Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

TEMAT: Metody przyspieszania wzrostu wytrzymałości betony, przyspieszania i pielęgnacji.

    Bartosz Rykowski

     Gr: F, BUD, III rok

1. WSTĘP

Odspajanie gruntów może być dokonywane ręcznie, mechaniczne, za pomocą materiałów pirotechnicznych oraz siłą uderzenia strumienia wody lub odpompowania zawiesiny gruntu w wodzie (metody hydromechaniczne).

              Decyzje o sposobie wykonania robót ziemnych zależą od kategorii gruntu, warunków hydrologicznych, wielkości i rodzaju robót (niwelacja terenu, wykopy względnie nasypy przy robotach skupionych lub linowych), terminów wykonania i wiążących się z nimi warunków atmosferycznych. Przy doborze odpowiedniego sposobu wykonania robót ziemnych dla konkretnych zadań

i warunków wykonania musi decydować ekonomika.

              Podstawowe przepisy technicznego wykonania robót i budowli ziemnych:

Wykonanie nasypów. Sposób wykonania posadowienia budowli ziemnej powinien zabezpieczać ją przed osiadaniem i przesuwami bocznymi w czasie eksploatacji.

Dlatego więc należy:

              - przy przebiegu nasypu poprzez teren błotnisty, górną jego warstwę przeciąć podłużnymi i poprzecznymi kanałami; nieodpowiedni grunt podłoża, na którym jest budowany nasyp należy usunąć lub odpowiednio zagęścić,

              - przy nasypach narażonych na bezpośrednie działanie wody nie używać ziemi roślinnej i gruntów nietrwałych, wyługowywanych przez wodę, szybko wietrzejących, łatwo rozmywanych itp.,

              - przy nasypach na zboczach podłoże przygotowywać w formie stopni lub zabezpieczać przed poprzecznym przesuwem za pomocą ław ziemnych lub ścian podporowych.

              Nasyp musi być wykonywany i zagęszczany warstwami, przebiegającymi przez całą szerokość budowli ziemnej. Zależnie od rodzaju pojazdów, odwożących urobek po wykonanym nasypie, grubość warstw powinna wynosić:

              - przy taborze kolei normalnotorowej i kolejek wąskotorowych z trakcją mechaniczną – 1,0 m,

              - przy samochodach, ciągnikach z naczepami lub przyczepami, zgarniarkach, równiarkach, wagonikach wąskotorowych i trakcji konnej lub ręcznej – 0,70 m,

              - przy transporcie taczkowym, wózkowym i spycharkach – 0,30 m.

              Grunty przepuszczalne powinny być umieszczane w dolnych partiach nasypów. Bezładne mieszanie gruntów o różnych właściwościach filtracyjnych jest niedopuszczalne.

              Wysokość wykonywanego nasypu należy zwiększać o ustaloną w projekcie wartość osiadania. Nie jest dozwolone nadsypywanie głębiej wykopanych („przebranych”) skarp, jednak gdy jest to dozwolone należy wykonywać je na uprzednio wykształtowanych stopniach w sposób warstwowy. Każda z warstw musi być starannie zagęszczona.

Wykonanie wykopów. Wykopy fundamentowe oraz wykopy do ułożenia rurociągów powinny być wykonywane w możliwie najkrótszym czasie w celu ograniczenia możliwości naruszenia równowagi skarp i obniżenia wytrzymałości gruntu dna wykopu. Budowa

w wykopach oraz ich zasypywanie powinny następować w jak najkrótszym czasie.

              Przy wykonywaniu wykopów należy pozostawiać niedobraną warstwę gruntu

o grubości: przy wykopach ręcznych 0,1-0,2 m; a przy wykopach mechanicznych 0,2-0,3 m. Tę warstwę należy usuwać bezpośrednio przed początkiem wykonywania fundamentów.

              Woda gruntowa powinna być usuwana z wykonywanych robót przede wszystkim dzięki drenażowi lub instalacjom igłofiltrów. Bezpośrednie odpompowywanie wody

z wykopów porywa cząsteczki gruntu, odprowadza je wraz z wodą i wpływa na osłabienie nośności podłoża gruntowego.

              Płytkie, tymczasowe wykopy powyżej poziomu wód gruntowych można wykonywać o ścianach pionowych bez umocnień, jednak ich głębokość nie może przekraczać:

- w piaskach i żwirach – 1,0 m,

              - w gruntach piaszczysto – gliniastych – 1,25 m,

              - w gruntach gliniastych i iłach – 1,50 m,

              - w zwartych gruntach skalistych – 1,80-2,0 m,

              Wykopy tymczasowe o głębokościach większych powinny mieć odpowiednie nachylenie skarp lub umocnienia w postaci obustronnej obudowy.

              Obudowa ścian pionowych, ręcznie wykonywanych wykopów wąskoprzestrzennych do układania przewodów instalacyjnych przy większych głębokościach wymaga obustronnej szczelnej obudowy z deskami do siebie przylegającymi niezależnie od kategorii gruntu.

