2020-04-12
1633
Тема 2.1.
Подготовительные работы. (4 часа)
Должны знать: 1. состав геодезической разбивочной основы и порядок ее детализации;
2. правила расчистки полосы отвода.
Вопросы: 1. Геодезические и разбивочные работы.
2. Восстановление и закрепление трассы. (§ 5.1)
3. Расчистка дорожной полосы. (§ 5.2, с. 44 - 45)
4. Снятие и складирование растительного грунта. (§ 5.2, с. 45 - 46)
Вопрос 1. Геодезические и разбивочные работы.
Геодезические и разбивочные работы позволяют перенести на местность всех элементов строящейся дороги и закрепить их, кроме этого обеспечивают контроль за выполняемыми работами в процессе их строительства.
Этими работами занимается геодезическая служба, мастер, прораб, а так же ИТР ПТО.
Разбивочные работы выполняются согласно инструкции по разбивочным работам (ВСН 5 – 81) в следующей последовательности:
1) Подготовительные работы – подготовка рабочих чертежей, ведомостей и исполнительной документации (при составлении ППР).
|
|
|
2) Восстановление трассы и осей сооружений - восстановление начала трассы, вершины углов поворота, разбивка осей труб, мостов и т.д.
3) Создание опорных сетей строительства - выставление временных реперов через 1 – 2 км, а так же у труб, мостов, зданий, выемок.
4) Детальная разбивка сооружений – детальная разбивка кривых с выставлением кольев через 5 – 10 – 20м, закрепление подошвы насыпи, размеров котлованов под трубы, здания.
5) Геодезическое управление работой строительных машин – выставление копированных струн, вешек и т.п обеспечивающих работу машин в автоматическом или ручном режиме.
6) Геодезический контроль за работами (операционный контроль) – контроль за работами в процессе их выполнения с целью приведения работ в соответствии с проектом (ширина, толщина, высота и т.д.).
7) Исполнительные съемки и приемка выполненных сооружений – проверка правильности выполненных параметров и объемов работ при сдаче их заказчиков.
Вопрос 2. Восстановление и закрепление трассы.
До начала сооружения земляного полотна необходимо выполнять подготовительные работы: восстановление и закрепление трассы, расчистку полосы отвода, детальную разбивку элементов земляного полотна, устройство временных и усиление существующих дорог, постройку временных сооружений, линий связи, электроснабжению и т.д.
Работы по восстановлению трассы выполняет проектная организация (заказчик) и сдает их строительной организации (подрядчику) не позднее чем за 15 дней до начала работ на данном участке.
При восстановлении трассы выполняется:
|
|
|
1) выносят все углы поворота и все пикеты на границу полосы отвода;
2) закрепляют вершины углов поворота и створных точек на длинных прямых;
3) разбивают круговые и переходные кривые, закрепляют начало и конец кривых, промежуточные точки;
4) разбивают и закрепляют оси искусственных сооружений, закрепляют пикеты и плюсовые точки;
5) проверяют отметки существующих реперов, а так же устанавливают дополнительные репера.
Вопрос 3. Расчистка дорожной полосы.
Перед началом строительства земляного полотна при выполнении внутриплощадочных подготовительных работ производят расчистку дорожной полосы от леса, кустарника, пней, корней, валунов, строений, а так же выполняют переустройство и обустройство инженерных коммуникаций (ЛЭП, кабели, нефтепроводы).
При больших объемах работ для их выполнения организуют специализированные отряды, а при небольших работу выполняют отрядом по устройству земляного полотна.
Работы по расчистке дорожной полосы выполняют в следующей последовательности:
1. срезка кустарника и мелкого леса;
2. валка деревьев и очистка стволов от сучьев;
3. вывозка стволов;
4. удаление сучьев;
5. удаление пней и корней;
6. снятие растительного грунта;
7. засыпка ям, получившихся после удаления пней;
8. планировка поверхности и уплотнение основания насыпи.
Работы по валке деревьев и трелевке стволов целесообразно выполнять зимой, а удаление пней и корней в весенне-летний период. Особое внимание уделяют охране труда, для этого сначала кусторезами и корчевателями - собирателями удаляют вокруг деревьев кустарник и мелкий лес.
Работу кусторезов и корчевателей – собирателей по удалению корней организуют по кольцевой схеме, начиная от оси дороги, постепенно смещаясь к границам дорожной полосы.
Валку деревьев выполняют участками (пасеками) длиной 50 –100 м. Пасеки могут быть на всю ширину дорожной полосы или наполовину (до оси).
Рис. 2. Расчистка дорожной полосы от леса:.
1 — разделочная площадка; 2 — корчеватель; 3 —-поваленные деревья;
4 — трелевочный валок; 5 — граница полосы отвода вырубки; 6 — трелевочный трактор; 7 — штабеля деревьев; В — ширина вырубки
Удаление пней и порубочных остатков выполняют бульдозерами, которые подрезают их корни и корчевателями – собирателями с узким отвалом.
| Рис. 3. Удаление порубочных остатков корчевателем-собирателем с узким отвалом. |
Вопрос 4. Снятие и складирование растительного слоя.
Почвенно-растительный слой согласно Закону об «Охране земель» необходимо снимать на полную его толщину, но не менее 30 см, со всей дорожной полосы перед началом строительства дороги и сохранять его до окончания строительства. Затем его используют для рекультивации и укрепления откосов земляного полотна.
Снимают растительный грунт, как правило, бульдозерами поперечными проходами от оси дороги (в учебнике рис. 5.2 а).
| Рис. 4. Снятие растительного грунта бульдозером. |
Снятие растительного грунта можно выполнять скреперами, транспортируя его туда, где он будет сохранен или использован.
Тема 2.2.
Строительство сооружений дорожного водоотвода и водосточно-дренажных систем аэродромов. (6 часов)
Должны знать: 1. технологические правила строительства водопропускных труб и водоотводных канав;
2. общие сведения по технологии строительства водосточно-дренажных систем аэродромов.
Вопросы: 1. Строительство водопропускных труб. (§ 6.1)
2. Технология строительства боковых, нагорных и водоотводных канав. (§ 7.2)
3. Строительство водосточно-дренажных систем аэродромов.
