Коэффициент крутизны откоса для супеси
Земляные работы
1. виды земляных сооружений
2. Классификация и основные строительные свойства грунтов
При строительстве зданий и сооружений выполняются различные виды земляных работ: планировка площадки, рыхление твердых или мерзлых грунтов, заглубление фундаментов, обратная засыпка, устройство постоянных, временных и вспомогательных сооружений. На рис. 5.1, а, б, в — поперечные профили выемок; г, д — сечения подземных выработок; е, ж — профили насыпи; з, и — обратная засыпка.
Постоянными называют земляные сооружения, которые после строительства эксплуатируются: каналы, дороги и т. п. Временные сооружения после производства работ ликвидируются: котлованы под фундаменты, траншеи под трубопроводы и т.д. Кюветы, водоотводные канавы и т.п. являются вспомогательными земляными сооружениями.
Временные выемки шириной до 3 м и длиной, значительно превышающей ширину, называются траншеями. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ширины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые стенки или откосы. Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и т.п. земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками.
После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована. Такую работу называют обратной засыпкой «пазух».
По трудоемкости выполнения земляные работы составляют до 20 % всей трудоемкости возведения здания, поэтому земляные работы всегда стремились механизировать. В настоящее время до 97 % объемов земляных работ в строительстве комплексно механизированы, однако при мелких рассредоточенных объемах работ, устройстве фундаментов в стесненных условиях, зачистке дна и откосов котлованов, устройстве дренажных канав в гористой местности еще применяется ручной труд. Поэтому основная задача при выполнении земляных работ — полностью исключить ручной труд.
Рис. 5.1. Виды земляных сооружений: / — поперечные профили выемок: а — траншея прямого профиля; б — котлован (траншея) трапецеидальной формы; в — профиль постоянной выемки; II — сечения подземных выработок: г — круглой; д — прямоугольной; III — профили насыпи: е — временной; ж — постоянной; IV— обратная засыпка: з — пазух котлована; и — траншеи; 1 — бровка откоса; 2 — откос; 3 — берма; 4 — основание откоса; 5 — дно выемки; 6 — банкет; 7 — нагорная канава
2. Классификация и основные строительные свойства грунтов
По своему строению грунты можно разделить на сцементированные (или скальные) и несцементированные.
Скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т.п. Скелет несцементированных грунтов обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (табл. 5.1).
В зависимости от содержания глинистых частиц глину называют тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки — легкой или тяжелой. Особо трудоемкая для разработки глина называется ломовой.
Классификация и строительные свойства грунтов
Строительная классификация грунтов
- скальный грунт (сцементированный или кристаллизационный);
- нескальный грунт (несцементированный).
К первой группе относятся магматические, метаморфические, осадочные, искусственныегрунты. Для них характерны водоустойчивость, прочность при сжатии. Породы нескальных грунтов отличаются раздробленностью и дисперсностью. Соответственно, скальные грунты — трудноподдающиеся дроблению, а нескальные с легкостью можно обрабатывать. В зависимости от содержания частиц песка, пыли, глины и др. несцементированный грунт может называться следующим образом: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (см. табл. 1).
.jpg)
Примечание. Прочерк означает, что параметр не нормируется.
Строительные свойства грунтов
Особенности грунтов обусловлены составом, взаимоотношением и взаимодействием составляющих породы. Характеризовать грунты можно по физико-механическим признакам, магнитным, электрическим, водным и др. Нас интересуют строительные свойства грунтов, а это в большей степени физико-механические особенности: полагаясь на них, специалисты производят все расчеты при строительно-монтажных работах, выбирают технологию разработки почвы. Эти характеристики грунта определяют физическое состояние почвы и состояния, которые возникают в результате каких-либо воздействий на грунт. Итак, строительные свойства грунтов:
- плотность;
- влажность;
- сцепление;
- разрыхляемость;
- угол естественного откоса;
- удельное сопротивление резанию;
- водоудерживающая способность.
Плотность — масса единицы объема грунта, выражается в кг/м 3 или т/м 3 . Плотность несцементированных пород может достигать 2,1 т/м 3 , скальных — 3,1 т/м 3 .
