Под редакцией проф. В.В. Ушакова и доц. В.М. Ольховикова 10 страница

При сдаче земляного полотна должна быть закончена рекультива­ция всех притрассовых карьеров и резервов, ликвидация временных дорог и съездов. Места с поврежденной растительностью или нару­шенным почвенным покровом должны быть спланированы, закрыты почвой и засеяны травой.

глава 11. организация работ по возведению земляного полотна

11.1. Особенности организации работ по возведению земляного полотна

Основной задачей организации работ является распределение ре­сурсов в пространстве и времени. При проектировании организации строительства земляного полотна устанавливают время и место выпол­нения работ, определяют потребность в дорожно-строительных маши­нах, материалах, рабочих и транспортных средствах; устанавливают конкретные сроки выполнения земляных работ на каждом участке до­роги, рассчитывают необходимое количество дорожных машин и чис­ленность рабочих, потребность в транспортных средствах на каждый день работы; составляют схему размещения и взаимодействия машин непосредственно на объектах работ.

Организацию земляных работ рассматривают в увязке с выпол­нением смежных работ — строительством мостов, водопропускных труб, дорожной одежды, производственных предприятий, зданий для дорожно-эксплуатационной службы и обслуживания транспорта. При строительстве земляного полотна, как и автомобильной дороги в це­лом, применяют два способа организации: поточный и участковый (иначе его называют последовательным или цикличным).

При организации строительства по поточному способу для выпол­нения земляных работ создают подразделения (бригады или отряды), специализированные по видам земляных работ: отряды для выполне­ния сосредоточенных и линейных земляных работ; отряды для стро­ительства земляного полотна на участках с особыми условиями, на­пример на участках болот; отряды по отделочным и укрепительным работам. Специализированные отряды отличаются друг от друга по составу машин, так как каждый из них комплектуют машинами, наиболее подходящими для работ, которые должен выполнять данный специализированный отряд.

В связи с тем что объем земляных работ по длине строящейся дороги изменяется в зависимости от высоты насыпей и глубины выемок, такая характеристика потока, как скорость (или темп), выражается не в еди­ницах длины, а в объемах земляных работ, выполняемых за одну смену. Эту характеристику принято называть сменным объемом.

Принцип поточной организации сохраняется и во внутренней структуре отрядов и бригад. Звенья, из которых состоят бригады или отряды, также являются специализированными, и каждое вы­полняет определенные технологические процессы. Производитель­ность работы звеньев согласовывают, поскольку каждое из них го­товит фронт работ для последующего, за исключением последнего, отделочного звена, которое завершает работу. Производительность работы последнего звена также должна соответствовать темпу рабо­ты отряда (бригады). Иногда это звено выполняет отделочные рабо­ты на нескольких участках попеременно вслед за выполнением ра­бот разными специализированными отрядами. Схемы организации работ (схемы потоков), которые входят в состав технологических карт, фактически представляют собой частные потоки по возведе­нию земляного полотна.

При участковом способе организации земляных работ все рабо­ты на выделенном участке ведут одним механизированным отрядом, включающим различные машины для выполнения всех технологиче­ских процессов. Работа этих машин организована посредством объеди­нения в звенья в соответствии с характером и видом этих процессов.

Принято выделять звенья по разработке, транспортированию, укладке и уплотнению грунта.

Принципиальные положения общей организации работ по строи­тельству автомобильной дороги и организации выполнения каждого строительного процесса приводят в проектах организации строитель­ства и производства работ.

Проект организации строительства является частью общего про­екта на строительство или реконструкцию дороги, его разрабатывает проектная организация наряду с проектированием других разделов проекта.

Проект производства работ составляет строительная организация. Этот проект является дополнением к проекту организации строитель­ства, в котором на основании общих принципов организации работ данного объекта разработана детальная организация работ, учитываю­щая конкретные условия работ на каждом отдельном участке.

Значительное место в проекте производства работ занимают вопро­сы взаимодействия и технологической последовательности частных потоков, выполняемых отрядами, бригадами, звеньями и отдельными машинами.

