Разработка грунта в скальных грунтах. Технология разработки скальных выемок. Разработка грунта механизированным способом

Когда требуется ручной труд?

Степень сложности ручной копки

Особенности труда

Определение расценки работ

Главная Дом

При необходимости выкопать узкую траншею или котлован сложной формы использование механизированных средств может представляться нецелесообразным. Ручная работа относится к категории тяжелого физического труда, оплата которого производится в процентном соотношении от обработанного объема.

Наиболее долгой, затратной по силам и средствам работой считается разработка грунта вручную в траншеях : данный вид деятельности применяется, если механизированные земляные работы выполнять технически невозможно, нецелесообразно либо невыгодно. Труд подразумевает применение ручного бурильного инструмента, лопат, пешни, ломов, иных приспособлений. Рытье траншеи/котлована глубиной более 2 м, работа в водонасыщенном грунте, в случае длительного пребывания рабочих на дне стенки требуется укреплять досками: толщина пиломатериалов – минимум 25 мм, диаметр распорок – 100 мм.

Разработка без использования механизированного оборудования требуется в следующих случаях:

Подземные работы. Такие действия проводятся в стесненных условиях, использование спецтехники физически невозможно: устройства нельзя развернуть, угол движения навесного оборудования слишком мал.
Щитовые работы (сооружение тоннелей различного размера, направленности, сложности строения). Ручной труд включает применение немеханизированных щитовых устройств, способных сформировать проход должного диаметра.
Горизонтальное продавливание слоев: забой разрабатывают вручную, куски породы вывозят ручной вагонеткой/тележкой.
Малый объем земляных работ: ручная разработка грунта позволяет сэкономить затраты, связанные с применением спецтехники.
Разработка вблизи проложенных инженерных сетей, опасность повреждения кабеля, трубопровода, системы дренажа.
Разработка грунта в котловане после работы экскаваторной техники.

Работы выполняются лопатами, имеющими укороченный черенок; добор остатков породы после работы спецтехники выполняют строительным инструментом. Углубление – процесс, требующий использования ломов, буров ручного типа, пешни.

Важно! Выбор инструментов обусловлен типом грунта, глубиной раскопок, сложностью формы траншеи/котлована.

Уровень сложности работ обусловлен главным образом свойствами грунта, подлежащего раскопке. Выделяют следующие разновидности слоев:

Скальные (гранитные, сланцевые, песчаники, конгломераты и пр.). Характеризуются высокой плотностью, жесткостью, слабым размягчением. Ручная разработка грунта скальной породы – наиболее трудоемкий процесс, отнимающий значительное количество времени.
Песчаные. Состав включает кварцевые частицы фракцией 0,1-2 мм, процент содержания глины – менее 3%. Слои отличаются сыпучестью, отсутствием пластичности, значительным влагопоглощением. Данные виды легче поддаются обработке, ручные земляные работы отнимают меньше времени.
Глинистые, пылевато-глинистые. Первый вид характеризуется повышенной пластичностью (показатель обусловлен процентным содержанием глины), плотностью, ручная разработка грунта такого типа идет медленнее песчаного. Второй тип содержит смесь пылеватых и глинистых компонентов: размер первых – 0,05-0,0005 мм, вторых – меньше 0,005 мм. Пылевато-глинистые слои отличает повышенная просадка, возможно сильное разбухание при попадании воды.
Лессовидные. Грунты представляют собой слои глинистого типа с повышенным содержанием пылеватых элементов (свыше 50% состава), пористой структурой.
Супесь, суглинок. Первый тип обладает качествами глинистых слоев, второй – песчаных.

Выбирая инструменты для механического труда, требуется учесть состояние слоев: важны показатели влажности, липкости, плотности, утрамбованности, углы откосов. Ряд случаев требует проведения подготовительных действий: так, скальный грунт необходимо разбить, куски породы вывозят с места разработки.

Ручная работа с использованием бура, пешни, ломов занимает длительное время ввиду твердости слоя. Трудность обработки глинистых слоев обусловлена повышенной жесткостью, пластичностью, земляные работы предваряет размачивание водой, позволяющее облегчить ручной труд: влажная глина проще поддается обработке.

Строительные нормы допускают следующие размеры траншей и котлованов:

Слои естественной влажности, глубокое расположение подземных вод, отсутствие коммуникаций – траншеи с вертикальными стенками могут иметь глубину до 1 м (песчаник, крупнообломочный состав), 1,25 м (супеси), 1,5 м (суглинок) и 2 м (плотная глина). Укрепление стенок необязательно.
Условия связных слоев с укладкой труб плетями с траншейной бровки предусматривают разработку с установкой креплений: элементы предохраняют стенки от обрушения, когда в траншее идет ручная обработка. Если изначально котлован/траншею формировали механизированным образом, крепления добавляют перед спуском рабочих.
Крепления устанавливают в обязательном порядке, если слои чрезмерно пористые, насыщенные влагой, подвижные, рассыпчатые. Близкое расположение подземных вод также требует предварительного укрепления стенок.

Важно! Разработка откосов траншей требует обозначать в ППР (проект производства работы) значение угла откоса, тип креплений, устанавливаемых по всему участку/локально. Выбор углов, типов укрепляющих элементов обусловлен физико-химическими свойствами слоя. Откосы отсутствуют в траншеях, выкопанных в местах повышенной проходимости, характеризующихся наличием искусственного покрытия (городские улицы, дороги, площади).

Ручная разработка грунта с нуля включает этапы нанесения разметки, снятия верхнего слоя почвы, собственно земляную обработку с удалением и вывозом кусков породы, выравнивание стенок, дна. Предварительно может проводиться комплекс геологических изысканий для точного определения трудоемкости обработки, выбора набора инструментов, определения сроков реализации задачи.

Обработка траншеи/котлована, вырытого экскаваторным оборудованием, включает уборку невыбранных частиц породы со дна, выравнивание стенок, углов. Сроки выполнения устанавливают, исходя из нормативов СНиП, масштаба обработки, конструкции траншеи либо котлована.

Шифр ресурса

Наименование элементов затрат

Ед. измер.

Затраты труда рабочих-строителей

Средний разряд работы

МАТЕРИАЛЫ

Камень булыжный

Чтобы понять, какой процент недобора является нормой, требуется изучить данные : согласно требованиям, для котлована допустим показатель 1,75%, траншеи – 3%; доработку выполняют ручным методом. Средняя толщина грунта, убираемого лопатами – 10-15 см (дно), процент зачищенной смеси со стенок вычисляют отдельно. Определение объема убранного вручную грунта выполняют, учитывая толщину, площадь участка котлована. Разработка грунта вручную в траншеях может оплачиваться в зависимости от выполненного объема либо почасовым способом.

МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Виды земляных сооружений

Земляными сооружениями называют устройства в грунте, полученные в результате его удаления за пределы сооружения, или из грунта, внесенного в сооружение извне. Первые называют выемками, а вторые - насыпями. В зависимости от формы и размеров выемок различают котлованы, траншеи, канавы, кюветы, каналы, ямы, скважины и шпуры. Котлованы и ямы имеют соизмеримые размеры во всех трех направлениях, при этом глубина котлована обычно меньше, а ямы - больше двух других размеров. Кроме того, ямы имеют небольшой объем. Длины траншей, канав, кюветов и каналов существенно превышают размеры их поперечных сечений. Скважины - это закрытые выемки, один размер которых (глубина или длина в зависимости от ориентации выемки относительно открытой поверхности грунта) существенно превышает размеры их поперечных сечений. Скважины диаметром до 75 мм включительно называют шпурами. Скважины могут быть вертикальными, горизонтальными и наклонными.

При устройстве выемок вынутый из них грунт удаляют за пределы рабочей площадки или укладывают рядом в кавальеры для его последующего использования при обратной засыпке. При сооружении насыпей грунт доставляют извне или из боковых резервов.

Различают временные земляные сооружения (траншеи для укладки в них подземных коммуникаций и т. п.) и земляные сооружения длительного пользования (придорожные кюветы, дорожные насыпи, дамбы, плотины и т. п.). Временные земляные сооружения отрывают на время строительства, например, на время укладки трубопровода и монтажа трубопроводной арматуры, после чего исходную земляную поверхность восстанавливают. В зависимости от вида и состояния грунта, погодных условий, а также продолжительности существования временных земляных сооружений, во избежание обрушения, их стенки укрепляют или оставляют без крепления. Боковые откосы земляных сооружений длительного пользования обычно укрепляют дерном, деревянными рейками и т. п. Чаще насыпи отсыпают с послойным уплотнением грунта.

К земляным сооружениям относятся также спланированные полосы и площадки, которые могут быть как временными, так и сооружениями длительного пользования. В зависимости от проектного уровня по отношению к исходному рельефу, необходимости замены естественного грунта доставленным извне эти земляные сооружения могут выполняться по схеме образования выемок или насыпей, а также комбинированным способом: удалением грунта из возвышенностей и засыпкой им впадин.

Если при образовании выемок выполняются работы только по отделению части грунта от массива, связанному с разрушением его связности, и его перемещением, то при сооружении насыпей, кроме перемещения грунта, обычно решается обратная задача - восстановления прежнего плотного состояния грунта.

Способы разработки грунтов

Наиболее энергоемкой из всех операций по устройству выемок является отделение грунта от массива (разрушение грунта), в связи с чем способы разработки грунтов определяются по способам их разрушения, характеризуемым видом энергетического воздействия. Наибольшее применение в строительстве нашло механическое разрушение грунтов сосредоточенным контактным силовым воздействием рабочего органа машины на грунт, называемым также резанием. Для реализации этого способа рабочие органы грунторазрабатывающих машин оснащают клинообразными режущими инструментами, перемещаемыми относительно грунтового массива. В зависимости от скорости и характера воздействия режущего инструмента различают статическое и динамическое разрушение грунтов. При статическом разрушении режущий инструмент движется равномерно или с незначительными ускорениями при скорости до 2...2,5 м/с. Этот способ применяется как основной при разработке грунтов экскаваторами, землеройно-транспортными машинами, рыхлителями и буровыми машинами вращательного действия. В машинах, разрабатывающих прочные скальные породы, реализуется как статический, так и динамический способы их разрушения, в частности, ударный. Известны также вибрационный и виброударный способы, которые пока еще не получили широкого промышленного применения. Энергоемкость механического разрушения песчаных и глинистых грунтов в зависимости от их крепости и конструкции режущих инструментов составляет от 0,05 до 0,5кВтч/м 3 . Этим способом выполняют до 85% всего объема земляных работ в строительстве.

Рабочий процесс машины для механической разработки грунта может состоять только из операции разрушения грунта, как, например, у рыхлителя при разрушении прочных грунтов, или включать эту операцию как составную часть рабочего процесса. В последнем случае одновременно с отделением от массива грунт захватывается ковшовым рабочим органом или накапливается перед ним - при отвальном рабочем органе, например, при разработке бульдозером, автогрейдером. Перемещение грунта ковшовым или отвальным рабочим органом также является составной частью рабочего цикла машины, а отсыпка грунта, выполняемая в конце этой операции, заключается в целенаправленной его выгрузке из рабочего органа. Для увеличения дальности перемещения грунта некоторые машины оборудуют специальными транспортирующими устройствами, например, экскаваторы непрерывного действия. С той же целью такие машины как скреперы после отделения грунта от массива и заполнения им ковша перевозят грунт к месту отсыпки на значительные расстояния собственным ходом. При экскаваторной разработке для перевозки грунта используют специальные транспортные машины - землевозы, а также автосамосвалы, железнодорожные платформы или баржи.

Для интенсификации процесса разрушения грунта используют комбинированные способы, например, газомеханический, обеспечиваемый импульсной подачей газов под давлением в отверстия на землеройном рабочем органе. Выходящие через отверстия газы разрыхляют грунт, уменьшая этим сопротивление перемещению рабочего органа.

Сопротивляемость разрушению водонасыщенных мерзлых грунтов может быть понижена путем ввода в них химических реагентов с пониженной температурой замерзания (хлористого натрия, хлористого калия и др.).

При устройстве гидротехнических земляных сооружений (плотин, дамб), а также в некоторых других случаях на водоемах или вблизи их широко применяют гидравлическое разрушение грунтов струей воды с использованием гидромониторов и землесосных снарядов. Таким же способом добывают песок, гравий или песчано-гравийную смесь для последующего использования как строительного материала. Энергоемкость процесса достигает 4кВт ч/м 3 , а расход воды - до 50...60 м 3 на 1 м 3 разработанного грунта. Тем же способом разрабатывают грунты на дне водоемов. Малосвязные грунты при этом разрабатывают всасыванием без предварительного рыхления, а прочные грунты предварительно разрыхляют фрезами. Способ разработки грунтов с использованием напора струи воды и землесосных снарядов, которым разрабатывают около 12% общего объема грунтов в строительстве, называют гидромеханическим.

Крепкие скальные породы и мерзлые грунты обычно разрушают взрывом под давлением газов, образующихся при воспламенении взрывчатых веществ, которые закладывают в специально пробуренные скважины (шпуры), в прорезные узкие щели или в траншеи. Для бурения шпуров применяют машины механического бурения, а также термо- и термопневмобуры. Щели и траншеи обычно разрабатывают механическим способом. В термобуре реализуется термомеханический способ разрушения грунта: его прогрев высокотемпературной (до 1800...2000°С) газовой струей с последующим разрушением термоослабленного слоя грунта режущим инструментом. При термопневматическом бурении грунт разрушается и выносится из скважины высокотемпературной газовой струей со скоростью до 1400м/с. Разработка грунтов взрывом наиболее энергоемкая, а следовательно, наиболее дорогая из всех рассмотренных выше способов.

Для дробления валунов и негабаритных камней, образующихся в результате разрушения грунтов взрывом, применяют установки, реализующие электрогидравлический способ разрушения грунтов, использующий ударную волну, которая образуется в искровом разряде в жидкости. При этом полученная в разрядном канале теплота нагревает и испаряет близлежащие слои жидкости, образуя парогазовую полость с высоким давлением, воздействующим на грунт.