Влажность характеризуется отношением массы воды в почве к массе сухой почвы. Если процент влажности не превышает 5%, такой грунт называют сухим, от 5 до 15% — маловлажным, от 15 до 30% -влажным, выше 30% — мокрым. Чем выше влажность грунта, тем труднее его разрабатывать. Исключение — глина, т.к. ее обрабатывать в сухом виде наоборот сложнее, но при большой влажности этот процесс затрудняется из-за липкости.
Еще одно важное свойство грунтов — сцепление. Оно характеризует структурные связи и то, как грунт сопротивляется сдвигу. Сила сцепления песчаных пород составляет 0,03-0,05 МПа, глинистых — 0,05-0,3 МПа. Для мерзлых почв характерно значительно большее сцепление.
Когда разрабатывают породу, она увеличивается в объеме, это строительное свойство грунта называется разрыхляемостью. Различают первоначальную разрыхляемость К p и остаточную К ор (показывает, насколько грунт уменьшается в объеме после уплотнения). Показатели разрыхления приведены в таблице 2. Следует помнить, что естественное уплотнение протекает неравномерно, из-за чего могут появиться просадки. Чтобы избежать таких изъянов, грунт нужно утрамбовывать спецмашинами.
.jpg)
Согласно требованиям техники безопасности рыть котлованы и траншеи в большинстве случаев нужно с откосами и креплениями. Угол внутреннего трения, сила сцепления и давление почв, которые лежат сверху, влияют на величину углаестественного откоса. Если сила сцепления отсутствует, предельный угол совпадает с углом трения. Крутизна откоса обусловлена углом естественного откоса а (при условии, что грунт находится в предельном равновесии) (рис.1).
H/A=l/т, где т — коэффициент заложения.
Рис.1. Крутизна откоса
В табл. 3 можно ознакомиться с величинами крутизны откосов для временных земляных сооружений. Когда глубина выемки достигает 5 и более метров, крутизну откосов устанавливают проектом.
.jpg)
Классификация грунтов по удельному сопротивлению резаниюпредставлена в ЕНиР 2-1-1. Она основывается на свойствах грунтов и особенностях землеройной и землеройно-транспортной техники, которая участвует в разработке почвы. Выделяют 6 групп для экскаваторов с одним ковшом, 2 группы — для многоковшовых экскаваторов и скреперов, 3 группы — для грейдеров и бульдозеров, 7 групп — для разработки почвы без применения техники. Грунты первых четырех групп с легкостью обрабатываются как вручную, так и благодаря машинам, а грунты из последующих групп необходимо предварительно рыхлить иногда даже с применением взрывного способа.
Немаловажное свойство грунта, которое влияет на процесс обработки почвы, — этоводоудерживающая способность (способность грунта удерживать в своем составе воду). Для глины характерна высокая сопротивляемость прониканию воды (недренирующий грунт), для песка — низкая (дренирующий грунт). Водоудерживающаяспособность характеризуется коэффициентом фильтрации К, это значение может колебаться от 1 до 150 м/сут .
Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!
Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!
Коэффициент крутизны откоса для супеси
Крутизна откосов 1: m (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более
В рассмотренном примере глубина выемки находится в диапазоне от 1,5 до 3 м, грунт – суглинок, следовательно , по таблице №2 определяем коэффициент заложения откосов m =0,5.
Находим В (величину заложения откосов):
В= m *Н= 0.5*2.27=1.14 (м), (3.3)
Для определения объема котлована применяем формулу 3.4 :
(3.4)
Рассчитываем a –длину котлована понизу, (м):
а=Оси дл + 2*Пр + 2 *Рм= 28+2 * 1,2 +2*0.6=31,6 м, (3.5)
Определяем b — ширину котлована понизу :
=Оси шир. + 2*Пр + 2*Рм= 24+2*1,2 +2*0.6=27,6 м, (3.6)
Находим также размеры котлована поверху ( с учетом откосов):
Длина котлована поверху с=а+2*В=31,6+2*1.14=33,88м, (3,7)
Ширина котлована поверху d =в+2*В=27,6+2*1.14=29.88м, ( 3.8 )
Рм – зазор на рабочее место, (Рм=0,6 м);
В – величина заложения откосов, определяется по формуле 3.3, (м);
Пр – размер привязки наружных осей фундаментов здания , (м);
Оси шир — размеры здания в осях по ширине, (м);
Оси дл — размеры здания в осях по длине , (м).
