Крутизна откоса это отношение высоты

Крутизна откоса это отношение высоты

Машанов А.А., Сагденова Д.А.

Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева

Откосы в городских ландшафтах

Откосы представляют собой искусственно созданную наклонную поверхность, ограничивающую естественный или насыпной массив грунта, расположенный между горизонтальными участками, различающимися по высате. Откосы всегда широко использовались при создании объектов ландшафтной архитектуры и садово-паркового искусства, особенно объектов на сложном рельефе. Откосы также проектируют для укрепления береговых линий и при необходимости преобразования склонов с помощью террасирования. Простота устройства откосов, их устойчивость и естественный внешний вид делают их распространеным способом сопряжения поверхностей на объектах ландщафтной архитектуры.

Откос как инженерное сооружение характеризуется высотой h, длиной горизонтального заложения l и крутизной в относительных единицах. Крутизну откоса принято выражать в виде отношения его высоты, принятой за единицу, к длине заложения (например 1:0,5, 1:1, 1:2 и т.д). На плане поверхность откоса изображают чередующимися короткими и длинными штрихами, направленными по уклону от верхней брови откоса к его подножью. Ширина полосы откоса в плане соответствует длине заложения.

На объектах ландшафтной архитектуры рекомендуется избегать размещения откосов высотой 2,5. 3,0 м, что обусловлено сложностью их укрепления и эксплуатации.

Устойчивость откоса зависит от характеристик почвы или грунта, гидрологического режима, высоты и крутизны откоса, а также от его местоположения и уровня нагрузки.

На южной и восточной окраинах Алматы идет интенсивное строительство и склоны представляют собой естесственный откосы. При строительстве на этих откосов происходит перераспределение нагрузки и необходимо в расчеты вводить определение поправки.

Для естественных откосов существуют максимальные величины углов наклона к горизонтальной поверхности, которые позволяют удерживать грунт в достаточна стабильном состоянии (таблица 1).

Основным видом деформации откосов являются их оползание (рисунок 1). Разрушение откоса может происходить внезапно или проявляться в виде длительного оползания, что чаще наблюдается на глинистых грунтах.

Рисунок 1. – Деформация откоса

1 – кривая сдвига; 2 – деформация откоса при оползании; h – высота заложения откоса; M – момент сил

Возможными причинами разрушения откосов обычно излишняя крутизна, увлажнение грунта, увелечение нагрузки на гребне или динамическое воздействие.

Для повышения устойчивости высоких откосов и предотвращения возможного сползания грунта в сеоедине откоса размещают горизонтальную площадку- берму; при этом нижнюю часть откоса проектируют более пологой, чем верхнюю. Ширина берзависит от высоты откоса. Например, для откоса высотой более 6 м ее ширина должна быть не менее 1,5. 2 м.

Таблица 1 . – Крутизна естественного откоса

Краткие теоретические сведения

Поперечный профиль (рис. 2.1, 2.2) земляного полотна на перегоне проектируется в зависимости от местных условий в соответствии с требованиями СНиП 32-01-95 и ПТЭ.

При проектировании земляного полотна должны выполняться следующие эксплуатационные требования:

1) обеспечение длительной эксплуатации с минимальными отказами при расчетной грузонапряженности проектируемой дороги и максимальной расчетной скорости движения поездов;

3) равнонадежность по протяжению независимо от вида применяемых грунтов и естественного состояния основания.

Полоса земли, на которую опирается насыпь, является основанием насыпи. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием – подошвой откоса.

Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до ее основания по оси (рис. 2.1). Горизонтальная проекция линии откоса называется его заложением, а отношение высоты откоса h к заложению, которое обозначается 1 : n, – крутизной откоса. Крутизна откосов должна обеспечивать их надежную устойчивость и устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Большое распространение имеют откосы крутизной 1:1,5, называемые полуторными.

Рис. 2.1. Поперечный профиль насыпи

Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется продольными водоотводными канавами шириной по дну и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0,04 сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне – только с нагорной стороны. Если насыпь возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами.

Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Со стороны будущего второго пути на однопутных линиях ширина бермы принимается не менее 7,1 м, а с противоположной стороны – не менее 3 м. Для отвода воды от насыпи берма имеет уклон 0,02 – 0,04.

Типовой поперечный профиль выемки приведен на рис. 2.2. Основная площадка при этом имеет те же размеры, что и при насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках устраиваются продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами, они имеют глубину не менее 0,6 м, ширину по дну не менее 0,4 м и продольный уклон дна не менее 0,002. Вынутый при сооружении выемки грунт, не используемый для сооружения насыпи в другом месте, укладывается за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами.

Рис. 2.2. Поперечный профиль выемки

Ширина земляного полотна (в уровне основной площадки) новых железных дорог на прямых участках пути в пределах перегонов принимается по нормам, приведенным в табл. 2.1. Для двухпутных линий ширина земляного полотна увеличивается на 4,1 м.