Вопрос 1. Строительство водопропускных труб.
Водопропускные трубы устраивают железобетонные круглые или прямоугольные, реже металлические гофрированные.
|
|
|
| а) | 
|  б)
|
|
Рис. 4. Общий вид железобетонных труб с раструбным оголовком а) круглого сечения б) прямоугольного сечения. | ||
Наиболее распространены круглые железобетонные трубы диаметром 1м, 1,2м, 1,5м и 2,0м.
Прямоугольные трубы устраивают высотой 1,5 – 2,5м, шириной 1,5 – 4м.
Водопропускные трубы устраивают на фундаменте из песчано-гравийной или щебеночной смеси, а при слабых грунтах из железобетонных блоков. По концам трубы устраивают ж/б оголовки раструбного реже портального типа. Их различают входной и выходной.
Последовательность строительства круглых ж/б труб.
| 1. Разбивка тела трубы и оголовков и закрепление их кольями. Устройство обноски. | 
|
| 2. Расчистка строительной площадки для складирования ж/б элементов и работы механизмов. | 
|
| 3. Устройство обводного русла. | ||||
| 4. Рытье котлована под тело трубы и оголовки экскаватором с обратной лопатой или бульдозером с недобором грунта на 10 – 15см. Зачистка котлована вручную по отметкам. | 
| |||
| 5. Устройство фундамента из песчано-гравийной и щебеночной смеси, придание ему продольного уклона с учетом кривой к строительного подъема. Уплотнение фундамента вибро - или пневмотрамбованием.
| 
| |||
| 6. Транспортирование ж/б изделий бортовыми автомобилями и их складирование на строительной площадке. | ||||
| 7. Монтаж трубы стреловыми кранами в следующей последовательности: - выходной оголовок; - тело трубы; - входной оголовок. | 
| |||
| 8. Заделка швов между звеньями трубы с внутренней стороны на 3–4 см цементным раствором, затем с наружной паклей пропитанной битумом и оклейка двумя слоями рубимаста или другого кровельного материала шириной 25 – 30 см. | ||||
| 9. Гидроизоляция (обмазка) трубы с наружной стороны жидким битумом или битумной мастикой.
| 
| |||
| 10. Укрепление (бетонирование) русла у входного и выходного оголовков и устройство водобойного колодца в конце бетонного лотка выходного оголовка.
| 
| |||
| 11. Засыпка тела трубы. Сначала засыпают пазухи с трамбованием, затем засыпают тело трубы одновременно с обеих сторон слоями по 15 см с уплотнением каждого слоя трамбованием или укаткой.
| ||||
| 12. Укрепление откосов насыпи у оголовков и лотка бетонными плитами на песчаном или песчано-гравийном основании. |
| |||
Прямоугольные ж/б трубы устраивают аналогично из элементов прямоугольного сечения.
Металлические гофрированные трубы выполняют из оцинкованных гофрированных металлических листов толщиной 5 – 6мм, которые соединяют между собой болтами. Сначала на базах из отдельных листов собирают секции трубы длиной 3 –5 м, которые вывозят на место строительства и соединяют между собой болтами.
Трубу укладывают так же на фундамент, как и ж/б трубы, затем выполняют гидроизоляцию, т.е. поверхность трубы с внутренней и наружной стороны покрывают битумной мастикой. По дну гофрированной трубы устраивается асфальтобетонный лоток.
Вопрос 2. Технология строительства боковых, нагорных и водоотводных канав.
При возведении земляного полотна должна быть создана такая система поверхностного водоотвода, при которой вся вода, притекающая к дороге и стекающая с ее поверхности, отводится в ближайшие водоемы.
В состав сооружений поверхностного водоотвода входят:
- боковые канавы: в выемках и вдоль насыпи высотой до 1,5м;
- нагорные канавы;
- канавы, отводящие воду от выемок в водоемы;
- лотки на горных дорогах.
Очертание боковых канав принимают в зависимости от грунтов, объема стока воды, удобства механизированного производства работ.
Водоотводные канавы начинают разрабатывать с пониженных мест рельефа. За первые 2 – 3 прохода вырезанный грунт укладывают за наружную бровку канавы, затем на нож грейдера монтируют откосник требуемого очертания, зачищают откосы и дно канавы. Последним проходом разравнивают грунт за наружной бровкой откоса.
При устройстве боковых канав в выемках грунт вывозят за ее пределы. Дно канавы должно иметь продольный уклон не менее 3 ‰.
При скорости течения воды 0,8 – 3 м/с водоотводные канавы укрепляют посевом трав, а при песчаных грунтах укрепляют вяжущими материалами. При скорости течения воды свыше 3 м/с канавы укрепляют сборными бетонными плитами, цементобетонной и асфальтобетонной смесью.
Вопрос 3. Строительство водосточно-дренажных систем аэродромов.
С поверхности летного поля поверхностную воду отводят по подземным сооружениям. Водосточно-дренажную систему аэродромов разделяют на:
1. Осушители – сооружение для сбора воды на поверхности и сброса ее в подземные сооружения (дождеприемники, дренажи).
2. Собиратели – подземные трубы, обеспечивающие подачу воды от осушителей к коллектору.
3. Коллектор – подземные трубы (ж/б диаметр более 0,6м) для отвода воды за пределы летного поля в пониженные места или в водоемы.
Наиболее сложная конструкция водосточно-дренажной системы у взлетно-посадочной полосы (ВПП). Она имеет примерно следующую конструкцию:
Рис. 5. Схема водосточно-дренажной системы ВВП
Открытые дождеприемники устраивают из бетонных или ж/б элементов, прямоугольного или круглого сечения, которые выполняют через 20 – 50м вдоль ВПП.
Закромочные дрены укладывают с обеих сторон ВПП по дну дренирующего слоя из ж/б или асбоцементных труб диаметром 10 – 20см.
Все сооружения подземного водоотвода должны быть ниже глубины промерзания грунта не менее 25 см.
Коллекторы и собиратели устраивают в следующей последовательности:
1. Разбивка и закрепление кольев через 10 – 15 м оси сооружения.
2. Рытье траншеи экскаватором с обратной лопатой.
