Методичні вказівки до КП по земполотну

Якщо Кпер менше зазначеного інтервалу, грунт треба дозволожувати, якщо більше, то грунт треба просушувати.

Ґрунт у 3,4, і 11 місяцях перезволожений, а в 5,6,7 і 8 місяцях бажано дозволожити.

6)Визначаємо тривалість періоду просушування ґрунту, за формулою:

Т = (Wф −Wо) 0.01

а1 +а2

де α1 – коефіцієнт, який ураховує вплив виду ґрунту, температури повітря, визначається за графіком рисунку 2а (додаток).

α2 – коефіцієнт, який ураховує вплив виду ґрунту, швидкості вітру, визначається за графіком рисунку 2б (додаток).

Таблиця 3 Допустимі значення коефіцієнта відхилення фактичної вологості від

оптимальної

№	Ґрунти	Коефіцієнт
		ущільнення 0,98
1	Пісок пилуватий, супісок легкий крупний	0,8...1,35
2	Супісі легкі та пилуваті	0,8...1,25
3	Супісі важкі пилуваті, суглинки легкі та пилуваті	0,85...1,15
4	Суглинки легкі та важкі пилуваті	0,9...1,05

Т3 = 0.1988 − 0.159 = 0.87доби 0.001 + 0.045

Т4 = 0.1723 − 0.159 = 0.21доби 0.013 + 0.05

= 0.1855 − 0.159 = Т11 1.325діб

0.003 + 0.017

7)Визначаємо кількість води, необхідної для дозволоження ґрунту в 6,7,8 місяцях за формулою:

В = Wо100−Wф V

V – об’єм ґрунту, який потрібно дозволожити, м3, в розрахунках приймаємо рівним 100м3.

В5 = 15.9 −15.37 100 = 0.53м3 100

В6 = 15.9 −14.05 100 =1.85 м3 100

В7 = 15.9 −12.72 100 = 3.18 м3 100

В8 = 15.9 −14.05 100 =1.85 м3 100

7.Обґрунтування необхідної ущільненості ґрунту при взведенні земляного полотна.

1)Визначаємо стандартну щільність ґрунту за формулою:

	δ	=	(1−V)		=		2.72 (1−0.04)		=1.82т/ м3
			1+W /100			1+(15.9 2.72)/100
		ст
			о

10

- щільність мінеральної частини ґрунту, т/м3, визначається по таблиці 4 в залежності від виду ґрунту;

V – відносний об’єм повітря, який утримується в ґрунті при його стандартній ущільненості в сухому стані; визначається по таблиці 4 в залежності від виду ґрунту;

Таблиця 4 Значення щільності мінеральної частини ґрунту та відносного об’єму

повітря у ньому.

Вид ґрунту	т/м3	V,	долі
		одиниць
Пісок, супісь легка крупна і легка	2.67	0.06
Супісь пилувата і важка пилувата, суглінок легкий і	2.70	0.05
легкий пилуватий
Суглінок важкий і суглінок важкий пилуватий, глина	2.72	0.04

2)Ку=1,02 – необхідний коефіцієнт ущільнення, який залежить від виду (насип або виїмка), його робочої відмітки, категорії дороги, дорожньоклиматичної зони, умов регулювання водно-теплового режиму.

3)Розраховуємо необхідну щільність ґрунту:

δтр = Ку δст =1.02 1.82 =1.856т/ м3

6.Визначення параметрів режиму ущільнення ґрунту при будівництві земляного полотна.

1). Межа міцності ґрунту оптимальної вологості при ущільненні Rу=0,7Мпа. За таблицею III (додаток).

2). Вибираємо для ущільнення ґрунту самохідний коток на пневмошинах ДУ– 31А масою 16т. За таблицею IV (додаток).

3). Еквівалентний модуль пружності при оптимальній вологості Еекв=60Мпа. За таблицею V (додаток) в залежності від виду ґрунту.

4). Початкове значення щільності ґрунту при оптимальній вологості у залежності від способу транспортування ґрунту в насип δн=1,26т/м3 – автосамоскид, з регулюванням руху (таблиця VІ (додаток)).

5). Щільність мінеральної частини ґрунту =2,72т/м3 (таблиця 4).

6). Приймаємо напруги σz, що виникають у процесі ущільнення у нижній частині шару, рівними межі міцності ґрунту Rу:

σz=Rу=0,7Мпа

7). Визначаємо максимальне напруження на площі контакту наприкінці ущільнення:

σmax=P*К1*K2=0.6*1.2*1.5=1.08МПа

де: Р – тиск повітря в шинах, МПа [пісчаний грунт – 0.2Мпа; супіщаних – 0.3Мпа; суглинисті – 0.6Мпа; глинисті – 0.8МПА]

К1 – коефіцієнт, який враховує жорсткість шини, для легких та середніх котків, масою до 10т. дорівнює 1.5, для важких котків більше 10т. дорівнює 1.2.

К2 – коефіцієнт, який враховує рисунок протектору та дорівнює 1.5.

8). Розраховуємо коефіцієнт, який характеризує ефективність зменшення напруження за товщиною шару, який необхідно ущільнювати:

11

Kσ= σг = 0.7 =0.65 σmax 1.08

9). Визначаємо радіус відбитка колеса при ущільненні, см:

	r =	B	DQ =	31	102 16000	=16.82см
		2		2	700 7
			Kж

де: В і D – відносно ширина та діаметр профілю пневматичної шини, см Q – навантаження на колесо, кг, Q=P/n, де Р – маса котка, кг, n – кількість

коліс.

Кж – коефіцієнт жорсткості шини, кг/см.

Значення B, D, Q, n, Kж беруться з таблиці IV додатка в залежності від типу вибраного котка. Коефіцієнт Kж залежить від тиску повітря в шині, яким задавалися у пункті 7.

10) За рисунком 1 додатка встановлюємо відношення r/H для необхідного еквівалентного модуля пружності ґрунту земляного полотна, Еекв, та коефіцієнт Кσ, який характеризує інтенсивність зниження напруження за товщиною ущільнюваного шару:

	r	=0.62, звідки	H =	r	=	16.82	= 27.13см−
	H			0.62		0.62
							товщина ущільнюваного
слою.
11).Визначаємо			кількість	проходів			котка для досягнення необхідної

щільності ґрунту δтр при його оптимальній вологості:

N =	1	ln	δmax −δн	=	1	ln	1.9 −1.26		=15проходів
					0,2		1.9 −1.856
	β		δmax −δтр

де: β=0.25 для пневмокатків масою більш 20т, β=0.20 для пневмокатків масою меншою за 20т.

δтр – необхідна щільність ґрунту, т/м3.

δн – початкове значення щільності сухого ґрунту при оптимальній вологості в залежності від способу транспортування ґрунту, т/м3 (пункт 4 цього розділу).

δмах – максимально можлива щільність сухого ґрунту, т/м3.

δ

=

=

2.72

=1.9т/ м3

мах

1

+W

1

+0.159 2.72

0

-щільність мінеральної частини ґрунту, т/м3. (пункт 5 цього розділу).

7.Визначення тривалості будівельного сезону для лінійних і зосереджених земляних робіт.

1). а) Для лінійних земляних робіт, тобто в літній період року, календарна тривалість робіт визначається за формулою:

Tкаллін. =Zзв −Zпо =19 квітня−10 вересня=11 діб квітня+30 діб травня+31 добачервня+де: Zоп – +31 доба липня+30 діб серпня+9 діб вересня=173доби

дата початку осіннього бездоріжжя (визначається при проектуванні дорожньокліматичного графіку);

12

Zвз - дата закінчення весняного бездоріжжя (визначається при проектуванні дорожньо-климатичного графіку).

б) Кількість робочих змін, в зазначений літній період у пункті «1а», протягом яких можна виконувати лінійні земляні роботи, визначається за формулою:

Tрабітлін =(Ткаллін −Твих −Тпразд −Топадів −Трем) Кзм =(173−49−3−46−14) 2 =122зміни

Твих – кількість вихідних днів (субота, неділя), визначається за календарем;

Тсвят – кількість святкових днів; Топадів – кількість днів простоїв через несприятливі метеорологічні умови

(опади більш 5мм, грози, хуртовини), визначаються за таблицею 1.

Трем – кількість днів на профілактику, ремонт машин та організаційні питання, визначається за формулою:

Трем=0,08·Tкаллін =0,08 173=14діб.

Кзм – коефіцієнт змінності (1.85 – 2).

2). а) Для зосереджених земляних робіт спочатку визначається календарна тривалість робіт у зимовому періоді (між осіннім та весняним бездоріжжям):

Tкалзим = Zзо −Zпв =15 листопада−18 березня =15 діб листопада+31 доба грудня+ +31 доба січня+28 діб лютого+17 діб березня =122доби

Zпв - дата початку весняного бездоріжжя;

Zзо - дата закінчення осіннього бездоріжжя.

б) Кількість робочих змін, в зазначений зимковий період у пункті «2а», протягом яких можна виконувати зосереджені земляні роботи, визначається за формулою:

Tработзосер =(Ткалзим −Твих −Тпразд −Топадів −Трем) Кзм +Траблін =(122−36−2−26−10) 1+122=170змін

Топадів – кількість днів простою через несприятливі метеорологічні умови (опади більш 5мм, грози, хуртовини), визначаються за таблицею 1.

Трем – кількість днів на профілактику, ремонт машин та організаційні питання, визначається за формулою:

Трем=0,08 Tкаллін =0,08 122=10діб

Кзм – коефіцієнт змінності, для зимового періоду Кзм=1.

8. Розрахунок будівельних геометричних розмірів поперечного профілю земляного полотна в насипу.

I. Вихідні дані:

1.Товщина рослинного шару r=0.5м

2.Категорія дорогі – II (за завданням)

3.Найменша ширина земляного полотна Ввн=14.5 (таблиця VII додатку) 4.Ширина проїзної частини Вд.о.=7,5м (таблиця VII додатку) 5.Товщина дорожнього одягу hд.о.=0,6м

6.Робоча відмітка насипу (висота насипу) h1=1.5м, h2=2.0м 7.Закладення укосів m=1:2, в розрахунках m=2

8.Середня глибина водовідвідної канави d0=0,5м 9.Висота валика знятого рослинного ґрунту hзрг= 1,0м 10.Ширина берми Д=1,5м

11.Ширина кювету понизу bk =0,4м

13

II) Порядок розрахунку:

1.Визначаємо виправлення до ширини земляного полотна понизу:

В = r m = 0.5 2 =1м

2.Визначаємо ширину насипу знизу:

ah1 =Внв +(h1 +Δr) m 2 =14.5+(1.5+0.5) 2 2 =23м аh2 =Внв +(h2 +Δr) m 2 =14.5+(2.0+0.5) 2 2 =25м

3.Визначаємо площу поперечного перерізу насипу:

Fзh.п1 = а+2Впв (h1 +Δr) −Вд.о. hд.о. = 23+214.5 (1.5+0.5) −7.5 0.6 =33.5м2 Fзh.п2 = а+2Впв (h2 +Δr) −Вд.о. hд.о. = 25+214.5 (2.0 +0.5) −7.5 0.6 =45.5м2

4. Визначаємо площу поперечного перерізу кювету у формі трапеції:

Fк =d02 m+bк d0 =0.52 2+0.4 0.5=0.7м2

5.Визначаємо відстань між валиками знятого рослинного ґрунту:

λрh.1г. =а+4 d0 m+2 вк +2Д =23+4 0.5 2+2 0.4+2 1.5 =30.8м λрh.2г. =а+4 d0 m+2 вк +2Д =25+4 0.5 2+2 0.4+2 1.5 =32.8м

6.Визначаємо ширину валика знятого рослинного ґрунту:

Bh1

=

λh1р.г.

r

=

30.8 0.5

=

7.7м

Bh2

=

λрh.2г. r

=

32.8 0.5

=8.2

м

2 h

2 1

2 h

2 1

р.г.

р.г.

з. р.г.

з. р.г.

7.Визначаємо довжину укосів насипу:

Сh1

= (h +

r)

1+ m2

= (1.5 +0.5)

1+ 22

= 4.5м

г

1

Сh2

= (h +

r)

1+ m2

= (2.0 +0.5)

1+ 22

= 5.6м

г

2

8. Визначаємо середню відстань повернення знятого рослинного ґрунту у резерви і на укоси:

Срh1.г. =(Вh1	р.г +Д+2d0		1+m2	+bк +Сh1г) / 2 =(7.7+1.5+2 0.5	1+22	+0.4+4.5) =8.17м
Срh.2г. =(Вh2		р.г + Д+2d0	1+m2	+bк +Сh2г) / 2 =(8.2+1.5+2 0.5	1+22	+0.4+5.6) =8.97м

hдо

:m 1

Д	B
bрг	r

Вн

Вдо

a

lр.г.

h

1 : m

do

bk

9. Визначення об’ємів робіт робочих процесів спорудження земляного полотна в насипу.

I) Вихідні дані:

1.Усі об’єми розраховуються на ділянку дороги довжиною L=100м;

2.Необхідна щільність ґрунту δтр=1.856 т/м3; (за розрахунком, пункт 5);

3.Природна щільність ґрунту δпр=1.66 т/м;3

14

4.Відстань між валіками знятого рослинного слою λрг1=30.8, λрг2=32.8, м; 5.Товщина слою рослинного ґрунту r=0.5м;

6.Ширина насипу знизу аh1=23.5м, аh2=25м;

7.Товщина ущільняємого ґрунту hу=0.27м; (за розрахунком у пункті 6); 8.Площа поперечного перерізу насипу Fзп1=33.5м2 , Fзп2=45.5м2; 9.Площа поперечного перерізу кювету трапецевідної форми Fк=0.7м2;

10.Коефіцієнт втрат ґрунту, який при транспортуванні ґрунту автомобілем дорівнює Кт=1.03, скреперами Кт=1.01.

11.Ширина насипу зверху Bнв =14.5м;

12.Довжина укосів насипу С21=4.5м С22=5.6м; 13.Глибина кювету d0=0.5м;

14.Закладення укосів m=2;

15.Товщина рослинного слою, відсипаємого при зміцненні укосів,

hрг=0.25м.

II)Порядок розрахунку:

1.Об’єм шару рослинного ґрунту, який потрібно видалити зі смуги відводу:

V11 = λ1 р.г. r L = 30.8 0.5 100 =1540м3 V12 = λ2 р.г. r L = 32.8 0.5 100 =1640м3

2.Коэфіцієнт відносного ущільнення ґрунту:

Ко. у. =δтр / δпр =1.856 /1.66 =1.1

3.Об’єм ґрунту, що доущільнюють у основі насипу:

V21 = аh1 hy L = 23 0.27 100 = 621м3

V22 = аh2 hy L = 25 0.27 100 = 675м3

4. Об’єм насипу:

V31 = F 1з.п L = 33.5 100 = 3350 м3

V32 = F 2 з.п L = 45.5 100 = 4550 м3

5. Об’єм ґрунту, необхідний для спорудження насипу:

V61 =V31 Kо. у. =3350 1.1 =3685м3

V62 =V32 Kо. у. = 4550 1.1 =5005м3

6. Об’єм ґрунту, переміщуваний з кювету в насип:

V4 = 2Fк L = 2 0.7 100 =140м3

7. Об’єм ґрунту, що транспортується для спорудження насипу:

V51 =(V6 −V4 ) КТ =(3685−140) 1.03=3651.4м3

V52 =(V6 −V4 ) КТ =(5005−140) 1.03=5011м3

8.Площа планування верхньої частини земляного полотна:

F2 = Внв L =14.5 100 =1450м2

9.Площа планування укосів насипу:

F31 =2Ch1г1 L =2 4.5 100 =900м3 F32 =2Ch2г2 L =2 5.6 100 =1120м3

15

10.Площа планування укосів трапецеідальних кюветів:

F4 =2d0 1+m2 L=2 0.5 1+22 100=223.61м2

11. Об’єм рослинного ґрунту, що повертається, при закріпленні укосів насипу і кюветів рослинним ґрунтом:

V1	= (F1	+ F1	)h		р	.г.	= (900 +223.61) 0.25 = 281м3
7	3	4
V 2	= (F 2	+ F 2	4	)h		р.г.		= (1120 +223.61) 0.25 = 336м3
7	3

10. Розрахунок площі поперечного перерізу виїмки

I). Вихідні дані:

1.Робоча відмітка виїмки h=4м; (за завданням); 2.Категорія автомобільної дороги II (за завданням);

3.Ширина земляного полотна Ввн=14.5м (таблиця VII додатку); 4.Закладення укосів m=1:1.5; в розрахунках m=1.5; 5.Глибина водовідвідної канави hk= 0,5м.

2). Розрахунок:

1.Ширина виїмки понизу:

aн =Внв +4hк m=14.5+4 0.5 1.5=17.5м

2.Ширина виїмки поверху:

ав =ан +2hр m=17.5+2 4 1.5=29.5м

3.Площа поперечного перерізу двох кюветів трикутної форми:

F2к =2hк2 m =2 0.52 1.5 =0.75м2

4.Площа поперечного перерізу виїмки:

F B = ( В нв + 4 h к m + h р m ) h р + 2 h к2 m =

= (1 4 . 5 + 4 0 . 5 1 . 5 + 4 1 . 5 ) 4 + 2 0 . 5 2 1 . 5 = 9 4 . 7 5 м 2

Fзагальна =94.75+Вдо. . hдо. . =94.75+7.5 0.6=99.25м2

aн

1 : m

hk

hp

hдо

Вн

Вдо

aн

1:m

11. Побудова кривої балансу земляних мас і визначення дальності транспортування ґрунту

Криву балансу земляних мас будують для вибору раціонального способу зведення земляного полотна, визначення обсягів земляних робіт і середньої дальності транспортування ґрунту уздовж траси. Крива балансу земляних мас будується підсумовуванням об’ємів земляних робіт на окремих ділянках. При цьому об’єми насипу приймають зі знаком “плюс” (відкладають вниз), об’єми виїмок – зі знаком “мінус” (відкладають вгору).

16

При проектуванні технологічного процесу на ділянках однотипових зосереджених робіт в розрахунках слід вводити середньозважену дальність переміщення ґрунту L, яку визначають за формулою:

L = V1 L1 +V2 L2 +...+Vn Ln V1 +V2 +...+Vn

де: V1, V2,…, Vn – об’єми земляних робіт на окремих дільницях, м3; L1,L2,…, Ln – середня дальність повздовжнього переміщення ґрунту на ціх

ділянках, м.

Для побудови кривої балансу земляних мас побудуємо умовний повздовжній профіль, на якому середні висоти насипів у масштабі відкладаємо вниз, а виїмок – нагору.

Визначаємо середньозважену дальність переміщення ґрунту з виїмки до насипу:

						L =		V1 L1 +V2 L2 +...+Vn Ln								= 94.75 1.95 +94.75 1.55 =1.75км
								V1 +V2 +...+Vn
																			94.75 +94.75							Таблиця 5
								Відомість об’ємів земляних робіт на ділянці
	ділянки№							Середні							Середні					Відстань	Профільний					.Коэф відносного ущільнення	насипуємы’Об урахуваннямз К
															площі
								робочі														об’єм
													повздовжнього
		км		ПК	+			відмітки, м														тис. м		3
															перерізу, м2
							виїмка		насипу			виїмка				насипу					виїмка		насип					оу
	1	0		0	0		-------		1.5					------		33.5				5000	------		167.5			1,1	184.252
		5		50	0
	2	5		50	0		4		-----					94.75		-------				2000	189.5		-------			----------	---------
		7		70	0
	3	7		70	0		-------		2.0					------		45.5				3000	-------		136.5			1,1	150.15
		10		100	0
			Складаємо				відомість балансу земляних мас та визначаємо об’єм земляних
	робіт.																									Таблиця 6
																			Відомість балансу земляних мас.
Довжина кмділянки,			Профільні							насипуємиОб’ з	облікомК				насипу			Баланс земляних мас										ёмОб’ робітземельних тисм.
			об’єми тис. м3									оу
															З бічного			З кар'єру				З виїмки				з виїмки
			насипу			виїмки									резерву			до				до				до		3
															до			насипу				насипу				відвалу
0-5			167.5							184.25								89.5				94.75				--------		89.5
5-7						189.5																189.5				--------		189.5
7-10			136.5							150.15								55.4				94.75				--------		55.4
Сумарний об’єм складає																												334.4

