Уплотнение грунтов

Вся совокупность рабочих процессов по разработке, перемещению и укладке грунта объединяется общим понятием «земляные работы». Строительство объектов промышленного, гражданского, гидротехнического или любого назначения связано с производством земляных работ.   В целом стоимость земляных работ составляет примерно 15 % от сметной стоимости строительства объектов, а их трудоемкость - почти 22 %.  
По продолжительности использования земляные сооружения могут быть постоянными или временными. Постоянные сооружения являются составными элементами строящихся объектов и предназначаются для нормальной их эксплуатации. К числу таких сооружений относятся каналы, выемки и насыпи автомобильных и железных дорог, дамбы гидротехнических и регуляционных сооружений, скважины на воду и т. п.

Временные земляные сооружения устраиваются при возведении подземной  или заглубленной части зданий, инженерных сетей, коммуникаций и т. д. После  этого они частично или полностью  ликвидируются.  
Выемки, у которых ширина соизмерима с длиной, но не меньше 1/10 длины, называются котлованами, при ширине менее 1/10 - траншеями.

Котлованы вырывают, как правило, при возведении заглубленной части  объемных сооружений (фундаментов, подвальных этажей: технических помещений, предназначенных  для размещения оборудования санитарно-технических и технологических систем).

Траншеи копают при прокладке  линейно протяженных коммуникаций, наружных сетей водоснабжения, канализации, газоснабжения, отопления, электроснабжения и др.

Наиболее распространенные поперечные профили земляных сооружений представлены на рис. 1.  
При устройстве выемок на строительных площадках, не имеющих ограничений по ширине, а также в целях обеспечения максимального уровня механизации земляных работ применяются земляные сооружения с трапецеидальным поперечным профилем (рис. 2). Основными его характеристиками являются глубина (h), ширина по дну (b) и поверху (В), заложение откосов (а), основание откоса, угол откоса.

Глубина разработки определяется разницей отметок дневной поверхности  выработки (бровки) и дна (основания откоса).

Ширина по дну выемки равняется  ширине возводимого в выемке элемента сооружения (А) плюс величина зазоров (с), зависящая от характера обработки внешних поверхностей элемента. Например, при отрывке котлована трапецеидальной формы под фундамент   сооружения,   имеющий   на   внешних   поверхностях 

клеечную гидроизоляцию, величина уширения дна котлована (с) должна быть не менее 0,6 м. Тогда ширина выемки по дну, м, составит  b= А + 2-0,6.

В выемках прямоугольного профиля величина уширения, кроме  того, зависит от глубины выемки и вида креплений стенок.

Ширина по верху выемки определяется как сумма ширины по дну ее (b) плюс значение двух заложений откосов (а). Под заложением откоса понимается величина проекции линии откоса на горизонталь, т. е. а =  hсtg а.

В практике проектирования земляных сооружений и в нормативной документации уклон боковых поверхностей часто выражается отношением глубины (h) к заложению откоса (а), называемым крутизной откоса (h/а). Величина, обратная крутизне откоса, носит название коэффициент откоса (m). Значение т обусловливается видом грунта, степенью его обводненности, продолжительностью использования выемки и ее глубиной. Чем монолитнее грунт и больше его обводненность, тем больше крутизна откоса выемки.

При глубине выемок больше 6 м необходимо устройство небольших  горизонтальных площадок, называемых бермами. Откосы ниже берм имеют, как  правило, меньшую крутизну, чем над  бермами. Исключение составляют случаи, когда ниже берм залегают грунты сухие и более прочные, чем в верхних горизонтах. Во временных выемках крутизна откосов принимается больше, чем в постоянных.

Устройство откосов с  крутизной больше нормативной не обеспечивает их устойчивости в процессе функционирования, так как возможно обрушение грунта в объеме призмы (Я0). Излишнее уменьшение крутизны откосов связано с большими дополнительными объемами разработки грунта.

Основание откоса ограничивается линией пересечения плоскости откоса с дневной поверхностью грунта и дна.

Угол откоса (а) - острый угол между плоскостью откоса и горизонтальной плоскостью на уровне дна выработки.

Пространство между внешней  поверхностью возведенного в выемке элемента сооружения и плоскостью откоса, засыпаемое грунтом, называется пазухой.