рыхленой скальной породы экскаваторами можно вести параллельно. При этом первые работы должны выполняться с опережением. Если для рыхления в выемках или уступах глубиной до 5 м применяют метод шпуровых зарядов, буровзрывные работы следует выполнять с опережением, обеспечивающим не менее чем сменный запас взорванной породы. При этом должно быть выдержано минимальное расстояние опережения в соответствии с Едиными правилами безопасности при взрывных работах (М.: Недра, 1985).
Перед началом работы экскаватора негабариты, расположенные в верхнем слое взорванного грунта, дробятся дополнительными взрывами. В процессе разработки выемки негабариты отваливают в сторону и затем также дробят взрывами, перемещая взорванную породу бульдозером к экскаваторному забою.
При разработке полувыемок на скальных косогорах сначала устраивают полку для рабочего проезда шириной 3,5 м, обеспечивающую возможность прохода основных машин (буровых станков, экскаваторов, бульдозеров, автомобилей-самосвалов и др.). Затем полку уширяют, доводя земляное полотно до проектного очертания.
При разработке выемок рыхление скальных пород до требуемых размеров частиц должно обеспечиваться надлежащей технологией буровзрывных работ и исходить из требуемых условий уплотнения, предусмотренных СНиП 2.05.02-85. Дробление крупных негабаритных обломков осуществляется накладными зарядами. Этот метод применяют при ограниченной производительности компрессоров или при отсутствии бурильных молотков и незначительном количестве негабарита. Оставшиеся на откосах и основной площадке выемки выступы скального грунта также дробятся.
При взрывных методах разработки и рыхления недоборы по основанию выемок не допускаются. Недоборы по поверхности откосов не должны превышать 0,2 м при условии обеспечения их устойчивости. Величина переборов после окончательной зачистки дна и откосов выемок не должна быть больше значений, указанных в табл. 1.
При доработке выемок в скальных грунтах после взрывов на выброс следует соблюдать следующий порядок работ:
дробление расположенных на поверхности негабаритов, образовавшихся при взрыве траншеи;
разравнивание навалов разрыхленного грунта бульдозером;
удаление экскаватором взорванного грунта с откосов (оборка откосов);
снятие независающих камней и козырьков экскаватором и мелкими взрывами;
доработка выемки до проектного очертания взрывами; выравнивание основной площадки.
Таблица 1
Примечание. При буровых работах под водой и на морских акваториях и рейдах размеры переборов устанавливаются проектом организации строительства.
При ярусной разработке выемок каждый ярус должен быть доработан до проектного контура и очищен до начала работ на следующем ярусе.
При сооружении насыпей из крупнообломочных грунтов, являющихся продуктом рыхления или выветривания скальных пород, максимальный размер частиц глыбовой фракции должен назначаться в зависимости от толщины уплотняемого слоя, типа и технических параметров уплотняющих средств и физико-механических характеристик грунта, но не должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя.
Негабаритные обломки, размеры которых не удовлетворяют указанным требованиям, допускается укладывать в боковых (откосных) частях и в нижнем слое насыпи в один ряд таким образом, чтобы они не попадали в рабочий слой насыпи.
При укладке в основание насыпи негабаритных обломков для исключения неравномерных осадок вследствие просыпания мелкозернистого заполнителя из вышележащих слоев в нижележащие следует устраивать прерывающие прослойки из щебенистых (галечниковых), песчаных или глинистых грунтов.
Отсыпку насыпи из крупнообломочных грунтов производят бульдозером способом «от себя» таким образом, чтобы наиболее крупные обломки располагались в нижних частях насыпи. Наиболее рационально применение бульдозера с универсальным отвалом, который позволяет в процессе распределения производить отбраковку негабаритов с последующей укладкой их в боковую часть насыпи.
Различают две схемы распределения крупнообломочного грунта: продольную и диагональную. В зависимости от способа отсыпки грунта продольная и диагональная схемы распределения могут быть односторонней или двухсторонней.
При осевой отсыпке применяется двухсторонняя схема распределения, при боковой отсыпке — односторонняя.
Рационально для отбраковки негабаритов применять специально оборудованные отвалы со смешанным сортировальным устройством по типу рыхлителя.
Перед уплотнением боковые части насыпи, включая откосы, выполненные из негабарита, выравнивают грунтом более мелких фракций. При устройстве земляного полотна на косогорах с крутизной более 1:3 выравнивание целесообразно устраивать из грунтов с песчаным заполнителем по способу расклинцовки.