17

КРИВА БАЛАНСУ ЗЕМЛЯНИХ МАС

hвиїмка
		з виїмки до
		насипу V=94.75 тис.м
											з виїмки до
											насипу
											V=94.75 тис.м
4
3
2
1	1	2	3		4				8		9	10
1												L , км
						6 7
2			з кар'єру до
			насипу						з кар'єру до
			V=89.5 тис.м
	hнас								насыпу
									V=55.4 тис.м

12. Визначення об’ємів робіт з будівництва водопропускних труб

Спорудження водопропускних труб і малих мостів необхідно робити після закінчення підготовчих робіт, але до початку зведення земляного полотна.

Довжина труби залежить від висоти насипу, якщо в завданні дві відмітки насипу, довжину труби знаходять для більшого значення. Довжину труби без оголовків варто визначати за формулою:

	B+2m(Hнас −hтр)		1		14.5+2 2 (2.0−1.2)			1			=18.7м≈19м
L=(			+2n)		=(			+2 0.5)
	1−m2 iтр2			sinα		1−22 0.0022			sin90°
											де

n- ширина оголовків, м; (n=0.5м)

α- кут у плані між віссю дороги і трубою; (приймаємо α=900)

Внв - ширина насипу зверху, м;

m - коефіцієнт закладення укосів насипу, 1:2 (m=2);

hнас - висота насипу, м;

dтр - зовнішній діаметр труби, м (додаток таблиця VIII згідно номеру за списком); dтр = dтрвнутр + 2 товщину кільця ;

ітр - ухил труби; (приймаємо рівним ітр = 0.002 = 2‰ = 20 %)

Довжина труби повинна бути такою, щоб можна було укласти цілу кількість збірних блоків. У нашому випадку довжина одного блока дорівнює

18

1м. Значить, довжина труби повинна бути кратна 1м. Тому приймаємо довжину труби λ=19м.

Повна довжина труби:

Lп=L+2М=19+2·1.78=22.56м.

де: М – довжина оголовку.

Так як у нашому випадку висота насипу Ннас не перевищує 4.0м (Ннас=2.0м), то була прийнята – суглинок (по завданню), то фундаментом під трубу буде служити подушка товщиною 30см з щебеню, гравію, середньозернистого піску, тобто суміші з щебеня 60%, 30% піску,10% суглинку.

Для визначення об’ємів земляних робіт при спорудженні водопропускних труб складається відомість малих штучних споруд на ділянці будівництва дороги.

Таблиця 7

Відомість малих штучних споруд

	№		Діаметр	Довжина
	п/				Підстава
		ПК	отв., м	труби, м
	п
					Подушка
					товщиною 30 см
	1	ПК8+50	1.0	20	з суміші щебеню
					30%, піску і 10%
					суглинку

13. Технологія та організація будівництва водопропускної труби.

1). Послідовність робіт:

1.підготовка будівельного майданчика;

2.разбивні роботи;

3.зняття рослинного шару;

4.переміщення рослинного шару за межі тіла труби;

5.розробка котловану під тіло труби;

6.улаштування основи труби; 7.розвантаження і розкладка блоків, оголовків, елементів труби; 8.монтаж оголовків труби; 9.монтаж ланків труби; 10.конопатка і закладення швів; 11.гідроізоляційні роботи; 12.засипання тіла труби ґрунтом; 13.зміцнення укосів у зоні труби; 14.будівництво русла труби.

2). Монтаж труби.

Спочатку монтують вихідний оголовок, а потім ланки труби. Ланки, що мають монтажні петлі, можуть вивантажуватися і розміщатися як у вертикальному, так і в горизонтальному положенні. При монтажі ланок між

19