Подставляем найденные значения и определяем объем котлована:
0,38 *( 31,6 * 27,6 + 33,88 * 29,88 + (31,6 +33,88) *( 27,6 + 29,88))= 0,38 *( 872,16 +1012,33+3763,79) =2146,35 
3
Объем котлована, разработанного механизированным способом равен:
3
В ходе решения вашего варианта задания может получиться ситуация, когда m =0, что означает возможность выполнять выемку с вертикальными откосами без дополнительных креплений стенок выемки.
Внимание, это важно ! Коэффициент заложения откосов m =0 при следующих глубинах выемки в зависимости от вида грунта:
· Пески – глубина не более 1м;
· Супеси – глубина не более 1, 25 м;
· Суглинки, глины– глубина не более 1,5 м;
В этом случае объем котлована определяется по упрощенной формуле , т.к. размеры котлована понизу и поверху совпадают. Поэтому рассчитываем только 
.
.
Далее рассчитываем объем котлована по формуле 3.9: 
, м 3 (3.9)
4.Объем разработки грунта экскаватором на вывоз V выв с погрузкой в автосамосвал находим по формуле:
V выв = V п.ч.з * Кпр, ,м 3 (4.1)
Со стройплощадки нужно вывезти объем грунта V выв, занимаемый подзем-ной частью здания V п.ч.з, но с учетом разрыхления грунта в процессе его раз-работки.В данном случае используется коэффициент первоначального раз-рыхления грунта Кпр,, который зависит от вида грунта и определяется по таб-лице №3.
V п.ч.з = n ф * V ф = 35*((2.4*2.4*0,3)+(1.8*1.8*2.17))= 35*8,76= 306,6 м 3 (4.2)
n ф — количество фундаментов в подземной части здания ( штуки);
V ф – объем одного типового фундамента в подземной части здания, м 3 .
Объем одного типового фундамента определяется как сумма объемов нижней ступени (подошвы фундамента) и объема подколонника (верхней части фундамента).
Высота подколонника определена как разность между глубиной заложения фундамента и высотой нижней ступени фундамента ( во всех вариантах принимать равной 0,3 м).
V выв = V п.ч.з*Кпр =306,6*1.18=361.79м 3 (4.3)
Таблица №3 Коэффициенты разрыхления грунтов
| № п/п | Вид грунта | Значение коэффициента первоначального разрыхления грунта Кпр, | Значение коэффициента остаточного разрыхления грунта Кор, |
| 1 | Песчаный грунт | 1,1 | 1,02 |
| 2 | Супеси | 1,12 | 1,03 |
| 3 | Суглинки | 1,18 | 1,04 |
| 4 | Глины | 1,28 | 1,06 |
5. Объем разработки грунта экскаватором с погрузкой в отвал V отв определяется по формуле 5.1
V отв = V к — V пчз , м 3 (5)
V отв= V к — V пчз = 
— 306,6 = 1839,65 м 3
6. Объем доработки недобора грунта вручнуюV р.д принимается в размере 7% от объема котлована
V р.д =7%* V к=2146,25*0.07=150,24м 3 (6)
7.Объем обратной засыпки механизированным способом при помощи бульдозера V оз (мех) принимается равным 93 % от объема грунта, разработанного экскаватором в отвал и рассчитывается по формуле 7.1 :
V оз (мех) = V отв *Кор* 0,93, м 3 (7.1)
V оз (мех) = V отв * К ор * 0,93=1839,65 *1.04*0,93= 1779,31 м 3
Оставшиеся 7% обратной засыпкиV оз(руч)выполняются вручную:
V оз(руч) = V отв * К ор * 0,07, м 3 (7.2)
V оз(руч) = V отв * К ор * 0,07=1779,31 *1,04*0,07= 129,53 м 3
В этом случае используется коэффициент остаточного разрыхления грунта Кор,, который зависит от вида грунта и определяется по таблице №2.
