1.7 Свойства грунтов трассы. Группа грунтов 1

1.7 Свойства грунтов трассы

Для определения физических и физико-механических характеристик грунтов основания трассы было исследовано 450 проб, из них ненарушенной структуры 172 пробы и 278 проб нарушенной структуры, а также 116 проб на засоленность и 98 проба для определения коррозионной агрессивности грунтов к свинцу, алюминию и стали.

При расчете статобработки для доведения необходимого количества проб были привлечены результаты опробования грунтов с мостового перехода через р. Каменка. Полевые номера привлеченных проб обозначены литерой «*».

Всего по результатам лабораторных и полевых работ в разрезе основания трассы выделено 17 ИГЭ (инженерно-геологических элементов). Условия залегания грунтов, их площадное и вертикальное распространение приведено на продольном профиле.

Коррозионная активность грунтов по лабораторным данным, согласно ГОСТ 9.602-2005, табл. 1-5 по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочкам кабеля низкая и средняя, к стальной оболочке – низкая и средняя. Удельное электрическое сопротивление грунтов колеблется от 32 до 800 ом*м.

По относительной деформации пучения на трассе автодороги согласно (СНиП 2.05.02-85 таблица 6,7) грунты относятся к пучинистым - ИГЭ-15а (супеси песчанистые твердые), ИГЭ-16э (супеси песчанистые щебенистые твердые (элювий)), к сильнопучинистым – ИГЭ-5 (пески пылеватые средней плотности средней степени водонасыщения), ИГЭ-5н (пески пылеватые плотные средней степени водонасыщения (нас.гр)), ИГЭ-6 (пески мелкие средней плотности средней степени водонасыщения), ИГЭ-15б (супеси пылеватые пластичные), ИГЭ-15н (супеси пылеватые твердые (нас.гр)), ИГЭ-16д (супеси пылеватые гравелистые текучие), к чрезмерно пучинистым - ИГЭ-12г (суглинки легкие пылеватые мягкопластичные).

Таблица 6.1.1. - Классификации грунтов основания трассы по степени морозного

Пучения (СНиП 2.05.02-85* таблица 6,7)

По предварительной оценке просадочности и набухания, выполненной согласно табл.14 "Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)", грунты относятся к ненабухающим и непросадочным, за исключением грунтов ИГЭ-15а (супесей песчанистых твердых) и ИГЭ-15н (супесей пылеватых твердых (нас. гр)), являющихся условно просадочными.

Таблица 6.1.2. - Таблица предварительной оценки просадочности и

набухания грунтов основания

По степени засоленности, на основании результатов лабораторных данных, грунты классифицированы как незасоленные. Степень засоленности составляет 0.01-1.81%.

Группа грунтов по разработке определена по ГЭСН – 2001; «Земляные работы», «Буровзрывные работы».

Основные нормативные и расчетные показатели физических и физико-механических свойств грунтов трассы автомобильной дороги приведены ниже в таблице 6.1.3

Примечание:

Условные сопротивления,кПа,определены по СНиП 2.05.03-84* Приложение 24, табл. 1, 2, 3;

Группа грунтов по разработке определена по ГЭСН – 2001; «Земляные работы», «Буровзрывные работы».

Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов определены:

а) для ИГЭ-6, ИГЭ-7, ИГЭ-9, ИГЭ-15б, ИГЭ-22, ИГЭ-26 – по табл. 1, 2, 3 Приложения 1 СНиП 2.02.01-83*;

б) для ИГЭ-12в, ИГЭ-12г, ИГЭ-15а, ИГЭ-н15а – по лабораторным данным

в) для ИГЭ15д, ИГЭ27д - по пособию по проектированию оснований зданий и сооружений на слабых грунтах к СНиП 2.05.02-85*, табл.Л.7;

Специфические грунты

В соответствии со СНиП 11-02-96 (СП 11-105-97 часть III) на исследуемой территории к специфическим грунтам относятся техногенные, элювиальные, набухающие. Основные нормативные и расчетные показатели физических и физико-механических свойств грунтов, в том числе специфических, приведены выше в таблице основных нормативных и расчетных показателей физико-механические свойств, а также в сводных и нормативных ведомостях.