При разработке проектов производства работ выполняют до­полнительные обследования района строительства для уточнения источников получения грунта, их состояния, условий разработки и возможности прокладки временных дорог. По результатам обсле­дования вносят изменения в принятые проектные решения. Одна­ко основные положения проекта организации строительства (срок строительства, направление продвижения строительных работ, размещение производственных предприятий, порядок и условия материально-технического снабжения) остаются неизменными. Не­обходимые изменения проекта согласовывают с проектной органи­зацией, составлявшей проект организации строительства, и с орга­низацией, его утвердившей.

11.2. Определение объемов земляных

работ, выбор машин и комплектование специализированных подразделений

Профильные объемы насыпей и выемок вычисляют на основании продольного и поперечного профилей, представленных в проекте ав­томобильной дороги. По данным проекта определяют возможные ис­точники получения грунта для насыпей — грунтовые карьеры, выем­ки, боковые резервы. На основании этих сведений и данных о грунтах производят распределение земляных масс. При этом надо принимать во внимание разницу в плотности грунта в условиях естественного залегания 5_е и в построенной насыпи 5_н. Для практических расчетов при распределении земляных масс используют коэффициент относи­тельного уплотнения:

K1 = 5_н/5е.

Сроки выполнения земляных работ устанавливают исходя из обще­го срока строительства автомобильной дороги. Если срок строитель­ства дороги составляет два года или более, то вначале устанавливают наиболее благоприятный период года для ведения земляных работ по климатическим условиям района. Если начало или окончание дру­гих работ ограничивают продолжительность выполнения земляных работ, то устанавливают эти граничные даты. Затем определяют число рабочих смен в этот период, исключая выходные, праздничные и сред­нее число возможных дождливых дней, по формуле

с=(Ск - С - Сд)Ксм,

где С_к — календарное число дней в рабочем периоде; С_в — число выходных и праздничных дней; С_д — число дождливых (нерабочих) дней; К_см — коэффи­циент сменности.

Численные значения этих величин могут быть получены по спра­вочным данным. В отдельных случаях часть земляных работ выполня­ют в зимнее время. Тогда устанавливают отдельно число рабочих смен для этих объектов.

Выбор машин производят отдельно для каждого конкретного участка автомобильной дороги. При этом анализируют продоль­ный профиль, график распределения земляных масс и условия ве­дения земляных работ на каждом участке. Для каждого участка отдельно или для группы участков с однородными условиями на­значают возможные варианты отрядов основных машин, соответ­ствующих условиям работы на данных участках. Рациональные варианты устанавливают на основании технико-экономических рас­четов, при которых по каждому варианту определяют стоимость ра­бот, количество затрачиваемой энергии, выработку на рабочего, т.е. технико-экономические показатели (ТЭП).

Для расчета ТЭП составляют подробное описание технологии и условий выполнения работ. На основе этих данных делают расчет потребных ресурсов. Следует учитывать, что производительность ма­шин существенно зависит от условий работы на каждом конкретном участке. При подборе состава отряда машин для данного участка важ­но знать величину минимального темпа работ, позволяющего выпол­нить работы в заданные сроки. Эта величина зависит от общего объема работ на участке или группе участков и срока его выполнения:

П = V /T р р/ р’

где V_p — оплачиваемый объем земляных работ на участке или суммарный объ­ем оплачиваемых земляных работ на однородных участках, м³; Т_р — срок воз­ведения земляного полотна на данном участке или в целом на всех однород­ных участках (общий срок возведения земляного полотна), рабочие смены.

Оптимальный состав отряда рассчитывают для нескольких значе­ний сменного темпа, увеличивая минимальное значение с некоторым фиксированным шагом. Для каждого значения сменного темпа работ вычисляют расходы по каждому варианту состава отряда. Сопостав­ление суммы расходов, отнесенных к расчетному темпу, позволяет выбрать оптимальный сменный темп и оптимальный состав отряда.