8.Объем уплотнения обратной засыпки пазух котлованаV упл вычисляем по формуле 8 :
V упл = V оз (мех) + V оз( руч) ,м 3 (8)
V упл = V оз (мех) + V оз(руч) =1779,31 + 129,53 = 1908,84 м 3
Строительные свойства и классификация грунтов
Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры: песок, супеси, глины и суглинки, торфянистые и скальные грунты, а также плывуны.
К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земельных работ, относятся:
— плотность;
— влажность;
— сцепление;
— разрыхленность;
— угол естественного откоса;
— размываемость.
Плотностью принято считать массу 1 м 3 в естественном состоянии. Плотность песчаных и глинистых грунтов — 1,5 . 2 т/м 3 , скальных неразрыхленных до 3 т/м 3 .
Влажность характеризуется степенью насыщенности пор грунта водой. Грунты, имеющие влажность до 5 %, считают сухими, свыше 30 % — мокрыми.
Разрыхленность — это увеличение объема грунта в процессе его разработки. Различают первоначальное разрыхление, т.е. увеличение объема по сравнению с естественным состоянием сразу после разработки грунта, и остаточное разрыхление, наблюдаемое после его уплотнения. Уплотненный грунт практически никогда не принимает первоначального объема.
Первоначальное и остаточное разрыхления имеют соответствующие коэффициенты: коэффициент первоначального разрыхления (К р ) составляет для песчаных грунтов 1,08 . 1,17, суглинистых и глинистых грунтов — 1,14 . 1,3; коэффициент остаточного разрыхления (К ор ) принимают равным для песчаных грунтов 1,01 . 1,025, суглинистых и глинистых — 1,015 . 1,09. Первоначальное разрыхление грунта позволяет эффективнее использовать земельно-транспортные машины.
Сцепление характеризуется начальным сопротивлением грунта сдвигу и зависит от вида грунта и его влажности. Сцепление определяется на специальных приборах. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,003 . 0,05 МПа, для глинистых — 0,005 . 0,2 МПа. В мерзлых грунтах сила сцепления значительно возрастает. От сцепления грунта во многом зависит производительность машин, поэтому при нормировании земляных работ пользуются классификацией, составленной по признаку трудности разработки грунтов. Эта классификация приведена в ЕНиР сб. 2 «Земляные работы».
Категория трудности определяется видом грунта и зависит от метода его разработки. Грунты, разрабатываемые экскаватором, имеют шесть категорий трудности: скреперами — I . II , бульдозерами — I . III , разрабатываемые вручную — I . VI .
Угол естественного откоса грунта характеризуется его физическими свойствами: силой сцепления, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и другими свойствами, при которых грунт находится в состоянии предельного равновесия. Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Например, при суглинистых грунтах и глубине выемок до 3 м в постоянных сооружениях крутизну откосов принимают 1 : 1,25, в постоянных насыпях — 1 : 1,5, в котлованах и траншеях — 0,5 : 1.
Размываемость грунта характеризуется скоростью движения воды, уносящей его частицы. Для мелких песков наибольшая скорость движения воды не должна превышать 0,5 . 0,6 м/с, для крупных песков — 1 . 2 и для глинистых плотных грунтов — 1,5 м/с.
Глава 2. Общие понятия о свойствах грунтов
Строительные свойства грунтов определяются их физико-механическими свойствами. Свойства грунтов неразрывно связаны с их характеристиками, которые определяются действующими нормами и стандартами.
Существенное влияние на свойства нескальных грунтов оказывают плотность и влажность грунтов.
Свойства пылевато-глинистых грунтов находятся в большой зависимости от влажности. Если в талом грунте содержится только прочносвя-занная вода, то грунт находится в твердом состоянии. При наличии рыхлосвязанной воды грунт становится пластичным. При свободной воде в порах грунт переходит в текучее состояние.
Таким образом, при насыщении водой пылевато-глинистый грунт вначале размягчается, потом переходит в пластичное и, наконец, текучее состояние.
Пластичность — это способность грунта деформироваться под действием внешних усилий без разрыва сплошности и сохранять форму после прекращения действия этих усилий. Пылевато-глинистые грунты находятся в пластичном состоянии в определенном диапазоне влажности, границы которого называются пределами пластичности: w P—нийний предел пластичности (предел раскатывания) соответствует влажности, ниже которой грунт переходит в твердое состояние; wL— верхний предел пластичности (предел текучести) отвечает влажности, выше которой грунт переходит в текучее состояние.
