Перед началом работ по устройству земляного полотна с поверхности будущих оснований насыпи и выемок, кавальеров, кювет-резервов, грунтовых карьеров, временных складов для хранения дорожно-сфоительных материалов снимается почвенно-растительный слой. Разбивка работ по снятию и складированию этого слоя заключается в выноске в натуру границ срезки и контуров валов для временного хранения грунта. Для разбивки границ срезки применяют вешки высотой 1,0...1,5 м, которые устанавливают через 20...25 м.

Валы растительного грунта в зависимости от рельефа местности могут устраиваться с одной или обеих сторон земляного полотна. Их объем определяется потребностью в плодородной почве для плакировки (нанесения) на дно, откосы резервов и откосы земляного полотна с каждой стороны. Валы почвенно-растительного грунта должны быть защищены от водной и ветровой эрозии, а также от загрязнения нефтепродуктами. Хранящийся в них грунт по мере необходимости используется для рекультивации территории грунтовых резервов и карьеров, а также всех земель, нарушенных в процессе проведения дорожно-строительных работ.

Плодородный слой почвы на толщину, предусмотренную проектом, обычно снимают автофейдером или бульдозером. Перед началом работ границы срезки на местности обозначают бороздами, которые проводят плугом или отвалом автофейдера.

При проложении дороги по лесным массивам и ценным землям отвод земель для временного хранения почвенно-растительного грунта является нецелесообразным, поэтому его погружают в транспортные средства и перевозят на специальные площадки. Эти площадки располагают на малоценных землях.

В случае, когда почвенно-растительный грунт имеет высокую плотность или в нем остались корни после корчевки пней, до начала срезки проводят его рыхление. Схема работы бульдозера или автогрейдера зависит от ширины захватки, на которой осуществляются снятие и перемещение грунта. Если она не превышает 25 м, то применяется односторонний поперечный способ (рис. 3.37). При возведении высоких насыпей или боковых кювет-резервов, а также при разработке глубоких выемок срезку и перемещение грунта следует производить сначала с одной половины полосы, а затем с другой. В этом случае дорожная полоса имеет ширину 30...40 м и зарезание грунта прямоугольной стружкой начинается с оси будущей дороги.

Производительность бульдозера Пб при срезке и перемещении почвенно-растительного грунта определяется по формуле

где Tсм - продолжительность смены; V - объем грунта, перемещаемого за один цикл, м3; Kп - коэффициент, учитывающий потери грунта при ею перемещении; Ki - коэффициент, учитывающий уклон местности; Kв - коэффициент использования рабочего времени; tц - время, затрачиваемое на один цикл, ч; Kр - коэффициент разрыхления грунта.

Объем грунта, м, перемещаемого за один цикл, определяется по формуле

где l - длина отвала бульдозера, м; H - высота отвала бульдозера, м; К - коэффициент, характеризующий свойства грунта.

До начала работ по возведению насыпей и разработке выемок устраивают нагорные канавы и ограждающие валы для отвода поверхностных вод. Канавы роют, начиная с низовой стороны, с общим уклоном не менее 5 %, с обеспечением сброса воды в естественное русло, тальвег, овраг или водоем. При устройстве нагорных канав на косогорах извлекаемый грунт укладывают в виде призмы (банкета), только с низовой стороны.

Снятие растительного грунта. Плодородный слой почвы, включая дерново-растительный слой, должен быть снят на всей площади, занимаемой насыпями, выемками, резервами, карьерами и другими сооружениями дорожного комплекса. Границы в плане, толщина снятия и места складирования грунтов плодородного слоя почвы определяются проектом. Качественные показатели и нормы снятия плодородного слоя почвы установлены ГОСТ 17.5.3.06-85.

Разбивка работ по снятию почвы заключается в выноске в натуру границ срезки и контуров штабелей складирования. Для разбивки границ срезки используют вешки высотой 1,0-1,5 м, устанавливаемые через 20-25 м. Контуры валов складирования обозначают кольями; границу срезки до начала работ — бороздой (плугом или рыхлителем).

В целях предупреждения поломки или засыпки установленные ранее знаки выноса проекта на местность следует защитить ограждениями из трех реек, скрепленных верхними концами «в шатер», или обозначить специальными вешками. После окончания снятия плодородного слоя почвы установленная для этой работы разбивка снимается.

Если подлежащий снятию слой имеет высокую плотность или в нем остались корни после удаления леса, до начала срезки рыхлят слой или вспахивают многокорпусными плугами.

