Определение сроков производства земляных работ
Технология строительства земляного полотна в значительной мере зависит от природных условий. На процессы его устройства влияют климат, рельеф местности, растительность, геологические, гидрологические и гидрогеологические условия.
От природных условий зависят сроки начала и окончания работ, продолжительность строительства, производительность землеройно-транспортных машин, дальность перемещения грунта, схемы производства работ и т.д.
При детальной технико-экономической разработке технологии производства работ учитывают:
• распределение осадков по сезонам года; продолжительность и интенсивность дождей, метелей, туманов, оттепелей, гололедов; толщину снегового покрова; относительную влажность воздуха;
• температурный режим воздуха в течение года; даты перехода температуры воздуха через 0, +5, +10, +15 °С; длительность периода с температурой выше этих значений;
• температурный режим грунтов; даты начала и окончания промерзания и оттаивания; продолжительность периодов мерзлого и талого состояния грунтов;
• направление ветра в различные сезоны года;
• продолжительность светового дня в различные периоды года;
• для районов со специфическими условиями — данные о снежных и песчаных заносах, летнем оттаивании грунтов, наледях и др.
Эти данные принимают по климатическим справочникам или по результатам наблюдений гидро- и агрометеорологических станций в районе строительства и по ним составляют дорожно-климатический график (рис. 2.1).
На основании анализа климатических условий устанавливают сроки начала и окончания земляных работ, продолжительность строительного сезона, периоды, когда необходимы доувлажнение или просушивание грунта.
Среднемаксимальная глубина промерзания грунта в данном районе принимается по СНиП или определяется расчетом.
Дорожно-строительные работы целесообразно проводить при определенных температурных условиях. В зависимости от этого устанавливают сроки выполнения работ для различных районов России. Согласно вычисленным срокам распутиц дорожно-строительные работы можно проводить в следующие периоды.
1. Удаление древесной растительности в зимний период — после окончания осенней распутицы и до начала весенней распутицы или в весенне-летний период.
2. Устройство малых искусственных сооружений можно осуществлять в два периода: в зимний — после осенней и до начала весенней распутицы; в весенне-летний — после окончания весенней и до начала осенней распутицы.
3. Корчевку пней и снятие растительного слоя — в весенне-летний период.
4. Устройство насыпи бульдозером с перемещением грунта из боковых резервов или соседних выемок — между весенней и осенней распутицами.
5. Возведение насыпи скреперами с перемещением грунта из сосредоточенных резервов и выемок — после окончания весенней и до начала осенней распутиц.
6. Устройство земляного полотна из привозного грунта автовозкой при условии разработки песчаных грунтов, при надлежащей подготовке карьеров для работы в зимних, весенних и осенних условиях может проводиться круглогодично. Продолжительность летнего и зимнего сезонов зависит от района строительства.
7. Отделочные и укрепительные работы могут быть выполнены при температуре выше 5 °С. При этом необходимо предусмотреть работы по планировке резервов, откосов земляного полотна и рытью боковых канав в летний период, до наступления осенней распутицы.
При расчете продолжительности работ перерывы по климатическим условиям можно учитывать путем введения в расчет коэффициентов Kд, Kз:
где Тл, Тз — календарная продолжительность работ в летний и зимний периоды; tл, tз — перерывы по климатическим условиям в летний и зимний периоды.
Земляные работы стремятся выполнять в наиболее благоприятные периоды года, когда грунты находятся в незамерзшем состоянии и влажность их не очень велика. Большое значение имеет и возможность движения машин по грунтовым дорогам (землевозные дороги). Такими благоприятными периодами года в районах с умеренным климатом являются весенне-летний период и часть осеннего. Например, для южной части II дорожно-климатической зоны (рис. 2.2) с конца апреля до начала третьей декады октября естественная влажность грунтов близка к оптимальной, глинистые грунты не сильно налипают на рабочие органы землеройных машин, а песчаные, наоборот, имеют некоторую связность, что также благоприятно для ведения работ.