Техногенные грунты

К техногенным грунтам отнесены грунты насыпи существующей автодороги: пески мелкие плотные малой степени водонасыщения (ИГЭ-н5), супеси пылеватые твердые (ИГЭ-н15а), галечниковые грунты (ИГЭ-н22), гравийные грунты с супесчаным твердым заполнителем (ИГЭ-н27а). Мощность насыпных грунтов от 0.2-1.0 м на трассе до 4.5-6.5 на участках ИССО.

Элювиальные грунты

Элювиальные грунты встречены на мостовых переходах и является продуктом выветривания палеозойских сланцев, алевролитов, песчаников.

На мостовом переходе через р. Самоделка элювиальные грунты представлены суглинками легкими песчанистыми твердыми слабонабухающими (ИГЭ-э12а). Встречены на глубине 7,0-8,0 м.

На участке мостового перехода через р. Крутая элювиальные грунты представлены суглинками твердыми (ИГЭ-э12а). Встречены на глубине 10.5-10.7 м и вскрыты до конца пробуренной глубины.

На участке мостового перехода через р. Рудиковка элювиальные грунты представлены суглинками легкими пылеватыми твердыми слабозаторфованными слабонабухающими (ИГЭ-о12э), суглинками легкими песчанистыми твердыми (ИГЭ-э12а) и глинами легкими пылеватыми твердыми сильнонабухающими (ИГЭ-э11а).

Набухающие грунты

На участке мостового перехода через р. Самоделка на ПК 215+16 грунты ИГЭ-э12а (суглинки легкие песчанистые твердые) обладают набухающими свойствами. Встречены на глубине 7,0-8,0 м. По лабораторным данным, грунты имеют относительную деформацию набухания 0,075, что классифицирует их как слабонабухающие.

На участке мостового перехода через р. Рудиковка с ПК 289+00 по ПК 299+75 грунты ИГЭ-о12э (суглинки легкие пылеватые твердые слабозаторфованные) и ИГЭ-э11а (глины легкие пылеватые твердые) обладают набухающими свойствами. Грунты ИГЭ-о12э встречены в скважинах №№187,189 на глубине 5,0-6,0 м, мощностью 11,5-15,0 м и на глубине 28,0 м, мощностью 1,0 м. По лабораторным данным, грунты имеют относительную деформацию набухания 0,013-0,078, что классифицирует их как слабонабухающие. Грунты ИГЭ-э11а встречены в скважинах №№510, 511, 512 на глубине 15,0-26,0 м, мощностью 4,0-7,0 м. По лабораторным данным, грунты имеют относительную деформацию набухания 0,391-0,396, что классифицирует их как сильнонабухающие.

Органоминеральные грунты

Органоминеральные грунты встречены на ПК298+00-ПК299+70 на участке мостового перехода через реку Рудиковка с глубины 5.0-6.0 м. Грунты представлены суглинками легкими пылеватыми твердыми слабозаторфованными слабонабухающими (ИГЭ-о12э), мощностью 11.5-15.0 м и на глубине 28.0 м вскрыт слой, мощностью 1.0 м.

studfiles.net

Группы грунтов - классификация - Теплуха.ру

Все горные породы, которые залегают в основном в выветриваемой зоне Земли и служат элементами использования при деятельности человека, направленной на строительство, принято называть грунтами.

Они могут быть использованы в качестве среды, основания или материала, который лежит в основе строения зданий и сооружений.

Грунты и их категории.

Грунтами можно считать разнообразные горные породы, почвы и различные образования с техногенными свойствами.

Они могут представлять собой как многокомпонентную, так и многообразную систему в сфере геологии, без которой не обойтись человеку в его инженерно-строительной деятельности.

Грунты можно подразделить на несколько категорий:

• Первая. Категория, которая в большей степени состоит из песков, торфов и суглинка, особенно влажного и легкого.

• Ко второй относят суглинок, гравий, а также влажную и легкую глину.

• Третья – это глина, которая относится к средней, тяжелой и разрыхленной, а также суглинок с немалой плотностью.

• Четвертую категорию грунтов представляют тяжелую глину, а также промерзающие грунты.

• Пятой категорией грунтов является крепкий сланец, известняк и песчаник, которые не отличаются своей крепостью, а также глина, которая содержит в себе гравий, гальку, щебень.

• Шестая – это сланец, глинистый песчаник и известняк, змеевик и доломит и т.д.

• К седьмой категории относят окварцованные и слюдяные сланцы, также это может быть песчаник и довольно твердый известняк, мрамор и др.

Классификация грунтов.

Действующим документом на сегодняшний день, согласно которому классифицируют разнообразные грунты, является ГОСТ 25100 2011.Среди всего разнообразия грунтов можно выделить две основные группы грунтов:

1. Скальные. Такими грунты отличаются более жесткими связями в структуре. Ими принято считать магматические, метаморфические, осадочные и искусственные.

Каждый грунт данной группы имеет определенный предел прочности, размягчаемости в воде, растворимости и насыщения водой.

2. Нескальные. Такие грунты не имеют жестких структурных связей. К таким грунтам относят горные породы, отличающиеся рыхлостью и сыпучестью.

В составе грунтов данной группы можно встретить органические соединения. Нескальные грунты в свою очередь могут разделяться на крупнообломочные и песчаные.

Для того, чтобы применять грунт, сначала нужна выемка грунта, которую можно производить вручную с использованием инструментов или с использованием специальной техники.

При этом будет рассчитываться цена за куб. Например, стоимость выемки 1м3 грунта вручную будет отличаться от выемки с использованием специальной техники.

Стоимость работ по выемке грунта может также зависеть и от того, какой вес грунта.

Иногда при строительстве используют так называемые пучнистые грунты. Особенностью таких грунтов является их сила пучения, способная поднимать здания.

Поэтому прежде чем использовать в строительстве такой тип грунта, следует избавиться от пучения. Но тут же возникает вопрос «Как сделать это правильно?».

Лучше всего заменить такой грунт и купить грунт более подходящий, но можно решить проблему и заложением его на глубину ниже промерзания.

Если же вы решили заняться работами, связанными с благоустройством, то лучше всего использовать грунт плодородный. Продажа грунта можешт осуществляться в мешках и находить широкое применение в связи с работами для участка. 

Цена грунта может зависеть от того, к какой группе он относится. Так, например, чернозем богат кальцием, а торф содержит в себе большое количество горючих веществ.

tepluha.ru

Основные свойства грунтов и способы их разработки

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Землеройные машины

Грунты представляют собой горные породы, слагающие поверхностные слои земной коры; они образовались в результате выветривания и разрушения основной материковой породы. Большая часть грунтов —минерального происхождения, но имеются грунты частично или полностью органического образования.

В условиях естественного залегания грунты состоят из твердых частиц различной крупности, образующих грунтовый скелет воздуха и воды. Последняя в зависимости от температуры грунта может быть в различных фазах своего состояния (твердом, жидком, газообразном).

По характеру связи между твердыми частицами грунты подразделяются на сыпучие, связные и скальные.

Сыпучие, несвязные грунты характеризуются отсутствием сцепления между частицами, значительной водопроницаемостью, малой сжимаемостью, высокой величиной сил внутреннего трения и быстротой деформаций под нагрузкой.

Связные грунты отличаются малой водопроницаемостью; присутствие в них воды обусловливает молекулярные силы сцепления. Поэтому связные грунты характеризуются значительным оцеплением между частицами, большими деформациями под нагрузкой и длительностью деформаций.

В скальных грунтах их частицы жестко связаны между собой цементирующим веществом, и эта связь при ее нарушении не восстанавливается.Более полная классификация и характеристика грунтов приведены в справочниках и специальной литературе.

Свойства грунтов оказывают существенное влияние на характер их разработки и производительность машин. В связи с этим при выборе типа машины для земляных работ надо учитывать характерные свойства и состояние разрабатываемых грунтов. Наиболее важные с этой точки зрения свойства грунтов — сопротивление разработке и устойчивость их как основания, на котором установлена машина, определяются в основном гранулометрическим составом и физико-механическими свойствами грунта.