3. Крепление стенок траншеи деревянными щитами.
4. Выравнивание дна по отметкам и его уплотнение виброплитами.
5. Устройство фундамента под трубу из бетона толщиной 10 – 15 см или из щебня толщиной 20 – 25см.
6. Строительство смотровых колодцев через 25 – 50м из ж/б звеньев диаметром не менее 1м.
7. Укладка ж/б труб и заделка швов.
8. Опресовка водой под давлением для проверки герметичности.
9. Засыпка сначала песком 20 – 60см, затем грунтом слоями по 10 – 15см с уплотнением.
Сброс воды в коллекторы и собиратели из осушителей выполняется по перепускам в смотровых колодцах.
Тема 2.3. Разбивочные работы. (4 часа)
Д олжны знать: 1. состав, сроки и последовательность выполнения разбивочных работ;
2. исходную документацию для их выполнения.
Вопросы: 1.Состав разбивочных работ. (§ 5.3)
2. Плановая разбивка земляного полотна. (§ 5.3)
3. Высотная разбивка насыпей и выемок. (§ 5.3)
Вопрос 1. Состав разбивочных работ.
Перед началом строительства земляного полотна производят его разбивку, закрепляя на местности кольями через 10 – 15 м следующие элементы поперечного профиля:
- подошву насыпи;
- размеры резервов;
- размеры выемок.
Высотное закрепление земляного полотна можно выполнить перед началом или по мере его строительства.
Для выполнения разбивочных работ требуется следующая документация:
1. продольный профиль;
2. поперечные профили;
3. ведомость реперов;
4. график занимаемых земель.
Вопрос 2. Плановая разбивка земляного полотна.
При плановой разбивке на местности закрепляют:
1. ширину подошвы насыпи;
2. ширину выемки по поверхности земли;
3. размеры резервов.
Расстояние от оси дороги до подошвы насыпи и верхней бровки выемки определяют по формулам:
В равнинной местности:
а) насыпь:
| В п/2 = В/2 + m * h |
б) выемка:
| В в/2 = В/2 + m * h+К |
При наличии косогора:
а) насыпь:
| 
|
б) выемка:
|
| 
|
Вопрос 3. Высотная разбивка насыпей и выемок.
Отсыпка земляного полотна выполняется, как правило, до низа дорожной одежды, а обочины отсыпаются позже при строительстве дорожной одежды. Поэтому необходимо знать отметку земляного полотна до низа дорожной одежды по оси.
|
|
Высотное закрепление насыпей большой высоты обычно выполняют высотными кольями, выставляемыми под нивелир по оси дороги.
Высотное закрепление невысоких насыпей можно выполнить вехами с крестовинами, которые выставляются за зоной производства работ, а контроль высотной отсыпки ведется с помощью ходовой визирки.
| 1. вехи с крестовинами 2. ходовая визирка. Нв = Но + hхв |
Крутизна заложения откосов зависит от категории дороги и высоты насыпи:
Для дорог 1 –3 категории m = 4, если h ≤ 3 м,
m = 1,5, если 3м < H ≤ 6 м.
Для дорог 4 – 5 категории m=3, если H ≤ 2м,
m=1,5, если 2м < H ≤ 6м.
При высоте насыпи более 6м, верхняя часть высотой 6 м имеет заложение 1:1,5, а нижняя оставшаяся часть 1:1,75.
Заложение откосов выемок глубиной до 1м – 1: (8-10), глубиной более 1м – 1:1,5.
Тема 2.4 Разработка, перемещение и укладка грунтов
в земляное полотно. (16 часов)
Должны знать: 1. общие требования к организации и технологии земляных работ;
2. правила подготовки основания земляного полотна;
3. способы отсыпки насыпей и разработки выемок;
4. технологию разработки перемещения и укладки грунта в земляное полотно различными землеройными машинами.
Должны уметь: 1. рассчитать среднюю высоту насыпи;
2. рассчитать размеры и количество слоев в насыпи;
3. рассчитать объемы земляных работ в смену.
Вопросы: 1. Общие требования к сооружению земляного полотна. (§ 7.1 и § 7.4)
2. Устройство земляного полотна бульдозерами. (§ 7.6)
3. Устройство земляного полотна скреперами. (с.62-65)
4. Устройство земляного полотна грейдер элеватором. (§ 7.7)
5. Разработка выемок экскаватором. (§ 7.9)
6. Устройство земляного полотна с применением гидромеханизации. (§ 7.10)
7. Практическое занятие № 3.
Вопрос 1. Общие требования к сооружению земляного полотна.
Строительство земляного полотна складывается из следующих процессов:
1. Снятие растительного грунта.
2. Устройство сооружений для отвода поверхностных и грунтовых вод.
3. Подготовка основания насыпи (выравнивание и уплотнение).
4. Разработка грунта в выемках, карьерах или боковых резервах, послойная отсыпка насыпи, с разравниванием и уплотнением каждого слоя.
5. Планировка поверхности и откосов земляного полотна и их укрепление.
6. Рекультивация карьеров и боковых резервов.
Отсыпку насыпи независимо от применяемых машин выполняют горизонтальными слоями толщиной 0,2 – 0,6 м, начиная с пониженных мест.
Рис. 6. Схема послойной отсыпки насыпи
При пересечении болот и глубоких узких оврагов допускается отсыпка насыпей способом «с головы», когда нижняя часть насыпи отсыпается наклонными слоями из несвязного грунта, а верхняя (1 – 2 м) - горизонтальными слоями с уплотнением.
Рис. 7. Схема отсыпки насыпи способом «с головы».
Разработку выемок бульдозерами, скреперами, грейдер элеваторами выполняют сразу на всю ширину ярусами высотой 0,3 – 0,8 м.
Рис. 8. Схема разработки мелких выемок ярусами.
Разработку выемок глубиной более 3 м выполняют, как правило, экскаваторами двумя способами:
| 1) Лобовым забоем, когда экскаватор разрабатывает выемку сразу на всю ширину и глубину. | ||
| 2) Продольными проходками, когда экскаватор разрабатывает глубокую выемку за несколько продольных проходов по ширине и глубине выемки. | | |
Рис. 9. Схема разработки выемок экскаватором
Грунты по трудности разработки классифицируют на 4 группы:
1 группа - Слабые и легко разрабатываемые грунты
2 группа - Плотные и несвязные грунты, разработка которых затруднена
3 группа - Плотные трудно разрабатываемые грунты с включением каменных материалов.
