Строительные машины и оборудование, справочник





Грунты, иx свойства и пригодность для возведения земляного полотна

Категория:
   Механизация дорожных работ

Грунты, иx свойства и пригодность для возведения земляного полотна

Грунтом называют горную породу, слагающую верхние горизонты земной коры, затронутые физико-химическими процессами выветривания. Грунт состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Жидкой фазой служит вода с растворами различных солей, газообразной — смесь воздуха, некоторых газов и водяного пара. Характерная особенность твердой фазы в ее дисперсности — раздробленности. Твердая фаза состоит из мелких частиц, суммарная поверхность которых в единице объема велика, вследствие чего большое значение имеют процессы, происходящие на границах между твердой и жидкой фазами. Жидкая фаза покрывает минеральные частицы и разделяет их в зоне контакта. Пленки и прослойки воды на минеральных частицах находятся в зоне действия межмолекулярных сил притяжения со стороны поверхности минеральных частиц. Эти силы изменяют структуру в тонких пленках, и ее свойства приближаются к свойствам твердых тел. Такая вода называется связанной. При увеличении содержания жидкой фазы в грунтах толщина пленок возрастает, влияние сил межмолекулярного взаимодействия уменьшается Вода, не испытывающая влияния таких сил, называется свободной. Соотношение между жидкой и твердой фазами определяет основные свойства грунта. Важное значение имеет гранулометрический состав грунта — относительное содержание частиц (фракций) разной крупности по массе.

В результате взаимодействия частиц друг с другом и с водой грунты приобретают связность, что увеличивает усилия, необходимые для их деформирования или разрушения. Ввиду этого мелкие частицы образуют достаточно прочные грунтовые агрегаты. Связность грунта главным образом зависит от гранулометрического состава и влажности. В песках, если они и влажные, связность недостаточна, поэтому их относят к несвязным грунтам, супеси — к малосвязным грунтам, глины И суглинки к связным. Влажностью называют отношение массы, содержащейся в грунте воды gB, к массе сухого грунта gr, выраженное в процентах.

Объемная масса скелета грунта 8r = -jr(i + 1Г/Ю0). Ею обычно пользуются при определении степени уплотнения грунта. Удельная масса грунта (плотность) —отношение массы твердых частиц грунта к объему вытесненной ими воды.



Объемная масса скелета грунта 8r = -jr(i + 1Г/Ю0). Ею обычно пользуются при определении степени уплотнения грунта. Удельная масса грунта (плотность) —отношение массы твердых частиц грунта к объему вытесненной ими воды.

Влажность оказывает большое влияние на связные грунты, которые могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Пластичность — способность грунта под действием внешних сил изменять форму без разрушения и изменения объема. Связный грунт находится в пластичном состоянии в определенном, характерном для каждого грунта интервале влажностей. Верхний предел этого интервала ограничен пределом текучести, нижний — пределом пластичности. Предел текучести определяют на стандартном приборе с балансирным конусом. Предел текучести соответствует такой влажности грунта, при которой балансирный конус под давлением собственной массы за 5 с погружается на 10 см. Предел пластичности (граница раскатывания) соответствует такой влажности (в %’), при которой изготовленное из грунта и воды тесто, раскатанное в шнур толщиной 3 мм, начинает крошиться.

Предел пластичности в ряде случаев является критерием для разделения грунтов на виды. При влажности, большей предела текучести, грунт представляет собой вязкую жидкость. Если влажность находится между пределами текучести и пластичности, грунт пастообразен. При влажности, меньшей предела пластичности, грунт находится в твердом состоянии. Если число пластичности 1— 7, грунт называют, супесью, при 7—17 — суглинком, более 17 — глиной.

Песок мало изменяет свою устойчивость и пригоден в насыпях и в дополнительных слоях основания. Супесь, суглинок и тяжелые суглинки — устойчивые грунты, пригодные для всех земляных сооружений. Супесь мелкая и пылеватая, суглинок пылеватый малопригодны для сооружения земляного полотна. Глина ограниченно годна, ее используют обычно для возведения высоких насыпей в сухих местах. Без ограничения допускаются камень, щебенистые и гравелистые грунты, непылеватые пески, водоустойчивые местные материалы и отходы промышленности — металлургические шлаки, хорошо обожженные горелое породы отвалов каменноугольных шахт. Не допускаются для Ьозведения насыпей ил, мелкий песок с примесью торфа или ила, жирные глины с примесью ила, недрени- рующие грунты, содержащие водорастворимые соли более 8%’ при хлоридном и более 5% пр<и сульфатном засолении, торф, жирные глины, меловые и тальковые грунты и трепелы при наличии грунтовых вод на глубине не более 1 мм на поймах рек.

Как было отмечено, большое влияние на физико-механические свойства й возможность использования суглинков и глин оказывает влажность. При относительной влажности, равной или меньшей 0,4, грунты трудно разрабатываются, требуют рыхления, сильно пылят, не уплотняются. При W0, равном 0,5, грунты разрабатываются легче, без предварительного рыхления, слабо пылят, слабо уплотняются. При Wq, равном 0,6, хорошо разрабатываются, не пылят очень хорошо уплотняются. При Wo, равном 0,7, легко режутся, но налипают на рабочие органы землеройных машин, уплотняются хуже. При дальнейшем увеличении влажности грунт нельзя применять для сооружения насыпей. В связи с изменением влажности изменяется выработка машин.