Гранулометрический состав грунта характеризуется процентным содержанием по весу частиц различной величины. Крупность отдельных частиц нескальных грунтов составляет: гальки 40 мм; гравия 2—40 мм; песка 0,25—5 мм; песчаной пыли 0,05— 0,25 мм; пылеватых частиц 0,005—0,05 мм и глинистых частиц 0,005 мм.

Для оценки наиболее важных физико-механических свойств грунта имеют значение объемная масса, разрыхляемоеть, влажность, угол естественного откоса, связность (сцепление), трещиноватость, слоистость.

Объемная масса — отношение массы грунта в состоянии естественной влажности к его объему. Различают объемную массу в плотном теле и в разрыхленном грунте. Объемная масса грунтов, разрабатываемых землеройными машинами, колеблется в пределах 1,5—2,0 г/ж3 в зависимости от их минералогического состава, пористости и влажности.

С течением времени или под воздействием грунтоуплотняющих машин разрыхленные грунты уплотняются. Средние значения коэффициента первоначального разрыхления колеблются в пределах 1,08—1,32, а коэффициента остаточного разрыхления— в пределах 1,01—1,09. При разработке мерзлых грунтов коэффициент разрыхления возрастает примерно в 1,5—2,5 раза.

Свойства грунтов в сильной степени меняются в зависимости от содержания в них воды. Грунты принято считать сухими с влажностью менее 5%, влажными—с влажностью 5—30% и насыщенными или мокрыми при влажности более 30%.

Связность или взаимное сцепление частиц грунта характеризует способность грунта противостоять воздействию внешних сил, которые стремятся разъединить его частицы. От величины сил сцепления зависит сопротивление грунта резанию или размыву.

Грунты разрабатывают различными методами с большей или меньшей производительностью труда и машин. Поэтому каждый грунт может входить в группу легко разрабатываемых грунтов одним методом и в группу трудно разрабатываемых грунтов другим методом.

Грунты, разрабатываемые строительными машинами, обычно относят к следующим шести группам:I группа — растительный грунт, торф, пески и супеси;II группа — лессовидный суглинок, рыхлый влажный лесс, гравий до 15 мм;III группа — жирная глина, тяжелый суглинок, крупный гравий, лесс естественной влажности;IV группа — ломовая глина, суглинок со щебнем, отвердевший лесс, мягкий мергель, опоки, трепел;V и VI группа — скалы и руда, а также мерзлые глинистые и суглинистые грунты.

В комплексе земляных работ ведущим процессом является разработка грунта. Поэтому способ разработки грунта определяет тип ведущей машины и все остальное оборудование для механизации данного технологического процесса.

Различают три основных способа разработки грунта и горных пород: механический, гидравлический и взрывной.

При механическом способе отделение части грунта или горной породы от основного массива осуществляется ножевым или ковшовым рабочим органом землеройной машины.

При гидравлическом способе разработка грунта в карьерах или полезных выемках производится: в сухих забоях —мощной компактной водяной струей, а в забоях под водой — путем засасывания грунта из-под воды заборной трубой при помощи мощного центробежного насоса — землесоса; плотные грунты разрыхляются при этом механической фрезой — рыхлителем.

При взрывном способе разрушение грунта или горной породы и перемещение их в нужном направлении осуществляется давлением газов, выделяемых при взрыве и сгорании взрывчатых веществ.

Могут иметь место и комбинированные способы разработки грунта, например, гидромеханический, при котором гидравлический способ комбинируется с механическим, и т. п.

В стадии исследования и экспериментов находятся физический и химический способы разрушения грунта и горных пород. При физическом способе полное разрушение или уменьшение прочности грунта и горных пород осуществляется с помощью ультразвука, электрогидродинамического эффекта, тока высокой частоты, прожиганием реактивными горелками и охлаждением.

Рис. 70. Образование и поперечное сечение стружки в грунтах:а — образование стружки; б — поперечное сечение стружки; 1 — стружки в пластичных грунтах; 2 — стружки в малосвязных, связных и сухих грунтах; 3 — стружка в твердых грунтах; 4 — блокированное резание; 5 — полусвободное резание; 6 — свободное резание

При химическом способе для отделения грунта и горных пород от массива их переводят в жидкое или газообразное состояние.

Механический способ разработки грунтов землеройными машинами получил наибольшее распространение, так как он применим почти для всех грунтов, кроме скальных .пород, которые предварительно должны быть .подорваны. При помощи разнообразных землеройных машин выполняется не-менее 80—85% всего объема земляных работ.

Землеройные машины производят разрушение грунта в основном последовательным отделением части грунта (стружки) от массива. Перемещение срезанной стружки по рабочему органу машины и накапливание в нем грунта вызывают значительные сопротивления. Характер разрушения грунта и величина .возникающих при этом сопротивлений зависят от многих факторов — механических свойств грунта и его физического состояния, формы и расположения режущего органа и т. п.

Проф. Н. Г. Домбровским проведен большой комплекс исследований на одноковшовых экскаваторах и создана теория разрушения первоначальной структуры грунта. В соответствии с этой теорией в начале процесса копания режущий клин, воздействуя на грунт, производит уплотнение грунта. Затем, когда силы давления передней грани клина уравновесят максимальное сопротивление сдвигу (у пород пластичных и слабых) или сколу (у пород твердых), в плоскости скольжения произойдет сдвиг или отрыв части стружки и начнется новое уплотнение (рис. 70, а).

Рис. 71. Призма волочения при различных траекториях ковша:а — горизонтальная; б — наклонная; в — почти вертикальная

Чем толще стружка и меньше угол копания б, тем больше область деформации грунта. Однако сопротивление деформации грунтаменьше, и сдвиг наступает быстрее при срезании тонкой стружки и большом угле копания.

В общем случае поперечное сечение стружки имеет вид, показанный на рис. 70, б.

Наиболее характерным и имеющим практическое значение является полусвободное резание, поскольку блокированное резание и свободное характерны только для начала и конца процесса разработки слоя или забоя. При этом, фактическое поперечное сечение разрушенной ковшом стружки больше, чем площадь (рис. 70, б) как за счет зубьев, так и за счет сколов грунта снаружи боковых стенок.

Помимо чистого резания, при копании грунта происходит также перемещение срезанной части грунта по ковшу; часть его поступает в ковш, а часть образует перед режущей кромкой ковша призму волочения (рис. 71), величина которой зависит от рода состояния грунта, траектории и формы рабочего органа и угла копания.

В общем случае при копании грунта возникают три рода сопротивлений: сопротивление трению ковша о грунт Рт, сопротивление резанию грунта Рр и сопротивление перемещению призмы волочения и грунта в ковше Рп.

При работе в неоднородных грунтах, при тупой режущей кромке и неудачной ее конструкции значения Рю могут значительно возрасти.

Перспективными являются машины, осуществляющие процесс копания при движении рабочего органа сверху вниз и работающие по методу скола с обрушением. Энергоемкость процесса копания машин, работающих по этому принципу, по данным проф. Н. Г. Домбровского, в среднем на 40—50% меньше, чем у обычных, и в зависимости от рода грунта составит от 0,02 до 0,2 квт-ч на 1 м3. По такому принципу работают, например^ землеройно-фрезерные машины.Энергоемкость процесса разработки грунта (на 1 м3) в зависимости от группы грунта, размеров и конструкции рабочего органа примерно составляет: а) при механическом способе разработки —от 1 до 3 квт-ч, достигая в отдельных случаях 6 квт-ч; б) при гидравлическом способе — от 10 до 12 квт-ч.

Читать далее: Автогрейдеры и грейдер-элеваторы

Категория: - Землеройные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

• 
  Рабочий цикл четырехтактного двигателя
• 
  Температура укладки асфальтобетонной смеси
• 
  Шкив канатоведущий
• 
  Почему расплавляются вкладыши
• 
  Канаты пеньковые пропитанные
• 
  Пожарные насосы назначение и виды
• 
  Hyundai starex h 1 технические характеристики
• 
  Машинный парк
• 
  Восстановление лакокрасочного покрытия автомобиля
• 
  Мерседес вито тех характеристика
• 
  Крановые троллеи