Реже применяют физические способы разрушения грунтов без комбинирования с другими способами. Они основаны на воздействии на грунт температурных изменений (прожигание прочных грунтов, оттаивание мерзлых грунтов), токов высокой частоты ультразвука, электромагнитной и инфракрасной энергии и т. п.

Выбор способа разработки зависит, прежде всего, от прочности грунта, в том числе и от сезонной, связанной с его промерзанием. При правильной организации плановых (неаварийных) работ можно избежать или свести к минимуму энергетические и другие затраты, связанные с разработкой мерзлых грунтов, выполняя земляные работы преимущественно до наступления зимы. В строительной практике используют также способы предохранения подлежащих разработке в зимнее время грунтов от промерзания путем их укрытия специальными матами или подсобными материалами (опилками, выпавшим до промерзания грунта снегом, разрыхленным слоем грунта и т. п.). Так, в трубопроводном строительстве, где, во избежание обрушения, траншеи отрывают загодя с небольшим отрывом по времени перед укладкой в них труб, подлежащие зимней разработке участки отрывают до наступления морозов на неполную глубину и тут же их засыпают. Разрыхленный грунт предохраняет нижележащие слои от промерзания и позволяет повторно разрабатывать траншеи требуемой глубины также при низких температурах окружающего воздуха.

Свойства грунтов

Грунтами называют выветрившиеся горные породы, образующие кору земли. По происхождению, состоянию и механической прочности различают грунты скальные -сцементированные водоустойчивые породы с пределом прочности в водонасыщенном состоянии не менее 5мПа (граниты, песчаники, известняки и т. п.), полускальные - сцементированные горные породы с пределом прочности до 5мПа (мергели, окаменевшие глины, гипсоносные конгломераты и т. п.), крупнообломочные - куски скальных и полускальных пород, песчаные - состоящие из несцементированных мелких частиц, разрушенных горных пород размером 0,05...2мм, глинистые - с размером частиц менее 0,005мм.

По гранулометрическому составу, оцениваемому долевым содержанием фракций по массе, различают грунты: глинистые (с размерами частиц менее 0,005мм), пылеватые (0,005...0,05мм), песчаные (0,05...2мм), гравийные (2...20мм), галечные и щебеночные (20...200мм), валуны и камни (более 200мм). Наиболее часто встречающиеся в строительной практике грунты различают по процентному содержанию в них глинистых частиц: глины - не менее 30%; суглинки - от 10 до 30%; супеси - от 3 до 10% с преобладанием песчаных частиц над пылевидными, пески - менее 3%.

Ниже приводятся некоторые характеристики грунтов, влияющие на процесс их взаимодействия с землеройными и грунтоуплотняющими рабочими органами. Грунт состоит из твердых частиц, воды и газов (обычно воздуха), находящихся в его порах. Влажность грунтов, оцениваемая отношением массы воды к массе твердых частиц, составляет от 1...2% - для сухих песков до 200% и более - для текучих глин и илов. В некоторых случаях, например, при оценке степени принудительного уплотнения грунтов, пользуются так называемой оптимальной влажностью, которая изменяется от 8...14% для мелких и пылеватых песков до 20...30% для жирных глин.

При разработке грунты увеличиваются в объеме за счет образования пустот между кусками. Степень такого увеличения объема оценивают коэффициентом разрыхления, равным отношению объема определенной массы грунта после разработки к ее объему до разработки (табл.1). Значения коэффициента разрыхления колеблются от 1,08...1,15 для песков до 1,45...1,6 для мерзлых грунтов и скальных пород. После укладки грунта в отвалы и естественного или принудительного уплотнения степень их разрыхления уменьшается. Ее оценивают коэффициентом остаточного разрыхления (от 1,02...1,05 для песков и суглинков до 1,2...1,3 для скальных пород).

Уплотняемость грунтов характеризуется увеличением их плотности вследствие вытеснения из пор воды и воздуха и компактной укладки твердых частиц. После снятия внешней нагрузки сжатый в порах воздух расширяется, вызывая обратимую деформацию грунта. При повторных нагружениях из пор удаляется все больше воздуха, вследствие чего обратимые деформации уменьшаются.

Таблица 1
Характеристики грунтов
Категория грунта	Плотность кг/м 3	Число ударов плотно-мера ДорНИИ	Коэффи циент разрыхле-ния	Удельное сопротивление, кПа
резанию	копанию при работе:
Прямыми и обратными лопатами	Драглай-нами	экскаваторами непрерывного действия
поперечного копания	Траншей-ными
роторными	цепными
I	1200-1500	1-4	1,08-1,17	12-65	18-80	30-120	40-130	50-180	70-230
II	1400-1900	5-8	1,14-1,28	58-130	70-180	120-250	120-250	150-300	210-400
III	1600-2000	9-16	1,24-1,3	120-200	160-280	220-400	200-380	240-450	380-660
IV	1900-2200	17-35	1,26-1,37	180-300	220-400	280-490	300-550	370-650	650-800
V	2200-2500	36-70	1,3-1,42	280-500	330-650	400-750	520-760	580-850	700-1200
VI	2200-2600	71-140	1,4-1,45	400-800	450-950	550-1000	700-1200	750-1500	1000-2200
VII	2300-2600	141-280	1,4-1,45	1000-3500	1200-4000	1400-4500	1800-5000	2200-5500	2000-6000
VIII	2500-2800	281-560	1,4-1,6	-	220-250	230-310	-	-

Степень уплотнения грунта характеризуется остаточной деформацией, основная доля которой приходится на первые циклы нагружения. Ее оценивают коэффициентам уплотнения, равным отношению фактической плотности к ее максимальному стандартному значению, соответствующему оптимальной влажности. При уплотнении грунтов требуемый коэффициент уплотнения назначают в зависимости от ответственности земляного сооружения из пределов от 0,9 до 1.

Прочность и деформируемость грунтов определяется, в основном, свойствами слагающих их частиц и связей между ними. Прочность частиц обусловлена внутримолекулярными силами, а прочность связей - их сцеплением. При разработке грунтов эти связи разрушаются, а при уплотнении восстанавливаются.

При взаимном перемещении частиц грунта между собой возникают силы внутреннего трения, а при перемещении грунта относительно рабочих органов - силы внешнего трения. Согласно закону Кулона эти силы пропорциональны нормальной нагрузке с коэффициентами пропорциональности, называемыми коэффициентами внутреннего и внешнего трения соответственно. Для большинства глинистых и песчаных грунтов первый составляет от 0,18 до 0,7, а второй - от 0,15 до 0,55.

