 |
Классификация грунтов, влияющая на производительность при их разработке
|
|
|
|
Лекция № 3
Машины для земляных работ
Земляные работы являются одним из самых массовых и трудоемких процессов в строительстве.
Земляные работы подразделяются:
1) разработка выемок – котлованов, траншей;
2) образование насыпей – плотин, дорожного полотна, подсыпок территорий, отвалов;
3) планирование площадей (небольшие выемки чередуются с засыпками);
4) бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки взрывчатых веществ;
5) обратная засыпка траншей, фундамента котлованов;
6) подготовительные работы, связанные с очисткой территории от лесонасаждений, разрыхления очень плотных или мерзлых грунтов.
Сооружения по времени существования подразделяются:
1) постоянные (плотины, дамбы, каналы, земляное полотно дорог, вертикальная планировка площадок);
2) временные (траншеи, котлованы, подземные выработки, укладка грунта в пазухи, обратная засыпка).
Классификация грунтов, влияющая на производительность при их разработке
Технологические свойства:
1) Плотность (γ, ρ) – масса 1 м3 грунта, взятого в естественном состоянии, вместе с порами для обычных грунтов 
=1,6…2 
, скальных 2,2…3,5 
;
2) Пористость (П) – объем пор, заполненных водой и воздухом в процентах от общего объема грунта;
3) Угол естественного откоса (φ) – угол, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия (угол у основания у конуса, который образуется с при осыпании разрыхленного грунта с некоторой высоты);
4) Влажность (W) – объем воды в общей массе грунта, в (%).
< 5% - сухой, 5…30% - влажный, > 30% - мокрый;
5) Сцепление – сопротивление сдвигу.
3…50 
- песчаные; 5…200 - глинистые;
|
|
|
6) Разрыхляемость – способность грунта увеличивать объемы при разрушении.
Разрыхляемость характеризуется величиной коэффициента разрыхления 
, таким образом kp = 1,08…1,15 – песчаные; kp = 1,25…1,30 – глинистые;
7) Прочность (R, МПа) – свойства грунта сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок;
8) Пластичность (Rпл) – свойство грунта изменять форму под действием внешних сил и сохранять эту форму после их удаления.
По способу разработки грунты подразделяется на следующие виды: механический, гидравлический (или гидромеханический), взрывной (разрушение ударной волной), комбинированный.
1) Механический: экскаваторный, землеройно-транспортный, землеройно-отвальный (машинами с транспортом);
2) Гидравлический: гидромониторный, землесосный;
3) Взрывной: на рыхление, на выброс.
Машины для производства земляных работ подразделяются на следующие основные грунты:
1 группа. Землеройные. Экскаваторы (одноковшовый и многоковшовый). Отделяют грунт от массива или, набирая уже отделенный другим способом грунт, перемещают его на небольшое расстояние с последующей разгрузкой в транспортные средства или в находящуюся рядом насыпь;
2 группа. Землеройно-транспортные (бульдозер, скрепер, автогрейдер).
Отделяют грунт от массива послойно, транспортируют его в насыпь и разгружают.
3 группа. Для подготовительных и восстановительных работ. (чистка от деревьев строений, срезка растительного слоя, осушение, водоотвод, геодезическое обеспечение, подъезд. пути, рыхление, водоотлив и водопонижение, искусственное закрепление, ограждения, переходы, врем. крепление стенок, выемок и откосов.
4 группа. Машины для разработки мерзлых грунтов.
5 группа. Машины для гидравлической разработки грунта (гидромониторы, землесосы). Отделяют, транспортируют и укладывают грунт с помощью воды.
6 группа. Для уплотнение грунта.
7 группа. Для буровых работ.
|
|
|
8 группа. Для свайных работ.
Взаимодействие рабочих органов машин с грунтом.
Силы, возникающие при взаимодействии рабочих органов с грунтом, влияют на производительность. Энергоемкость процесса, на работоспособность и надежность машины.
Они зависят от физико-механических свойств грунтов, технологии, геометрии рабочего органа.
Н.Г. Домбровский, экспериментируя на экскаваторах, провел большое количество опытов и составил шкалу удельных сопротивлений копанию экскаваторами.
, МПа; 
; 
0,012...0,5 – удельное сопротивление копанию экскаваторами.
Таблица свойств и категорий грунта по Н.Г. Домбровскому
| Категории | Грунты | k1 лопаты | Rk, МПа | kp |
| I | Песок, супесь, разрыхлённый суглинок | 0,018…0,08 | 0,03…0,12 | 1,08…1,17 |
| II | Суглинок, мягкая влажная глина | 0,07…0,18 | 0,12…0,25 | 1,4-1,9 |
| III | Суглинок крепкий, глина средней крепости | 0,16…0,28 | 0,22…0,40 | 1,24-1,30 |
| IV | Суглинок со щебнем, | 0,22…0,40 | 0,28…0,49 | 1,26…1,37 |
| V | Сланцы, глина отвердевшая, мел, гипс, песчаники | 0,33…0,65 | 0,4…0,75 | 1,3…1,42 |
| VI | Ракушечники, конгломераты???, известняки | 0,45…0,95 | 0,55…1,0 | 1,4…1,45 |
| VII | Мерзлый грунт, известняки средней крепости | 1,2…4,0 | 1,4…4,5 | 1,4…1,45 |
| VIII | Скальные и мерзлые породы, куски взорванного грунта | 0,22…0,25 | 0,23…0,31 | 1,4…1.6 |
|
|
|