Плодородный слой почвы снимают, как правило, в талом состоянии. При затрудненной проходимости машин допускается снимать почву в весенний период при оттаивании грунта на соответствующую глубину.

Плодородный слой почвы срезают и перемещают в места складирования бульдозерами или автогрейдерами, применяя следующие схемы работ:

при возведении насыпей из привозного грунта, когда ширина полосы, с которой должен быть срезан слой почвы, не превышает 25 м, используют челночную схему поперечного перемещения грунта по отношению к оси дороги;

при возведении насыпей из боковых резервов или высоких насыпей, а также при разработке глубоких выемок, когда дорожная полоса имеет ширину 30-40 м и более, срезку и перемещение почвы следует производить сначала с одной половины полосы, начиная зарезание от оси, а затем с ее другой половины, по так называемой, поперечной или поперечно-участковой схеме движения;

при больших объемах работ по снятию почвенного слоя (толстый слой, большая ширина дорожной полосы) сначала производят срезку почвы с перемещением автогрейдером или бульдозером с поворотным отвалом в продольные валы, из которых позднее грунт перемещают бульдозерами за пределы дорожной полосы. При этом поперечное перемещение почвы на половине ширины дорожной полосы производят косыми проходами бульдозера (под углом к продольной оси дороги), чтобы при каждом проходе обеспечивалась полная загрузка бульдозера, соответствующая его мощности. Такая схема называется продольно-поперечная.

При удалении почвенного грунта с площадей большой ширины используется схема с образованием валов-штабелей в контуре сооружения. До начала последующего вида работ почвенный грунт должен быть вывезен в установленные проектом места складирования автотранспортом с погрузкой погрузчиками.

При вертикальной планировке площадей и полос с травяным покровом шире 50 м допускается сбор почвенного грунта в поперечные валы в пределах контура с последующим распределением по спланированной захватке.

Штабели почвенного грунта размещаются с учетом рельефа местности и других местных условий при ширине полосы до 25 м, как правило, с одной стороны; при большей ширине — с двух сторон с разрывами для проезда строительных машин, стока поверхностных вод. В лесных массивах, на пашнях и других ценных землях хранение почвенного грунта осуществляют на специально выделяемых для этих целей площадях.

При снятии, складировании плодородного слоя почвы должны быть приняты меры, предотвращающие его потери (размыв, раздувание), а также снижение его качества (смешивание с подстилающими слоями, корнями, лесоотходами, загрязнение и т. п.). При сроке складирования более года поверхность валов почвенного грунта укрепляют посевом трав или другими способами, предусмотренными проектом.

Основные мероприятия по подготовке основания земляного полотна. До начала возведения насыпи подготовленная поверхность основания должна быть спланирована бульдозером. Ямы, траншеи, котлованы и другие местные заглубления, в которых может застаиваться вода, заполняют послойно с уплотнением до требуемой плотности для основания (СНиП 2.05.02-85, табл. 22). Для обеспечения водоотвода на горизонтальных участках придается поперечный уклон от оси не менее установленного для поверхности покрытия.

При использовании в качестве основания сильносжимаемых недренирующих грунтов (торф, ил, глины малой плотности и др.), а в насыпи — дренирующих грунтов — при выравнивании следует создавать в средней части строительный подъем, величина которого должна быть больше величины расчетной осадки основания, предусмотренной проектом.

Уплотнение грунтового основания низких насыпей и грунтовых слоев под низом рабочего слоя дорожной одежды в выемках и нулевых местах выполняется в случаях, предусмотренных СНиП 2.05.02-85 и СНиП 3.06.03-85. Грунты основания уплотняют непосредственно перед отсыпкой вышележащих слоев грунта или слоев дорожной одежды (аэродромного покрытия).

Если требуемая глубина уплотнения превышает толщину слоя, эффективно уплотняемого применяемыми средствами, излишний слой грунта следует удалить бульдозером и проводить уплотнение нижележащего слоя. После уплотнения и разравнивания нижнего слоя удаленный грунт возвращают и уплотняют до требуемой плотности.

При реконструкции дорог с использованием существующей насыпи растительный грунт с обочин и откосов реконструируемой насыпи удаляют и перемещают на границу полосы отвода для последующей рекультивации. При невозможности использования его биологических свойств распределяют в основании дополнительной части. Перед отсыпкой дополнительных слоев поверхность старой насыпи должна быть разрыхлена на глубину 10-15 см с уплотнением совместно с последующим слоем. Необходимость разборки и удаления слоев старой дорожной одежды устанавливается проектом.