4 группа - Скальные грунты.
Грунты второй и особенно третьей группы перед разработкой рекомендуется рыхлить (навесными или прицепными рыхлителями), а скальные грунты четвертой группы рыхлят взрыванием. Глинистые грунты рыхлят непосредственно перед их разработкой.
Вопрос 2. Устройство земляного полотна бульдозерами.
В дорожном строительстве бульдозер применяют для разработки грунта в выемках и боковых резервах с перемещением его до 80 м для отсыпки насыпей до 1,5 – 3 м, а также для разравнивания грунта, для планировочных и отделочных работ, для снятия растительного грунта и рекультивации.
Рабочий цикл бульдозера состоит из следующих процессов:
1) зарезание грунта;
2) перемещение грунта;
3) укладка грунта;
4) обратный холостой ход.
Зарезание грунта бульдозером можно выполнить по трем схемам:
| 1) прямоугольная – применяется в мягких и частично разрыхленных грунтах; | |
| 2) клиновая - (то же); | |
| 3) гребенчатая - применяется в тяжелых грунтах. |
Рис. 10. Схемы зарезания грунта.
Разработку грунта в резерве выполняют, как правило, послойно - траншейным способом, начиная от подошвы насыпи.
Между траншеями оставляют стенки толщиной 0,8 – 1 м, которые позже после разработки траншей перемещают в насыпь.
| Стенки траншеи препятствуют потере грунта при его перемещении. Глубину траншеи назначают такой, чтобы получить в насыпи слой требуемой толщины или на полную глубину резерва. |
Рис. 11. Послойно-траншейная разработка грунта бульдозерами.
Потери грунта при его перемещении в насыпь мощно уменьшить при совместном его перемещении несколькими бульдозерами.
| Рис. 12. Совместное перемещение грунта одновременно несколькими бульдозерами. |
Укладку грунта в насыпь производят слоем требуемой толщины двумя способами:
| 1) «от себя», т.е. от подошвы насыпи к оси дороги; | |
| 2) «на себя», т.е. от оси дороги к подошве насыпи. |
Рис. 13. Способы укладки грунта в насыпи.
| При использовании универсальных бульдозеров работу организуют круговыми проходами вдоль отсыпаемой насыпи участками длиной не менее 300 м. При этом за 1 – 3 прохода производится зарезание грунта в резерве, затем несколькими круговыми проходами происходит перемещение его в насыпь. |
Рис. 14. Схема работы универсального бульдозера.
Разработку выемок бульдозером выполняют наклонными ярусами траншейным способом, начиная с участков ближе расположенных к смежной насыпи.
| Рис. 15. Схема разработки выемки с перемещением грунта в смежную насыпь. 1 - наклонные ярусы; 2 - горизонтальные слои; 3 - дно выемки; 4 - траншеи; 5 - стенки между траншеями; 6 - перемещение грунта бульдозером по траншее. |
При перемещении грунта в отвалы выемку разрабатывают траншейным способом поперечными проходами от оси.
Последовательность процессов по устройству насыпи из боковых резервов бульдозером:
1) разбивочные работы;
2) снятие растительного грунта (бульдозер);
3) уплотнение основания насыпи (каток);
4) разработка грунта в резерве и перемещение его в первый слой насыпи (бульдозер);
5) разравнивание первого слоя насыпи (бульдозер);
6) уплотнение первого слоя (каток);
Процессы 4 – 6 повторяются для каждого слоя насыпи
7) планировка верха земляного полотна и резервов (автогрейдер);
8) рекультивация (бульдозер).
Вопрос 3. Устройство земляного полотна скреперами.
В дорожном строительстве применяют прицепные и самоходные скреперы с ковшом вместимостью до 15 – 20 м3 при дальности перемещения грунта прицепными скреперами до 600 м и самоходными до 3 км.
Рис. 16. Скреперы: а) прицепной; б) самоходный.
Скреперами можно разрабатывать выемки и грунтовые резервы и отсыпать насыпи любой высоты, а так же досыпать до проектной отметки насыпи отсыпаемые другими механизмами. Рабочий цикл скрепера и схемы зарезания грунта такие же, как у бульдозера.
Чтобы обеспечить полный набор ковша скрепера при зарезании грунта используют толкачи (бульдозеры).
| Рис. 17.Зарезание грунта с использованием толкача. Толкач обслуживает звено из 6 – 8 скреперов. |
Работу толкача можно организовать по следующим схемам:
| 1) челночная (при разработке выемок и грунтовых карьеров не значительной протяженности); |
| 2) прямоугольная, применяется при протяженных забоях (в резервах); | |
| 3) ступенчатая (применяется как и прямоугольная, но в забоях значительной ширины). |
Рис. 18. Схемы работы толкача.
При работе одиночных скреперов набор грунта можно выполнять по шахматной схеме, которая обеспечивает более полный набор ковша.
| При этой схеме скрепер первый ряд зарезаний выполняет на полную ширину ковша, причем каждый последующий проход он выполняет, отступив от предыдущего зарезания на половину ширины ковша. |
Рис. 19. Шахматная схема набора грунта.
Следующие ряды зарезаний скрепер выполняет в промежутках между предыдущим рядом зарезаний. При этом набор ковша сначала происходит на полную его ширину, а затем на оставшуюся между смежными проходами скрепера. Для этого ему требуется меньше тягового усилия.
Движение скрепера при перемещении грунта из боковых резервов в насыпь по съездам выполняют по следующим схемам:
| 1. по элипсу; | 2. по восьмерке; | 3. зигзагом |
Рис. 20. Схемы движения скрепера.
