Кутом природного укосу ґрунту називається найбільше значення кута, що утворює з горизонтальною площиною поверхню ґрунту, відсипаного без поштовхів; струсів та коливань.
Кут природного укосу залежить від опору ґрунту зсуву. Для встановлення цієї залежності уявімо собі ґрунтове тіло, розсічене площиною а - а, нахиленою до горизонту під кутом а (рис. 22).

Частина ґрунту вище площини а - а, що розглядається як єдиний масив, може залишатися в спокої або почати рух під дією сили P - власної ваги і впливу зведеної на ньому споруди.
Розкладемо P на дві сили: N = P cos а, спрямовану нормально до площини а - а та силу T = P sin а, паралельну площині а - а. Сила T прагне зрушити відсічену частину, яка утримується силами зчеплення та тертя у площині а - а.
У стані граничної рівноваги, коли зсувна сила врівноважується опором тертя і зчеплення, але коли зсуву ще немає, виконується рівність 26, т. Е. T = N tg ф + CF.
У глинистих ґрунтах зсуву переважно протидіє зчеплення.

У сухому піску зчеплення майже немає і стан граничної рівноваги характеризується співвідношенням T = N tg ф. Підставляючи значення N і T, отримаємо P sin а = P cos a tg ф або tg a = tg ф і а = ф, тобто кут відповідає куту внутрішнього тертя грунту ф в стані граничної рівноваги масиву незв'язного грунту.
Визначення кута природного укосу піску показано на рис. 23. Кут природного укосу піску визначають двічі - для стану природної вологості та під водою. Для цього у скляну прямокутну посудину насипають піщаний грунт, як показано на рис. 23, а. Потім посудину нахиляють під кутом не менше 45° і обережно повертають у попереднє положення (рис. 23 б). Далі визначається кут між утвореним укосом піщаного грунту і горизонталлю; про величину кута можна судити по відношенню hl, що дорівнює tg а.

В останні роки для визначення характеристик опору ґрунтів зсуву запропоновано ряд нових методів: за даними випробування ґрунтів у стабілометрах (див. рис. 11), по вдавлюванню кулькового штампу в ґрунт (мал. 24), аналогічно до визначення твердості по Брінеллю та ін.
Випробування ґрунту методом кулькової проби (мал. 24) полягає у вимірі опади кульки S при дії на неї постійного навантаження р.
Значення еквівалентного зчеплення ґрунту визначається за такою формулою:

де P - повне навантаження на
D – діаметр кульки, см;
S - осад кульки, див.

Величина зчеплення сш враховує як сили зчеплення грунту, а й внутрішнє тертя.
Для визначення питомого зчеплення значення сш множиться на коефіцієнт К, який залежить від кута внутрішнього тертя ф (град).

Останніми роками метод кулькової проби стали застосовувати у польових умовах. І тут застосовуються полусферические штампи розміром до 1 м (рис. 25).
Характеристики зсуву фі з називаються міцністю і точність їх визначення має велике значення при розрахунку основ споруд за міцністю та стійкістю.

Кут природного укосу або кут спокою – це кут між площиною основи штабеля та твірною, що залежить від роду та кондиційного стану вантажу. Кут природного укосу - максимальний кут нахилу укосу гранульованого матеріалу, що не має зчеплення, тобто вільно текучого матеріалу. Пухкі та пористі навалочні вантажі мають більший кут спокою, ніж тверді шматкові вантажі. Зі збільшенням вологості кут спокою зростає. При тривалому зберіганні багатьох навалочних вантажів кут спокою за рахунок ущільнення та спостереження зростає. Розрізняють кут природного укосу у спокої та у русі. У спокої кут природного укосу на 10 – 18° більше, ніж у русі (наприклад, стрічці транспортера).

Величина кута природного укосу вантажу залежить від форми, розміру, шорсткості та однорідності вантажних.

частинок, вологості маси вантажу, способу його відсипання, вихідного стану та матеріалу опорної поверхні.

Застосовуються різні способи визначення величини кута природного укосу; до найбільш поширених відносяться способи насипки і обвалення.

Експериментальне визначення опору зсуву та основних параметрів вантажу проводиться зазвичай методами прямого зрізу, одновісного та тривісного стискування. Випробування властивостей вантажу методами прямого зрізу застосовуються як до ідеальних, так і до зв'язних сипких тіл. Метод випробування на одновісне (просте) стиск – роздавлювання застосовується тільки для оцінки загального опору зсуву зв'язних сипких тіл при умовному припущенні, що у всіх точках зразка, що випробувається, зберігається однорідний напружений стан. Найбільш надійні результати випробувань характеристик зв'язкового сипучого тіла дає метод тривісного стиснення, що дозволяє досліджувати міцність зразка вантажу при всебічному стисканні.

Визначення кута природного укосу дрібнозернистих речовин (розміри частинок менше 10 мм) провадиться за допомогою «похилого ящика». Кут природного укосу в цьому випадку - кут, утворений горизонтальною площиною і верхньою кромкою випробувального ящика в той момент, коли почнеться масове осипання речовини в ящику

Судновий метод визначення кута природного укосу речовини використовують за відсутності «ящика, що нахиляється.

ка». У цьому випадку кут природного укосу – це кут між утворюючим конусом вантажу та горизонтальною.

площиною.

Кут природного укосу. Способи визначення в натурних умовах

Кут природного укосуабо кут спокою – ето кут між площиною основи штабеля та твірною, що залежить від роду та кондиційного стану вантажу. Кут природного укосу - максимальний кут нахилу укосу гранульованого матеріалу, що не має зчеплення, тобто вільно текучого матеріалу.

На практиці даними про величині кута природного укосукористуються при визначенні площі штабелювання вантажу, кількості вантажу в штабелі, обсягу внутрішньотрюмних штивочних робіт, при підрахунку величин тиску вантажу на стіни, що його захищають.

Застосовуються різні способи визначення величини кута природного укосу; до найбільш поширених відносяться способи насипкиі обвалення.

