книги из ГПНТБ / Тарновский, Ю. К. Механизированная разработка грунта в зимнее время

Ю. К. ТАРНОВСКИЙ*

канд. техн. наук

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ РАЗРАБОТКА ГРУНТА

В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

Мо с к в а — 1970

6С6.1.

Т 19 УДК 624.132.3*324:

Г

£

Б]_

Тарновский Ю. К.

Т19 Механизированная разработка грунта

взимнее время. М., Стройиздат, 1969.

152.с. с. илл. (Серия пособий по повыше­ нию мастерства рабочих-строителей).

В брошюре освещ аю тся прогрессивные средства ме­ ханизированной разработки грунта в зимнее время, д а ­ ются обзор и анализ способов и механизмов для его разработки, области применения, технико-экономические

показатели.

Брош ю ра рассчитана на широкие круги механизато­ ров. f

3- 2—7

6С6.1

266—1969

В В Е Д Е Н И Е

Почти вся территория Советского Союза расположена й зоне 'с продолжительной-и су­ ровой зимой, где происходит цикличное изме­ нение состояния поверхностных слоев грунта: замерзание и оттаивание.

Непрерывное производство строительных работ вызывает необходимость выполнения не­ которой части земляных работ при мерзлом состоянии грунта.

Надо отметить, что уже достигнутые, а тем более планируемые на предстоящие годы объ­ емы грунтов, разрабатываемых в СССР еже­ годно при различных видах строительства (промышленного, гражданского, транспортно­ го и гидротехнического), чревычайно велики (рис. 1). Из графика видно, что доля грунта, разрабатываемого в мерзлом состоянии, оста­ ется все время на постоянном уровне (около 12,5%) при постоянно возрастающем абсолют­ ном значении этого объема.

Это говорит о том, какое большое значение для строительства и народного хозяйства в це­ лом имеет вопрос разработки мерзлых грун­ тов. Необходимо отметить, что для СССР

проблема разработки мерзлых грунтов более актуальна, чем для любой другой промышлен­ но развитой страны, поэтому ей было уделено внимание раньше, чем в других странах. Как в теоретическом, так и в практическом реше­ нии этого вопроса наша страна является на се­

годняшний день ведущей, хотя некоторый опыт, накопленный в этом отношении в Канаде и США (при выполнении строительных работ

Годы

Рис. 1. График объемов грунта, разрабаты­ ваемого в СССР по годам

в Гренландии), заслуживает определенного внимания.

Особенность разработки грунтов в мерзлом состояни?. заключается в том, что при замерза­ нии грунта механическая прочность его значи­

4

тельно возрастает, а следовательно, и разра­ ботка его затрудняется. Для примера можно привести следующие цифры.

грунте (ЕНиР 2-1-32-Б) 9,5 чел.-часа, т. е. уве­ личивается почти в 7 раз.

При разработке талого грунта экскавато­ ром с погрузкой в транспортные средства ма­ шинное время на 100 м3 грунта III группы для экскаватора емкостью ковша 0,65 м3 составля­ ет (ЕНиР 2-1-7-А) 2,4 маш.-часа.

При разработке грунта той же группы в мерзлом состоянии с предварительным рыхле­ нием мерзлой корки клин-молотом, навешен­ ным на тот же экскаватор, суммарные затраты

примерно в 5 раз.

Однако в ряде случаев повышенная меха­ ническая прочность мерзлого грунта хотя и увеличивает трудоемкость (а следовательно, и стоимость), его разработка на единицу объема в конечном счете приводит к снижению общей стоимости работ по разработке выемки. Это объясняется тем, что временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов, что значительно уменьшает объем разрабатываемого грунта. При водонасыщен­ ных слабых грунтах отпадает необходимость в устройстве шпунтовых ограждений, водоот­ ливе и т. д.

5

В некоторых случаях даже при земляных работах в летнее время рационально прибегать к искусственному замораживанию грунта с тем, чтобы разрабатывать его в мерзлом сос­ тоянии, несмотря на то что искусственное за­ мораживание сопряжено со значительными до­ полнительными затратами.

Поэтому при решении вопроса о том, при каком состоянии грунта (талом или мерзлом) следует разрабатывать данную выемку, необ­ ходимо учитывать: местные климатические, мерзлотно-грунтовые и гидрогеологические ус­ ловия, виды производимых земляных работ, сроки выполнения работ с увязкой по срокам с другими строительными работами и т. д.

При сравнительной оценке обоих возмож­ ных вариантов всегда следует учитывать фак­ тор, оказывающий неблагоприятное влияние на вариант разработки в мерзлом состоянии, а именно: проектирование земляных сооруже­ ний в районах сезонного промерзания грунтов, например в средней полосе Советского Союза, осуществляется обычно исходя из принципа так называемого «нулевого баланса», который заключается в том, что объем насыпей равня­ ется объему выемок. Это делают из тех со­ ображений, чтобы каждый кубический метр земли, вынутый в проектной выемке, мог быть сразу перемещен и уложен в проектную насыпь без дополнительных перевалок, так как в этом случае суммарная стоимость земляных работ оказывается наименьшей. Однако грунт, раз­ работанный в мерзлом состоянии, состоит из отдельных комьев, имеет много пустот и плохо поддается ^лотнению, поэтому использование его ограничено следующими величинами (пре-

6

дусматривающими равномерное смешение мерзлого и талого грунта):

Грунт, разработанный в мерзлом состоя­ нии, в ряде случаев приходится укладывать сперва во временные отвалы (для оттаивания), расположенные недалеко от предполагаемой к сооружению насыпи, а затем укладывать в насыпь. Такая двойная переработка грунта значительно повышает трудоемкость и стои­ мость всей работы.

Разработка грунта в зимнее время требует также выполнения некоторых дополнительных работ по подготовке территории, как например, расчистки снега, что ведет к дальнейшему по­ вышению стоимости и трудоемкости. Поэтому в пределах зоны сезонного промерзания грун­ тов (европейская и среднеазиатская части

СССР и юг Западной Сибири), где грунты на­ ходятся в талом состоянии большую часть го­ да, наиболее целесообразно планировать вы­ полнение земляных работ таким образом, что­ бы разработка велась при талом состоянии грунта, за исключением объектов со специфи­ ческими условиями, например с сильно насы­ щенными водой неустойчивыми грунтами (плывунами), трудно доступными болотисты­ ми местностями и т. д.

7

Г л а в а I

ХАРАКТЕРИСТИКА МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Грунты по своей структуре разделяются (табл. 1) на скальные, представляющие собой массивные горные породы, и нескальные, яв­ ляющиеся продуктом разрушения горных по-

Таблица 1

Характеристика грунта и степень связности его частиц

9