Особенностью грунтов как пористых тел является их способность фильтровать воду. Фильтрация зависит от степени уплотнения грунтов. Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации К.
Основными пааметрами механических свойств грунтов являются прочность и деформационные характеристики грунтов: угол внутреннего трения ф, удельное сцепление с, модуль деформации Е и предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc.
Угол внутреннего трения — это угол, тангенс которого равен коэффициенту внутреннего трения грунта.
Угол внутреннего трения ф для различных видов нескальных грунтов колеблется в следующих пределах: песчаных 25—43; пылевато-глинистых 7—30°.
Коэффициент внутреннего трения — отношение приращения разрушающего касательного напряжения к соответствующему приращению нормального напряжения на поверхности сдвига.
Под сцеплением понимается сопротивление структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц грунта. Сцепление присуще пылевато-глинистым грунтам.
Сопротивление сдвиуу нескальных грунтов определяется силами трения и сцепления, величины которых зависят от вида грунта и его влажности.
Ориентировочные значения удельного сцепления грунтов составляют: песчаных 0—0,08, пылевато-глинистых грунтов 0,05—1 кПа.
Прочность грунтов характеризуется их способностью сопротивляться внешним силовым воздействиям.
Оценка прочности скальных грунтов производится по пределу прочности на одноосное сжатие Rc, а нескальных грунтов по их механическим прочностным характеристикам с и ср.
В строительстве в основном разрабатываются крупнообломочные песчаные и пылевато-глинистые грунты. На выбор технологии производства работ, трудоемкости и стоимости земляных, буровых и свайных работ оказывают значительное влияние плотность, влажность, прочность, разрыхляемость, кусковатость и другие свойства. Некоторые их этих свойств были рассмотрены выше.
Влажность грунта оказывает значительное влияние на способ разработки грунта и на способность грунтов к уплотнению. В практике принято грунты влажностью до 5% считать сухими (или маловлажными), свыше 30%— мокрыми, а от 5 до 30%— нормальной влажности. С повышением влажности до определенного предела плотность грунта увеличивается. При дальнейшем увеличении влажности плотность уменьшается.
Влажность, которая соответствует наибольшей (оптимальной) плотности грунта при наименьших затратах труда на уплотнение, называется оптимальной влажностью wonr-
Для повышения производительности машин, снижения трудоемкости работ, а также повышения их качества (уплотнение грунта, устройство насыпей и др.) грунты доводят до оптимальной влажности, которая определяется гранулометрическим составом грунта.
При значительной влажности пылевато-глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет выгрузку грунта из ковша или кузова машины, усложняет работу конвейера и ухудшает условия передвижения машин и транспорта.
Липкостью называют способность грунтов при определении влажности прилипать к поверхности различных материалов. Липкость является отрицательным свойством грунтов, а во всех необходимых случаях требуется, оценивать грунт с этой стороны. В количественной форме липкость выражают в кПа, измеряя усилие, необходимое для отрыва прилипшей пластинки к грунту.
Липкость грунтов обнаруживается обычно только в присутствии рыхло связанной воды. По мере увеличения влажности липкость быстро растет и достигает максимального значения, когда силы притяжения воды к грунтовым частицам и к предметам, соприкасающимся с ними, становятся одинаковыми. При дальнейшем увеличении влажности липкость резко уменьшается. Липкость связана с консистенцией грунта. Начало прилипания наблюдается при мягкоплас-тичной консистенции; при текуче-пластичной консистенции прилипание резко уменьшается.
Наибольшей прилипаемостью (0,04 0,1 МПа) отличается глинистая фракция. Поэтому с увеличением дисперсности грунтов липкость возрастает Увеличение давления рабочих органов землеройных машин на грунт вызывает повышение липкости.
Размокаемость представляет собой процесс полной или частичной утраты грунтом прочности под действием спокойной воды. Этот процесс характеризуется определенной продолжительностью, характером распада грунта и его конечной влажностью. Способность к размоканию понижается по мере перехода от мелких суглинков к глинам и от очень пористых к малопористым грунтам. Чем меньше исходная влажность, тем энергичнее происходит распад грунта. При естественном сложении грунт распадается медленнее, чем при нарушенном. О способности грунтов к размоканию необходимо знать при обеспечении устойчивости стенок и откосов котлованов и земляных сооружений, заполненных водой.