Разнородные грунты отсыпают горизонтальными слоями. Наклонных пластов, по которым может происходить сползание грунта, не должно быть в насыпи. При отсыпке дренирующего грунта на слой менее дренирующего, последнему должен быть придан выпуклый профиль с уклонами 40%‘о- Откосы грунта с большей дренирующей способностью не должны покрываться грунтами с меньшими дренирующими свойствами. Недопустимы поочередная отсыпка разнородных по водопроницаемости грунтов, наличие в насыпи линз, в которых может застаиваться вода. Грунты, резко снижающие устойчивость при увлажнении, необходимо изолировать от влаги прослойками водонепроницаемых грунтов. Прослойку можно делать толщиной 15—20 см из грунта, обработанного известью. Такая прослойка предохраняет дорожную одежду от неравномерного пучения и переувлажнения земляного полотна. Технология устройства прослойки следующая: грунт любым способом перемешивают с известью (1—2%’ по массе). Если нужно, проводят увлажнение. Затем смесь выдерживается 1 сутки на месте возведения насыпи. Смесь распределяют ровным слоем и уплотняют самоходными катками с гладкими вальцами. Применяют и коми- лексный метод укрепления грунта — розливом по грунту, смешанному с известью, жидкого битума — 0,8—1,2%’ по массе. При вынужденном использовании неблагоприятных грунтов, таких, как тяжелые глины, известковые и сланцевые глины, сильно пылеватые грунты, в неблагоприятных условиях увлажнения производят досыпку поверхности откосов и верхней части спланированного полотна из непылератых грунтов, песка, супеси, легких суглинков на 7з глубины промерзания.

Разработку выемок и возведение насыпей выполняют с поперечным или продольным перемещением грунта, из боковых или сосредоточенных резервов. Отвозка грунта в отвал нежелательна во всех случаях. Излишний грунт следует использовать для уменьшения продольных уклонов дороги, уположения откосов, планировки местности с засыпкой понижений, оврагов.

Удаление растительного слоя — снятие дерна, мохового слоя предшествует земляным работам. Снятие растительного слоя производят бульдозерами. При этом важно, чтобы они срезали только дерновый слой, не захватывая нижележащего грунта. Толщина дернового слоя колеблется от 7 до 20 см. Дерн перемещают бульдозером за пределы дорожной полосы и укладывают в валы с таким расчетом, чтобы не мешать работе землеройных машин, разрабатывающих боковые резервы. Призму дерна необходимо перемещать всегда по поверхности, с которой удален дерн, чтобы не тратить силу тяги на дополнительное сопротивление движению за счет большого трения дерна о дерн. Дерн можно не срезать, если насыпь высотой 1,5 и более м. На участках, где предполагается заложить резервы, дерн удаляют. Снятый растительный слой укладывают в валы для последующего укрепления откосов и восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель.

Рис. 8.5. Технология удаления растительного слоя бульдозером: 1—7 — проходы бульдозера

Технология снятия растительного слоя зависит от местных условий и его толщины. Если он не толще 5—7 см, бульдозеры двигаются вдоль трассы, сгребая грунт в промежуточные валики, которые затем сдвигают в сторону от оси трассы проходами поперек полосы (рис. 8.5, о). При толщине порядка 20 см растительный слой снимают в две очереди. Вначале бульдозеры работают на первой передаче трактора и сдвигают слой поперек трассы (рис. 8.5, б). Чтобы грунт не ссыпался с отвала, оставляют полосы шириной 0,7—1 м, отделяющие один проход бульдозера от другого. Затем косыми проходами на второй-третьей передачах под углом к оси трассы снимают оставленные полосы.

Угол косины устанавливает опытным путем с таким расчетом, чтобы отвал заполнялся грунтом. Удобен бульдозер с поворачивающимся отвалом (универсальный).

Рыхление грунта производят рыхлителями, плугами, рыхлитель- ными зубьями, устанавливаемыми на отвале жестко или шарнир- но. Шарнирными зубьями рыхлят при возвращении бульдозера в забой задним ходом. При резании грунта зубья откидываются и не мешают набору грунта на отвал. Не все машины требуют интенсивного рыхления грунта. В частности, от сильного рыхления ухудшается набор грунта скрепером. В связи с этим различают рыхление полное — плугами для работы ножевых машин грейдерного типа и частичное — для разработки грунта скреперами. Частичное рыхление проводят навесными рыхлителями среднего и тяжелого типа на тракторах.

В боковых резервах рыхлитель начинает работу от внутренней границы, постепенно переходя к наружной. Пройдя всю захватку, рыхлитель поворачивают и переводят во второй боковой резерв. При рыхлении только одного резерва его делят по ширине пополам и работают круговыми рейсами, последовательно переходя от наружной кромки первой половины резерва на внешнюю второго резерва.

Читать далее:

Категория: - Механизация дорожных работ

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:


Статьи по теме::
Документация на ремонт дорожных машин
Механизированные средства для выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту
Хранение и консервация дорожно-строительных машин
Парки дорожно-строительных машин
Система планово-предупредительного ремонта дорожно-строительных машин
Топливо, смазочные материалы для дорожно-строительных машин
Транспортирование дорожно-строительных машин
Подготовка дорожно-строительных машин к эксплуатации
Приемка-передача дорожно-строительных машин
Cистемы автоматики дорожных машин


Остались вопросы по теме:
"Грунты, иx свойства и пригодность для возведения земляного полотна"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы