6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угол естественного откоса скальных грунтов

Bau-enginer

  • Литература
    • Инженерная геодезия
    • Автомобильные дороги, мосты, транспортные тоннели
    • Математика
    • Механика грунтов
    • Строительство зданий и сооружений
    • Строительные конструкции
  • Статьи
    • Прочие статьи
  • Программы
  • Норм. документы
  • Шпаргалки
  • Помощь
  • Карта сайта
Июнь 2012

ПнВтСрЧтПтСбВс
« Май
123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930

Технология производства земляных работ в скальных грунтах. Контроль качества

Основы технологии производства земляных работ в скальных грунтах. Возведение земляного полотна автомобильных дорог в скальных грунтах включает устройство пешеходной тропы, обеспечение рабочего проезда и образование земляного полотна полного профиля.

Устройство пешеходной тропы, располагаемой по возможности ближе или непосредственно на трассе строящейся дороги, необходимо для осмотра мест проложения дороги перед принятием решения по организации работ, для размещения рабочих в местах сосредоточенных работ, предназначенных к выполнению в первую очередь. Тропа служит также для выноса и закрепления трассы строящейся дороги. Во многих случаях прокладка пешеходной тропы вблизи трассы строящейся дороги оказывается невозможной. В наиболее труднодоступные места пешеходную тропу прокладывают от пионерной дороги, проведенной обычно в обход таких мест. Иногда для прокладки тропы и обрушения нависающих неустойчивых камней рабочие работают подвязанные веревками, с использованием снаряжения скалолазов.

Обеспечение рабочего проезда необходимо на всем протяжении дороги или в крайнем случае на протяжении участка, работы на котором должны быть развернуты в текущем году. Пионерную (построеч ную) дорогу прокладывают по пойме реки с простейшей конструкцией проезжей части и водопропускных сооружений (рис. 4).

Рис. 4. Конструкция пионерной дороги над фильтрующей насыпью:

а — поперечный разрез; б — продольный разрез; 1 — гравийный материал; 2 — галька размером 70-120 мм; 3 — берма шириной 1 м; 4 — слой крупного валуна размером 200-500 мм; 5 — естественный гравелистый грунт

Наличие незатопляемых пойм в руслах рек позволяет решить задачу преодоления горной недоступности приведенным способом. Однако такие возможности встречаются нечасто. В других случаях рабочий проезд обеспечивают: а) за счет скальных работ по уширению пешеходной тропы, если дорога располагается в полувыемке (рис. 5, а); б) устройством сухой кладки из камня, если при проложении трассы дороги предусмотрена постройка подпорной стенки и кладка в настенном пространстве (рис. 5, б); в) комбинацией решений по пунктам а и б; г) выносом рабочего проезда на временные эстакады, полубалконы, балконы.

Рис. 5. Поперечные профили горных дорог:

а — в полу выемке; б — в полувыемке-полунасыпи; 1 — скальный козырек, подлежащий удалению; 2 — скальный массив; 3 — контрфорс, устраиваемый для обеспечения устойчивости нависающих частей скального массива; 4 — каменная кладка на цементном растворе или бутобетон; 5 — сухая кладка; 6 — слой бетона шириной 0,4 м; 7 — срезка грунта

Обеспечение рабочего проезда за счет скальных работ осуществляет специальная бригада подрывников с двумя бульдозерами. Трудные условия работы нередко требуют помощи второго бульдозера. Необходимость взаимной помощи увеличивается, когда оставлены негабариты, для сбрасывания которых под откос нужно усилие двух бульдозеров. Все эти особенности привели к практическому правилу — ставить на работу вместе или на малом удалении один от другого не менее двух бульдозеров, которые располагают на безопасном расстоянии от места ведения взрывных работ. При работе в скальных породах гусеницы бульдозера ограждают стальными щитками, привариваемыми по бокам рамы отвала.

Взрывные работы ведут методом взрыва скважинных зарядов или мелкошпуровым методом. Шпуры бурят мотоперфораторами, а скважины — с помощью буровых передвижных станков. Уширение пешеходной тропы взрывами мелкошпуровым методом с уборкой взорванной породы бульдозерами применяют из-за его простоты, минимального сейсмического действия, а главное из-за малой массы бурового оборудования, что обеспечивает большую маневренность и оперативность в работе в различных горных условиях. При устройстве полки рабочего проезда по этому способу проводят разбивочные работы с закреплением сетки шпуров, бурение, зарядку, взрывание и уборку взорванной породы.

Глубина шпуров составляет обычно 1,0-1,1 толщины взрываемого слоя, а при расположении взрываемого слоя на более мягкой породе уменьшается до 0,7-0,9 толщины слоя. Основной недостаток этого способа — большой объем бурения на единицу разрушаемой породы. Однако неоценимым его достоинством является сохранение устойчивости скальных пород. В связи с тем что способ короткозамедленного взрывания скважинных зарядов, являясь более производительным, обеспечивает достаточную устойчивость скальных пород, применение мелкошпурового взрывания ограничивается.

При обеспечении рабочего проезда сухой каменной кладкой показанные на рис. 7.5, б пунктиром острые скальные выступы, представляющие собой верхние выветрелые слои, обычно легко разрабатывать. Камень, получаемый в результате разборки скалы, используют для сухой кладки. Ее необходимо выложить так, чтобы в последующем она не мешала строить низовую подпорную стенку при сохранении движения по ней построечного транспорта. Под каменную стенку сухой кладки подрабатывают требуемое основание, а иногда заменяют грунтовую часть земляного полотна каменной выкладкой.

Обеспечение рабочего проезда по полубалконам, балконам и временным эстакадам осуществляют на наиболее сложных участках скальных обрывов и в местах преодоления глубоких скальных каньонов. Временные полубалконы устраивают простейших конструкций с использованием различных профилей металла, например двутавров. Балками перекрывают местные сужения в скальной полке, а проезжую часть устраивают деревянной. Участки трассы рабочего проезда, проходящие по полубалконам и балконам, обязательно ограждают тщательно закрепленными колесоотбойными бревнами, а также перилами.

Временные эстакады вместо мостов сооружают там, где строительство постоянных мостов требует неопределенного времени или задерживается по каким-либо другим причинам. В этих случаях строят временные, но нередко весьма высокие эстакады из подручного материала, имеющегося у строителей. Во всех случаях переходов через ручьи и водотоки, как правило, устраивают временные искусственные сооружения выше по течению тех мест, которые предназначены для постройки постоянного моста. Однако, если это возможно, постройку временных мостов исключают, а строят постоянные малые мосты или трубы. Для ускорения строительства полки рабочего проезда, постоянные мосты и трубы сооружают на половине ширины дороги.

Разработка скальных пород на всю ширину земляного полотна заключается в выполнении основных объемов скальных работ до 80 % и более. Технология этих работ определяется типом поперечного профиля; наличием и типом специальных сооружений; геологическими или гидрогеологическими условиями, определяющими степень устойчивости склона; технологией взрывных работ и возможностью дальнейшего использования взорванной породы; направлением перемещения породы — поперечным или продольным.

Основными типами поперечных профилей являются полувыемка и полувыемка-полунасыпь с преимущественным решением по удержанию полунасыпи низовыми подпорными стенками. Встречаются также выемки, чаще всего короткие, которые иногда по техническим условиям раскрываются, и насыпи.

Разработку полувыемок в скальных грунтах начинают с верхнего уступа проектного поперечника. Вначале пробивают полку рабочего проезда шириной 3,5 м. Такая ширина полки обеспечивает возможность прохода буровых машин для разбуривания скважин и машин для последующего подвоза и заряжения ВВ. Взрывы скважинных зарядов производят на рыхление или сброс скальной породы до уровня проектных отметок земляного полотна последовательно по уступам. Взрывные работы выполняют специализированные организации.

Скальные породы при мощности слоя до 3,0-3,5 м взрывают шпуровым методом, при большей мощности — скважинными зарядами. Эффективность буровзрывных работ повышается, а количество негабаритов становится меньше, если применять одновременно скважинные и шпуровые заряды, расположенные между скважинами.

После взрыва на сброс остается 10-12 % разрыхленной породы, которую убирают под откос поперечными проходами бульдозеров.

Взрывание скальной породы в выемках в случае достаточной устойчивости и экономической целесообразности производят оконтуренным взрывом на выброс. При этом существенно сокращают сроки работ. Грунт из выемки направляют в одну или две стороны, а общее количество породы, подлежащей уборке после взрыва, не превышает 15-20 % общего объема. По условиям безопасности работ при взрывах на рыхление экскаваторный забой не должен быть больше чем на 1-2 м максимальной высоты резания для данного экскаватора.

Разработку выемок и полувыемок глубиной более 6-8 м выполняют в несколько ярусов по высоте, включая и буровзрывные работы, так как взорванная порода может слежаться. Для повышения производительности работы экскаваторов и транспортных средств буровые работы ведут в две-три смены.

При комплектовании механизированных отрядов каждым двум экскаваторам придают один бульдозер, который заблаговременно готовит площадки для экскаваторов и подъезды для автомобилей. Каждые две бурильные машины обслуживает одна передвижная компрессорная станция. Встречающиеся во взорванной породе негабариты отодвигают в сторону экскаватором и укладывают вдоль откоса выемки и полувыемки. Негабариты при очередном взрыве взрывают шпуровым способом. Бульдозер, который после взрыва расчищает проезд для экскаваторов и автомобилей-самосвалов, перемешает к экскаватору породу от взорванных негабаритов.

При работе в скальных породах учитывают, что объемы разрабатываемого скального грунта меняются по протяжению дороги. Малые объемы работ выполняют, как правило, в верхних выветрелых слоях породы; значительные объемы приводят к необходимости разработки крепких слоев скалы. В связи с этим и с учетом наличия сложных специальных сооружений возникает частое чередование линейных и сосредоточенных работ, приводящее иногда к тому, что весь участок дороги, проходящий в скальных грунтах, относят к сосредоточенным работам.

Машины при работе в скальных грунтах развивают большие усилия, чем при разработке рыхлых грунтов. В связи с этим перемещение под откос взорванной скальной породы более успешно выполняют бульдозеры на тракторе или экскаваторы с вместимостью ковша более 1 м 3 .

Основным способом разработки скальных грунтов в настоящее время является взрывание. Однако взрывание имеет ряд отрицательных сторон. Поэтому в последнее время в России и за рубежом активно применяют способ рыхления горной породы тракторными одностойковыми рыхлителями. Таким образом, иногда непосредственно экскаваторами и ковшами активного действия можно разрабатывать сцементированные щебенистые массы, сланцы, мягкий известняк, мергель, сильно трещиноватые и сильно выветривающиеся прочные скальные породы. Для рыхлителей необходим гусеничный трактор мощностью 220-330 кВт и выше. Стоимость рыхления при этом снижается на 40-80 % по сравнению с взрывным способом. Важное значение для повышения производительности землеройных машин имеет наибольший размер куска породы. Механическое рыхление обеспечивает требуемое качество размельчения, однако этот способ не эффективен для экскаваторов из-за малой мощности разрыхленного слоя (0,2-0,8 м). Целесообразно в таких случаях разрыхленную скальную породу разрабатывать бульдозерами, мощными скреперами и погрузчиками в комплекте с бульдозерами и автомобилями-самосвалами (если необходима продольная возка).

Особенности контроля качества работ. Проект производства работ (ППР) по сооружению земляного полотна в горной местности устанавливает очередность и сроки выполнения работ, меры сохранения устойчивости, индивидуальные подробные технологические решения, составляемые по рабочим чертежам. Контроль качества включает прежде всего проверку обеспечения устойчивости земляного полотна в процессе строительства и безопасность ведения работ, тщательность соблюдения технорабочего проекта и ППР, обеспеченность всех технологических операций машинами, выполнение работ в установленной последовательности по местам работ, по местам расположения отвалов грунта и по времени выполнения работ. Все эти меры контроля направлены на сохранение устойчивости склонов, откосов, сооружений, то есть на обеспечение главного показателя качества строительства земляного полотна в горной местности.

Выемки на крутых косогорах и оползневых склонах, котлованы под подпорные стенки следует открывать только после проведения специальных защитных мероприятий и в установленной последовательности по фронту работ, по способам их выполнения (экскавация или взрывы, мощность взрывов и их последовательность и т.д.) и по местам отвалов грунта.

Верхняя часть насыпей (до 1 м по высоте) не должна содержать включений кусков крупнее 250 мм, в остальной части насыпи — не более 2/3 толщины уплотняемого слоя. Влажность суглинистого мелкозема при уплотнении крупнообломочных грунтов должна быть оптимальной, а при уплотнении легко-выветривающихся неводостойких крупнообломочных грунтов должна соответствовать тугопластичной консистенции. Эти грунты уплотняют в два этапа: сначала при помощи решетчатых катков, а затем тяжелых пневмоколесных катков при толщине слоев 0,3-0,4 м.

В мергелях, опоках, аргиллитах, алевролитах, сланцевых глинах и других неустойчивых грунтах верхняя часть насыпи высотой 1,0-1,2 м, а также слои по 0,15-0,20 м на откосах выполняют роль защитных по отношению ко всей насыпи.

Основным способом контроля является производственный текущий контроль таких показателей, как правильность размещения осевой линии в плане и профиле; правильность разбивки поперечных профилей, плотность естественного основания, однородность и плотность грунта в слоях насыпи, устойчивость отдельных скальных напластований (при необходимости).

Степень уплотнения крупнообломочных грунтов при содержании более 60 % крупных обломков считают достаточной, если осадка составляет 10-12 % для верхней части насыпи толщиной 1,0-1,2 м и 8-10 % для остальной ее части.

Инженерно-геологическая характеристика скальных грунтов

Скальные грунты-структуры с жесткими кристаллическими связями (гранит, известняк).

Класс включает в себя две группы грунтов :

1) скальные, куда входит три подгруппы пород- магматические, метаморфические, осадочные сцементированные и хемогенные

2) полускальные в виде двух подгрупп- магматические излившиеся и осадочные породы типа мергеля и гипса.

Деление этого класса на типы основано на особенностях минеральногосостава, например,

силикатного типа –гнейсы, граниты, карбонатного — мрамор, хемогенные известняки. Дальнейшее разделение грунтов на разновидности проводится по свойствам:

по прочности — гранит – очень прочный, вулканический туф — менее прочный;

по растворимости в воде – кварцит — очень водостойкий, известняк — неводостойкий.

Класс скальных грунтов включает в себя группу скальных и полускальных грунтов и объединяет магматические, метаморфические и осадочные породы. На равнинах скальные грунты обычно располагаются на некоторой глубине под толщей осадочных пород, на поверхность земли они выходят редко.

Широкое развитие эти грунты имеют в горных районах, где располагаются на поверхности земной коры. Скальные грунты обладают монолитностью, находятся в плотном состоянии и имеют высокую прочность за счет кристаллических структурных связей.

Верхняя часть массивов, контактирующая с атмосферой, обычно бывает разрушена вследствие воздействия процесса выветривания. Эта разрушенная зона называется корой выветривания и характеризуется величиной kстепень выветрелости, которая определяется сопоставлением плотности выветрелого скального грунта с «материнской (невыветрелой ) частью скального массива.

Скальные грунты в силу глубокого залегания в земной коре редко служат основанием сооружений. Когда это происходит, то объект лучше опирать на материнскую породу т.е. фундаменты должны прорезать кору выветривания. Фундаменты можно опирать и на кору выветривания, но для этого ее следует упрочнять каким-либо методом технической мелиорации грунтов.

При возведении сооружения на скальных грунтах следует учитывать: а) скальные грунты при небольших нагрузках например от гражданских зданий, практически на сжимаются, но под действием очень больших нагрузок и в течение длительного времени они могут проявлять реологические свойства;

б) для скальных грунтов способных к растворению в воде, необходимо установить степень растворимости: труднорастворимые — известняки, доломиты, известковые конгломераты и песчаники; среднерастворимые — гипс, ангидрит; легкорастворимые — каменная соль.

в) прочность скальных грунтов изменяется в широких пределах и зависит от того находятся эти породы в виде монолита или являются трещиноватыми.

Трещиноватость снижает прочность скальных пород. К снижению прочности всех магматических пород приводит наличие слюд, в особенности биотита. Базальты отличаются высокой плотностью ( до 3-3.3 г/см.куб.) и прочностью до 300-350 МПА. Однако прочность резко падает у базальтов с пузырчатой текстурой, пористость которых может составлять до 50%.

Физико-механические свойства скальных грунтов.

Водно — физические свойства.

Скальные породы имеют малую общую пористость (менее 5 %) , полускальные — средней (5-20 %) или даже высокой (более 20 %) пористостью.

Трещиноватость можно характеризовать как дополнительную пористость, возникающую в породах в результате тектонических движений и экзогенных процессов (выветривание)

От размера, густоты, направления, характера, генетического типа трещин в большей степени зависят прочность, устойчивость и водопроницаемость основания будущего сооружения.

Скальные породы, как правило не влагоемкие, а полускальные – слабо и средневлагоемкие. Влагоемкие породы более подвержены морозному выветриванию и размягчению.

Водопоглощение — для плотных кристаллических пород менее 1%; для трещиноватых, туфогенных, пористых скальных и полу скальных пород может выражаться десятками процентов.

Водонасыщение (принудительное) – способность горной породы поглощать воду при избыточном давлении в 15-20 МПА или в вакууме. Чем выше коэффициент водонасыщения, тем больше доля свободных пор в породе и тем легче порода насыщается в водой, фильтрует, разрушается в результате морозного выветривания.

Для скальных пород фильтрация, движение воды через породу, возможно только по трещинам. Для других твердых пород фильтрация зависит от наличия и размеров всех видов открытых пустот: крупных пор, каверн, карстовых пустот, суффозионных проходов.

Под водопрочностью следует понимать способность твердых горных пород сохранять механическую прочность, устойчивость и целостность при взаимодействии с водой. Показателем водопрочности является коофициент размягчения Крз, учитывающий степень уменьшения механической прочности породы после насыщения ее водой.

К размягчаемым относятся породы Крзменее 0.75, они не могут выдержать давления на них, способны давать оползни, обвалы в крутых откосах, могут размываться текучей водой ( агреллиты, мергели, известняки, сланцы, засоленные породы)

Механические свойства скальных грунтов

Напряжения, возникающие под действием прилагаемых внешних нагрузок, ведут к нарушению ее прочности и сплошности. В скальных породах деформации упругие. При росте напряжения возрастает деформация, которая при максимальном напряжении Рмаксприводит к разрушению горной породы ( см. рис) В этом случае горная порода ведет себя как всякое твердое тело, подчиняясь закону Гука : относительная деформация прямо пропорциональна напряжению.

При деформировании полускальных пород (мергель, мел) вначале деформация возрастает пропорционально напряжению, однако после достижения предела пропорциональности Рпр наступает не разрушение, а смятие или так называемое пластическое течение породы, что выражается в появлении трещин, изменению форм образца (см. рис )

Это напряжение соответствует пределу текучести и в некоторых случаях деформация может нарастать без увеличения напряжения т.е. при Р=const ( ползучесть). Явление ползучести характеризует прочность породы во времени т.к. ползучесть обязательно заканчивается разрешением (см.точку Рз=Rz ) таким образом предел прочности твердых пород оценивается максимальной нагрузкой, приложенной к образцу горной породы в момент его разрушения (потеря сплошности)

F – площадь образца, см

Pma— внешняя нагрузка, Н

Rz— временное сопротивление сжатию или предел прочности, МПА

На прочность горных пород влияет: минеральный состав, характер внутренних связей, трещиноватость, степень выветрелости, степень размягчаемости. Наименьшей прочностью обладают размягчаемые породы.

К показателям деформируемости твердых горных пород относятся:

Модуль упругости Еу и модуль общей деформации Ео определяют величину напряжений, вызвавших единичную относительную деформацию породы в результате приложения внешней нагрузки.

Коэффициент Пуассона (поперечной деформации) определяет, в какой мере происходит изменение объема грунта в процессе деформации и зависит от минералогического состава грунта, пористости и трещиноватости.

Коэффициент бокового давления (коэффициент распора) учитывает часть вертикальной нагрузки, передающейся в стороны.

тема 1: « Инженерная геология»

Вопрос 1.25 Классификация грунтов по ГОСТ – 25100-95.

Ответ:

Дисперсные грунты. В этот класс входят только осадочные горные породы.

Класс разделяется на две группы-связных и несвязных грунтов. Для этих грунтов характерны механические и водно-коллоидные структурные связи.

Связные грунты делятся на три типа –

минеральные (глинистые образования),

органо-минеральные (илы, сапропели)

и органические ( торфы ).

Несвязанные грунты представлены песками и крупнообломочными породами (гравий, щебень) В основу разновидностей грунтов положены плотность, засоленность, гранулометрический состав и др. показатели.

Пылеватые и непылеватые, глинистые грунты и лессовыепороды в большинстве случаев являются основаниями сооружений и являются дисперсными т.е. раздробленными, состоящими из мелких частиц. В дисперсных грунтах наблюдается тесное взаимодействие твердой, жидкой и газообразной фаз. В зависимости от условий существования грунта значение этих фаз меняется и вместе с тем меняются физико – механические свойства грунтов.