Разработку крупнообломочных грунтов после взрывных работ целесообразно производить экскаватором с вместимостью ковша 0,65-1 м 3 с погрузкой в транспортные средства. При необходимости окучивания грунта отвала негабаритов на горизонтальных поверхностях и склонах крутизной до 1:3 применяют бульдозеры.
При слоистом залегании легковыветривающихся размягчаемых пород, перемежающихся со слоями глинистых грунтов, разработку ведут на всю толщину забоя с учетом того, чтобы в разрабатываемых грунтах содержалось 30-40 % (по массе) глинистого мелкозема. В противном случае разработку ведут отдельными слоями.
Укладка и уплотнение крупнообломочных грунтов. Крупнообломочные грунты каркасной и несовершенно-каркасной структуры из прочных водостойких пород следует уплотнять, как правило, вибрационным способом. Крупнообломочные грунты, содержащие более 30 % глинистого заполнителя, уплотняют при влажности, не превышающей допустимых значений для тяжелых супесей и легких суглинков, а при содержании глинистого заполнителя менее 30 % — при влажности, не превышающей допустимых значений для легких и пылеватых супесей.
Уплотнение крупнообломочных грунтов, прочность которых составляет менее 5,0 МПа (50 кг/см 2), следует осуществлять в два этапа: на первом — решетчатыми катками; на втором — катками на пневматических шинах массой не менее 25-30 т. При использовании размягчаемых крупнообломочных грунтов работы должны производиться в сухую погоду с минимальными разрывами во времени между отдельными технологическими операциями.
Способы и технические средства уплотнения легко выветривающихся неводостойких крупнообломочных грунтов назначают из условия обеспечения разрушения агрегатов до заполнения пор мелкоземом. Для повышения эффективности разрушения агрегатов производят их периодическое увлажнение.
Хорошие результаты дает технологическая схема уплотнения в два этапа: на первом (непосредственно после разравнивания и увлажнения) — решетчатыми катками, которые осуществляют дополнительное дробление грунта, на втором — тяжелыми катками на пневматических шинах. Требуемая степень уплотнения грунтов достигается после 10-12 проходов по одному следу катков на пневматических шинах массой 25-30 т. Для крупнообломочных грунтов малой прочности эффективно уплотнение трамбованием.
При невозможности обеспечения разрушения агрегатов неводостойких пород следует предусматривать их защиту в насыпи от воздействия погодно-климатических факторов. При устройстве защитных слоев из глинистых или суглинистых грунтов последние досыпаются на заданную толщину послойно вровень со слоем обломочного грунта и уплотняются совместно с ним.
При устройстве защитного слоя толщиной 15-20 см из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, грунт предварительно смешивается с вяжущими материалами в стационарных или передвижных установках и вывозится автомобилями-самосвалами к месту укладки. Для распределения смеси на поверхности откосов рекомендуются бульдозеры или экскаваторы-планировщики. В качестве уплотняющих средств могут быть применены площадочные вибраторы или виброрейки, перемещаемые по откосу сверху-вниз или снизу-вверх.
Контроль качества работ при сооружении земляного полотна на косогорах, устойчивых и оползневых склонах помимо общих требований, предусмотренных СНиП 3.06.03-85, включает: контроль за восстановлением, закреплением и разбивкой земляного полотна на отмеченных элементах рельефа; контроль качества нарезки уступов (с соблюдением проектных геометрических параметров), за соблюдением технологии разработки косогоров и склонов при устройстве земляного полотна в полке и последовательностью комплекса противооползневых мероприятий (водоотвода, дренажных и удерживающих конструкций).
Организация работ по строительству автомобильных дорог при наличии оползней включает два самостоятельных вопроса: сооружение земляного полотна и строительство комплекса противооползневых конструкций, установленных проектом. Последовательность этих работ определяется конкретными условиями территории, расположением земляного полотна, составом и типами противооползневых конструкций и должна быть оговорена в проектной и расчетной документации. В практике встречается несколько вариантов организации последовательности выполнения земляных работ и устройства противооползневых конструкций: строительство комплекса противооползневых конструкций до сооружения земляного полотна; выполнение противооползневых конструкций в процессе его сооружения; строительство противооползневых конструкций после возведения насыпей или разработки выемок.