При взаимном перемещении грунта и землеройного рабочего органа происходит царапанье твердыми грунтовыми частицами рабочих поверхностей режущего инструмента и других элементов рабочего органа и, как следствие, изменение его формы и размеров, называемое изнашиванием. Разработка грунтов изношенным режущим инструментом требует больше затрат энергии. Способность грунтов изнашивать рабочие органы землеройных машин называют абразивностью. Бόльшей абразивностью обладают более твердые грунты (песчаные и супесчаные) с частицами, закрепленными (сцементированными) в грунтовом, например, замерзшем массиве. Абразивная изнашивающая способность мерзлых грунтов в зависимости от их температуры, влажности и гранулометрического состава может быть в десятки раз выше, чем у тех же грунтов не мерзлого состояния.

Грунты, содержащие глинистые частицы, способны прилипать к рабочим поверхностям рабочих органов, например, ковшовым, уменьшая тем самым их рабочий объем и создавая повышенные сопротивления перемещению отделенного от массива грунта внутрь ковша, вследствие чего увеличиваются затраты энергии на разработку грунта и снижается производительность землеройной машины. Это свойство грунтов, называемое липкостью, усиливается при отрицательных температурах. Силы сцепления примерзшего к рабочим органам грунта в десятки и сотни раз больше, чем грунта не мерзлого состоянии. Для удаления прилипшего к рабочим органам грунта приходится делать вынужденные простои машины, а в ряде случаев, например, для очистки от примерзшего грунта, принимать специальные меры, в основном, механического воздействия.

Грунты, разрабатываемые машинами, классифицируют по трудности разработки по 8 категориям (табл.1). В основу этой классификации, предложенной проф. А.Н.Зелениным, положена плотность в физическом измерении [кг/м 3 ] и по показаниям плотномера конструкции ДорНИИ (рис.103). Плотномер

представляет собой металлический стержень круглого поперечного сечения площадью 1см 2 с двумя шайбами-упорами, между которыми свободно перемещается груз массой 2,5кг. Полный ход груза составляет 0,4м. Длина нижнего свободного конца стержня - 0,1м. Для измерения плотности прибор нижним концом устанавливают на грунт, поднимают груз до упора в верхнюю шайбу и отпускают его. При падении груз ударяет о нижнюю шайбу, совершая работу в 1Дж и заставляя внедряться в грунт нижний конец стержня. Плотность грунта оценивают числом ударов, соответствующим внедрению в грунт стержня до упора в нижнюю шайбу.

Согласно классификации проф. А.Н.Зеленина грунты распределены по категориям следующим образом: I категория - песок, супесь, мягкий суглинок средней крепости влажный и разрыхленный без включений; II категория - суглинок без включений, мелкий и средний гравий, мягкая влажная или разрыхленная глина; III категория - крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная, аргиллиты и алевролиты; IV категория - крепкий суглинок, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы, конгломераты; V категория - сланцы, конгломераты, отвердевшие глина и лесс, очень крепкие мел, гипс, песчаники, мягкие известняки, скальные и мерзлые породы; VI категория - ракушечники и конгломераты, крепкие сланцы, известняки, песчаники средней крепости, мел, гипс, очень крепкие опоки и мергель; VII категория - известняки, мерзлый грунт средней крепости; VIII категория - скальные и мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не более 1/3 ширины ковша).

Рабочие органы землеройных машин и их взаимодействие с грунтом

Рабочие органы, с помощью которых грунт отделяют от массива (экскаваторные ковши, бульдозерные отвалы, зубья рыхлителей) (рис.104) называют землеройными. В конструкциях землеройных и землеройно-транспортных машин, рабочий процесс которых состоит из последовательно выполняемых

операций отделения грунта от массива, его перемещения и отсыпки, землеройные рабочие органы совмещают с транспортирующими - ковшами (экскаваторы, скреперы) или отвалами (бульдозеры, автогрейдеры). Первые называют ковшовыми, а вторые - отвальными. Зубья рыхлителей (рис.104,а) отделяют грунт от массива без совмещения с другими операциями.

Ковшовый рабочий орган представляет собой емкость с режущей кромкой, оснащенной зубьями (рис.104,б - г, е) или без них (рис.104,д, ж, з). Ковши с режущими кромками без зубьев чаще применяют для разработки малосвязных песков и супесей, а ковши с зубьями - в основном для разработки суглинков, глин и прочных грунтов. При разработке грунта ковш перемещается относительно грунтового массива так, что его режущая кромка или зубья внедряются в грунт, отделяя его от массива. Разрыхленный вследствие этой операции грунт поступает в ковш для последующего перемещения в нем к месту разгрузки.

Отвальные рабочие органы (рис.104,и) оснащают в нижней части ножами, в этом случае их еще называют ножевыми. Для разрушения более прочных грунтов на ножи дополнительно устанавливают зубья. Рабочий процесс отвального рабочего органа отличается от описанного выше способом перемещения грунта к месту укладки - волоком по ненарушенному грунту перед отвалом.

Режущая часть землеройного рабочего органа имеет форму заостренного клина (рис.105), ограниченного передней 1 и задней 2 гранями, линию пересечения которых называют режущей кромкой. Угол δ , образованный с направлением

движения режущего клина его передней гранью, называют углом резания, а угол Θ , образованный с тем же направлением задней гранью - задним углом. Разрушающая способность режущего клина тем больше, чем больше реализуемого рабочим органом активного усилия приходится на единицу длины режущей кромки.. При одном и том же усилии узкий режущий клин эффективнее широкого. Поскольку суммарная длина режущих кромок всех зубьев, установленных на ковше или отвале, всегда меньше длины кромки того же рабочего органа без зубьев, то рабочий орган с зубьями обладает большей разрушающей способностью по сравнению с рабочим органом без зубьев. Чем меньше на рабочем органе зубьев, тем больше его разрушающая способность.

При взаимодействии с грунтом, обладающим абразивными свойствами, режущий клин затупляется, его режущая кромка становится все менее выраженной, а энергоемкость разработки им грунта возрастает.

Для повышения износостойкости режущих инструментов землеройных рабочих органов переднюю грань

упрочняют твердым сплавом в виде наплавок износостойкими электродами или напаек из металлокерамических твердосплавных пластин (рис.106). Последние более эффективны по сравнению с наплавками. Они обладают высокой твердостью, соизмеримой с твердостью оксидов кремния, содержащихся в песчаных грунтах, но подвержены хрупкому разрушению при встрече с валунами.. Упрочненный по передней грани режущий инструмент обладает эффектом самозатачивания, который проявляется в том, что державка 1, имеющая более низкую твердость по сравнению с упрочняющим слоем (пластинкой) 2, изнашивается быстрее последнего (формы износа показаны на рис.106 тонкими линиями), так что режущий инструмент во все время работы остается практически острым с затуплением лишь по толщине упрочняющего слоя. Такой режущий инструмент обеспечивает менее энергоемкую разработку грунта, чем неупрочненный. Реализуемые режущим клином усилия на отделение грунта от массива (усилия резания} почти стабильны при разработке пластичных глинистых грунтов(рис.107,а ). Во всех других случаях усилия резания изменяются от минимальных значений до максимальных с определенным периодом, подобно показанному на рис.107,б .