              Przy wykopach wąskoprzestrzennych o ścianach pionowych, wykonywanych mechanicznie koparkami wielonaczyniowymi w gruntach o normalnej wilgotności, należy zabezpieczać ściany zależnie od kategorii gruntu w sposób następujący:

kategoria   I-II, wykop głębokości do 1 m – bez obudowy,

                  I-II, głębokość ponad 1 m – obudowa pełna,

                  III, głębokość do 1,5 m – bez obudowy

                  III, głębokość ponad 1,5-3,0 m – obudowa ażurowa

                  III, głębokość ponad 3 m – obudowa pełna

                  IV, głębokość do 1,5 m – bez obudowy

                  IV, głębokość ponad 1,5-3,0 m – obudowa ażurowa

                  IV, głębokość ponad 3,0 m – obudowa pełna.

Schemat technologiczny wykonania robót ziemnych można w uproszczeniu przedstawić następująco:

1)     roboty przygotowawcze,

2)     odspajanie gruntu i załadunek,

3)     transport i rozładunek gruntów,

4)     wyrównywanie gruntów,

5)     zagęszczanie gruntu.

2.     OPIS TECHNICZNY

Celem ćwiczenia jest wykonanie projektu robót ziemnych na wyznaczonej powierzchni terenu o wymiarach 180x120 m z uwzględnieniem  wykopów fundamentowych. Na projektowanym terenie zalega grunt kategorii II. Rzędna projektowanej niwelety wynosi H=63,75 m. Odległość dowozu i odwozu do miejsca odkładu gruntu wynosi 3 km. Głębokość wykopu pod fundamenty 1,0m. Poziom wody gruntowej znajduje się poniżej projektowanej głębokości posadowienia fundamentu.

Roboty przygotowawcze obejmują oczyszczenie terenu z drzew, krzewów i korzeni po uprzednim uzyskaniu zezwolenia na ich usunięcie od stosownych instytucji. Najistotniejszą jednak rzeczą wchodzącą w skład robót przygotowawczych jest prawidłowe zdjęcie i odpowiednie składowanie warstwy gleby (humusu). Humus musi być odspajany bardzo uważnie, tak aby podczas tej czynności nie uległ już częściowej degradacji. Drugim ważnym etapem dotyczącym warstwy gleby jest prawidłowe jego składowanie. Zakłada się że będzie on odspajany spycharkami. Spycharki zaczynają pracę od środka placu i przemieszczają warstwę urodzajną do krawędzi placu robót ziemnych i tam układają go na hałdach tak aby nie przeszkadzał on w dalszych pracach. Jest to bardzo istotna czynność ponieważ po zakończeniu robót ziemnych i budowlanych grunt ten musi w stanie nienaruszonym trafić ponownie na miejsce wcześniejszych robót i musi w dalszym ciągu spełniać funkcję ziemi urodzajnej.

3.     ROBOTY  NIWELACYJNE

Do wyliczenia objętości robót niwelacyjnych wykorzystano trzy metody:

a) analityczną – ręczną (metoda trójkątów i kwadratów),

b) komputerową – MPT,

c) komputerową – CATFILL2.

W celu zastosowania powyższych metod powierzchnię  rozpatrywanego  terenu  podzielono na  kwadraty  o  bokach a = 20 m. Kwadraty  podzielono następnie na trójkąty w  wierzchołkach których, wpisano na drodze interpolacji rzędne  wysokościowe  niwelacji.

Schemat podziału plantowanej powierzchni na trójkąty (kwadraty), rzędne wysokościowe ich wierzchołków  oraz granicę rozdziału wykopów i nasypów zawiera Załącznik 1.

3.1 Obliczanie objętości robót niwelacyjnych sposobem trójkątów

              Powierzchnię terenu dzieli się na pola równych sobie kwadratów o boku a. Zależnie od rzeźby terenu przyjmuje się wielkość boku a następująco:

              - przy poważnie urozmaiconej konfiguracji 25 lub 30 m,

              - przy nieznacznej rzeźbie – do granic 100 m.

              Otrzymane kwadraty dzieli się następnie na trójkąty i w ich wierzchołkach wpisuje się z planu wysokościowego poziomy niwelacji.

              Przy takim podziale do obliczeń objętości robót ziemnych otrzymujemy graniastosłupy ukośne o podstawie trójkątnej, których objętości w przypadkach:

a)      wartości H1, H2 i H3 jednego znaku oblicza się ze wzoru:

                                                  (1)

b)     różnych znaków rzędnych wierzchołków. Podstawa trójkąta znajduje się częściowo

      w strefie nasypów oraz częściowo w strefie wykopów.

            Rys. 3.1. Bryła obliczeniowa przy występowaniu

                                                                    na płaszczyźnie trójkąta rzędnych różnych

                                                                   znaków

              W takich przypadkach w pierwszej kolejności oblicza się objętość ostrosłupa ABCD, korzystając ze wzoru:

                                          (2)

Do wzoru (2) wielkości H1, H2 i H3 podstawia się w wartościach bezwzględnych,

a znaki + lub – ustal się zależnie od położenia ostrosłupa (wykop +, nasyp -).

              Następnie obliczoną objętość ostrosłupa ABCD należy odjąć od objętości graniastosłupa ADHJEG, obliczonej według wzoru (1). Tak więc dla przypadków różnych znaków rzędnych wierzchołków, poszukiwana objętość wykopu:

Vw = Vg – V0

Tabela 3.1: Obliczenie objętości robót ziemnych sposobem trójkątów