Начало и конец такого благоприятного периода для различных географических районов и некоторые данные для расчета количества рабочих смен приведены в табл. 2.1.
Земляные работы можно проводить не только в весенний, летний и осенний периоды, но и при необходимости — зимой. Это требует дополнительных затрат, материальных ресурсов и труда на очистку от снега, на разрыхление замерзших грунтов, на мероприятия по предотвращению промерзания и т.д.
В некоторых районах зимой условия работ, наоборот, оказываются лучшими. Например, в малоснежных засушливых районах при незначительном промерзании грунтов зимний период является более благоприятным для производства земляных работ, так как в это время влажность грунтов наибольшая. Иногда промерзание грунтов является положительным фактором и может оказать решающее влияние на выбор времени для производства земляных работ. Например, в заболоченных районах в летнее время проезд транспортных машин по грунтовым дорогам очень затруднен или даже невозможен, поэтому несмотря на сложность ведения земляных работ зимой это решение часто оказывается рациональным или даже единственно возможным. При разработке скальных грунтов их промерзание практически не имеет значения.
В зимнее время обычно выполняют часть земляных работ для того, чтобы не было простоя машин. Особенно это эффективно в целях высвобождения транспорта от части перевозок грунта летом, когда потребность в транспорте бывает максимальной.
Земляное полотно, как правило, возводят заблаговременно. Дорожную одежду устраивают через год после земляных работ, чтобы иметь возможность исправить деформации земляного полотна.
При строительстве дорог с капитальными типами покрытий это условие является обязательным. При устройстве покрытий облегченного или переходного типа допускают строительство дорожной одежды сразу после возведения земляного полотна. Тогда общий срок строительства составляет меньше двух лет и период для ведения земляных работ обычно устанавливают в зависимости от времени устройства дорожной одежды.
При одновременном ведении земляных работ и работ по устройству дорожной одежды между ними должен быть участок готового земляного полотна — задел, необходимый на случай задержки в земляных работах из-за неблагоприятной погоды, выхода из строя отдельных машин или по другим причинам. Величина задела зависит от темпа работ по устройству дорожной одежды и некоторых других конкретных условий на объектах.
При расчетах, связанных с определением срока ведения земляных работ, этот фактор также должен быть принят во внимание.
Сроки производства земляных работ в зимнее время устанавливают с учетом климатических условий, характера грунтов, их влажности и промерзания. Количество календарных дней и рабочих смен определяют расчетным путем, исключая особенно неблагоприятные периоды. Продолжительность рабочих смен в летний период может быть увеличена до 12 ч.
При организации работы землеройно-транспортных машин необходимо использовать рельеф местности, который оказывает влияние на выбор ведущих машин для выполнения земляных работ, а также на их производительность (процессы резания грунта, наполнения ковша, транспортирование).
Разработку грунта осуществляют с учетом уклона местности. Маршруты движения назначают так, чтобы груженый транспорт передвигался преимущественно по равнинной местности или под уклон.
Микрорельеф местности определяют по топографическим картам района строительства и частично по продольному и поперечному профилям.
Наличие и состав растительности в районе строительства учитывают преимущественно на поверхности дорожной полосы и карьеров дорожно-строительных материалов, так как от этого зависят состав и объем подготовительных работ. Кроме того, оценивают объем и необходимость сохранения или удаления почвенно-растительного слоя, возможность использования его для укрепительных работ и рекультивации.
На основе анализа свойств древесно-кустарниковых пород оценивают их способность к произрастанию, снегозащите, защите пространства придорожной полосы от загрязнения соединениями тяжелых металлов, а также возможность получения деловой древесины для собственных нужд строительства.
На стадии проектирования технологии анализируют геологические условия района строительства, главным образом с точки зрения оценки качества и пригодности грунтов для устройства полотна; определяют гранулометрический состав и физико-механические свойства грунтов в целях их пригодности для нужд строительства; согласовывают места размещения притрассовых грунтовых карьеров и уточняют группы грунтов по трудности разработки.
С учетом инженерно-геологических условий и рельефа местности прокладывают землевозные пути и обосновывают их технические параметры.