Рис.107. Типовые графики внешней нагрузки

Амплитуда этих колебаний возрастает по мере увеличения прочности и хрупкости грунтов. Процессу резания сопутствует перемещение грунта перед рабочим органом, внутри его (при ковшовом рабочем органе) или по нему (при отвальном органе). Совокупность этих перемещений вместе с резанием называют копанием.

Сопротивление грунта резанию зависит только от вида грунта и параметров режущего инструмента, в то время как сопротивление копанию, кроме того, зависит от способа разработки (типа землеройной машины), что отражено в таблице 1.

1.53. При транспортировании по трубам абразивного грунта, вызывающего повышенный против нормы износ труб, следует учитывать, если это предусмотрено в проекте, повторную полную или частичную укладку трубопроводов для гидромеханизации. В этом случае возврат труб первичной и последующих укладок следует принимать в размере 65% затрат на ремонт и износ, приведенных в , на объем работ, предусмотренных проектом.

Размер и порядок расчета по возврату труб при укладке дюкеров устанавливается по проектным данным.

2.2. Объем работ по устройству выездов и съездов в котлованы, въездов на насыпи, а также уширению насыпей для разворота автомашин при отсыпке насыпей на болотах следует определять дополнительно.

2.3. Объем работ при механизированной разработке котлованов и траншей при строительстве зданий и сооружений, выемок при строительстве автомобильных и железных дорог, следует определять по проектным данным за вычетом объема недобора грунта.

Объем недобора и способ его разработки следует принимать в соответствии с главой СНиП III-8-76 "Земляные сооружения" и проектом организации строительства.

2.4. При определении объема разработки мокрых грунтов следует считать, что к мокрым грунтам относятся как грунты, лежащие ниже уровня грунтовых вод, так и грунты, расположенные выше этого уровня: на 0,3 м-для песков крупных, средней крупности и мелких, на 0,5 м - для песков пылеватых и супесей и на 1 м- для суглинков, глин и лёссовых грунтов.

Наименование работ	Коэффициенты к профильному объему насыпи при типе болота
Наименование работ	I	II	III
1. Отсыпка подводной и надводной части насыпи на болотах протяженностью до 1 км	1,02	1,06	1,1
2. То же, на болотах протяженностью св. 1 км	1,13	1,14	1,19

П р и м е ч а н и е. Коэффициенты определены с учетом объема грунта, расположенного ниже плоскости, возвышающейся над поверхностью болота I типа на 0,5 м, болота II и III типа - на 0,8 м.

2.19. Объемы работ, выполняемых способом гидромеханизации, принимаются:

а) при укладке грунта в отвалы- по проектному объему полезной выемки с учетом допускаемых переборов;

б) при укладке грунта в сооружение или в штабель- по проектному объему земляного сооружения или штабеля с учетом общих потерь грунта.

При намыве первого слоя (яруса) со свободными или пляжными откосами, на заболоченных или затопленных территориях, насыпей с откосами, подлежащими креплению, и в других случаях следует учитывать объем грунта, намытого за пределы проектного профиля, используемого в отдельных случаях для устройства обвалования, оснований под трубопроводы, насыпей подъездных автодорог и технологического уширения гребня. В этом случае намытый за пределы проектного профиля грунт следует учитывать в сметах с отнесением этих затрат на стоимость проектного объема земляного сооружения или штабеля;

в) при укладке грунта в ковш-накопитель (при работе с разрывом технологического цикла) - по объему грунта, укладываемому в ковш-накопитель.

Объем грунта для намыва земляных сооружений, доставляемого средствами речного флота из подводного карьера, следует принимать на 12% больше проектного объема сооружения и с учетом потерь грунта, определяемых в соответствии с указаниями, приведенными в .

2.20 . Общие потери грунта при намыве земляных сооружений (разность объема грунта, разработанного в карьере и проектного объема насыпи штабеля), устанавливаются по проектным данным в соответствии с общесоюзными нормативными документами на возведение земляных сооружений и могут складываться из следующих потерь: на обогащение грунта карьера (при сбросе мелких частиц вместе с водой), на унос грунта течением и волнением воды, на унос грунта ветром, потери при транспортировании пульпы, на вынос грунта за пределы профильного сооружения или штабеля фильтрационной водой, перемывы, допускаемые нормами.

Размеры этих потерь определяются в процентах от проектного объема сооружения или штабеля: а) потери на обогащение грунта карьера - при необходимости его обогащения в соответствии с общесоюзными нормативными документами на возведение земляного сооружения и технологией намыва, следует устанавливать в проекте в зависимости от качества грунта карьера.

При обогащении грунта до подачи пульпы на карту намываемого сооружения к установленному в проекте размеру потерь грунта на обогащение следует дополнительно учитывать потери на сброс грунта с водой в процессе намыва сооружения или штабеля;

б) потери грунта при сбросе вместе с водой через водосбросные сооружения в процессе намыва насыпи, при отсутствии требований на обогащение грунта, следует принимать согласно средневзвешенному грануло-метрическому составу грунта карьера из расчета сброса фракции от 0,05 до 0,01 мм - 10% и фракции менее 0,01 мм - 100%. Размер этих потерь при отсутствии проектных данных следует принимать 3%;

в) потери на унос грунта течением и волнением воды при намыве подводной части насыпи, а также при намыве пойменных насыпей в период подтопления следует определять в проекте в зависимости от направления и скорости течения воды, волнового режима и грануло-метрического состава грунта (при отсутствии данных, ориентировочно следует принимать 1-2%);

г) потери грунта при гидравлическом транспортировании пульпы следует принимать в размере 0,25;

д) потери на вынос грунта фильтрационной водой за пределы проектного профиля следует принимать в размере 0,5% для крупного и средней крупности песка и 1% для мелкого и пылеватого песка;

е) потери на унос грунта ветром и на перемыв проектного профиля сооружения следует определять по п. 5.34 главы СНиП III-8-76 "Земляные сооружения. Правила производства и приемки работ".

При работе землесосных снарядов с разорванным технологическим циклом через ковши-накопители потери грунта определяются для каждого землесосного снаряда отдельно с учетом потерь грунта в каждом ковше-накопителе.

Коэффициенты к сметным нормам

Таблица ГЭСН 01-02-074 Разработка вечномерзлых грунтов в траншеях и котлованах глубиной до 2 м

Состав работ:

01.Разрыхление вечномерзлых грунтов отбойными молотками (нормы 1-4). 02.Разработка и выбрасывание грунта на бровку. 03.Устройство и разборка полок. 04.Перекидка грунта с полки на бровку. 05.Зачистка стенок и дна траншей котлованов. 06.Откидывание грунта от бровки.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Разработка вечномерзлых грунтов в траншеях и котлованах глубиной до 2 м с разрыхлением грунта отбойными молотками:

Шифр ресурса		Ед. измер.