До начала работ по возведению насыпи водопропускные и коммуникационные трубы, как правило, должны быть закончены полностью и засыпаны с обеих сторон на ширину не менее 4 м с каждой стороны, сверху — слоем толщиной, не менее указанной в проекте, с послойным уплотнением до требуемой плотности. При этом перемещение и разравнивание грунта, а также уплотнение катками выполняется продольными по отношению к трубе проходами машин при одновременном наращивании насыпи с обеих сторон. Необходимо постоянно осуществлять контроль за приближением машины к стенке трубы с целью избежания ее сдвига или возможного разрушения. Толщина слоя грунта поверх трубы, при которой возможно уплотнять грунт засыпки и пропускать машины и транспорт, должна быть указана в проекте трубы, но не менее предусмотренной действующими нормами.

Вопрос особенно характерен для уставших земель, очищения участка под фундамент, и садоводческих территорий. Последние, имели свойство раздавать «добрые» чиновники на тех территориях, где нет смысла использовать агропредприятиям и из-за бедности почвы. Чтобы разобраться во всех особенностях, нужно рассмотреть всё по порядку.

Замена плодородного грунта под газон

Создать красивый и ровный газон не просто, нужно привести в идеально состояние основу. Сначала очищается земля от всех цветов, корней, бурьянов, клумб. От растительности избавляются двумя способами:

– гербицидами, что приносит сильный вред земле;

– штыковой лопатой или экскаватором.

Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Оптимальный, но тяжёлый способ, лопатой. Снимать следует минимально тонкий слой, при этом захватывая всё растущее с корнями. Чтобы превратить снятый дёрн в , нужно его оставить на три года в компостной яме. Следующие этапы: добавление нового чистого плодородного грунта, выравнивание, подпитка.

Снятие растительной почвы под фундамент

Перед началом любого строительства необходимо снять дёрн по следующим причинам:

– сэкономить на покупке и доставке грунта;

– использовать естественный плодородный слой;

– что бы предотвратить процесс гниения органических веществ в фундаменте и по бокам.

Границы и толщина снимаемого пласта, определяются проектом, точнее предварительным анализом.

1. Минимальной глубиной считается 10 см, максимальной 50 см.

2. На песчаной основе растительный грунт залегает на глубину 5–10 см.

3. На задернованных участках - 12 см.

4. На пахотных полях - 20 см.

5. В лесах до 25 см.

Процесс выполняется тяжелой строительной техникой: бульдозер или экскаватор, погрузчик, самосвал или трактор для транспортировки. Неплодородный грунт часто имеет желтоватый цвет, плодородный может быть серо-коричнево-ч ёрным. Срезанные пласты укладывают в навалы 1,5–3 метра.

Замена уставшей земли на сельскохозяйстве нных площадях

Земля имеет свойство истощаться. Поэтому приходится выполнять техническую или биологическую рекультивацию. На больших площадях земля до 10 см не снимаются. Особые правила устанавливает ГОСТ 17.4.3.02-85 «Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ».

Во дворе или на огороде хозяева стараются постоянно удобрять органикой, торфом и минералами. Если этот процесс не осуществлялся, то почва не имеет плодородной силы. Чтобы не поднимать участок придётся снимать часть, и освежать новой качественной почвой. В застроенных пространствах невозможно воспользоваться тяжёлой техникой, применяют ручной труд.

После распада советского союза массово раздавались участки под дачи и огороды. Большая часть в непригодных болотистых районах или с минимальным количеством плодородного слоя. В этих случаях надо расчищать территорию и закупать новые плодородные слои. Если плодородный грунт сняли при застройке и не потрудились вернуть, то придется опять же завозить новый.

Если необходимо снять растительный грунт с неравномерной и незначительной толщиной (до 10 см) и переместить его на расстояние до 50 м, целесообразно для срезки грунта применить автогрейдер (грейдер), а для перемещения — бульдозер. Растительный грунт срезают и укладывают в валы автогрейдером вдоль захватки. После того как на всей захватке растительный грунт будет уложен в валы, проходами бульдозера поперек захватки перемещают его за пределы захватки.

Бульдозером можно выполнить почти все технологические процессы по снятию, перемещению и оформлению в валы растительного грунта. Бульдозер целесообразно использовать при расстоянии перемещения грунта до 50 м и толщине растительного слоя более 10 см.

При наличии ровной местности зарезание следует делать в наиболее удаленном конце участка и перемещать грунт по поверхности растительного слоя, что исключит перемешивание его с минеральным грунтом.

При неровной поверхности целесообразно первое зарезание делать ближе к месту укладки грунта с тем, чтобы последующий грунт перемещать по выровненной поверхности в траншее, образуемой предыдущими зарезаниями.