Размываемость — это разрушение грунтов под действием текучих вод. Размываемость зависит от состава грунта, его строения, характера структурных связей, а также степени минерализации и т. д. Размываемость характеризуется критической размывающей скоростью водного потока, при которой начинается отрыв отдельных частиц и их перемещение водой.
Глинистые грунты благодаря структурным связям менее подвержены размыву, чем мелкозернистые пески и пылеватые грунты. Критическая скорость размыва глинистых грунтов составляет 0,7—1,2 м/с.
Данные о размываемости грунтов необходимы для проектирования водоотводных канав и каналов, а также откосов земляных сооружений.
При устройстве оснований и фундаментов следует считаться со способностью некоторых грунтов к набуханию. Набухание — это способность грунтов увеличиваться в объеме в результате поглощения воды. Набухание характеризуется коэффициентом набухан,я, представляющим собой отношение объема грунта после набухания к первоначальному объему. Ориентировочные значения коэффициентов набухания грунтов следующие:
обычная пластичная суглинок:
лесс и лессовидный грунт супеси
Набухание грунтов также характеризуется давлением набухания, влажностью набухания и относительной усадкой при высыхании.
Знание тиксотропных свойств грунтов необходимо при погружении свай, буровых работах, приготовлении глинистых растворов, а также при устройстве фундаментов и подземных сооружений способом «стена в грунте».
Под тиксотропией понимают переход геля в золь и обратно после прекращения воздействия. Тиксотроп-ные явления характерны для глинистых грунтов с коагуляционными связями. Связь между частицами и механическая прочность уменьшаются по мере увеличения влажности грунта,
При нарушении структурных связей в результате механического воздействия (вибрация, динамические нагрузки, знакопеременные давления) тиксотропное разрушение может быть полным (разжижение) или частичным (размягчение).
Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами, при этом плотность грунта уменьшается. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления. Коэффициент первоначального разрыхления определяют по формуле
Разрыхленныу грунт, уложенный в земляное сооружение, уплотняется. Однако такой грунт не занимает первоначального объема, который он имел до разработки, и сохраняет некоторое разрыхление, характеризуемое коэффициентом остаточного разрыхления /С0.Р, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01 — 1,025; суглинистых 1,015—1,05 и глинистых 1,04—1,09.
Величина коэффициента Ко р обычно меньше КР на 15—20%.
При устройстве различного рода выемок и насыпей важно знать допустимую крутизну откосов. Крутизна откосов связана с понятием угла естественного откоса.
Угол естественного откоса — это наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанного грунта в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью.
Угол естественного откоса зависит главным образом от гранулометрического состава и формы частиц. С уменьшением размера зерен угол естественного откоса становится положе. Угол естественного откоса характеризуется физико-механическими свойствами грунта, при которых грунт находится в предельном равновесии. Для грунтов, не обладающих сцеплением (сыпучих) , угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.
Понятие об угле естественного откоса относится только к сухим сыпучим грунтам, а для связных пылевато-глинистых оно теряет всякий смысл, так как у последних он зависит от влажности, высоты откоса и величины пригрузки на откос и может изменяться от 0 до 90°.
Практически крутизна откосов земляных сооружений выражается отношением высоты к заложению (горизонтальной проекции откоса) h:a = = 1 :m, где m — коэффициент откоса.
Строительными нормами и правилами установлены значения крутизны откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты. Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок. При устройстве временных выемок допускаются более крутые откосы.
В связных грунтах крутизна откоса изменяется от максимальной величины в верхней части земляного сооружения до минимальной +- в нижней, приближаясь к углу внутреннего трения. В связи с этим откосы высоких насыпей и глубоких выемок устраивают с переменной крутизной, с более пологим очертанием внизу.
Грунты классифицируют по трудности разработки в зависимости от типа применяемой машины. Классификация грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена отдельно для немерзлых (I—VI) группы и мерзлых (1м—IVM) грунтов. Разрыхленные немерзлые грунты нормируют на одну группу ниже, чем эти же грунты в массиве, т. е. в неразрых-ленном состоянии. В ЕНиР (Сб. 2. Земляные работы. Вып. I, 1986 г. разд. 1. Техническая часть, табл. 1 и 2) дана классификация грунтов по трудности их разработки в зависимости от видов землеройных машин и свойств грунта.
Для оценки трудности разработки грунта используют показатель удельного сопротивления резанию (копанию) Кр которое представляет собой отношение касательной составляющей усилия, развиваемого на режущей. кромке ковша землеройной машины, к площади поперечного сечения срезаемой грунтовой стружки.
Значение KF зависит от свойств грунта и конструктивного исполнения рабочего органа землеройной машины.
Распространенной классификацией горных пород по крепости является их классификация по шкале М. М. Протодьяконова. Коэффициент крепости пород по шкале М. М. Протодьяконова составляет одну сотую долю от временного сопротивления одноосному сжатию. Коэффициент крепости / используют для оценки прочности горных пород.
Косвенными показателями прочности грунтов являются скорость их бурения, а также число ударов ударника ДорНИИ.
Буримость — сопротивляемость горной породы разрушению буровым инструментом, которая характеризуется чистой скоростью бурения.
Свойства грунтов оказывают существенное влияние на трудоемкость устройства забивных и набивных свай.
По трудности погружения свай молотами грунты разделяют на две группы:
I—почвы (растительный слой), торф, пластичные и текучие супеси, суглинки и глины от тугопластичных до текучих лессы от мягкопластичных до текучих без включения гравия и гальки (дресвы и щебня) или с содержанием их до 10%;
II— пески различной крупности от рыхлых до плотных, песок пылева-тый, насыщенный водой, гравий, супеси твердые, суглинки и глины, твердые и полутвердые, твердые лессы без крупных включений или с содержанием в них до 30% гравия и гальки (дресвы и щебня) крупностью фракции до 100 мм, также грунта I группы с включением гравия и гальки от 10 до 30%.
При использовании буронабивных свай грунты классифицируют в зависимости от устойчивости стенок скважин и трудности бурения грунтов различными способами.
По устойчивости скважин грунты делятся на две группы:
устойчивые — глинистые маловлажные грунты (твердые и полутвердые суглинки и глины, твердые супеси), а также скальные неразрушенные грунты;
неустойчивые — насыщенные водой, пылевато-глинистые грунты, плывуны, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески и разрушенные скальнце грунты.
Различные грунты имеют различную электропроводность, которая имеет практическое значение при выполнении технологических процессов, связанных с пропусканием через грунт электрического тока (осушение грунтов и погружение опускных колодцев с помощью электроосмоса, оттаивания грунтов, закрепление грунта с использованием электрического тока и др.). Так как минеральные частицы, входящие в состав грунта, обычно не являются проводниками, электропроводность зависит от степени насыщения его водой.
В процессе производства земляных работ приходится иметь дело с явлениями замерзания и оттаивания грудта, а также с закреплением грунтовтермическим способом. Поэтому при проектировании производства работ имеют значение термодинамические характеристики грунтов — их теплопроводность и теплоемкость. Эти характеристики в большей степени зависят от состава и влажности грунта;
Под теплопроводностью понимают способность грунта переносить тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность твердой, жидкой и газообразной фаз грунта различна. Наименьший коэффициент теплопроводности имеет воздух и наибольший -^ твердая фаза грунта. Теплопроводность грунтов зависит от пористости и влажности. Чем больше пор, не занятых водой, тем меньше теплопроводность. Максимальную теплопроводность имеет грунт при полном водонасыщении.
Теплоемкость — свойство грунтов поглощать тепло при нагревании, характеризуется удельной теплоемкостью с, которая представляет собой количество тепла, необходимого для нагревания 1 кг грунта на 1 К,Дж/ (кг-К). Под объемной теплоемкостью с0 понимают количество тепла, потребное для нагревания 1 м3 грунта на 1°С. Для различных грунтов удельная теплоемкость составляет 250—900 Дж/(кг-К). Чем суше грунт, тем меньше его теплоемкость.