При пологих откосах 1:3 – 1:4 въезд скрепера на насыпь может выполняться по откосам по следующим схемам:
| 1. по спирали | 2. поперечно-челночной. |
Рис. 21. Схемы движения скрепера при движении по откосу.
| При крутых откосах въезд скрепера на насыпь и съезд с нее выполняют по съездам, которые наращивают по мере отсыпки насыпи, а после окончания работ их бульдозером заталкивают на насыпь. Съезды устраивают через 50 – 200 м. |
Рис. 22. Въезд скрепера на насыпь по съезду.
Выемки скреперами разрабатываются наклонными ярусами в сторону смежной насыпи. Движение скрепера выполняют круговыми проходами (рис. 7.9 разобрать).
Технологический процесс устройства насыпи такой же как и у бульдозера (см. вопрос 2), однако разработку грунта (процесс №4) выполняют скрепером.
Вопрос 4. Устройство земляного полотна грейдер-элеваторами.
Грейдер-элеватор применяют для отсыпки насыпи высотой до 1,5 – 3 м из грунта боковых резервов, а так же для разработки выемок и грунтовых карьеров с погрузкой грунта в транспортные средства.
Грейдер-элеваторы применяют в связных грунтах естественной влажности и в равнинной местности.
| Грейдер-элеватор работает круговыми проходами вдоль отсыпаемой насыпи, одновременно выполняя зарезание грунта (дисковым плугом), перемещение его в насыпь и укладку ленточным конвейером. |
Работу грейдер элеватором выполняют, как правило, на двух смежных захватках длиной не менее 300 м. При этом на первой происходит отсыпка насыпи, а на второй – разравнивание и уплотнение отсыпаемого слоя. Затем их меняют местами.
Между смежными участками оставляется разрыв длиной около 20 м для переезда грейдер- элеватора из одного резерва в другой.
Схема разработки грунта в резерве и укладки его в насыпь грейдер элеватором.
| Рис. 23. Схема работы грейдер-элеватора 1. Дисковый плуг. 2. Ленточный конвейер. |
Разработка грунта в резерве производится послойно, начиная от внутренней бровки. Укладку грунта выполняют от оси к бровкам.
В состав грейдер элеваторного отряда включают скреперы или бульдозеры, которые выполняют следующие работы:
1) засыпают разрывы в насыпи;
2) досыпают насыпь до проектной отметки;
3) засыпают среднюю часть широкой насыпью или перемещают грунт в среднюю часть насыпи.
Технологический процесс устройства насыпи такой же, как и у бульдозера (см. вопрос 2), однако разработку грунта (процесс №4) выполняют грейдер-элеватором. Кроме того, добавляются работы по засыпке резервов, досыпки насыпи и т.д.
Вопрос 5. Разработка выемок экскаватором.
В дорожном строительстве применяют экскаваторы с прямой, реже с обратной лопатой с ковшом вместимостью 0,3 – 5 м3.
Разработку неглубоких выемок выполняют лобовым способом сразу на всю ширину и глубину выемки. Транспортные средства подъезжает к экскаватору сзади по дну выемки. При этом угол поворота стрелы от 900 до 1800 (рис. 7.10).
Разработку глубоких выемок начинают с устройства «пионерной траншеи» скрепером или бульдозером, которая предназначена для движения транспортных средств при разработке первого забоя экскаватором.
Транспортные средства располагается рядом с экскаватором в разных уровнях. Угол поворота стрелы около 900. При разработке последующих траншей транспортные средства располагается в одном уровне с экскаватором в предыдущей траншее (рис. 7.11 учебника).
Для обеспечения бесперебойной работы экскаватора требуемое количество автомобилей самосвалов определяется по формуле:
Вопрос 6. Устройство земляного полотна с применением
гидромеханизации.
Средствами гидромеханизации можно намывать насыпи подходов к мостам, регуляционные сооружения, островки (под опоры мостов) и т.д.
Гидромеханизацию можно применять при наличии следующих условий:
1. местные водоемы;
2. несвязные грунты;
3. линия электропередачи;
4. при объеме работ более 100000 м3.
Гидромеханизированные работы складываются из следующих основных видов работ:
а) размыв грунта;
б) транспортирование пульпы (смесь воды и грунта);
в) намыв насыпи.
| Рис. 24. Схема выполнения гидромеханизированных земляных работ. 1. насосная станция для пульпы; 2. пульпопровод; 3. карта намыва; 4. водосбросный колодец (в центре карты намыва); 5. насосная станция для воды; 6. водопровод; 7. гидромонитор. |
Размыв сухого грунта выполняют гидромониторами встречным или попутным забоем (рис. 7.12 учебника). Размытый грунт собирается в приямок (зумпф).
| Рис. 25. Схемы размыва грунта. а) встречным забоем; б) попутным забоем. |
Разработка грунта под водой выполняется с помощью земснарядов или землесосных установок. Разрыхленный грунт засасывается насосными установками и подается в пульпопровод.
Пульпа из зумпфа насосными установками подается к намываемой насыпи по пульпопроводам (металлическим трубам диаметром 40 см, длинной 4 – 6 м). Пульпопровод различают:
1) магистральный – от зумпфа до намываемой насыпи;
2) распределительный – по периметру намываемой насыпи.
Его периодически собирают по мере намыва яруса и разбирают после его намыва.
| Намыв насыпи выполняют участками длинной по 150 – 300 м, которые называются картами намыва. В середине карты намыва устраивается водосбросный колодец и лоток для отвода воды (см. рис. 24). Перед намывом каждого яруса по периметру карты намыва бульдозером устраивают валы обвалования высотой 1 – 1,5 м (рис. 26). |
Рис. 26. Устройство валов обвалования.
Намыв насыпи выполняют поочередно на двух картах. На первой – устройство валов обвалования. На второй – монтаж распределительного пульпопровода и намыв яруса (от краев к середине), и демонтаж с пульпопровода. Затем работы меняют местами.
Насыпь намывают с запасом на осадку 0,2 – 0,5 м и шире требуемой на 0,2 – 0,4 м в каждую сторону. Излишки грунта удаляют при выполнении планировочных работ.
Вопрос 7. Практическое занятие № 3.
(См. методические указания по практическим работам.)
Тема 2.5. Уплотнение грунтов. (6 часов)
Должны знать: 1. критерии качества уплотнения грунтов;
2. технологию работ по уплотнению грунтов;
3. правила контроля качества уплотнения.