Как правило, первая схема наиболее целесообразна при строительстве дороги на оползневых склонах, когда сооружение земляного полотна возможно только под непосредственной защитой поддерживающих сооружений или после проведения мероприятий по регулированию поверхностного и подземного стока. Вторая схема применяется при расположении земляного полотна в глубоких выемках и высоких насыпях. Например, по мере разработки каждого яруса выемки осуществляют укрепление откосов и сооружение дренажных конструкций. Третья схема используется во многих случаях при строительстве дорог в горных условиях, когда в частности после устройства земляного полотна в полке сооружают верховые подпорные стенки или анкерные конструкции.
Безусловно, многообразие сложных условий строительства автомобильных дорог в оползневых или потенциально оползневых районах требует творческого применения указанных схем с последующей разработкой до конкретных технологических и организационных решений в проектах производства работ. В данном разделе рассматриваются только общие вопросы организации строительства в оползневых районах и не освещается специфика строительства конкретных видов противооползневых конструкций, которая отражена в других главах.
Помимо особенностей, связанных с последовательностью выполнения земляных работ и строительства противооползневых конструкций, необходимо отметить, что технология производства земляных работ во многом зависит от принципов проектирования (по отношению к рельефу) автомобильных дорог. Различают следующие виды индивидуальных технологических схем организации производства земляных работ: разработку глубоких выемок и сооружение высоких насыпей; сооружение насыпей на склонах с пересечением оползневых участков; устройство земляного полотна в полках. Одним из наиболее сложных случаев производства работ является их проведение на аварийных объектах, когда оползнями разрушены участки эксплуатируемых дорог.
Установленный неоднократными обследованиями факт нарушения устойчивости естественных склонов и откосов земляного полотна в процессе строительства автомобильных дорог в различных регионах нашей страны убедительно показывает, что влияние технологических факторов может иметь существенное, а в некоторых случаях превалирующее значение.
К технологическим факторам в данном случае относятся: способ и время разработки выемок или сооружения насыпей, способ и время строительства противооползневых конструкций. Указанные факторы можно объединить в общую технологическую систему строительства индивидуальных конструкций земляного полотна, которая будет оказывать при ее реализации те или иные воздействия на устойчивость откосов земляного полотна и прилегающих к нему склонов, особенно оползневых.
Анализ строительства автомобильных дорог в оползневых районах показал, что воздействие технологической системы на устойчивость склонов и откосов проявляется в следующем.
Неудачно выбранное направление ведения работ при разработке глубоких выемок может привести к развитию в откосах оползней. Степень интенсивности производства земляных работ влияет на параметры устойчивости откосов в процессе строительства. Так при коротком фронте ведения работ и высокой скорости разработки выемки в откосах (при рабочей глубине разработки) не успевают возникать деформации, приводящие к оползням, что позволяет придавать откосам рабочих ярусов более крутые углы. Сооружение же высоких насыпей и насыпей на склонах (в том числе и на оползневых) напротив требует более медленного режима отсыпки грунта, обусловленного необходимостью тщательного уплотнения грунта, а также постепенной передачей нагрузки от веса насыпи на склоновое основание, что обеспечивает его устойчивость и дальнейшую стабильность.
Существенное влияние на развитие оползней в склонах и откосах оказывают порядок и сроки выполнения их проектной конфигурации. Наиболее распространенная ошибка в этом плане связана с устройством берм, ярусов, дренажных конструкций и укрепительных работ на откосах не в процессе разработки выемок и сооружения насыпей, а после их завершения. Особое значение имеет технологическая последовательность сооружения насыпей на склонах. В проектах производства работ должен быть заложен такой принцип ведения работ, который бы гарантировал устойчивость наклонного основания при сооружении земляного полотна. В частности, например, во многих случаях устойчивость насыпей на склонах была нарушена из-за неправильного способа производства работ: вместо последовательного сооружения насыпи с низовой стороны склона работы выполнялись с верховой стороны, что приводило к развитию неуплотненных зон в откосных частях, перенапряжению склонового основания, развитию оползней как в склонах, так и в откосах насыпей.
Весьма важное значение приобретают технологические факторы при ведении земляных работ на оползневых склонах или в их среде. Правильная расстановка землеройно-транспортной техники, определение необходимого темпа, выдерживание требуемой глубины разработки или крутизны откоса обеспечивают не только возможность выполнения проектных решений, но и их дальнейшую надежность при эксплуатации участка дороги, а также степень сохранности в стабильном состоянии самого оползневого склона.