Для связных грунтов вследствие их анизотропности коэффициенты фильтрации в горизонтальном и вертикальном направлениях могут существенно отличаться. Особенно в грунтах неоднородных по своему строению — лессовых суглинках, ленточных глинах, торфах. При исследовании таких грунтов необходимо определять их водопроницаемость как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях.

Глинистые грунты характеризуются вводно-коллоидными связями, которые обеспечивают первичное сцепление на начальных этапах превращения глинистого осадка в породу.

На более поздних стадиях появляются цементные связи и соответствующее им сцепление упрочнения, которое постепенно переводит породу из ряда высокодисперсных систем в породы типа глинистых сланцев, аргиллитов.

Плотность глинистых грунтов изменяется от 2.53 – 2.85 г./см.куб. и зависит от минерального состава и органических примесей, а так же от влажности и степени уплотненности в природном залегании. Четвертичные глины морского, речного и ветрового происхождения имеют плотность 1.6 – 1.85 г/см.куб.;

плотность скелета 1.35 – 1.55 г./см.куб., а пористость 35 45 % . В порах глинистых грунтов кроме воздуха и воды может содержаться органический перегной гумус. В таких случаях эти грунты называются почвами и в них увеличивается влагоемкость, пластичность, сжатие под нагрузками.

Вода и ее количество предают грунтам ряд специфических (характерных) свойств: пластичность, липкость, набухание, усадка и размокание.

Угол внутреннего трения и сцепление С в значительной степени зависят от состояния влажности и пористости грунтов. Так, при мягкопластичном состоянии глины могут иметь угол не более 5-10, туггопластичные 15- 35.

Пылеватые глинистые грунты у которых , у которых пылеватых частиц больше, чем песчаных и которые обладают недоуплотненой структурой с очень водонеустойчивыми связями называют лессовыми. Особенностью лессовых грунтов является их просадочность.

К легко растворимым солям относятся хлориды, бикарбонаты, карбонат натрия, сульфаты;

к среднерастворимым гипс и ангидрит. Присутствие солей в грунтах приводит к изменению их прочности, сжимаемости, водопроницаемости, размокания, набухания, угла естественного откоса, липкости. При водонасыщении и увлажнении засоленные грунты теряют прочность, проявляют дополнительные суффозионные деформации, набухание, просадку и повышают агрессивность подземных вод.

Растворенные компоненты выносятся водой в случае его фильтрационного движения, а в случае затрудненного оттока переходят а поровый раствор. Кроме того, в лессовых породах суффозионные процессы, в особенности на склонах, могут привести к образованию пустот и пещер. Это явление носит название лессовый карст, который может выражаться на поверхности земли в виде суффозионно-провальных воронок.

Основными типами засоленных грунтов являются солончаки формируются в пониженных формах рельефа с близким к поверхности залеганием уровня грунтовых вод; Солонцы – формируются на более высоких отметках местности и располагаются как в поверхностных так и в более глубоких гори зонтах, такыры представляют собой значительные площади глинистых грунтов с малой влажностью, твердой консистенцией, легко размокают и обладают большой липкостью.

Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 5028 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Скальный грунт: описание и характеристика

Скальный грунт состоит из огромных камней имеющих разные фракции и глыб пород. Его используют для строительства различного рода площадок, для изготовления фундамента, строительные работы дорог и магистралей. За счет своих уникальных свойств он является самым популярным, так как он высокопрочный, его используют для начального слоя, где потом выкладывается наиболее плотный материал и строятся разные здания.

В нашей статье Вы сможете узнать все о скальном грунте, а именно — что это такое, его характеристики, его коэффициент уплотнения и много еще интересного.

Скальный грунт: что это такое

Скальный грунт — это пластины, которые возникли за счет осадочных, магматических и метаморфических твердых горных пород. Скальный грунт имеет минералы, которые расположены между друг другом в прочных структурных связях, тем самым мы получаем гарантию высокой устойчивости данных пород. Поэтому во время добычи скальной породы приходится применять взрывные устройства. После того, как добыли породу, можно наблюдать ее увеличение.

Когда появляются пустые пространства и раскрытие между скал грунтовых пород, они начинают подталкивать их к морозным расширениям поэтому приходится прибегать к вопросу: как определить коэффициент выветрелости, чтобы горная порода приняла нужный коэффициент. Скальный грунт имеет свои особенные свойства, как засоленность, размягчение и растворяемость. Скальный грунт имеет свои отличительные особенности и очень сильно поддается деформации, нежели промышленные вещества. Поэтому его используют во время строительства для основы той или иной постройки. Так же он применяется в строительстве образовавшейся насыпи, при строении мостов, плотин, тоннелей и другого инженерного ограждения. Чтобы сделать декорирование с помощью данного грунта, у Вас ничего не получится, но зато строения прослужат очень внушительный срок.

Как происходит уплотнение скального грунта

Чтобы Вы понимали, как происходит уплотнение скального грунта, мы расскажем про два способа уплотнения, где технология шнекового бурения будет играть немаловажную роль. Они таковы:

  1. Уплотнение за счет статики. При статическом уплотнительном оборудовании используется давление весом на материал с уплотнением. Если необходимо преобразовать воздействие сил на грунтовую породу, нужно менять массу или площадь контакта. Данное оборудование не дает гарантий по уплотнению породы на конкретную глубину, потому что нет распорного взаимодействия меж частиц наружной пластины, поэтому нижележащие частицы не получают нужного уплотнения. Для такого вида работ, используют два вида катков: статический с гладкими вальцами и с пневматическими шинами.
  2. Уплотнение за счет вибрационных волн. Использование статики и динамики воздействий. Вибрационные волны получаем из-за вращений эксцентрикованных грузов. Вибрация происходит за счет передачи между частиц материала, тем самым происходит уменьшение трений между ними и взаимных движений. Тем самым получаем, что частички отлично прилипают друг к другу и приобретают плотность. Вибрационные волны проникают значительно глубже в сам материал. Такой вид оборудования пользуется большим успехом по уплотнению материала.