Вопросы: 1. Необходимость уплотнения грунтов. (§ 10.1)
2. Производство работ по уплотнению грунтов. (§ 10.2-10.3)
3. Контроль уплотнения грунтов. (§ 10.4)
Вопрос 1. Необходимость уплотнения грунтов.
Уплотнение грунтов земляного полотна выполняют, чтобы исключить возможность его осадку под действием автотранспорта и природных факторов. Такую плотность в России определяют на приборе стандартного уплотнения при оптимальной влажности и называют максимальной (оптимальной) влажностью.
Оптимальной называют такую влажность, при которой достигается наибольшее уплотнение при минимальных затратах на уплотнение.
Степень уплотнения грунтов земляного полотна оценивают коэффициентом оптимального уплотнения, который представляет собой отношение фактической плотности грунта в насыпи к оптимальной, полученной при стандартном уплотнении.
Значение коэффициента оптимального уплотнения определено СНиП 2. 05. 02. – 85, таблица 22 и зависит от:
1. типа покрытия;
2. дорожно - климатической зоны;
3. расположения слоя по высоте насыпи;
4. условий подтопления.
Например, для условий Рязанской области при капитальном типе покрытия, значения коэффициента оптимального уплотнения будет:
Коу = 0.98 – 1 1.5м
6 м
Коу ≥ 0.96
Коу ≥ 0.968
Рис. 27. Требуемая плотность уплотнения грунтов земляного полотна в Рязанской области.
Для определения объемов земляных работ необходимо профильный объем увеличивать на величину коэффициента относительного уплотнения (К1), который представляет собой отношение плотности грунта в насыпи к естественной плотности грунта. Значение К1 определено СНиП 2.05.02 – 85, приложение № 2, таблица 14. Значение коэффициента для глинистых грунтов >1, для скальных <1.
Вопрос № 2. Производство работ по уплотнению грунтов.
Уплотнение земляного полотна можно выполнить уплотняющими средствами четырех типов:
1. Статического действия – катки пневматические, решетчатые, кулачковые. Можно уплотнять связные, несвязные и комковатые грунты слоями 0,2 – 0,6 м. Катки на пневмомашинах более универсальные и поэтому более распространены. Решетчатые и кулачковые катки могут применяться при укатке связных и комковатых грунтов.
2. Вибрационного действия - катки и плиты, для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов толщиной до 0,6 м.
3. Комбинированные – пневмокатки с вибрационным вальцом, для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов и слоев дорожной одежды толщиной до 0,4 – 0,6 м.
4. Катки и машины ударного действия – прицепные катки с квадратными вальцами и трамбующие плиты на экскаваторах или тракторах (применяются в стесненных условиях и в зимнее время при уплотнении слоями до 1 – 2 м).
Перед началом уплотнения необходимо произвести увлажнение грунта из поливомоечной машины, если его влажность ниже оптимальной, или просушить, если его влажность выше оптимальной.
Уплотнение катками выполняют круговыми проходами. Первые проходы каток выполняет со скоростью не более 2 км/ч, а после обжатия грунта со скоростью 5 – 10 км/ч.
Первые проходы каток выполняет вдоль бровок слоя, затем - постепенно смещаясь к оси, перекрывая предыдущий проход на 1/3 укатываемой полосы. После этого проходы можно продолжать от оси к бровкам.
При высоте насыпи более 1,5 м первые проходы начинают, отступив от бровок около 2 м, затем смещаются сначала к бровкам, а затем к оси, перекрывая предыдущие проходы на 1/3 укатываемой полосы.
Следует обеспечить одинаковое количество проходов катка по одному следу по ширине слоя.
Укатку зимой выполняют, как правило, на участках ограниченной длины, чтобы закончить уплотнение до замерзания грунта. Уплотнение можно выполнять катками, но лучше трамбованием. Количество мерзлых комьев размером до 15 – 30 см должно быть не более 20% при укатке и 30% при трамбовании.
Уплотнение грунта в стесненных условиях (сопряжение моста с насыпью, конуса береговых опор, засыпку труб) выполняют виброплитами или трамбованием.
Уплотнение откосов высоких насыпей выполняют вибрационным катком, который навешивают на экскаватор драглайн вместо ковша. Укатку выполняют снизу вверх по откосу.
Вопрос №3. Контроль уплотнения грунтов.
Для контроля уплотнения грунта лаборатория отбирает пробы из каждого уплотняемого слоя и основания насыпи. Пробы отбирают на каждой сменной захватке: из верхнего слоя – через 50 м, а из нижних слоев: при H ≤ 3м – через 200 м,
при H > 3 м - через 50 м.
На каждом поперечнике пробы отбирают по оси дороги и в 1,5 – 2 м от бровок – 3 штуки, а при ширине слоя более 20 м дополнительно в промежутках между ними – 5 штук.
Рис. 28. Схема отбора проб для контроля уплотнения.
Контроль плотности следует производить на глубине равной 1/3 толщины уплотняемого слоя, но не менее 8 см.
Отобранные пробы испытывают и определяют фактическую плотность, затем определяют коэффициент оптимального уплотнения и сравнивают его с требуемым.
Разрешается уменьшение значения Ко.у. на 0,04, но не более чем у 10% от числа отобранных проб.
Результаты испытаний заносятся в журнал контроля уплотнения земляного полотна.
В настоящее время стали широко использовать приборы динамического нагружения, основанные на оценке величины сопротивления грунта вдавливанию прибора в грунт. Они позволяют очень быстро и достаточно точно определить коэффициент оптимального уплотнения.
На производстве используют методику пробного уплотнения, которая позволяет определить минимально требуемое количество проходов катка для получения требуемого коэффициента оптимального уплотнения при определенной толщине слоя, влажности грунта и виде грунта.
Тема 2.6.
Отделочные и укрепительные работы. (10 часов)
Должны знать: 1. правила выполнения отделочных и укрепительных работ;
2. способы рекультивации резервов.
Должны уметь 1. разрабатывать технологическую последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребных ресурсов на сооружение земляного полотна;
2. комплектовать отряд на выполнение земляных работ.