Данный подход предполагает рассмотрение нескольких вариантов основных машин и решается с использованием специальных про­грамм для персональных компьютеров.

11.3. технологические карты

по строительству земляного полотна и организации работы отряда

Технологические карты содержат основные сведения по техноло­гии и организации строительно-монтажных работ. В них приводят полный перечень технологических процессов, последовательность их выполнения, необходимые средства (машины и рабочие), требуе­мые материалы. Кроме этого технологические карты содержат указа­ния по применению рациональных приемов и методов выполнения работ, технико-экономические показатели, меры по охране труда и технике безопасности. Форма и содержание технологических карт, разрабатываемых различными организациями, неодинаковы, но на­значение их и преследуемые цели — общие. Карты разрабатывают в целях обеспечения строителей готовыми решениями по технологии и организации работ, способствующими уменьшению трудоемко­сти, улучшению качества и снижению себестоимости строительно­монтажных работ.

Различают типовые и рабочие карты. Типовые карты содержат об­щие решения обычно для средних, наиболее часто встречающихся условий строительства. Рабочие карты составляют на основании ти­повых, разрабатывая их с учетом конкретных местных условий строи­тельства. Они предназначены для использования непосредственно при производстве работ прорабами, мастерами и рабочими.

Ниже приведены примерные разработки трех основных частей ра­бочей технологической карты.

I часть технологической карты — общие положения.

Технологическая карта разработана на возведение насыпей из грун­та II группы, разрабатываемого в карьере экскаватором ЭО-6112Б (Э-1252Б), оборудованным «прямой лопатой» с ковшом вместимо­стью 1,25 м³. Транспортирование грунта производят автомобилями- самосвалами КрАЗ-256Б грузоподъемностью 11 т на расстояние 2 км (среднее расстояние). Сменный объем 1460 м³ установлен из расчета выполнения всех земляных работ данного вида в заданный срок.

II часть технологической карты — калькуляция затрат труда на строительство насыпей объемом 1460 м³ за смену.

Проведенный расчет затрат труда позволяет установить состав от­ряда, производительность которого будет 1460 м³ за смену.

Состав машин:
Экскаваторы ЭО-61126 (Э-1252Б)
Автомобили КрАЗ-256Б (для транспортирования на расстояние 2 км)
Бульдозер ДЗ-18
Бульдозер ДЗ-109А-1
Каток ДУ-39А
Каток ДУ-16В
Автогрейдер ДЗ-81-1
Поливомоечная машина

Состав отряда (для работы в одной смене):
Машинисты экскаваторов 6-го разряда
Помощники машинистов 5-го разряда
Водители автомобилей-самосвалов	23 (среднее число)
Машинисты бульдозеров 6-го разряда
Машинисты катков 6-го разряда
Машинист автогрейдера 6-го разряда
Дорожный рабочий 4-го разряда

III часть технологической карты — схема организации работ.

Схема организации работы отряда представляет собой частный по­ток, включающий четыре захватки (рис. 11.1), отделенные друг от дру­га так называемыми заделами, т.е. участками, где уже выполнены соответствующие работы и которые являются резервами, обеспечива­ющими возможность безостановочной работы последующих звеньев в случаях снижения темпов продвижения передних.

Рекультивацию земель и укрепление откосов обычно выполняют отдельными специализированными отрядами, поэтому в данную тех­нологическую карту эти работы не включены.

На третьей захватке выделены две рабочие части, на которых непо­средственно и последовательно выполняют послойную укладку и по­слойное уплотнение грунта.