Експериментальне визначення опору зсувута основних параметрів вантажу проводиться зазвичай методами прямого зрізу, одновісногоі тривісного стиску.

Визначення кута природного укосу дрібнозернистих речовин(Розміри частинок менше 10 мм) проводиться за допомогою « похилого ящика». Кут природного укосу в цьому випадку - кут, утворений горизонтальною площиною і верхньою кромкою випробувального ящика в той момент, коли почнеться масове осипання речовини в ящику.

Судновий методвизначення кута природного укосу речовини використовують за відсутності «ящика, що нахиляється». У цьому випадку кут природного укосу – це кут між утворюючим конусом вантажу та горизонтальною площиною.

Практика виробництва вимірів кутів природного укосу в натурних умовах показує, що їхня величина дещо змінюєтьсязалежно від методу відсипаннявантажу (струменем або дощем), масидосліджуваного вантажу, висоти, з якої проводиться експериментальне відсипання

Для швидких вимірів зручний спосіб МоосуПри якому зерно насипають у прямокутний ящик зі скляними стінками розмірами 100х200х300 мм на 1/3 його висоти. Ящик обережно повертають на 90° і вимірюють, кут між поверхнею зерна та горизонтальною (після повороту) стінкою.

При будівництві фундаментів або прокладання комунікацій у ґрунті потрібно рити котловани та траншеї. Земляні роботи обов'язково супроводжуються заходами з техніки безпеки. Вони визначають правила закріплення бічних сторін та дна. Щоб визначити кут укосу котловану, використовується таблиця. Її застосування дозволяє для ґрунту на будівельній ділянці підібрати потрібний рівень нахилу стін виритого поглиблення до його дна, щоб не сталося обвалення.

Види земляних споруд

Будівництво будівель та комунікаційних споруд пов'язане з проведенням трудомістких земляних робіт. Під ними мають на увазі розробку ґрунту при копанні котлованів і траншей, його транспортування, складування.

Земляними спорудами є насипи, виїмки. Вони можуть бути постійного типу та тимчасового. Перші роблять для тривалої експлуатації. До них відносяться:

• канали;
• греблі;
• водосховища;
• дамби та інші споруди.

Тимчасові виїмки – це траншеї та котловани. Вони призначені щодо подальших будівельних робіт.

Котлован - це виїмка, ширина та довжина якої практично не відрізняються помітно за розмірами. Вони потрібні для спорудження фундаментів під споруди.

Траншея ж є борозною великої протяжності порівняно зі своїм поперечним перетином. Призначено її для монтажу комунікаційних систем.

За вимогами ГОСТ 23407-78 копання котлованів, траншей у населених пунктах, місцях руху транспорту, або людей, має супроводжуватися створенням захисних огорож. Їх встановлюють за периметром робочої ділянки. На них розміщують попереджувальні знаки та написи, а вночі задіють навіть сигнальне освітлення. Також спеціально обладнають містки для руху людей.

Укоси – це похилі бічні стінки виїмок або насипів. Важливою характеристикою їх є ухил (крутість). Окружаючі укоси горизонтальні поверхні називаються бермами.

Під дном виїмки розуміють її нижню, пласку частину. Бровка є верхньою кромкою створеного укосу, а підошва нижньою частиною.

При експлуатації земляних споруд вони не повинні:

• змінювати своїх контурів та лінійних розмірів;
• просаджуватися;
• розмиватись водою або піддаватися дії опадів.

Прокладання водопроводів, підземних ліній електроживлення, каналізації, будівництво фундаментів під будівлі не обходяться без копання траншей, або котлованів. У будівництві прийнято спеціальні визначення для позначення елементів конструкцій даного типу. Усі роботи обов'язково повинні проводитися зі суворим дотриманням правил безпеки, щоб мінімізувати можливість виникнення нещасних випадків.

Різновиди котлованів

Риття виїмок під основу споруди - це відповідальна справа, що вимагає великих тимчасових, фінансових, трудових витрат. Котловани прийнято розділяти сьогодні за такими ознаками:

• наявності укосів;
• застосування кріплень, призначених для запобігання осипам грунту;
• типу бічних поверхонь (стінок).

Стіни котлованів можуть бути:

• вертикальні;
• похилі;

• ступінчасті.

Щоб земляні роботи виконати правильно, спочатку проводять дослідження на будмайданчику. Ці заходи включають такі операції:

• аналіз властивостей ґрунту: встановлення його групи та виду;
• визначення навантажень від споруди, що зводиться;
• обчислення глибини виїмки;
• встановлення наявності старих комунікацій;
• визначення глибини залягання підземних вод;
• аналіз погодних умов.

Вибір способу проведення робіт визначається залежно від таких факторів:

• типу та габаритів споруджуваної конструкції;
• глибини закладання фундаменту;
• обсягу майбутньої діяльності.

Якщо планується спорудження дрібнозаглибленої основи стрічкового або стовпчастого типу, то грунт можна розробляти без залучення техніки, вручну. Коли потрібно побудувати будинок, що має підвал, або цокольний поверх, тоді в роботах доведеться задіяти землерийні механізми.

Для вилучення основної маси ґрунту з виїмки часто використовують екскаватори різних видів, оснащені зворотною або прямою лопатою. Роботи, пов'язані з копанням котловану, слід виконувати, не порушуючи при цьому щільність грунту на дні фундаменту. Ця вимога реалізується практично шляхом його недобору, величина якого становить від 5 до 20 см.

Зачистку землі з боків та з дна виїмки до планової позначки роблять вручну робітники. При цьому слід обов'язково стежити за зміцненням її стін за допомогою укосів або за рахунок монтажу спеціальних конструкцій. Випадання опадів та підйом ґрунтових вод навесні, влітку, вплив морозів узимку – все це сприяє руйнуванню котловану.

Грунт з котловану відразу ж повинен бути вивезений або розміщений на будмайданчику не ближче ніж через 1 м від його краю. Для відведення грунтових вод утворюють дренажну систему.

Важливим моментом при копанні котлованів є створення робочого простору необхідних за правилами розмірів. Воно має займати не менше ніж півметра від фундаментної опалубки до підошви ухилу. Крутість укосів котловану вибирають за таблицями або графіками, наведеними в СНиП 3.02.01-87.

Види та призначення траншей

Прокладання під різні комунікації траншей – це найпоширеніший вид земляних робіт. Риття їх вручну відбувається повільно і обходиться недешево, тому часто використовують техніку, яку купують чи орендують.

За призначенням виїмки даного виду поділяють такі типи:

• для заземлення;
• водопровідні;
• кабельні;
• газопровідні;
• дренажні (водовідвідні);
• каналізаційні.

По конструкції траншеї бувають 3 види:

• прямокутні;
• трапецієподібні;
• змішані.

Усередині траншей без ухилів бічних стінок підвищення рівня безпеки людей встановлюють розпірки. Зміцнення укосів проводити не потрібно, тому що їх роблять із метою захисту від обвалів. Траншеї, призначені для прокладання комунікацій, виривають різну глибину, використовуючи різну техніку.

Грунт: групи та види

Через те, що земляні споруди створюють у ґрунтах, обов'язково слід знати основні їхні характеристики. Від них залежить підходящий тип фундаменту. Вибір здійснюють з урахуванням досягнення максимально можливого рівня надійності і стійкості підстави, що зводиться.

Основні властивості ґрунту визначаються такими факторами:

• формою, розміром, міцністю, розташуванням частинок, що входять до його складу;
• ступенем взаємозв'язку між ними;
• здатністю складових речовин до розчинності, поглинання вологи.

Грунт характеризують за допомогою таких коефіцієнтів:

• стисливості;
• тертя;
• пластичності;
• розпушування.

Класифікація передбачає розподіл ґрунтів за різними критеріями. Існують такі їх види:

• піщані;
• пилуваті;
• глинисті;
• скелясті;
• уламкові.

Залежно від вмісту води виділяють ґрунт:

• сухий (присутня до 5% вологи);
• вологий (5-30%);
• мокрий (містить понад 30% води).

Поділ за групами представлено у таблиці далі.

Категорія	Вхідні різновиди ґрунту
1	супісок, пісок, суглинок легкий (вологий), торф, грунт рослинного шару
2	легка волога глина, дрібний та середній гравій, суглинок
3	щільний суглинок, середня та важка (розпушена) глина
4	мерзлі ґрунти (глинисті, суглинні, торф'яні, піщані, супіщані, рослинний шар), важка глина
5	неміцний вапняк та піщаник, сланець міцний глинистий, вічномерзлі (з домішками щебеню, гальки, валунів, гравію до 10%), моренні та річкові (із вмістом великих розмірів валунів та гальки до 30%)
6	міцні сланці, глинистий піщаник, вапняк мергелистий, неміцні змійовик і доломіт, річкові та морені (включення валунів та гальки – до 50%), вічномерзлі (з часткою гравію, валунів, гальки, щебеню – до 20%)
7	твердий вапняк та піщаник, доломіт, змійовик, слюдяні та окварцьовані сланці, мармур, вічномерзлі (кам'яні компоненти становлять до 70% обсягу)

Також ґрунти поділяють на такі різновиди:

• пливуни;
• м'які;
• середні;
• міцні.

Структура та властивості ґрунту на будівельній ділянці відіграють головну роль при проведенні розрахунків під час проектування фундаменту. Це пов'язано з тим, що в залежності від виду ґрунту знаходиться його здатність, що несе. Також кожен різновид по-своєму реагують на погодні умови.

План проведення земляних робіт, вимоги до них

Проведення земляних робіт відбувається у низку етапів. Вони прописані в БНіП 3.02.01-87. Основні стадії процесу такі:

• виконання підготовчих заходів;
• дослідно-виробнича частина;
• створення котловану чи траншеї;
• проведення контрольних заходів;
• приймання виконаних робіт.

БНіП 3.02.01-87 передбачає такі вимоги:

• розробляти робочий проект допускається лише фахівцями, які мають потрібну кваліфікацію, досвід;
• між ними має бути забезпечений зв'язок та координація дій у питаннях проектування, будівництва, інженерних рішень;
• постійно необхідно контролювати якість виконання будівельних робіт на майданчику;
• реалізовувати проект має персонал, який має відповідну кваліфікацію;
• зведена споруда допускається використовувати лише для призначення згідно з проектом;
• заходи щодо технічного обслуговування конструкції та супутніх їй інженерних комунікацій повинні підтримувати її у безпечному, робочому стані весь час експлуатації.

При копанні котлованів і траншей необхідно дотримуватися розпоряджень:

• правил організації будівництва;
• норм проведення геодезичних робіт;
• нормативів з охорони праці;
• розділів правил пожежної безпеки щодо проведення будівельних робіт.

Земляні споруди повинні створюватися строго за чинним проектом.

Ведення робіт вибуховим метолом вимагає дотримання відповідних правил безпеки під час їх виробництва.

Матеріали, конструкції, вироби, що застосовуються в роботі, повинні відповідати вимогам стандартів і проекту. Їхню заміну допускається проводити лише після попереднього погодження з організацією, що розробила документацію, замовником.

Виділяють такі види контролю під час проведення земляних робіт:

• вхідний;
• операційний;
• приймальний.

Контроль здійснюють відповідно до СП 48.13330.

Приймання робіт відбувається з оформленням необхідної документації (актів), що підтверджують їхнє виконання.

Розглянуті вимоги в індивідуальному будівництві спрощуються. Невеликі будівлі часто зводять без будь-яких проектів, а глибина виїмок при цьому не перевищує 1,5-2 м, але дотримуватися техніки безпеки необхідно завжди.

Заходи безпеки при ритті котлованів

Ґрунт із бічних стінок котловану або траншеї внаслідок дії на них сили тяжіння може зрушитись і засипати дно виїмки. Через неконтрольований обвал земляних мас можливі нещасні випадки з людьми. Також руйнування призводять до зростання витрат праці та засобів: потрібно відновлювати плановий контур виїмки, робити зворотне засипання основи великим обсягом ґрунту.

Щоб запобігти обсипанню і звести можливість матеріальних збитків до мінімуму, слід ще на стадії проектування правильно розрахувати згідно з СНиП 111-4-80 крутість укосів створюваної виїмки.

Якщо глибина траншеї або котловану, в середньому, перевищує 1,25 метра, необхідно зміцнити їх стінки з метою запобігання можливим обваленням, земляним зсувам. По контуру виритих споруд повинні залишатися вільні від витягнутої ґрунтової маси смуги, мінімальна ширина яких становить понад 0,6 м. Земля з виїмки не повинна скочуватися назад.

Параметри бічних укосів перед розробкою котловану слід визначити правильно. Це дозволить:

• запобігти можливості виникнення обвалів;
• виконати оптимальний обсяг земляних робіт;
• позбавить витрат на переробку ухилів під час проведення будівельних робіт.

Запобігання зсувам – це головне завдання забезпечення техніки безпеки для персоналу.

Відповідність укосів оптимальним кутам нахилу для даного виду ґрунту мінімізує грошові та трудові витрати на проведення зворотного засипання, переробки.

Перед початком робіт проводять геологічні та гідрологічні обстеження ділянки під забудову. За наявності ґрунтових вод, нестійких ґрунтів, або за необхідності копання виїмки понад 5 м глибиною – створюють проект під виявлені індивідуальні умови.

По СНиП 111-4-80 для невологих ґрунтів, що мають рівномірну структуру, можна при копанні траншей або котлованів залишати вертикальні бічні стіни. При цьому повинні бути відсутні споруди поблизу від виїмок та підземні води. Допустима глибина виїмок для різних ґрунтів з вертикальними стінами становить:

• гравійних, піщаних – 1 м;
• супісків – 1,25 м;
• глинистих та суглинистих – не більше 1,5 м;
• сильно щільних – 2 м-коду.

У котлованах, що мають глибину близько 1,25 м, потрібно використовувати драбини, які підніматимуться над землею на висоти не менше 1 м. У більш глибоких виїмках застосовують сходові марші.

Бічні поверхні котлованів дозволяється зміцнювати облаштуванням. У разі можливості виникнення додаткових навантажень або вимивань укосів їх укривають плівкою або проводять торкретування (бетонування тонким шаром).

Таблиця укосів

Коли потрібно викопати виїмку від 1,5 м глибиною, слід приймати кут укосу котловану по таблиці, наведеної в СНиП 111-4-80. У ній враховані як різновид грунту, і глибина закладення основи.

У будівельній літературі, нормативах, правилах крутість укосу виїмки вимірюється у градусах (кутом), або ставленням його висоти до закладення.

Таблиця крутості укосів для котлованів різної глибини та на різних видах ґрунту представлена ​​нижче.

Незважаючи на наявність укосів, залишається можливість обвалу ґрунтової маси під дією ваги задіяної техніки. Тому відстань від стоянки машин до їхньої підошви також регламентується БНіП.

Коли на будмайданчику присутній грунт різних видів, тоді крутість укосів вибирають за найнестійкішим його різновидом.
Наявні включення валунів, каменів рекомендується прибирати за допомогою екскаватора для запобігання зсувам, обвалу.

Стінки виїмок глибиною до 3 м закріплюють згідно з проектними вказівками.

Якщо в гірший бік змінюється на робочій ділянці зв'язність грунту при попаданні в нього води під час висихання під дією низьких температур, то рекомендується облаштовувати укоси меншої крутості, або з відступами.

Коли формують бічні поверхні котлованів глибиною до 3 м зі сходами, ширина останніх повинна бути мінімум 1,5 м. При цьому укоси також повинні бути зроблені.

Якщо проектна глибина виїмки перевищує 5 м або значення крутизни стінки котловану відрізняється від табличної величини, тоді стійкість укосів необхідно розраховувати.

Котловани, або траншеї, вириті в осінні чи зимові морози, під час весняних відлиг обов'язково оглядають та визначають стійкість їх укосів.

При розглянутих у таблиці кутах укосів кожного виду грунту і глибини котловану робітники можуть бути у виїмці без необхідності закріплення ухилів. Якщо ухили зазнали зволоження, то перед початком робіт проводять їх огляд на наявність тріщин, відшарування.

Способи проведення земляних робіт, використовувані механізми

Залежно від ґрунту, у роботах з облаштування траншей та котлованів використовується різна техніка, застосовуються різні методи ведення розробки ділянок під будівництво. Вони відрізняються трудомісткістю та рівнем необхідних матеріальних витрат. Відповідно до СНиП 111-4-80 виділяє такі способи:

• гідромеханічний;
• механічний;
• проведення підривних робіт.

Механічний спосіб розробки котлованів та траншей є основним. Суть його полягає в копанні грунту із застосуванням землерийних (екскаваторів) машин, або землерийно-транспортних (скреперів, бульдозерів, грейдерів).

Гідромеханічний метод базується на розмиванні ґрунтової маси струменем води від гідромонітора. Потім відбувається всмоктування одержаного розчину земснарядом.

Вибухові роботи застосовують переважно під час проведення заміського будівництва. Попередньо у землі бурять отвори (свердловини). Далі в них закладають вибухівку та підривають її. Пухку масу, що утворилася, вивозять за допомогою техніки.

Механічний спосіб складається з низки етапів:

• розпушування ґрунту;
• розробки гірничої маси;
• її транспортування;
• вирівнювання, ущільнення бічних ухилів та дна.

Роботи зі створення виїмок гідромеханічним способом проходять у наступній послідовності:

• позначають за допомогою огорож, написів, що запобігають знакам зону робочої ділянки;
• за нормами встановлюють гідромонітор, керований вручну оператором: відстань від його насадки до стінки котловану має бути не менше висоти виїмки, а до найближчої повітряної ЛЕП – не менше двох проміжків, на які здатний подаватися струмінь води цією технікою;
• за охоронним периметром ліній електропередач розміщують пульпопроводи, водоводи;
• огороджують місця відвалів намитої земляної маси;
• проводять розмивання та виїмку.