Вопросы: 1. Планировка земляного полотна. (§ 11.1)
2. Укрепление откосов земляного полотна. (§ 11.2)
3. Практическое занятие № 4.
Вопрос №1. Планировка земляного полотна.
Планировочные работы выполняют сразу после устройства земляного полотна, чтобы привести его в соответствии с рабочим проектом, обеспечить водоотвод и придать ему эстетический вид.
Как правило, отсыпку насыпей производят с небольшим запасом по высоте и ширине, а разработку выемок - с недобором, чтобы при выполнении планировочных работ срезать излишки грунта.
Планировку насыпи выполняют в следующей последовательности:
1. верх земляного полотна;
2. откосы насыпи сверху вниз;
3. откосы резерва сверху вниз.
4. дно резерва, разравнивая срезанный грунт и придавая продольный уклон
Планировку выемки выполняют в следующей последовательности:
1. откосы;
2. дно выемки от оси. Излишки грунта удаляют одновременно с нарезкой или с устройством кювета.
Перед началом планировки откосов кольями через 10 – 15 м обозначают бровку земляного полотна.
Планировку верха земляного полотна и его профилирование (придание ровности и поперечного уклона) выполняет обычно автогрейдер. Планировку откосов невысоких насыпей с заложением откоса 1:3, 1:4 можно выполнять автогрейдерами или прицепными грейдерами продольными проходами вдоль насыпи.
Планировку крутых откосов можно выполнять бульдозерами (поперек насыпи при рабочем ходе сверху вниз), бульдозерами и автогрейдерами с откосниками (продольными проходами), планировщиками с телескопической стрелой, экскаваторами драглайнами и другими машинами.
1)
| 2)
| 3)
| 4)
| |
| 5)
|
Рис. 29. Планировка откосов земляного полотна. | |||
|
1) бульдозером; 2) автогрейдером; 3) откосником на бульдозере; |
4) экскаватором драглайн. 5) экскаватором с планировочным ковшом. | |||
Крутизну откосов проверяют шаблоном с уровнем.
| Рекультивацию выполняют обычно бульдозерами, которые перемещают грунт из боковых отвалов и укладывают слоем толщиной: 1. на обочины и откосы насыпи 5 – 10 см (для засева травами); 2. на дно и откосы резервов, откосы выемок не менее 30 см (для использования в сельском хозяйстве). |
| Рис. 30. Перемещение растительного грунта на откосы и обочины. | |
Вопрос № 2. Укрепление откосов земляного полотна.
Чтобы предотвратить размыв и выдувание грунта в земляном полотне обочины и откосы укрепляют:
1) засевом трав (не подтапливаемые насыпи);
2) ж/б решетками, ячейки которых заполняют растительным грунтом или щебнем (подтапливаемые насыпи);
3) геотекстильными материалами (дорнит и т.д., которые укладывается поперечными полотнищами) и покрываются растительным грунтом;
4) георешетками, ячейки которых заполняют растительным грунтом, щебнем или бетоном;
5) бетонными плитами размером 1х 1 м, которые укладывают на основании из песка или песчано-гравийной смеси, а швы омоноличивают раствором или герметикой.
1)
| 2)
| 3)
|
| Рис. 31. Укрепление откосов земляного полотна: 1) георешетками; 2) геотекстилем; 3) железобетонными решетками. | ||
Наиболее распространено укрепление гидропосевом трав, когда по откосу из гидросеялки (ДЭ – 16) разбрызгивается смесь, состоящая из:
1. битумной эмульсии; 3. удобрений;
2. семян различных видов трав; 4. опилок или рубленой соломы.
Битум из смеси выступает на поверхность и создает защитную пленку, которая закрепляет смесь от смывания дождем и создает парниковый эффект, способствующий прорастанию семян.
Укрепление ж/б решетками обычно используют при высоких не подтапливаемых насыпях. Ж/б решетки могут быть сборные или целиковые, крепят их к откосам металлическими костылями.
Вопрос 3. Практическое занятие № 4.
(См. методические указания по практическим работам.)
Тема 2.7.
Производство земляных работ в особых условиях. (10 часов)
Должны знать: особенности сооружения земляного полотна на болотах, в зимний
период, в скальных грунтах и при реконструкции автомобильной дороги.
Вопросы: 1. Классификация болот и типы насыпи на них. (§ 8.1)
2. Устройство насыпей на болотах с полным или частичным выторфовыванием. (§ 8.2 – 8.3)
3. Устройство насыпей на болотах с использованием вертикальных дрен, дренажных прорезей и армирующих прослоек из геотекстиля. (§ 8.7)
4. Устройство насыпей на болотах, на плаву. (§ 8.6)
5. Устройство земляного полотна в зимний период. (§ 9.1)
6. Разработка крупнообломочных и скальных грунтов и устройство из них насыпей.
Вопрос № 1. Классификация болот и типы насыпи на них.
Болотные грунты согласно СниП 2.05.02 – 85 классифицируют на:
1тип – сплошные торфяные, состоящие из торфа плотной консистенции, который способен выдержать насыпи высотой до 3 м без бокового выдавливания.
2 тип – сапропелевые, состоящие из торфа плотной консистенции, который имеет прослойки из органического ила. Возможно выдавливание торфа из под насыпи высотой до 3 м.
3 тип – сплавинны е, состоящие из жидкого торфа с плавающей торфяной коркой (сплавиной). Под насыпями до 3 м происходит обязательное выдавливание болотных грунтов.
В зависимости от типа болота и его глубины, капитальности покрытия и экономической целесообразностью возможны различные способы устройства насыпи на болотах:
1. На поверхности болота с использованием болотных грунтов 1 и 2 типа в качестве естественного основания. Для ускорения уплотнения торфа под насыпью в толще торфа устраивают вертикальные, дренажные прорези или укладывают (армируют) геотекстильные материалы.
2. С полным или частичнымвыторфовыванием на болотах 1 и 2 типа.
3. На плаву, на поверхности болот 3 типа при покрытиях с низшими и переходными
типами.