Снимать растительный грунт толщиной более 10 см и перемещать его на расстояние 50-500 м можно скреперами. В этом случае требуется обратить особое внимание на то, чтобы вместе с растительным грунтом скрепером не был срезан минеральный грунт. При толщине растительного грунта до 10 см следует предварительно срезать его автогрейдерами и уложить в валики, после чего скреперы, двигаясь вдоль валиков, набирают грунт.

Снятый скреперами растительный грунт можно уложить в призмы послойно. Отсыпав первый слой по всей площади основания призмы, приступают к отсыпке второго и последующих слоев от края призмы к середине с отступлением от кромки нижнего слоя на величину, равную 1,5-2,0 толщины слоя.

При отсыпке призм следует обеспечить в их торцах плавные въезд и съезд с уклоном не более 1: 10. Планировку поверхности) призм и откосов выполняют бульдозерами.

На расстояние более 500 м растительный грунт целесообразно; перемещать автомобилями-самосвалами или тракторными прицепами. Погрузку грунта в транспортные средства следует выполнять грейдер-элеваторами при толщине растительного грунта более 20 см, или экскаваторами из призм или куч, созданных бульдозерами.

К восстановлению растительного грунта можно приступить только после окончания работ с минеральным грунтом и тщательной планировки поверхности выемки или насыпи по геодезическим отметкам. При доставке грунта автомобилями-самосвалами или тракторными прицепами целесообразно разравнивать грунт бульдозером, а планировать автогрейдером. При отсутствии бульдозера растительный грунт можно распределять из куч автогрейдером с выдвинутым в сторону ножом, чтобы исключить наезд передних колес автогрейдеров на кучи, или применить сменное оборудование (навесной бульдозер), которым оснащены некоторые марки автогрейдеров.

Для прикажи растительного грунта можно использован, легкие прицепные катки без балласта на пневматических шипах или с гладкими вальцами.

а) Размеры котлована (по дну):

Длина: 60 м, Ширина: 50 м, Глубина: 4,5 м.

б) Грунт: суглинок

в) Толщина растительного слоя: 0,2 м.

г) Расстояние до отвала грунта: 1,5 км.

Определение состава подготовительных работ

1. Расчет объемов работ

Подготовительные работы необходимо выполнить до начала разработки котлована. Эти работы предназначены для того, чтобы очистить местность под котлован.

Они включают в себя:

удаление растительного слоя (деревья, кустарники) путем срезки;

удаление камней;

выравнивание поверхности.

1. Расчет размеров котлована.

   1. Объем котлована

Для определения объема котлована воспользуемся формулой:

V котл = H/ 6(a*b +a 1 *b 1 + (a+a 1)(b+b 1),

где Н – глубина котлована, м;

а и b – размеры котлована понизу – размеры дна котлована, м;

a 1 и b 1 - размеры котлована поверху, м;

рис 1. Определение объема котлована

m=L/H, то L=mH,

L=0,9*9,5м=8,55м (для глины при глубине котлована 9,5 м. m=0,9).

Размеры котлована поверху:

где m – коэффициент заложения откоса, для котлованов, откапываемых прямой лопатой в суглинке, этот коэффициент принимается равным 0,9.

a 1 = 60 + 2*0,9*9,5=77,1м;

b 1 = 50+2*0,9*9,5=58,55м;

Величина коэффициента заложения откоса «m» принята из табл.1.

Коэффициент заложения откоса котлована в мягких необводнённых грунтах. Таблица 1.

Зная все данные, находим объем котлована:

V котл = 9,5/6 = 35444 м 3

1. Объем растительного слоя

V раст = a 1 *b 1 *h раст,

где h раст – толщина растительного слоя, м;

h раст = 0,2 м;

Тогда: V раст = 77,1*58,5*0,2 = 902 м 3

1. Объем грунта, подлежащего разработке

Объем грунта, подлежащего разработке:

V гр = V котл – V раст;

Получаем, объем грунта, вывозимого в отвал, равным:

V гр = 35444-902=34542м 3 .

1. Снятие растительного слоя

При использовании экскаваторов для разработки грунта котлована снятие растительного слоя обычно производят:

Бульдозеры до 10 т тяги (при длине участка работы до 100 м);

Скрепперы (при длине участка работы более 100 м).

Общая длина рабочего участка составляет:

, (7)

где - расстояние от края котлована до оси кавальера (
).