Физико-механические свойства скального грунта

Грунт — это горная порода, которые лежат в тех зонах Земли, где имеется отличное выветривание, а также являются объектами для инженерно-строительных работ.

Физико-механические свойства скального грунта подразделяются на:

  • монолитные;
  • пластичные;
  • сыпучие;
  • плывунные.

Характерные свойства скального грунта по физико-механическому принципу таковы:

  1. плотность;
  2. объемность;
  3. пористые;
  4. влагосодержащие;
  5. сжимаемые;
  6. фильтрующие;
  7. прочные;
  8. твердые;
  9. упругие;
  10. пластичные;
  11. хрупкие;
  12. вязкие;
  13. разрыхляемые.

Что значит мёрзлые скальные грунта

Сейчас мы разберемся, что значит мёрзлые скальные грунта. Они относятся к определенному классу (III класс) и имеют свою отличительную черту от других пород, это то, что есть криогенная связь (лед).

  1. Грунт имеет криогенную, кристаллизационную и цементационную структуру связей — это скальные мерзлые грунты.
  2. Грунт имеет криогенную, физическую и физико-химическую структуру связей — это дисперсные мерзлые грунты.
  3. Грунт имеет криогенную структуру связей — это ледяные грунты.

Генезис и вещественный состав мерзлого грунта включает: тип, подтип, вид и подвид, а разновидность природного мерзлого грунта включает: количественные показатели с вещественным составом, строение, состояние и свойства.

Характеристика скальных грунтов

Скальный грунт имеет второе имя — вскрышной — он представляет из себя сыпучую смесь, которая является отличным помощников при выравнивании неровностей на площадках, при засыпании ям, насыпка территории и дорог. Вскрышной грунт- это природный каменный материал, состоящий из породы горного грунта. Состав горных пород может представлять из себя сосредоточенные разные виды минералов, которые в той или иной степени имеют постоянный состав, для этого будет производится горизонтальное бурение для прокладки водопроводных труб по приемлемой цене, чтобы понять, насколько они могут промерзнуть или наоборот обогреть.

По характеристикам скальных грунтов, в них могут содержаться магма горных пород и осадки горных пород. Магматическая горная порода — это остывшая кристаллизация магмы, которая образует расплавленную массу, в ее составе содержится селикат, образовавшийся в земных глубинах земной коры. Осадочная горная порода — это образование, которое получилось за счет разрушительного процесса в горных породах, находившихся под влиянием внешней окружающей среды с небольшим трением плит.

По характерным особенностям и состава горных осадочных пород подразделяют на обломочные (механическое отложение) — песок, гравий и песчанник, а также глинистые и органогенные:

  • плотность насыпи — 1.65 грамм на куб. сантиметр;
  • по внутренней плотности — от двух до трех грамм на куб. сантиметр;
  • преобладание камней, глины и песка.

В составе скального грунта может быть: гранит, диорит, габбро, базальт и песок. У скального грунта может преобладать конкретные виды залежей горных пород, поэтому в не может быть высокое содержание песчаной и глиняной основы, а также преобладание гранитного и различного рода камней. Грунт со скал имеет преимущество перед щебнем, по стоимости, он намного дешевле, поэтому его чаще всего добавляют к планировочному материалу, который можно сформировать с техногенным грунтом во время строительства, чтобы получить более плотную основу для фундамента. Вскрышной грунт имеет высокую жесткость, поэтому его используют для строительных работ фундамента.

Коэффициент уплотнения скального грунта

Коэффициент уплотнения скального грунта это показатель не имеющий точных размеров, который исчисляется плотностью грунта в отношении max плотности. Любой грунт имеет поры — это микроскопическая пустота заполненная влагой либо воздухом, когда они начинают вырабатываться и они размножаются, грунт приобретает рыхлую поверхность (насыпную плотность), которая имеет меньшую плотность в утрамбованном грунте. Когда производится подготовка песчаной подушки для фундамента, основания его, либо засыпание пазух, грунт необходимо уплотнить, так как со временем у фундамента есть особенность проседать и слеживаться от собственного веса, а в дальнейшем от веса корпуса дома.

За счет коэффициента уплотненного грунта имеет хорошую плотность, которая имеет диапазон от нуля до одного, где прокол под канализацию будет иметь невысокую стоимость, чтобы получить необходимый результат. Основа фундамента имеет уплотнение от 0.98 и больше. Max плотностью считается, скелет вскрышки, который можно определить только в лаборатории по методу стандартного уплотнения. Это происходит следующим образом, берется цилиндрическая форма, в нее помещают скальный грунт, затем прессуют и наносят удар с помощью падающего груза.