4. С опускаем до минерального дна (вместе со сплавиной или предварительно ее удалив)
на болотах 3 типа при капитальном и облегченном типах покрытий.
| 1) | 
| 1) насыпь на болотах 1 типа с полным вытор-фовыванием; | 4) |
| 4) насыпь на болотах 1 и 2 типов с частичным выторфовыванием; |
| 2) |
| 2) насыпь на болотах I типа с продольными прорезями; | 5) |
| 5) насыпь на болотах I и II типов без выторфо- вывания; |
| 3) |
| 3) насыпь на болотах I типа с вертикальными дренами; | 6) |
| 6) насыпь на болотах II и III типов с погружением на минеральное дно |
Рис. 32 Конструкции поперечных профилей земляного полотна на болотах.
Вопрос № 2. Устройство насыпей на болотах с полным или с частичным выторфовыванием.
Выторфовывание выполняют на полную глубину болота при капитальных покрытиях до
4 м и при облегченных до 2 м. При большей глубине выполняют частичное выторфовывание.
Выторфовывание можно выполнять механическим или взрывным способами.
При механическом способе выторфовывание осушенных болот можно производить бульдозерами, перемещая разработанный торф в обе стороны от оси и укладывая его в валик, а обводненных болот – экскаваторами драглайнами.
Выторфовывание экскаваторами драглайнами можно выполнять двумя способами:
1. «на себя», когда рытье траншей выполняется экскаватором, стоящим на поверхности болота;
Рис. 33. Схема выторфовывания способом «от себя».
1- экскаватор-драглаин; 2 - автосамосвал; 3 – бульдозер;
4 – экскаватор с трамбующей плитой.
2. «от себя», экскаватором, стоящим на голове отсыпаемой насыпи (поперечные траншеи перед насыпью). Применяются, когда невозможно движение экскаватора по поверхности болота.
| Рис. 34. Схема выторфовывания способом «на себя». 1 – машина для трамбования грунта; 3 – автосамосвал; 4 - экскаватор-драглаин; 5 – бульдозер. |
Засыпку траншеи требуется выполнить в ту же смену несвязным грунтом, так чтобы насыпь возвышалась над поверхностью болота не менее 0,5 м. Досыпку насыпи до полного объема можно выполнять из связных грунтов.
Для выдавливания торфа, оставшегося под насыпью, выполняют обкатку тяжелыми катками или устраивают пригрузку (досыпают верхнюю часть насыпи выше проектной отметки на 1 – 3 м, а затем, после осадки насыпи, ее удаляют).
Взрывным способом выторфовывание можно производить различными методами:
| 1. Закладывая заряды в толщу торфа и взрывая их продольными траншеями, которые после взрывания тут же заполняются грунтом с поверхности болота. а) закладка зарядов ВВ и взрывание средней траншеи; б) засыпка полученной траншеи и закладка зарядов ВВ для крайних траншей; в) взрывание и засыпка крайних траншей. | |
| 2. Закладывая заряды в толщу торфа с головы отсыпаемой насыпи, и взрывая торф поперечными траншеями, которые заполняются с головы отсыпаемой насыпи. а,б,в,- последовательность устройства траншей; 1 – подвозка грунта для засыпки траншей; 2 – засыпка траншей бульдозером. |
Рис. 35. Схемы выторфовывания взрывным способом продольными и поперечными траншеями.
3. Закладывая заряды в толще торфа под насыпью, отсыпанной на поверхности болота. При взрывании зарядов, торф отжимается в стороны, а грунт насыпи заполняет образовавшиеся траншеи.
| ІІІ) - схема закладки подна-сыпных зарядов; а,б) – последовательность поднасыпных взрывов. |
Рис. 36. Схемы выторфовывания взрывным способом поднасыпными взрывами.
Вопрос №3. Устройство насыпей на болотах с использованием вертикальных дрен, дренажных прорезей и армирующих прослоек из геотекстиля.
Более экономичный способ устройства насыпи на болотах – отсыпка их на поверхности болота. Для обеспечения консолидации торфа под насыпью за несколько месяцев устраивают вертикальные дрены, дренажные прорези и армирующие прослойки из геотекстиля.
Вертикальные дрены – столбы из песка под насыпью диаметром 30 – 60 см, которые располагают по прямоугольной или шахматной сетке на расстояние 1,5 – 4 м друг от друга. Их применяют на болотах 1 и 2 типа при глубине более 3 – 4 м.
Последовательность работ по устройству вертикальных дрен:
| 1. устройство дренирующего слоя 0,3 – 1,5м из песка; 2. устройство вертикальных дрен с поверхностью дренирующего слоя с помощью лидер- обсадной трубы на экскаваторе; 3. досыпка насыпи до полного объема с пригрузкой; 4. формирование, т.е. уплотнение торфа под весом насыпи и пригрузки или обкатка тяжелыми катками (4 – 6 месяцев); 5. отделка насыпи после консолидации, и ее окончательная укатка. |
Рис. 37. Устройство вертикальных дрен.
Дренажные прорези – продольные траншеи в слое торфа под насыпью, заполненные песком. Их устраивают на болотах 1 и 2 типов при глубине до 4 м.
| Траншею устраивают экскаватором - драглайном, который движется по поверхности болота способом «на себя». Затем производится отсыпка дренирующего слоя и одновременно заполняются траншеи песком. Дальше – смотри вертикальные дрены п. 3 – 5. |
Рис. 38. Устройство дренажных прорезей.
Армирование геотекстилем (ДОРНИТ, ГЕОТЕКС и т.п). Геотекстиль можно применять:
1. укладывая на поверхности болота под насыпью (раскатывая продольными или поперечными полотнищами);
2. укладывая рулонами в пробуренные отверстия в качестве вертикальных дрен;
3. укладывая вертикальными полотнищами в вырытые в слое торфа траншеи в качестве дренажных прорезей.
| Геотекстиль должен выходить за пределы земляного полотна на 0,5 м. Засыпку геотекстиля обычно выполняют автовозкой способом «от себя» слоем требуемой толщины. Рис. 39. Устройство насыпей с армирующей прослойкой из геотекстиля на поверхности болота. |
Вопрос № 4. Устройство насыпей на болотах на плаву.
При переходе через болота в лесной местности на дорогах 4 и 5 категории при экономической целесообразности допускается располагать земляное полотно <