На участках, расположенных в кривых, размеры основной площадки увеличиваются с наружной стороны кривой в зависимости от величины радиуса в соответствии с требованиями ГОСТ 9238-83 (табл. 2.2).

Кроме этого на кривых участках двухпутных линий в связи с увеличением расстояний между осями смежных путей ширина основной площадки земляного полотна на перегонах (при одинаковом возвышении наружных рельсов обоих путей) дополнительно увеличивается в соответствии с данными табл. 2.3.

Размещено на реф.рф
К примеру, выемки для желœезнодорожного пути или канала являются постоянными земляными сооружениями, а выемки для подземной прокладки трубопровода- временными, так как подлежат обратной засыпке после прокладки трубопровода. Технические требования к земляным сооружениям постоянного и временного назначения различны.

Грунты по трудности их разработки и способу производства работ в ДБН на земляные работы объединœены в группы, различные для разных машин и ручной разработки.

Выемки небольшой ширины по сравнению с длиной называют траншеями. Выемки, ширина которых мало отличается от длины, или квадратные в плане, называют котлованами. Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами.

Крутизну откосов принимают исходя из глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта и его влажности, характера сооружения (постоянного или временного) и других факторов, влияющих на устойчивость откосов. Для постоянных земляных сооружений крутизна откосов предусматривается проектом. Для временных выемок и насыпей при грунтах естественной влажности крутизну откосов принимают, исходя из требований техники безопасности по СНиП.

Крутизну откосов выражают отношением высоты откоса к его заложению. К примеру, для выемок в песчаном грунте глубиной до 1,5 м это отношение составляет 1:0,5, а при глубинœе до 3 м — 1:1. Крутизну откосов иногда выражают углом между горизонтом и наклонной линией откоса. При неблагоприятных геологических условиях, к примеру при повышенной влажности грунта и при наличии на поверхности у краев выемки нагрузок, крутизну откосов назначают для каждого отдельного случая по расчету.

При разработке выемок без откосов, ᴛ.ᴇ. с вертикальными стенками, последние во избежание обвалов крепят. По условиям техники безопасности рытье траншей и котлованов с вертикальными стенками без их крепления допускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую 1 м в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах; 1,25 м -в супесях; 1,5 м — в суглинках и глинах; 2,0 м — в особо плотных нескальных грунтах.

Грунт при разработке разрыхляется, и объём его по сравнению с первоначальным увеличивается. В связи с этим различают объём грунта в плотном телœе, ᴛ.ᴇ. в естественном состоянии, и его объём в разрыхленном состоянии. Увеличение объёма при разрыхлении у разных грунтов различно и колеблется в пределах от 8% (у песка) до 50% (у скальных фунтов).

Разрыхленный грунт с течением времени под действием нагрузок от вышелœежащих слоев в влиянием атмосферных осадков снова постепенно уплотняется. Для ускорения этого процесса применяют искусственное уплотнение катками или трамбованием. Степень разрыхленности грунта после его осадки и уплотнения, выраженная в процентах по отношению к грунту в плотном телœе, называют остаточным разрыхлением, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ колеблется от 1% (для песка) до 30% (для скальных разрыхленных грунтов). Показатели степени первоначального и остаточного разрыхления грунтов даны в ЕНиР на земляные работы.

Разработка и транспортировка грунта при работе экскаватором. Механизированная выработка грунта осуществляется землеройными машинами — одноковшовыми и многоковшовыми экскаваторами, тракторными прицепными и самоходными скреперами, бульдозерами. Одноковшовые строительные экскаваторы по виду ходового оборудования бывают на гусеничном, пневмоколесном, желœезнодорожном ходу и шагающие; по роду двигателя — дизельные, электрические и дизель-электрические; по вместимости ковша — от 0,15 до 100 м 3 .

Одноковшовый экскаватор может иметь различное сменное рабочее оборудование — прямую и обратную лопаты, драглайн и грейфер, применяемые исходя из местных условий производства работ.

Экскаватор с прямой лопатой (рис. 4.1) применяют для разработки широких выемок в грунтах нормальной влажности. Экскаватор перемещается по дну выемки, копает ʼʼот себяʼʼ снизу вверх с погрузкой разрабатываемого грунта на транспортные средства- автосамосвалы, желœезнодорожные вагоны, подаваемые в радиус действия стрелы экскаватора.

Место, где ведут работы по выемке грунта͵ называют забоем. Забой — это рабочая зона экскаватора, ᴛ.ᴇ. площадка, на которой он размещается, часть поверхности массива, с которой производят выемку грунта͵ а также площадка для подачи транспортных средств под погрузку грунта или для его отвала. Высота забоя для наиболее полного заполнения ковша должка быть не меньше трехкратной высоты ковша. Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. При широких выемках делают несколько проходок.

Экскаватор с обратной лопатой (рис. 4.2) перемещается по верху забоя, копает ʼʼна себяʼʼ, разрабатывая грунт, лежащий ниже уровня его стоянки. Обратная лопата применяется, главным образом, для разработки траншей при прокладке подземных коммуникаций, а также при планировочных работах и рытье небольших котлованов, не допускающих применения прямой лопаты. Обратная лопата может брать грунт из-под воды.