III
3. 4. 5. 7
. Р	. ^ длш \^^tJ^A	а рабочих частей	^Ip4 I Г ^[1]p^4 r
	Выгрузка и разравнивание слоя грунта	Уплотнение уложенного слоя грунта
	Автомобили КрАЗ-256 Ni 23(1,0) бульдозер ДЗ-18 N(0,7)	Каток ДУ-16 Б N (1,0)
			l.l.'.l: 1.1.1 ✓ &
— — —	О®	f		' ^ r	l	v 5
ЙЁч —__
		-----------		У i 1 1 ,,д
ч
	Из грунтового карье В грунтовый карьер	■i'l'j'Wi 1 i'14

	IV
	8,9
	^I4
	Планировка и уплотнение поверхности земляного полотна
	Автогрейдер Каток Д3-31-1 ДУ-35-А N1 (0,5) N (_,5)
J ^ §	_,5+1,_ ^11г^!Щ~ ..^9^йЪ'
1^g 1	г----- -U6 *• 'HU * / t А- 8 —
^-_М_ р-у 2 _^2М+-ъ —

Рис. 11.1. План потока по возведению насыпи земляного полотна

Размеры захваток обычно устанавливают такими, чтобы за сме­ну полностью выполнить начатые на них работы, т.е. исходя из учета производительности отряда и его звеньев. При возведении земляного полотна основными являются звенья по разработке, транспортирова­нию и укладке грунта, производительность которых в данном примере составляет 1460 м³ за смену. Исходя из этого объема основных работ определены и сменные объемы по подготовке основания насыпи, т.е. по срезке растительного грунта и уплотнению естественного основа­ния насыпей. Для выполнения этих объемов рассчитаны соответству­ющие звенья (см. калькуляцию затрат труда во II части технологиче­ской карты).

Размеры первой и второй захваток могут быть определены по одно­му из двух условий:

1) из расчета выполнения объема работ, обеспечивающего необхо­димый

2) фронт работ для деятельности основных звеньев третьей захватки;

3) из расчета полного использования машин, выделяемых для рабо­ты на этих захватках, т.е. в зависимости от производительности звеньев.

В первом случае обеспечивается фронт работ для третьей захватки, но не полностью используются выделенные машины.

Во втором случае полное использование машин может привести к значительному опережению работ, отрыву этих звеньев от основных и нежелательному увеличению общего фронта работ (длины частич­ного полотка).

Обозначим длину захваток соответственно через t₁, t₂, t₃ и t₄; раз­меры заделов через а₁, а₂ и а₃; производительность звеньев на первой захватке — П_ь на второй — П₂, на третьей за основное звено прини­маем звено экскаваторов производительностью П₃ (1460 м³ за смену), на четвертой — П₄.

Расчет по первому условию — обеспечение фронта работ для разме­щения третьей захватки.

В этом случае, последовательно рассматривая строительство насы­пей на разных участках, определяем длину третьей захватки для каж­дого из них:

^П3

l3 =

(b + mH)H’

где b — ширина земляного полотна, м; m — заложение откосов; Н — высота насыпи на рассматриваемом участке, м.

Длины первой и второй захваток будут такими же, как и длины тре­тьей.

размер четвертой захватки всегда целесообразно устанавливать по второму условию, т.е. из расчета полного использования произво­дительности звеньев.

размеры заделов можно определять аналогично, если принять условие, что заделы должны обеспечивать резерв фронта работ на одну смену.

Расчет по второму условию — полное использование производи­тельности звеньев, занятых на соответствующих захватках:

^П1

l1 =

(b + 2mH)hp ’

^р

где h_p — толщина растительного слоя, м;

(b + mH)H’

• _ ^П4

⁴ b ‘

Расчет протяженности рабочих частей третьей захватки вы­полняют при строительстве насыпей по способу послойной укладки и уплотнения грунта, когда стремятся сохранить его естественную влажность (если она не выше оптимального значения) или, наоборот, не допустить переувлажнения грунта (при неблагоприятных условиях погоды). Для этого работу по непосредственной укладке грунта ведут не на всей захватке сразу, а на отдельных ее частях. На одной части грунт распределяют слоем необходимой толщины, на другой (сосед­ней) производят его уплотнение. Эти части называют рабочими частя­ми захватки. Таким образом, строительство насыпи осуществляют по­следовательной укладкой грунта на рабочих частях, а за смену строят насыпь на всей захватке полностью.

Размеры рабочих частей захватки можно установить исходя из до­пускаемого ограничения времени на распределение и уплотнение грунта:

РАЗДЕЛ 2

строительство водопропускных труб

глава 12. общие сведения о водопропускных трубах

Общие характеристики водопропускных труб

Водопропускные трубы представляют собой малые искусственные сооружения, предназначенные для пропуска воды сквозь земляное полотно во избежание его подтопления поверхностными водами. Они являются самым распространенным типом искусственного сооруже­ния на автомобильных дорогах. Их стоимость нередко достигает 15% общей стоимости дороги. Однако имеются и некоторые ограничения применения этих сооружений. Нельзя применять трубы в местах воз­можного образования ледохода. Также, как правило, трубы не при­меняются в местах возможного возникновения селей и образования наледи, поскольку отверстие трубы при воздействии данных факторов будет загромождено. В этих случаях в проект закладывается размеще­ние, к примеру, мостового перехода.

До 20-х годов предыдущего столетия трубы строились по индиви­дуальным проектам. Однако уже на протяжении почти 100 лет строи­тельство ведут по типовым проектам. В различные периоды развития дорожного строительства предпочтение отдавалось тем или иным типам труб. Исследования особенностей их гидравлической работы и распространение более совершенных материалов приводили к раз­работке новых типовых проектов на трубы. В связи с этим, несмотря на то, что отдельные разновидности труб сегодня уже не производятся, их по-прежнему можно увидеть на автомобильных дорогах.

В России эксплуатируются десятки тысяч водопропускных труб, отличающихся материалом изготовления, размером и формой сече­ния, типом оголовков, уклоном укладки, режимом протекания воды и другими особенностями. Большинство труб нашли применение в равнинных условиях, т.е. при малых поперечных к дороге уклонах местности (i < 0,02). В зависимости от расхода водотока устраивают одно- и многоочковые трубы.

В настоящее время около 90% водопропускных труб имеют от­верстие размером не более 2,5 м, 50% — менее 1,2 м; средняя вели­чина размера отверстия составляет приблизительно 1,4 м. Около 50% труб расположены под насыпями высотой менее 4,0 м и менее 10% — под насыпями с отметкой бровки земляного полотна выше 10,0 м; средняя высота насыпи у труб — 5,4 м.

расстояние от верха звена трубы до низа дорожной одежды должно составлять не менее 0,5 м. Вертикальный размер отверстия назначают, как правило, не менее:

— 1,0 м при длине труб до 20 м;

— 1,25 м при длине труб 20 м и более;

— 1,5 м независимо от длины трубы в районах со средней тем­пературой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже -40 °С.

На автомобильных дорогах ниже II категории допускается прини­мать размеры отверстий:

— 0,5 м для труб на съездах при устройстве в пределах трубы бы­стротока с уклоном не менее 10%о и ограждений на входе, а также при длине труб 10 м и более на внутрихозяйственных дорогах;

— 0,75 м при длине труб до 15 м;

— 1,0 м при длине труб до 30 м.

разрешается увеличивать отверстия труб сверх расчетного значения для использования их в качестве пешеходных переходов, скотопрого­нов, для пропуска автомобилей и низких узкозахватных сельскохозяй­ственных машин.

Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы в лю­бом поперечном сечении над поверхностью воды в трубе при макси­мальном расходе расчетного паводка и безнапорном режиме работы в свету определяется по табл. 12.1.

Трубы, за исключением отдельных случаев, следует рассчитывать на безнапорный режим работы.

На подходах к трубам возвышение бровки земляного полотна над расчетным уровнем подпертой воды принимают не менее:

— 0,5 м при безнапорном режиме протекания потока;

— 1,0 м при полунапорном и напорном режимах протекания по­тока.