Значит, для снятия растительного слоя принимаем бульдозер (из таблицы 4 ). Выбран бульдозер ДЗ-18, его характеристики:

Длина отвала – 3,97 м,

Высота отвала – 0,815 м,

Угол резанья – 47 0 -57 0 ,

Угол перекоса –5 0 ,

Угол поворота в плане – 63 0 и 90 0 ,

Высота подъема – 1 м,

Способ изменения угла перекоса – вручную,

Управление отвалом – гидравлическое,

Мощность – 79 кВт/час,

Тяга – 10 т,

Снятие растительного слоя можно проводить по следующим схемам:

В данном проекте:

поэтому используем двухстороннюю схему снятия растительного слоя грунта, приведенную на чертеже (см. чертеж 5, приложение П). Бульдозер разрабатывает грунт, передвигаясь челночно от продольной оси котлована до оси кавальера. Расстояние перемещения грунта изменяется от
при резании и наборе грунтовой призмы у продольной оси котлована допри резании грунта у края площадки; следовательно, в среднем оно составляет
.Расстояниес, включающее временную берму и половину ширины кавальера, можно принять равным 5+5=10 м.

Эксплуатационная производительность бульдозера определяется по формуле:

П э ч = q ц *n ц *К в,

где П э ч – эксплуатационная производительность бульдозера, м 3 /ч,

К в – коэффициент использования рабочего времени, для бульдозера примем его: К в = 0,8.

n ц - количество циклов за час работы бульдозера

Расчетный объем грунта перед отвалом в конце участка транспортировки q ц:

q ц = q’ ц *К э,

где q’ ц – объем грунтовой призмы после завершения операции копания (набор грунта в призму), м 3 ,

К з – коэффициент загрузки рабочего органа,

К з = К п * 1/К р * К ук,

где К п – коэффициент потерь грунта в боковые валики при транспортировке грунтовой призмы к месту разгрузки. Он учитывает потери грунта из призмы волочением в боковые валики в процессе транспортировки.

Величина зависит от дальности перемещения, связности и влажности грунта, конструкции отвала и способа перемещения грунта.

К п = 1 – 0,005*l тр,

где l тр – средняя транспортировочная длина, м,

l тр = а 1 /4 + с,

l тр = 77,1/4+ 10 = 29,28 м.

К п = 1 – 0,005*29,28 = 0,85,

К р – коэффициент разрыхления грунта;

Примем К р = 1,2

- коэффициент использования рабочего времени

Принимаем
.

К ук – коэффициент уклона местности;

Примем К ук = 1

При количестве циклов за час работы бульдозера n ц = 3600/t ц.

Тогда формула для определения расчетной среднечасовой эксплуатационной производительности имеет вид

П ч э = q’ ц *3600/t ц * К п *1/К р *К ук *К в;

Объем грунтовой призмы зависит от размеров отвала и свойств грунта:

q’ ц = В*Н 2 /2 * 1/К пр,

где В – длина отвала, м;

Н – высота отвала, м;

К пр – коэффициент наполнения геометрического объема, определяется по таблице 22 :

По исходным данным грунт – связный.

q" ц = 2,64/2 * 1 *1/0,55 = 2,4м 3 .

Длительность рабочего цикла бульдозера t ц определяется по формуле:

t ц = t к + t тр + t р + t п + t доп,

где t к – длительность копания, с,

t к = l к /v к;

Также t к можно определить из таблице 24 .

t тр – длительность транспортировки грунтовой призмы, с,

t тр = l тр /v тр,

где l тр = 29,28 м,

v тр – скорость транспортировки, м/с, определяем по таблице 24 ;

По исходным данным тяговое усилие 100 кН, грунт III типа.

v тр = 0,7 м/с;

t тр = 29,28/0,7 = 42 с.

t р – длительность раскладки грунта, с. При сосредоточенной разгрузке призмы принимается равным t р = 0 с,

t п – длительность порожнего хода, с,

t п = (l к + l тр + l р)/2*v п,

где l к – длина пути копания, м, принимается равной l к = 5 м;

l тр = 29,28 м;

v п – скорость порожнего хода, м/с, определяем по таблице 24 ;

По исходным данным тяговое усилие 100 кН, грунт III типа.

v п = 1,23 м/с;

t п = (5 + 28,29 + 0)/2*1,23 = 21с,

t доп – дополнительное время на переключение передач, установку отвала и поворот бульдозера, с,

Примем t доп = 20 с

t ц = 14,4 + 42 + 0 + 21 + 20 = 97 с

П ч э = 2,4 * (3600/97) * 0,85*0,7 = 53 м 3 /ч