Каждый грунт имеет свою оптимальную влажность, за счет которой достигается максимальная плотность. Влажность определяют в лаборатории. Грунт с реальной плотностью во время изготовления фундамента будет известна после проведения определенных процедур уплотнения. К самому распространенному и популярному способу относят режущие кольца:

  1. берется металлическое кольцо конкретного диаметра и забивают его в грунт на необходимую глубину;
  2. почва зафиксирована внутри кольца;
  3. после чего его кладут на весы и измеряют реальный вес;
  4. после того, как вес грунта нам известен, мы получили массу почвы;
  5. массу разделяем на объем кольца — получили плотность почвы;
  6. потом плотность почвы разделяем на max плотность — и начинаем высчитывать сам коэффициент грунта.

Грунты и их технологические свойства

Грунтами в строительстве называют горные породы и почвы, представляющие собой сложное тело, состоящее из минеральных частиц и органических примесей. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. При выборе наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, сцепление, размываемость, разрыхляемость и угол естественного откоса. Важными показателями являются также влагоемкость, водопроницаемость, водоудерживающая способность и размываемость грунтов.

Плотностью (или объемной массой) называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле. Средняя или насыпная плотность песчаных грунтов составляет 1,6-1,7 т/м3, глинистых — до 2,1 т/м3, скальных — до 3,3 т/м3.

Влажностью называется степень насыщения пор грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в процентах. При содержании воды до 5% грунты относятся к сухим, влажные грунты содержат до 30% воды, в мокрых содержится более 30% воды.

Сцепление определяют начальным сопротивлением грунта сдвигу; сцепление зависит от вида грунта и его влажности. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,003-0,05 МПа, для глинистых — 0,005-0,2 МПа. От плотности и сцепления в основном зависит производительность землеройных машин.

Размываемость грунта обусловливается уносом его частиц текучей водой из земляных сооружений. Скорость движения воды по песчаному грунту допускается для мелких песков 0,15 м/с, для крупных — 0,8 м/с, по плотным глинистым грунтам — до 1,8 м/с.

Разрыхляемость грунта — нарушение естественной структуры при его разработке, сопровождаемое увеличением в объеме. Степень разрыхления грунта определяется коэффициентом первоначального разрыхления, представляющим собой отношение объемов грунта в разрыхленном и естественном состояниях. Для глинистых грунтов коэффициент первоначального разрыхления составляет 1,24-1,32, для песков — 1,08-1,28, суглинков и супесков — 1,08—1,32. Более плотные грунты, включая скальные, дают большее увеличение объема — до 50%. При расчете транспортных средств для перевозки грунта, определении производительности землеройных машин, проектировании кавальеров и т. д. необходимо учитывать коэффициент первоначального разрыхления. Принято все подсчеты, связанные с земляными работами, выполнять для грунта естественной (природной) плотности — «в плотном теле».

Разрыхленный грунт, длительное время пролежавший в насыпи, подвержен самоуплотнению за счет действия веса верхних слоев на нижние и от действия атмосферных осадков. Плотность грунта, пролежавшего в насыпи более четырех месяцев, а также грунта, подвергавшегося механическому уплотнению, определяется лабораторным путем. Если объем грунта на объекте не превышает 1000 м3, при расчетах пользуются коэффициентом остаточного разрыхления, приводимым в справочниках (например, для песчаных грунтов он составляет 1,01-1,025, глин — 1,04-1,09, суглинков — 1,015-1,05).

В зависимости от трудности и трудоемкости разработки грунтов механизированным способом мерзлые и не мерзлые грунты делят на группы. Грунты минерального происхождения по своему составу, прочности и трудности разработки делятся на скальные, конгломераты и нескальные.

Устойчивостью земляных сооружений называется их способность сохранять проектную форму и размеры и обусловливается равновесием масс под воздействием внешних и внутренних сил. Устойчивость зависит от угла естественного откоса грунта, который образуется плоскостью откоса с горизонтальной плоскостью поверхности грунта (величина угла естественного откоса определяется опытным путем). Связность грунтов изменяется в зависимости от их влажности и характеризуется углом естественного откоса, т. е. углом, который образуется откосом свободно насыпанного грунта и горизонтальной плоскостью. В зависимости от числа пластичности связные грунты делятся на супесь, суглинок и глину.


Рис. 5. Элементы откоса:
а — насыпи; б — выемки; Н — высота откоса; l — проекция откоса на горизонтальную плоскость; α — крутизна откоса

Крутизна откосов насыпи или выемки характеризуется отношением высоты откоса Н к его заложению или тангенсом угла наклона откоса к горизонту (рис. 5). Наибольшая крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки, характеристики грунтов (угла внутреннего трения, сцепления, влажности) и условий производства работ.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Основные сведения о грунтах глава 1

По коэффициенту размягчаемости в воде , д.е. скальные грунты подразделяют на неразмягчаемые (?0,75) и размягчаемые ( 10) [2].

По степени водопроницаемости, характеризуемой коэффициентом фильтрации (м/сут), грунты подразделяют на неводопроницаемые ( 30) [2].

2.2. Дисперсные грунты

Согласно ГОСТ 25100-95 [1] класс дисперсных грунтов состоит из группы связных и несвязных грунтов. Приведем характеристику инженерно-геологических особенностей этих грунтов, данную Е.М.Сергеевым [4] и ГОСТ [1].

Несвязные грунты. Крупнообломочные грунты состоят в основном из угловатых или окатанных обломков горных пород размером более 2 мм, имеющих преимущественно полиминеральный состав. Они могут быть подразделены по крупности и форме обломков на валунные и глыбовые, галечниковые и щебенистые, гравийные и дресвяные.