Таблица 12.1

Минимальные величины возвышения внутренней поверхности трубы над поверхностью воды при расчетном состоянии

	до 3,0	свыше 3,0	до 3,0	свыше 3,0
Минимальная вели-	У4 высоты	0,75 м	У6 высоты	0,5 м
чина возвышения	трубы		трубы

Показатель

Тип трубы

круглая или сводчатая

прямоугольная

высота трубы, м

Строительный подъем труб при высоте насыпи свыше 12 м следует назначать в соответствии с расчетом ожидаемых осадок от веса грунта насыпи. При высотах 12 м и менее трубы следует укладывать со строи­тельным подъемом по лотку, равным (h — высота насыпи):

— ¹/₈₀h при фундаментах на песчаных, галечниковых и гравели­стых грунтах основания;

— ¹/₅₀h при фундаментах на глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания;

— ¹/₄₀h при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчано-щебеночной смеси.

типы и элементы водопропускных труб

Водопропускная труба, несмотря на внешнюю простоту, — ком­плексное сооружение, обычно состоящее из следующих основных элементов:

— оголовков — концевых участков сооружения на входе и выходе водного потока, включающих портальные стенки, откосные крылья и лотки;

— трубы — центральной части сооружения из звеньев (укладывае­мых на лекальные блоки или прямо на фундамент), расположенной между оголовками; звенья, примыкающие к оголовкам, называют ого- ловочными;

— основания, или фундамента, состоящего из слоев уплотненного грунта и искусственных материалов, а также сборных блоков, на кото­рые опирается труба;

— укрепленного русла, предотвращающего размыв у сооружения.

Не обязательно в конструкции может быть использован весь при­веденный набор элементов. Их назначение и выбор варианта испол­нения обусловлены условиями строительства и работы сооружения.

Более того, набор элементов может быть расширен в особо сложных случаях, например на косогорах.

Основные элементы водопропускных труб показаны на рис. 12.1.

Продольный разрез

План (насыпь не показана)

		\
		\

Рис. 12.1. Схема водопропускной трубы:

1 — основание и лекальные блоки; 2 — центральные звенья; 3 — оголовочные звенья; 4 — портальные стенки; 5 — откосные крылья; 6 — лоток;

7 — русло; В_з._п — ширина земляного полотна; а_р — угол сходимости

Главными отличительными чертами водопропускных труб кон­структивного характера считаются форма и тип оголовка (рис. 12.2). Различают следующие типы труб:

— портального типа. Приблизительно половина всех эксплуати­руемых труб, главным образом круглых малого диаметра, имеют ого­ловки портального типа, представляющие собой вертикальную стенку, обсыпанную с обеих сторон от отверстия конусами, сопрягающимися с откосами насыпи (см. рис. 12.2, а);

— коридорного типа. Применялись до 1946 г. Хотя сегодня не стро­ят трубы с коридорными оголовками, построенные ранее продолжают работать, ожидая реконструкции (см. рис. 12.2, б);

— раструбного типа. Представляют собой вертикальную стенку, срезанную параллельно откосу насыпи. Угол сходимости стенок ва­рьируется от 4 до 22°, получили наиболее значительное распростране­ние (см. рис. 12.2, в и г);

— безоголовочные. Являются основным вариантом для металли­ческих гофрированных труб (см. рис. 12.2, д);

— воротникового типа. Представляют собой срез круглой трубы параллельно откосу насыпи, окаймленный по контуру выступающей из насыпи частью — «воротником»; не получили широкого распро­странения (см. рис. 12.2, е).

В последние десятилетия широкое распространение получили ме­таллические гофрированные трубы (рис. 12.3). Типовые проекты раз­работаны на трубы диаметром 1,5; 2,3 и 3,0 м. Они могут быть следую­щего исполнения:

— без оголовков (вертикальный срез); при этом нижняя часть тру­бы должна выступать из тела насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м;

— со срезом параллельно откосу насыпи; при этом нижняя часть трубы должна выступать из тела насыпи на уровне ее подошвы не ме­нее чем на 0,5 м;

— с раструбным оголовком при угле сходимости (раструбности) 20°.

Дата добавления: 2015-08-29