Управляти гідромонітором під час грози забороняється.

Проведення підривних робіт регламентується відповідними правилами.

Коли виконують механічне розпушення земляної маси ударним методом, тоді робітники не повинні перебувати в радіусі 5 м від місця розпушування.

Будь-яка техніка повинна розташовуватися під час роботи відповідно до чинних нормативів та правил. Відступ від них часто спричиняє виникнення нещасних випадків.

Технології закріплення ґрунтів

Залежно від геологічних характеристик будівельної ділянки та кліматичних особливостей місцевості, глибини виїмки, особливостей споруди, що споруджується або реконструюється практично застосовують різні способи закріплення грунтів. Технології дозволяють покращити їх у плані опору до руйнування. У СНиП111-4-80 виділені такі способи закріплення:

• термічний;
• цементний;
• за допомогою цементного розчину.

Найчастіше використовують різні види механічних кріплень. По конструкції розрізняють такі типи:

• підкісні;
• консольно-розпірні;
• розпірні;
• консольно-анкерні;
• консольні.

Вибір типу кріплення виробляють виходячи з вищевикладених чинників, які впливають правильне проведення робіт.

По виконанню та можливості швидкого монтажу-демонтажу виділяють наступні різновиди кріплення:

• стаціонарний;
• інвентарний;
• із проміжками;
• суцільний.

Верхня частина кріплень після їх монтажу повинна височіти над брівкою котловану або траншеї більш ніж на 0,15 м. При цьому саму установку виконують зверху вниз під час виїмки земляних мас, а розбирання – у зворотному напрямку під час засипання.

Розпірний тип кріплень набув найбільшого поширення. Використовують цей варіант, якщо глибина траншеї не перевищує 3 м. Складається конструкція з таких елементів:

• щитів;
• розпір гвинтових, або рам;
• стійок.

Закріплення бічних поверхонь траншей проводять відразу після їх уривки.

На слабких, вологих ґрунтах використовують консольно-розпірні або консольні типи кріплень. Глибина виїмок при цьому має бути в межах 3 м.

Різновидом кріплень консольного типу є шпунтові. Ними закріплюють стіни глибоких котлованів, де є великий тиск з боків і важкі гідрогеологічні умови.

Підкісні огорожі використовують рідко, тому що вони ускладнюють проведення робіт.

Спосіб закріплення визначається проектною документацією. За потреби даних заходів під час проведення індивідуальної забудови можна взяти різні кріплення в оренду, або виготовити металеві або дерев'яні аналоги заводських виробів самостійно. Визначатися з вибором на користь того чи іншого варіанта кріплення потрібно залежно від умов на будмайданчику.

У роликах нижче показані різні способи закріплення ґрунту схилів котловану.


Процес формування ухилу екскаватором продемонстровано у наступних відео.


Надання стійкості бічним поверхням котлованів – це перша вимога, яка пред'являється під час їх створення. З метою забезпечення безпечних умов праці, запобігання осипам та дотримання технології будівництва зводять виїмки з укосами необхідної крутості.

Якщо глибина котловану не перевищує 1 м, то на будь-якому виді ґрунту ухил на бічних поверхнях не роблять, а для твердих порід залишають вертикальні стіни виїмки та при заглибленнях до 2 м. Укоси котлованів формують за таблицями СНіП, якщо глибина до 5 м. Після перевищення цього значення – виконують спеціальні розрахунки.

Мета роботи:

Ознайомлення з методикою визначення кута природного укосу для піщаних ґрунтів.

Набуття навичок у роботі з приладом для визначення кута природного укосу сипучих ґрунтів.

Визначення кута природного укосу піску в повітряно-сухому та підводному стані.

Необхідне обладнання та матеріали

Методичні вказівки до виконання роботи.

Журнал лабораторних праць.

Прилад визначення кута природного укосу польової лабораторії Литвинова.

Ємність із водою.

Відсутність зчеплення в пісках дозволяє визначати кут внутрішнього тертя 0 по куту природного укосу ґрунту в умовах граничної рівноваги (рис. 2.3.).

Рис.2.3. Схема визначення кута природного укосу піщаного гранту.

T 1 =

де φ - Кут внутрішнього тертя; tg φ - коефіцієнт тертя

Кутом природного укосу піщаного ґрунту називають максимальне значення кута, що утворюється з горизонтальною площиною, поверхнею ґрунту, відсипаного без поштовхів та динамічних впливів.

Кут природного укосу визначають для піщаного ґрунту в повітряно-сухому стані та під водою. Для випробування використовуємо пристрій Литвинова.

Порядок виконання роботи

Визначення кута природного укосу ґрунту в повітряно-сухому стані виробляють наступним чином. Прилад встановлюють на стіл, висувна стулка при цьому опущена до дна. У мале відділення приладу до верху засипають пісок (рис.2.4). Після цього поступово піднімають висувну стулку без поштовхів; при цьому прилад тримають рукою. Ґрунт поступово частково пересипається в інше відділення до настання положення рівноваги.

Рис. 2.4. Загальний вигляд приладу визначення кута природного укосу пісків (Ящик Кулона).

Кут між площиною вільного укосу та горизонтальною площиною і є кут природного укосу. По поділах на днищі та бічній стінці відраховують висоту та закладення укосу та обчислюють тангенс кута природного укосу; відліки ведуть із точністю до 1мм.

Визначення кута природного укосу ґрунту в підводному стані відрізняється від попереднього тим, що після того, як у мале відділення приладу насипають випробуваний ґрунт, у велике відділення до верху наливають воду. Верхню стулку піднімають на кілька міліметрів, щоб вода могла проникнути до малого відділення. Коли весь ґрунт просочиться водою, піднімають стулку вище та випробування продовжують так само, як і попереднє. Результати випробувань заносять до таблиці 2.4.

РЕСПУБЛІКАНСЬКІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

Інженерні пошуки для будівництва.
ВИРОБНИЦТВО ЛАБОРАТОРНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЬ ГРУНТІВ

РСН 51-84

Держбуд РРФСР

ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ РРФСР ПО СПРАВАХ
БУДІВНИЦТВА

Розроблені трестами інженерно-будівельних пошуків МосЦТІСІЗ, УралТІСІЗ, ТулаТІСІЗ Виробничого об'єднання з інженерно-будівельних вишукувань («Будвишукування») Держбуду РРФСР.

Виконавці: І.М. Шишелів, канд. тих. наук Ю.В. Сирокомський, І.Б. Когос, Т.Д. Бєлоглазова, Р.А. Меньшикова, Л.І. Подкоритова, А.С. Романова.

Внесені та підготовлені до затвердження Виробничим об'єднанням з інженерно-будівельних вишукувань («Будвишукування») Держбуду РРФСР.

Вводяться вперше.

Ці Республіканські будівельні норми поширюються на організації, що виконують дослідження ґрунтів при інженерних дослідженнях для будівництва об'єктів промислового, житлово-цивільного та сільськогосподарського призначення та встановлюють основні вимоги до виробництва лабораторних досліджень фізико-механічних властивостей ґрунтів.

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1. Лабораторні дослідження ґрунтів слід виконувати відповідно до вимог державних стандартів, будівельних норм та правил, а також цих Республіканських будівельних норм.

1.2. Склад лабораторних досліджень ґрунтів повинен встановлюватися відповідно до вимог чинних нормативних документів та програм на виробництво розвідувальних робіт.

1.3. Лабораторні дослідження ґрунтів повинні виконуватись із застосуванням прогресивних методів, сучасних приладів та обладнання, що забезпечують високу якість випробувань ґрунтів, найбільшу продуктивність праці та скорочення тривалості лабораторних робіт.

1.4. При виробництві лабораторних досліджень ґрунтів слід здійснювати заходи щодо економії матеріалів та електроенергії, а також забезпечувати дбайливе ставлення до обладнання, приладів, інструменту та інвентарю.

1.5. Вартість лабораторних робіт визначається відповідно до Збірника цін на вишукувальні роботи для капітального будівництва.

1.6. Під час виконання лабораторних робіт необхідно виконувати вимоги, передбачені правилами та інструкціями з охорони праці та техніки безпеки.

2. ОРГАНІЗАЦІЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБОТ

2.1. Лабораторні роботи слід проводити відповідно до плану-графіка та завдання на їх виконання.

План-графік складається начальником лабораторії та погоджується з начальником інженерно-геологічних виробничих підрозділів – замовниками лабораторних досліджень ґрунтів.

Зад ані на лабораторні та дослідження грунтівскладається підрозділом-замовникомці х робіт. Завдання має бути підписано на чаль ником підрозділу і головним геологічним. м виробничогопідрозділу замовника.

2.2. Контроль якості лабораторних досліджень ґрунтів - вхідний, операційний, приймальний - слід здійснювати у відповідності і зі стандартом підприємства комплексної системи управління якістю інженерних вишукувань будівництві (ДоСУКІС) на всіх стадіях робіт.

Вхідному контролю слід піддавати зразки ґрунту, що надходять на дослідження, за данні замовника, знову надходять обладнання, прилади, і інструменти. Вхідний контроль повинен бути суцільним і здійснюватися на початку лабораторії або спеціальним уповноваженим працівником.

Операц і він ний контроль слід проводити в процесі виробництва лабораторних досліджень ґрунтів і ведення первинної документації. Особливому контролю підлягають наступні робочі процеси: відбір середньої проби, вирізка зразків ґрунту, підтримка температури при певній вологості, періодичне тарування ареометра при визначенні гранулометричногоскладу, підрахований навантажень при визначенні опору зрізу.

Оп е раціонний контроль приладів слід проводити відповідно до вимог. Використачі раб повинні проводити суцільний операційний контроль (самоконтроль), начальник лабораторії або спеціально уповноважений працівник - вибірковий.

При е мочному контролю слід піддавати результати лабораторних досліджень грунтів, підготовлені до передачі замовника. Приймальний контроль повинен бути суцільним і здійснюватися начальником лабораторії.

2.3. Ре зультати лабораторних і досліджень ґрунтів видаються замовником у вигляді машинно-орієнтованих відомостейпри обробці даних на ЕОМ або у вигляді відомостей паспортів результатів та досліджень ґрунтів.

2.4. Інформ ацію про відхилення від стандартів при проведенні лабораторних досліджень грунтів начальник лабораторії негайно передає замовнику лабораторних робіт.

3. ОБЛАДНАННЯ, ПРИЛАДИ, ПРИМІЩЕННЯ

3. 1. Лаборатор і дослідження грунтів повинні бути забезпечені обладнанням, приладами, інструментом та інвентарем у відповідності з Табелями оснащення з пошукових і роектно-вишукувальнихорганізацій при борами, обладнанням, транспортними засобами, табірним спорядженням та засобами зв'язку.

3.2. Для метрологічного забезпечення виробництва лабораторних досліджень фізико-механічних властивостей ґрунтів обладнання та прилади грунтової лабораторії повинні піддаватися перевірці у встановлені терміни відповідно до вимог ГОСТ 8.002 -71 та стандартів підприємства КСУКІІС.

3.3. Для забезпечення постійної експлуатаційної готовності обладнання та приладів слід застосовувати систему планово - попереджувальнихремонтів, що передбачає проведеннякомпле кса попереджувальнихзаходів, спрямованих на усунення прогресуючихвив осів.

3. 4. Технічне обслуговування, що передбачаєнагляд, догляд, перевірку стану обладнання та приладів, виключенням електрообладнання,має проводитися co голосно го д овому плану-графіку персоналом г py нтовий лабораторії - препараторами, лаборантами,техніками, інженерами.

3 .5. Поточний ремонт устаткування обладнання та приладів, що передбачає заміну або відновлення деталей і вузлів, операції, що усувають несправності, і технічне обслуговування електрообладнання повинні проводитися ремонтно-механічною службою з вишукувальної організації.

3.6. У приміщеннях лабораторії дослідження грунтів обладнанняслід групувати виходячи з необхідності його спільної роботи, а також за принципом однакового впливу на навколишнє середовище (виділення пилу, тепла, пар; шум і т.п.) і впливу навколишнього середовища (вібрація, температура, вологість).

3.7. Склад приміщень лаборатори та дослідження ґрунтів встановлюють залежно від складу, властивостей, стану ґрунтів; складу та кількості обладнання. Мінімальний та максимальний склади приміщень наведено в .

3.6. Послідовність розташування приміщень встановлюють згідно з маршрутами руху грунтів за аналізами.

3.9. Площа приміщень встановлюють залежно від складу та кількості обладнання, розмірів проходів між обладнанням, кількості співробітників.

3.10. Особливі вимоги до планування ке ла бораторій досліджування ґрунтів наведено.

3.11. Особливі вимоги до водопостачання, каналізації, вентиляції, електропостачання лабораторії дослідження ґрунтів наведено в .

4. ЗБЕРІГАННЯ, ТРАНСПОРТУВАННЯ І ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗІВ ЗРАЗКІВ ГРУНТІВ

4.1. Приймання та зберігання зразків ґрунтівв лабораторії дослідження грунтів слід проводити відповідноз вимогами ГОСТ 12071 -72.

Підрозділу-замовникуз ле дує д залишати і розкладати на полиці сховища лабораторії зразки в тому порядку, в якому він і внесений у завдання.

Н аль ні ку ла бораторії та чи спеціально уповноваженому працівникові впри присутності геолога, що веде об'єкт, слід перевіряти збереженість зразків, відсутність механічних пошкодженьупаковки, достатність і придатність зразків для провадження, передбаченого завданням складу визначень.

4.2. Горизонтальне транспортуваннягрунту в приміщенні лабораторії слід здійснювати за допомогою ручних транспортних візків, вертикально - вантажними ліфтами або спеціальними витягами.

4.3. Дослідження фізико-механічнихвластивостей грунтів при розкритті ії зразків слідпочинати з візуального вивчення та опису зразків. Опис має містити відомостіпро склад , літологічнихособливість н остя х і стан зразків.

4.4. Вирізку зразків і підготовку ґрунтів до аналізам слід проводити,як правило, за допомогою механізмів.

5. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ГРУНТІВ

5.1. Класифікацію грунтів слід проводити відповідно до вимог ГОСТ 25100-82.

5.2. Гранулометричний та мікроагрегатний склад слідвизначати відповідно до вимог ГОСТ 12536-79. Просіювання ґрунтів слід вироблятиза допомогою механічних систем, збовтування - за допомогою механічного збовтувача.

5.3 . Щільність слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 5180 - 75.

5.4. Щільність ґрунту слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 5182-78. Щільність ґрунту в пухкому та щільному стані слід визначати відповідно до вимог.

5.5. Щільність частинок ґрунту слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 5181-78.

5.6. Щільність частинок скального ґрунту слід визначати відповідно до вимог.

5.7. Кордони плинності та розкочування слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 5183-77.

5.8. При визначенні межі плинності слід застосовувати механізовані способи опускання конуса (без додаткового зусилля) та автоматизовані способи відліків проміжків часу досвіду.

5.9. Максимальну молекулярну вологоємність слід визначати відповідно до вимог .

5.10. Характеристики набухання та усадки слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 24143-80.

5.11. Розмокання слід визначати відповідно до вимог.

5.12. Характеристики просадності слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 23161-78.

5.13. Питомий опір пенетрації слід визначати відповідно до вимог .

5.14. Максимальну щільність слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 22733-77. Слід застосовувати механізований спосіб підняття вантажу та автоматизований спосіб відключення приладу після проведення циклу ударів.

Кут природного укосу слід визначати відповідно до вимог.

Коефіцієнт фільтрації слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 25584-83. Слід застосовувати автоматизовані методи відліку часу зниження рідини на задану величину.

5.17. Суффозійну стисливість слід визначати за ГОСТ 25585-83.

5.18. Стиснення слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 23908-79.

5.19. Стисливість елювіальних ґрунтів слід визначати відповідно до вимог .

5.20. Опір зрізу слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 12248-78. У приладах із постійною швидкістю зрізу слід застосовувати механізовані пристрої переміщення каретки та автоматизовані засоби фіксації максимального зусилля динамометра на ділянці деформації зразка 0-5 мм та відключення приладу при досягненні деформації 5 мм.

5.21. Межа міцності скельних ґрунтів від зниженої до дуже низької міцності при одновісному стисканні зразків правильної форми слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 17245-79.

5.22. Межу міцності скельних ґрунтів від дуже міцних до маломіцних при одновісному стисканні зразків правильної фірми слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 21153.0-75* та ГОСТ 21153.2-75.

5.23. Межу міцності скельних ґрунтів зразків довільної форми слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 21941-81.

5.24. Коефіцієнт вивітрілості слід визначати відповідно до вимог.

5.25. Корозійну активність слід визначати відповідно до вимог ГОСТ 9.015-74.

5 .26. Відносний вміст рослинних залишків та ступеня розкладання заторфованих ґрунтів слід визначати відповідноз вимогами ГОСТ 23740-79.

6. ЛАБОРАТОРНА ДОКУМЕНТАЦІЯ

6.1. Робітники е журнали, вихідні відомості, паспорти та інші лабораторні документи слід оформлювати відповідно до вимог державнихстандартів та «Посібники щодо складання та оформлення документації інженерних вишукувань для будівництва».

6.2. Тер міни та визначення, що застосовуються в лабораторній документації, повинні відповідати наведеним у державному стандарті.

