11.1. Виды и назначение земляных сооружений. Основные свойства грунтов

Строительство сетей и сооружений систем водоснабжения и водо-отведения обычно сопряжено с необходимостью выполнения боль­ших объемов земляных работ.

Земляными называют работы по разработке грунта в выемках, его транспортированию (перемещению) и укладке в насыпи. Выемки и насыпи представляют собой земляные сооружения (рис. 11.1), ко­торые в зависимости от их назначения и срока эксплуатации мо­гут быть постоянными и временными. Постоянные земляные со­оружения — плотины, дамбы, каналы, водохранилища, шламона-копители и т.п. - предназначены для длительной эксплуатации. Временные земляные сооружения устраивают как необходимый элемент для последующих строительно-монтажных работ. К ним относятся котлованы и траншеи. Котлованами называются выем­ки, ширина которых мало отличается от длины, а траншеями — выемки, имеющие малые размеры поперечного сечения и большую длину. Котлованы необходимы для строительства сооружений, а траншеи - для прокладки трубопроводов. Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами, а горизонталь­ные поверхности вокруг них - бермами. Остальными элементами земляных сооружений являются: дно выемки — нижняя горизон­тальная земляная поверхность выемки; бровка — верхняя кромка откоса; подошва - нижняя кромка откоса; крутизна (или коэффи­циент) откоса m = h/a, где h — глубина выемки или высота насы­пи; а - заложение откоса (см. рис. 11.1, з).

К земляным сооружениям относятся также резервы и кавалье­ры. Резервы - это выемки, из которых берут грунт для устройства насыпи, а кавальеры - это насыпи, образуемые при отсыпке не­нужного грунта, например для временного его хранения, исполь­зуемого затем вновь для засыпки траншей или пазух котлованов. Земляные сооружения при их эксплуатации не должны изменять своей формы и основных размеров, давать просадок, размываться под действием текущей воды и поддаваться влиянию атмосфер­ных осадков.

Поскольку земляные сооружения устраиваются в грунтах или из грунтов, необходимо знать их основные свойства.

278

Рис. 11.1. Виды земляных сооружений:

а, б — траншеи с вертикальными стенками и с откосами; в — дамба; г — пло­тина; д — канал в насыпи; е — котлован под фундамент; ж — система котлова­нов под фундаменты колонн сооружения; з — котлован под сооружение; и — подземные выработки (для штольни, трубы, канализационного коллектора, тон­неля); к — площадка; л — выемка для опускного колодца; м — буровая скважи­на; н— полувыемка-полунасыпь; о— подводная траншея; 1 — дно (траншеи, канала, котлована, опускного колодца); 2 — боковая стенка траншеи; 3 — боко­вой откос (канала, дорожной выемки, котлована, насыпи, плотины, дамбы); 4 — бровка; 5 — берма; б — подошва; 7 — водоотводной кювет

Вид и свойства грунтов характеризуют размеры и форма ее зерен (частиц), их прочность, расположение и взаимосвязь. По совокупно­сти признаков грунты делятся на группы, виды и разновидности.

По характеру структурных связей грунты подразделяют на два класса: скальные и нескальные. Скальные грунты характеризуются высокой прочностью связей между зернами. Нескальные грунты де­лятся на связные и несвязные.

Несвязными называют грунты, обладающие только силами сухого Трения. Это крупнообломочные (гравелисто-галечные) и песчаные

279

грунты. Грунты, характеризующиеся наличием сил сцепления меж­ду частицами, носят название связных. К таким грунтам относятся глины и суглинки. Промежуточное положение занимают так назы­ваемые малосвязные грунты. Наряду с силами трения они обладают слабо выраженными силами сцепления. К этой группе грунтов отно­сятся супеси.

По степени влагосодержания различают грунты сухие (с содержа­нием воды до 5 %), влажные (от 5 до 30 %) и мокрые (более 30 %).

Основные физические свойства грунтов: плотность, влажность, водопроницаемость, пористость, угол естественного откоса и внут­реннего трения; механические свойства - прочность, деформативность, твердость, пластичность, сопротивляемость сдвигу, размываемость, разрыхляемость, уплотняемость и др.

В зависимости от трудности их механизированной разработки все грунты разделены на группы (см. ЕНиР), что следует учитывать при выборе и определении выработки землеройных механизмов. Всего групп четыре: сравнительно легкоразрабатываемые грунты (песча­ные, лёссовые, супеси) относятся к I—II группам, а тяжелоразрабатываемые (суглинки, глины и др.) - к III и IV группам.