	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ

Таблица ГЭСН 01-02-075 Разработка вечномерзлых грунтов в траншеях и котлованах глубиной до 3 м

Состав работ:

01.Разрыхление вечномерзлых грунтов отбойными молотками (нормы 1-4). 02.Разработка и выбрасывание грунта на бровку. 03.Устройство и разборка полок. 04.Перекидка грунта с полки на бровки. 05.Зачистка стенок и дна траншей или котлованов. 06.Откидывание грунта от бровки.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Разработка вечномерзлых грунтов в траншеях и котлованах глубиной до 3 м с разрыхлением грунта отбойными молотками:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	При работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-076 Разработка вечномерзлых грунтов в траншеях и котлованах глубиной более 3 м с подъемом кранами

Состав работ:

01.Разрыхление вечномерзлых грунтов отбойными молотками (нормы 1-4) или вручную (нормы 5, 6). 02.Выбрасывание грунта с глубины до 1,5 м. 03.Погрузка грунта в бадьи. 04.Подъем грунта с глубины 1,5 м в бадьях краном с выгрузкой грунта. 05.Передвижка кранов.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Разработка вечномерзлых грунтов в траншеях и котлованах глубиной более 3 м с подъемом кранами с разрыхлением грунта отбойными молотками, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций

	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Краны-укосины грузоподъемностью 5 т

Таблица ГЭСН 01-02-077 Засыпка траншей и котлованов

Состав работ:

01.Разрыхление отбойными молотками и вручную ранее выброшенного смерзшегося грунта. 02.Засыпка траншей и котлованов послойно талым и мерзлым грунтом с трамбованием.

Измеритель: 100 м 3 грунта уплотненного

Засыпка траншей и котлованов с рыхлением грунта отбойными молотками, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-078 Разработка вечномерзлых грунтов с разрыхлением грунта отбойными молотками

Состав работ:

01.Разрыхление вечномерзлых грунтов отбойными молотками. 02.Выбрасывание грунта на бровку. 03.Зачистка поверхности дна и откосов. 04.Выверка профиля по шаблону и по визиркам. 05.Разравнивание грунта.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Разработка вечномерзлых грунтов с разрыхлением грунта отбойными молотками при устройстве нагорных канав, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-079 Разработка вечномерзлых грунтов с разрыхлением вручную

Состав работ:

01.Разрыхление вечномерзлых грунтов вручную. 02.Выбрасывание грунта за бровку. 03.Зачистка поверхности дна и откосов. 04.Выверка профиля по шаблону и по визиркам. 05.Разравнивание грунта.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Разработка вечномерзлых грунтов с разрыхлением вручную при устройстве нагорных канав, группа грунтов:

Таблица ГЭСН 01-02-080 Разработка ям в вечномерзлых грунтах

Состав работ:

01.Разрыхление грунта отбойными молотками. 02.Выкидка грунта из ям.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Разработка ям в вечномерзлых грунтах, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-081 Погрузка разрыхленных вечномерзлых грунтов в автомобили-самосвалы

Состав работ:

01.Развалка разрыхленных взрывным способом вечномерзлых грунтов (нормы 1, 2). 02.Разрыхление отбойными молотками смерзшихся ранее выброшенных мерзлых грунтов (нормы 1-5). 03.Погрузка грунта (нормы 1-5).

Измеритель: 100 м 3 грунта

Погрузка разрыхленных взрыванием вечномерзлых грунтов в автомобили-самосвалы, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-082 Планировка площадей в вечномерзлых грунтах

Состав работ:

01.Планировка по данным визировочных отметок поверхности вечномерзлых грунтов со срезкой неровностей и засыпкой углублений, при разрыхлении грунта отбойными молотками.

Измеритель: 100 м 2 спланированной поверхности

Планировка площадей в вечномерзлых грунтах, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Молотки отбойные пневматические при работе от стационарных компрессорных станций
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 5 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-083 Оттаивание вечномерзлых грунтов паропрогревом

Состав работ:

01.Установка паровых игл и защитных колпаков. 02.Пропаривание грунта с периодической подбивкой игл. 03.Извлечение паровых игл из грунта и снятие защитных колпаков.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Оттаивание вечномерзлых грунтов паропрогревом, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Парообразователи прицепные

Таблица ГЭСН 01-02-084 Теплоизоляция открытых поверхностей торфом

Состав работ:

01.Укладка торфа с разравниванием и уплотнением. 02.Присыпка слоя торфа грунтом.

Измеритель: 100 м 2 поверхности

Теплоизоляция открытых поверхностей торфом, толщина слоя торфа:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	МАТЕРИАЛЫ

Таблица ГЭСН 01-02-085 Теплоизоляция поверхности оснований под насыпи торфом

Состав работ:

01.Укладка торфа с разравниванием и уплотнением.

Измеритель: 100 м 3 теплоизоляции

Таблица ГЭСН 01-02-086 Мощение камнем откосов, горизонтальных поверхностей и дна котлованов

Состав работ:

01.Устройство подстилающего слоя из мха. 02.Устройство теплоизоляции из торфа (нормы 6, 8). 03.Мощение камнем.

Измеритель: 100 м 2 поверхности мощения

Одиночное мощение камнем откосов и горизонтальных поверхностей по мху, толщина слоя:

Одиночное мощение камнем дна и откосов кюветов,толщина слоя 0,15 м:

Двойное мощение камнем дна и откосов кюветов,толщина слоя 0,15 м:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	МАТЕРИАЛЫ
	Камень булыжный

Таблица ГЭСН 01-02-087 Уборка снега со строительных площадок и дорог

Состав работ:

01.Уборка снега механизмами. 02.Очистка вручную мест, недоступных для механизмов, с перекидкой снега на расстояние до 3 м, или погрузкой на транспортные средства (нормы 5, 6).

Измеритель: 1000 м 3 снега

Уборка снега со строительных площадок и дорог:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ


	Бульдозеры при работе на других видах строительства (кроме водохозяйственного) 79 (108) кВт (л.с.)

Таблица ГЭСН 01-02-088 Пробег машин к месту работы

Состав работ:

01.Холостой пробег машин к месту работы.

Измеритель: 1 км холостого пробега

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Снегоочистители на автомобиле шнекороторные
	Снегоочистители на автомобиле плужные

Таблица ГЭСН 01-02-089 Рыхление мерзлого грунта клин-молотом, подвешенным на стреле экскаватора

Состав работ:

01.Рыхление мерзлого грунта клин-молотом с передвижкой экскаватора в забое и в пределах разработки.

Измеритель: 1000 м 3 грунта

Рыхление мерзлого грунта клин-молотом, подвешенным на стреле экскаватора, глубина промерзания до 0,5 м, группа грунтов:

Рыхление мерзлого грунта клин-молотом, подвешенным на стреле экскаватора, глубина промерзания свыше 1 м, группа грунтов:

Таблица ГЭСН 01-02-090 Рыхление мерзлого грунта баровыми установками

Состав работ:

01.Опускание бара в рабочее положение. 02.Нарезка прорезей с заглублением бара. 03.Установка бара в рабочее положение.

Измеритель: 100 м 3 мерзлого грунта в проектном профиле выемки

Рыхление мерзлого грунта однобаровыми установками мощностью 79 (108) кВт (л.с.) при глубине прорези до 0,5 и длине свыше 2 м, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Установки двухбаровые на тракторе 79 (108) кВт (л.с.)