6.3. їд і ниці фізичних величин, найменування та позначення цих одиниць, що застосовуються в лабораторній документації, повинні відповідати одиницям, наведеним у ГОСТ 8.417 -81і в СН 528-80.

ОПЕРАЦІЙНИЙ КОНТРОЛЬ ПРИЛАДІВ

Ця методика контролю поширюється на: балансирний конус, сита, ваги, компресійні та зрізні прилади, прилади попереднього ущільнення. Загальною вимогою контролю є зовнішній огляд. Встановлюють відсутність на деталях приладів вигинів, вм'ятин, зазубрин, частинок ґрунту. Контроль поділяється на щозмінний та щоквартальний. Для кожного приладу у першому підпункті цієї методики наведено вимоги щозмінного контролю, у другому – щоквартального. Прилади, що не задовольняють вимоги методики, до застосування не допускаються.

1. Балансирний конус

Вістря конуса не повинно бути затуплене.

Виміряйте глибиноміром (штангенциркулем) відстань від вершини до основи конуса (25 мм) з точністю 0,1 мм. Звірте показання з отриманими під час введення конуса в роботу. Розбіжність показань має перевищувати 0,2 мм. Конус має бути міцно з'єднаний з дугою, дуга – з вантажами.

2. Сита для просіювання ґрунтів

Перегляньте сітки сит на світ. Сітки не повинні мати порушень плетіння, зсуву та обриву дротів, розривів у місцях кріплення до корпусу.

Перегляньте під мікроскопом із сорокакратним збільшенням сита № 0,1; 0,25; 0,5 у п'яти місцях за радіусом сита. Отвори формою повинні представляти квадрат . Визначте розміри отворів за шкалеокуляром Гюйгена. Результати не повинні відрізнятись від номінальних більш ніж на 20%.

Визначте розміри 5-ти отворів у ситах № 1 та 2 за радіусом кожного сита. Виміряйте штангенциркулем п'ять отворів за радіусом кожного сита № 5 і 10. Розміри отворів сіток не повинні відрізнятися від номінальних більш ніж на 10%.

Натисніть рукою послідовно на обруч, диск свердлених сит, диск днища. Деталі при натисканні на них не повинні хитатися.

3. Ваги лабораторні квадрантні

3.1. Перевірте положення повітряної бульбашки рівня ваги. Переведіть пляшечку в центр контрольного кола, обертаючи ніжки ваг.

Поєднайте нульову позначку шкали з нульовою позначкою на екрані. Помістіть на чашку терезів зразкову гирю, маса якої відповідає діапазону вимірювання маси за шкалою. Операції повторюйте до досягнення необхідної межі зважування. Різниця показань має перевищувати допустимої похибки зважування.

3.2. Перевірте чіткість зображення шкали на екрані, досягніть чіткості переміщенням лампи освітлення шкали ваг.

4. Компресійний прилад

4.1. При підготовці приладу до досвіду перегляньте на світ днище та штамп. Усі отвори мають пропускати світло.

Канати механізму стиснення повинні лежати у проточених канавках.

3.5. Допускається використовувати повітряно-сухі ґрунти з поправкою на гігроскопічну вологість згідно з ГОСТ 5181-78.

3 .6. Дистильовану воду кип'ятять протягом 1 години і зберігають у закупореній бутлі.

3.7. Складають таблицю мас пікнометрів з дистильованою водою за різних температур. Маси пікнометрів з дистильованою водою за різних температур обчислюють за ГОСТ 5181-78.

4. Проведення випробування

Відповідає ГОСТ 5181-78.

5. Опрацювання результатів

Відповідає ГОСТ 5181-78.

МЕ ТІД ОПРЕ СПРАВ ЯНИ Я МАКСИМАЛЬНОЇ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ВОЛОГОЄМНОСТІ

Настою ща методика поширюється на пилувато-глинистіі піщані грунти і встановлює метод лабораторного визначення максимальної молекулярної вологоємності.

1. загальні положення

1.1. Молекулярна вологоємність грунту - здатність частинок грунту утримувати молекулярним тяжінням на своїй поверхні ту чи іншу кількість воли.

1.2. Максимальну молекулярну вологоємність слід визначати як вологість ґрунтової пасти після пресування її до завершення водовіддачі ґрунту.

1.3. Максимальну молекулярну вологоємність пилувато-глинистих ґрунтів визначають на зразках із природною вологістю.

1.4. Визначення максимальної молекулярної вологоємності проводять із двократною повторністю.

2. Апаратура

1.4. Зважування виробляють з точністю ± 1 г

1.5. Результати обчислення До вкповинні мати похибку трохи більше 0,01.

2. Апаратура

Поличний барабан зі швидкістю обертання 50-70 об/хв.

Сито із сіткою № 2 за ГОСТ 3584-73 із піддоном.

Терези лабораторні з межею зважування 5 кг за ГОСТ 19491-74.

3. Підготовка до випробування м

3.1. Відбирають середню пробу масою 2-2,5 кг, уникаючи круглих значень 2 або 2,5 кг.

3.2. Проводять просіюванням ґрунту через сито № 2 поділ на мілкозем та уламки.

3.3. Встановлюють масу мілкозему т 1 та уламків т 2 .

4. Проведення випробувань

4.1. Зразок завантажують у поличку.

4.2. Випробування проводять циклами обертання барабана по 2 хв, встановлюючи щоразу просіюванням масу дрібнозему за природний ступінь руйнування приймають відношення т 1 до т 2 після чотирихвилинного випробування в барабані.

4.6. У разі збільшення виходу мілкозему понад 25 % за Доприймають значення, встановлене на початок випробування.

4.7. Отримані значення мас дрібнозему та уламків, що відповідають різним циклам, заносять до журналу.

5. Обробка результатів

5.1. Дообчислюють за формулою ( ).

5.2. Найменування великоуламкових ґрунтів за ступенем вивітрілості залежно від До вкнаведено у табл. 1.

Таблиця 1

Найменування великоуламкових ґрунтів за ступенем вивітрілості