Разрабатываемый грунт обычно отсыпают в отвал на бровку траншеи, а излишки, не нужные для обратной засыпки, — на транспортные средства.

Экскаватор-драглайн (рис. 4.3) имеет удлинœенную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросœе. Его применяют при разработке глубоких котлованов, каналов и траншей с отсыпкой грунта в отвал или на транспортные средства. Разработка грунта производится ниже уровня стоянки экскаватора с работой его ʼʼна себяʼʼ. Заполнение ковша происходит во время его волочения по грунту. На строительстве применяют экскаваторы-драглайны с ковшами различной вместимости. Более того, заводы могут по отдельному техническому заданию изготовить и поставить машину с ковшом по просьбе заказчика.

Преимуществом экскаватора-драглайна перед экскаватором с прямой лопатой является то, что он может брать грунт со дна водоема или из выемок, заполненных грунтовой водой.

На строительных площадках наибольшее распространение имеют экскаваторы с ковшом вместимостью 1-1,5 м 3 дающие производительность на грунтах нормальной влажности от 1000 до 1200 м 3 в смену (в зависимости от группы грунта).

Экскаватор с грейферным ковшом, свободно подвешенным на тросœе (рис. 4.4), может разрабатывать легкие грунты I и II групп, а более тяжелые — при условии предварительного их разрыхления. Наиболее часто применяют его для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками.

Экскаватор с грейферным ковшом может брать грунт из-под воды. Его широко применяют при массовой погрузке сыпучих материалов (песка, щебня, шлака и пр.). Вместимость грейферного ковша — от 0,25 до 2,5 м 3 . Производительность экскаватора с грейферным ковшом меньше, чем у других экскаваторов, и при ковше 0,5 м 3 составляет до 350 м 3 в смену.

При разработке грунта экскаваторами с погрузкой его на транспортные средства вид и количество транспортных средств определяют исходя из производительности экскаватора и условий его работы. График работы транспорта при этом должен быть составлен так, чтобы не было простоев экскаватора в ожидании подачи транспортных средств, а также простоев транспортных средств в ожидании погрузки.

Многоковшовые экскаваторы. Разработку узких траншей с вертикальными стенками для прокладки различных трубопроводов (водопроводных, канализационных, газовых и др.) производят многоковшовыми цепными или роторными экскаваторами (рис. 4.5) с отвалом грунта вдоль траншеи.

Роторный многоковшовый траншейный экскаватор роет траншеи с вертикальными стенками глубиной до 3,5 м и шириной 0,8 м, а с уширителями шириной 1,1 м. Производительность такого экскаватора 600-700 м 3 в смену.

Разработка и перемещение грунта скреперами и бульдозером. Для послойного срезания и транспортирования грунта при планировочных, дорожных и вскрышных работах, а также при разработке неглубоких выемок и устройстве насыпей применяют тракторные прицепные или самоходные скреперы и бульдозеры.

Скрепер представляет собой ковш вместимостью от 3 до 25 м 3 и более на колесном ходу. В передней части ковша имеются заслонка и нож. При наборе грунта заслонка поднимается, ковш наклоняется и нож врезается в грунт на глубину от 5 до 30 см. После заполнения ковша заслонка опускается, а ковш поднимается и принимает транспортное положение. При выгрузке заслонка поднимается и грунт выталкивается из ковша задней передвижной стенкой.

Скреперы эффективны тем, что ими осуществляется весь комплекс механизации земляных работ — выработка, перемещение, разгрузка равномерным слоем и уплотнение грунта (при повторном проходе по отсыпанному грунту).

Максимальной рациональной дальностью возки грунта для прицепного скрепера с ковшом вместимостью до 6 м 3 считается не более 300 м, а для самоходных с ковшом 15 м 3 — от 1000 до 5000 м.

Бульдозером называют гусеничный или колесный трактор с передним навесным отвалом, приспособленным для резания и перемещения грунта на небольшие расстояния (100-150 м).

В отличие от скрепера, перемещающего грунт в ковше, бульдозер перемещает грунт, толкая его впереди себя. Бульдозер широко и эффективно используют на планировочных работах, на засыпке траншей и котлованов грунтом, вынутым из них и лежащим на бровке, а иногда на рытье небольших и неглубоких котлованов или на устройстве невысоких насыпей. Для увеличения производительности бульдозера рекомендуется на отвале иметь открылки, препятствующие утере грунта во время его перемещения.

Общие сведения о земляных работах — понятие и виды. Классификация и особенности категории «Общие сведения о земляных работах» 2017, 2018.

Читайте также

Разбивка здания и котлована на местности Земляные работы Глава 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА До начала производства земляных работ с помощью геодезических инструментов производят разбивку здания или. [читать подробнее].

Разбивка здания и котлована на местности Земляные работы Глава 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА До начала производства земляных работ с помощью геодезических инструментов производят разбивку здания или. [читать подробнее].