13. Расчет объемов земляных работ.
Поперечное сечение призмы грунта представляет собой (рис. 1) либо равнобедренный треугольник, площадь которого равна:
F = 0,5 A0 h0 ,
либо при недостатке высоты на отсыпке – трапецию, площадь которой:
F = 0,5 (A0 + a0 ) h0 ,
где A0 – нижнее основание трапеции;
a0 – верхнее основание трапеции;
h0 – высота поперечного сечения призмы грунта.
Зная эти параметры, можно определить объем земляных работ, представляющий собой объем земляного сооружения.
При расчетах объемов работ протяженных земляных сооружений (рис. 2) продольный профиль сооружения делят на участки в характерных точках – точки изменения уклона рельефа или проектного профиля (красной линии).
Рис. 1 Поперечное сечение призмы грунта
Рис. 2 Продольный профиль земляных сооружений
В пределах каждого участка геометрическая форма сооружения представляет собой призматоид (рис. 3), объем которого при длине его до 50 м и перепаде высот до 0,5 м может быть с достаточной степенью точности подсчитана по следующей приближенной формуле:
V = 0,5 (F1 + F2 ),
где F1 и F2 – площадь поперечного сечения одного и второго торца призматоида.
Рис. 3 Расчетные параметры призматоида
Для получения полного объема линейного сооружения объемы отдельных призматоидов суммируются.
14. Подготовительные, вспомогательные и основные работы. Временные крепления вертикальных стенок земляных выработок.
Земляные работы включают подготовительные, вспомогательные и основные виды. Подготовительные, а также часть вспомогательных – устройство водоотвода, понижение уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов рассмотрено ранее. К вспомогательным работам относятся также устройство временных креплений котлованов и траншей. Как правило, крепление производят при ведении работ в стесненных условия или при наличии грунтовых вод или в других сложных гидрогеологических условиях. Необходимость крепления устанавливается проектом. Устройство креплений вертикальных стенок траншей и котлованов требует значительных затрат ручного туда, поэтому крепления производят только в том случае, когда это экономически целесообразно или когда не представляется возможным устройство безопасных откосов.
В зависимости от вида грунта, ширины и глубины выемок и сроков службы применяют различные типы креплений. Для узких траншей глубиной 2-4 м в сухих грунтах используют горизонтально-рамное крепление.
В тех случаях, когда исключается возможность установки распорок (например, при разработке широких котлованов, или необходимости ведения в траншеях работ, которым помешают распорки), применяют анкерные, подкосные или консольные крепления, а также различные их сочетания (консольно-анкерные, консольно-подкосные).
Рис. 1 Временное крепление вертикальных стенок выемок:
а - анкерное; б – подкосное; в – горизонтально-рамное; г – консольное.
1 – стойка; 2 – распорка; 3 – щиты (сплошные или разреженные); 4 – анкер; 5 – стяжка; 6 - подкос
Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях (сыпучие и неустойчивые грунты, сильный приток грунтовых вод и т. д.), крепят сплошным шпунтовым ограждением, которое забивается по периметру выемки до начала разработки грунта. В качестве шпунта используют деревянные пластины (доски, брусья) или стальной прокат специального профиля.