Таблица ГЭСН 01-02-091 Механизированная разработка скальных грунтов в траншеях шириной 1,3 м и более с зачисткой недобора и выкидкой грунта на бровку

Состав работ:

01.Нарезка продольных прорезей баровой машиной. 02.Послойное рыхление грунтов экскаватором с клин- бабой (толщина слоя 25 см). 03.Смена оборудования экскаватора клин-бабы на ковш “обратная лопата” (и обратно). 04.Сгребание разрыхленного грунтов экскаватором с ковшом “обратная лопата” навылет. 05.Доработка грунтов отбойными молотками.

Измеритель: 100 м 3 грунта

Механизированная разработка скальных грунтов в траншеях шириной 1,3 м и более с зачисткой недобора и выкидкой грунтов на бровку, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Установки однобаровые на тракторе 79 (108) кВт (л.с.), ширина щели 54 см
	Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу при работе на других видах строительства (кроме водохозяйственного) 0,65 м 3
	Молотки отбойные пневматические

Таблица ГЭСН 01-02-092 Механизированная разработка скальных грунтов при вертикальной планировке и в котлованах баровой машиной и бульдозером

Состав работ:

01.Нарезка продольных и поперечных прорезей баровой машиной. 02.Излом целиков скалы. 03.Доработка грунтов отбойными молотками.

Измеритель: 100 м 3

Механизированная разработка скальных грунтов при вертикальной планировке и в котлованах баровой машиной и бульдозером, группа грунтов:

Шифр ресурса	Наименование элементов затрат	Ед. измер.
	Затраты труда рабочих-строителей
	Средний разряд работы
	Затраты труда машинистов
	МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
	Установки однобаровые на тракторе 79 (108) кВт (л.с.), ширина щели 54 см
	Бульдозеры при работе на других видах строительства (кроме водохозяйственного) 96 (130) кВт (л.с.)
	Молотки отбойные пневматические
	Компрессоры передвижные с двигателем внутреннего сгорания давлением до 686 кПа (7 ат) 2,2 м 3 /мин

Таблица ГЭСН 01-02-093 Погрузка вручную неуплотненного мерзлого грунта в транспортные средства из штабелей и отвалов

Состав работ:

01.Погрузка вручную грунта.

Измеритель: 100 м 3

Погрузка вручную неуплотненного мерзлого грунта из штабелей и отвалов в транспортные средства, группа грунтов:

Общие сведения о грунтах

Грунт - горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека .

Грунты могут служить:

1) материалом оснований зданий и сооружений;
2) средой для размещения в них сооружений;
3) материалом самого сооружения.

Грунт скальный - грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Грунт полускальный - грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа.

Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (R c 5 МПа - скальные грунты, R c 5 МПа - полускальные грунты).

Грунт дисперсный - грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры.

Различают грунты:

· песчаные (песок, супесь);
· глинистые (глины, суглинки);
· скальные (изверженные, метаморфические и осадочные);
· растительные;
· лессовые.

Свойства грунтов зависят от условий образования, структуры и состава пород.

Для сравнительной оценки горных пород по прочности в нашей стране широко используется шкала М.М. Протодьяконова (табл. 1), в соответствии с которой прочность породы оценивается коэффициентом крепости f - безразмерной величиной, равной одной десятой временного сопротивления породы сжатию, измеренного в МПа.

Таблица 1

Характеристика горных пород

	Степень крепости	Коэффициент крепости, f
	В высшей степени крепкие
	Очень крепкие


	Довольно крепкие



	Довольно мягкие



	Землистые

	Плавучие

В отечественной практике для оценки трудности разработки грунтов используется один из следующих показателей: сопротивление образцов грунта сжатию; удельное сопротивление грунта копанию; удельная работа внедрения в грунт плоского штампа (табл. 2).

Таблица 2

Классификация грунтов по трудности разработки

При планировании земляных работ чаще всего прибегают к понятию «категории грунта», для земляных сооружений используют грунты I-IV категорий, отличающиеся друг от друга сопротивлением сжатию. Строительные нормы и правила содержат подробные рекомендации, какими машинами следует разрабатывать грунты каждой из категорий.

Более универсален показатель работы, не зависящий от типа землеройного органа и других особенностей машин для земляных работ. В качестве единицы измерения прочности грунта принимается энергия удара груза массой 2,5 кг, падающего с высоты 0,4 м, которая равна 9,81 Дж. Экспериментально доказано, что работа, затраченная на погружение круглого стержня сечением 1 см 2 в грунт на глубину 10 см, пропорциональна прочности последнего. Для экспресс-оценки прочности грунта этим методом применяется плотномер ДорНИИ (рис. 1), названный по имени института, в котором был разработан.

Получили распространение следующие способы разрушения грунтов:

· механический , при котором отделение грунта от массива осуществляется ножевым или ковшовым рабочим органом машины;
· гидравлический , при котором грунт разрушается и удаляется струей воды; при работе водой применяется всасывание размытого грунта и его удаление из зоны забоя по пульпопроводу;
· взрывной , при котором грунт разрушается давлением газов, выделяющихся при взрыве;
· термический, основанный на растрескивании поверхности грунта в результате быстрого и неравномерного нагрева, например скоростной струей высокотемпературных газов.

Применяются и комбинированные методы разработки грунтов. Например, гидравлический способ может сочетаться с механическим, механический с термическим и т. д.

Основным объектом разработки в строительстве являются песчаные и глинистые, а также крупнообломочные и полускальные грунты, покрывающие большую часть земной поверхности.

Землеройные машины рассчитаны на разработку главным образом этих грунтов. грунт горный порода разрыхление

Мерзлыми называют все виды грунтов, если они имеют отрицательную температуру и содержат лед. К многолетнемерзлым относятся грунты, находящиеся в непрерывно мерзлом состоянии в течение более 3 лет. По существующей классификации мерзлые грунты делятся на твердомерзлые (обладающие наибольшей механической прочностью), пластично-мерзлые, которые сжимаются под нагрузкой сыпучемерзлые. Разработка рассмотренных мерзлых грунтов требует определенных затрат энергии. При этом применяются три группы способов разработки; защита от замерзания, оттаивание и механическое разрушение.

Разработка рассмотренных мерзлых грунтов требует определенных затрат энергии. При этом применяются три группы способов разработки; защита от замерзания, оттаивание и механическое разрушение.

Основными показателями мерзлых грунтов являются повышенная механическая прочность, пластические деформации, пучинистость и повышенное электросопротивление , величина которых зависит от температуры, влажности и вида грунта. С понижением температуры глубина промерзания увеличивается, что вызывает возрастание механической прочности грунта, сопротивления резанию и копанию, а значит уменьшение производительности землеройных машин.

Грунты характеризуются многокомпонентным составом и минерально-дисперсным строением, а также непрерывным изменением физико-механических свойств. Грунт состоит из совокупности твердых минеральных частиц (зерен), находящихся во взаимном контакте. Цементирующий материал между частицами отсутствует, так как грунт имеет поровое строение. Поры заполнены жидкой (вода) и газообразной (воздух, водные пары, углекислый газ) фазами, находящимися в свободном и связанном состоянии. Вода может быть и в твердом состоянии (лед), что резко изменяет свойства грунта. В полностью водонасыщенном грунте не содержится газа, такой грунт является двухкомпонентной системой. Неводонасыщенный грунт представляет трехкомпонентную систему. В природе наиболее распространены трехкомпонентные неоднородные грунты, представленные твердыми частицами и заполнителями пор между ними, что затрудняет их разработку. Совокупность твердых частиц и связанной воды составляет скелет грунта, определяющий свойства всей системы. Существенное влияние на свойства грунта оказывает минералогический состав твердых частиц, их форма, размеры и степень окатанности. Грунты состоят из частиц одной или нескольких фракций. Количественное соотношение минеральных частиц различной формы характеризует гранулометрический состав грунтов (таблица 3)

Таблица 3

Классификация пород по гранулометрическим элементам (по В.В. Охотину)

		Отдельные фракции
название
Валуны окатанные и камни угловатые			180 см 80…40 40…20
окатанная, угловатый		крупный щебень щебень, крупная мелкий щебень, мелкая галька	20…10 см 10….6
окатанный		очень мелкий	40…20 мм 20…10
			2…1 мм 1…0,5 0,5…0,25 0,25…0,1 0,1…0,05
	0,05...0,001 мм

Проходка траншей для прокладки трубопроводов осуществляется в горных породах разнообразного состава и свойств. Основной объем проходки траншей выполняется в рыхлых горных породах, называемых грунтами , значительно меньше проходится в крепких скальных породах. Скальные породы отличаются высокой крепостью, большой сопротивляемостью деформациям, имеющим в основном упругий характер.

Основные физико-механические свойства грунтов , влияющие на технологию производства земляных работ, трудоемкость и стоимость следующие:

· в массиве (естественном состоянии) - гранулометрический состав, плотность, влажность;
· в разрыхленном состоянии - гранулометрический состав, плотность, прочность, разрыхляемость.

Гранулометрический состав является одним из основных показателей физического состояния грунтов.

Грунтовые частицы крупностью менее 0,005 мм называют глинистыми;

0,005…0,05 мм - пылеватыми;
0,05…2 мм - песчаными; зерна м куски грунта крупностью 0,2…20 мм - гравием;
20…200 мм - галькой или щебнем и более 200 мм валунами или камнями.

Гранулометрический состав определяет метод и способ разработки грунта, а также применение его при возведении земляных сооружений и объектов.

Прочность грунтов характеризуется их способностью сопротивляться внешним воздействиям при разработке.

Разрыхляемость - это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального К р и остаточного К р.о разрыхления.

Коэффициент первоначального разрыхления К р представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к его объему в естественном состоянии и составляет: для песчаных грунтов - 1,08…1,17, глинистых - 1,24…1,3.

Коэффициент остаточного разрыхления К р.о характеризует остаточное увеличение объема грунта после его уплотнения. под действием массы вышележащих слоев, дождя, движения транспорта, механического уплотнения.

Плотность грунта влияет на выбор механизмов для разработки транспортирования его. Так, разработка песчаных и глинистых грунтов может производиться скреперами, бульдозерами, грейдерами полускальных и скальных - экскаватором после предварительного разрыхления.

Влажность грунта определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта (в процентах). При влажности до 5% грунты считаются сухими, при влажности более 30% - мокрыми как правило, влажные грунты разрабатываются экскаваторами со сменным оборудованием драглайном или обратной лопатой.

По трудности разработки грунты делятся на группы. При этом деление на группы учитывает разработку грунтов с применением средств механизации и вручную в немерзлом и мерзлом состояниях.

Так, при разработке немерзлых грунтов механизированным способом в зависимости от трудности их разработки они разделены на шесть групп:

1 - гравийно-галечные грунты с частицами размером до 80 мм (p=1,75 т/м 2), грунты растительного слоя, песок, суглинок;
2 - гравийно-галечные грунты с частицами размером более 80 мм (p = 1,95 т/м 2), глина жирная, песок барханы, строительный мусор, торф с корнями;
3 - глина мягкая (p=1,96 т/м 2), супесок, суглинок, ракушечник, сцементированный строительный мусор;
4 - смесь гальки, тяжелая глина (p=1,95…2.15 т/м 2), песок с содержанием валунов массой более 50 кг - 10…15%;
5 - суглинок тяжелый с валунами массой более 50 кг - до 15% известняк;
6 - супесок и суглинок с содержанием валунов массой более 50 кг - 15…30% по объему.

Разработка мерзлых грунтов в разрыхленном виде одноковшовыми экскаваторами предусматривает деление их на три группы

При разработке вручную немёрзлые грунты разделены на семь групп, мерзлые - на четыре.

В зависимости от группы установлены нормы времени и расценки на разработку грунта в измерителях, указанных в ЕНиРе.

Эффективность работы землеройных и землеройно-транспортных машин и механизмов при разработке грунтов из массива определяется их прочностными свойствами, плотностью, влажностью и абразивностью. На разрыхленных грунтах работа машин и механизмов зависит в основном от размеров кусков, коэффициента разрыхления, массы, прочности, плотности абразивности грунтов.

Литература

Основная:

1. Грунты. Классификация. Межгосударственный стандарт РФ. Дата введения 1996-07-01.
2. Крец В.Г. Машины и оборудование для строительства и экс-плуатации газонефтепроводов и хранилищ: учебное пособие / В.Г. Крец, А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011(2013). - 329 с.
3. В.И. Минаев. Машины для строительства магистральных трубопроводов. Учебник. - М.: Недра, 1985.- 440 с.
4. Строительство магистральных трубопроводов. Справочник / В.Г. Чирсков, В.Л. Березин, Л.Г. Телегин и др. - М: Недра, 1991. - 475 с.
5. С.А. Горелов Машины и оборудование для сооружения газонефте-проводов. Уч. пособие.- М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. - 122 с.
6. Лукьянов В.Г. Технология проведения горно-разведочных вы-работок: учебник / В.Г. Лукьянов, А.В. Панкратов, В.А. Шмурыгин; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2011. - 550 с.

Дополнительная:

1. Каталог машин для строительства трубопроводов. Изд. СКБ «Газ-строймашина», 1992.
2. Александров М.П. Грузоподъёмные машины. - М.: Высшая школа.
3. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И. Строительные машины. Часть I-III. - М.: Высшая школа, 1986.
4. Горнопроходческие машины и комплексы: Учеб. Для вузов/Л.Г. Грабчак, В.И. Несмотряев, В.И. Шендеров, Б.Н. Кузовлев. - М.: Недра, 1990. - 336 с.
5. Машины для земляных работ / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е. Тотолин и др. - М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.
6. Машины для земляных работ / Н.Г. Гаркази, В.И. Арипченко, В.В. Карпов и др. - М.: Высшая школа, 1992. - 335 с.
7. Шмурыгин В.А. Проведение горноразведочных выработок: учебное пособие / В.А. Шмурыгин; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2012. - 207 с.
8. Интернет-ресурсы.