Поры в крупнообломочных грунтах могут быть свободными или заполненными песчаным, пылеватым или глинистым материалом. Наличие или отсутствие такого заполнителя пор резко сказывается на инженерно-геологических особенностях всех типов крупнообломочных пород. При отсутствии мелкозернистого материала они обладают высокой водопроницаемостью. Крупнообломочные грунты с заполнителем могут иметь небольшую водопроницаемость, величина которой определяется составом заполнителя. Присутствие заполнителя снижает прочность и угол внутреннего трения крупнообломочных грунтов.

Согласно СНиП 2.02.01-83 [5] вид заполнителя и характеристику его состояния необходимо указывать, если песчаного заполнителя содержится более 40 %, а пылевато-глинистого – более 30 % от общей массы абсолютно сухого грунта.

Для установления вида заполнителя определяют следующие характеристики: влажность, плотность, а для пылевато-глинистого заполнителя — дополнительно число пластичности и показатель текучести.

Форма обломков крупнообломочных грунтов, их размер и характер заполнителя определяются генезисом породы. В соответствии с этим выделяются различные генетические типы крупнообломочных грунтов, которые имеют разные инженерно-геологические особенности.

Образование морских крупнообломочных грунтов связано с разрушением берегов в процессе абразии. Постоянное воздействие прибоя осуществляет хорошую отсортировку морских галечников. Как правило, они содержат небольшое количество заполнителя и имеют высокую водопроницаемость. Практически несжимаемые, они вместе с тем могут обладать пониженным сопротивлением сдвигу вследствие того, что округлые гальки имеют гладкую, отполированную поверхность.

Другие генетические типы крупнообломочных грунтов также имеют свои инженерно-геологические особенности.

^ Песчаные грунты (пески) – это несвязные минеральные грунты, в которых масса частиц размером менее 2 мм составляет 50 % [1]. Особенности песков во многом определяются их генезисом. В качестве примера можно сравнить некоторые из генетических типов песков.

Среди наиболее распространенных, аллювиальных песков встречаются различные по гранулометрическому составу разновидности, отличающиеся структурно-текстурными особенностями и свойствами. Во многом это определяется их фациальной принадлежностью.

Общей характерной чертой русловых песков является закономерное изменение их дисперсности по продольному профилю реки: вниз по течению уменьшаются размеры зерен песка и одновременно повышается его однородность. Невысокая дисперсность русловых песков, их достаточно хорошая отсортированность и окатанность, преобладающее среднеплотное и рыхлое сложение обусловливают значительную водопроницаемость, величина которой в горизонтальном направлении обычно выше, чем в вертикальном.

^ Пойменные и старичные пески представлены главным образом мелкими и пылеватыми песками горизонтально-, косо- или линзовидно слоистыми, содержащими примеси глинистого и часто органогенного материала. Эти пески имеют меньшую величину водопроницаемости по сравнению с русловыми, сжимаемость их значительно выше.

^ Флювиогляциальные пески представлены различными по дисперсности разновидностями (преобладают крупные, средней крупности и мелкие), содержащими, как правило, то или иное количество грубообломочного материала. Среди флювиогляциальных песков широко развиты зандровые пески, которые представлены всеми разновидностями, причем среди них преобладают мелкие пески и пески средней крупности. Зандровые пески могут слагать площадь в сотни тысяч квадратных километров. Их пористость довольно высокая: у гравелистых песков – 0,40-0,41, у мелких – 0,40-0,41, у пылеватых – 0,42-0,51.

Среди морских песков преобладают кварцевые пески, нередко с различными примесями. Среди последних характерны и интересны глауконитовые пески. Сравнительно легко разлагаясь, глауконит может вызвать изменение свойств породы, в частности цементацию песков продуктами своего разложения. Морские пески, за небольшим исключением, отличаются высокой однородностью и очень хорошей окатанностью. В соответствии с этим их водопроницаемость обычно достаточно велика (коэффициент фильтрации больше 1 м/сут). Пески, сформировавшиеся в мелководных условиях, особенно пески зоны прибоя, имеют, как правило, плотное сложение. Глубинные пески часто характеризуются рыхлым сложением и склонностью давать быструю осадку при динамических нагрузках.

^ Эоловые пески имеют широкое распространение в полупустынных и пустынных областях. Пористость песков при рыхлом сложении составляет 0,47, при плотном – 0,37. В условиях естественного залегания они находятся в рыхлом сложении и в соответствии с этим легко и значительно уплотняются под действием динамических нагрузок. Высота капиллярного поднятия не превышает 60 см. Хорошая отсортированность, однородное и достаточно рыхлое сложение эоловых песков обусловливает их большую водопроницаемость: обычно коэффициент фильтрации составляет 10-11 м/сут, в отдельных случаях увеличивается до 15 м/сут.

Пески различных генетических типов под влиянием гидродинамического давления могут переходить в плывунные состояния. Плывуны разнообразны по минеральному и гранулометрическому составу, для них характерно содержание органического вещества, которое по отношению к глинистой фракции составляет 0,05-0,35. Плывун – это насыщенный водой грунт, способный растекаться и оплывать.

Угол естественного откоса плывунов зависит от влажности w. В исследованиях ряда авторов получены следующие данные, приведенные в табл.2.2.

Увеличение влажности плывуна всего на 0,05 д.е. приводит к изменению угла естественного откоса от 37 0 до 0 0 . Несущая способность плывунов, определенная в полевых условиях, исключающих движение и выпирание, достигает 0,8 МПа.

Читать еще:  Толстый слой грунтовки авто
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector