1
PLAC BUDOWY
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
2
Plac
budowy
Przykładowe
technologie
wykonywania prac
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
3
RODZAJE BUDOWLI ZIEMNYCH
Klasyfikacja ze względu na rodzaj budownictwa:
Stałe budowle ziemne:
•Podtorze ziemne dla kolei i dróg kołowych.
•Kanały żeglowne, kanały nawadniające oraz roboty z
zakresu regulacji rzek i potoków.
•Zapory wodne ziemne, obwałowania rzek itp..
•Roboty niwelacyjne dla zakładów przemysłowych i osiedli
mieszkaniowych, dla lotnisk, stadionów itp.
Czasowe budowle ziemne:
•Wykopy pod budynki mieszkalne, przemysłowe, mosty,
zapory wodne, śluzy, nadbrzeża itp..
•Rowy dla instalacji kanalizacyjnych, wodociągowych, dla
kabli, sieci gazowej itp.
4
RODZAJE BUDOWLI ZIEMNYCH
Klasyfikacja ze względu na wielkość wykopu:
•Wykopy szerokoprzestrzenne
szerokość dna > 1.5 [m]
długość nieograniczona.
•Wykopy wąskoprzestrzenne
długość nieograniczona.
szerokość dna < 1.5 [m]
•Wykopy jamiste
szerokość i długość dna < 1.5 [m]
PLAC BUDOWY
5
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Nasypy i wykopy
Zasada bilansu objętości gruntu
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Wykonanie wykopu pod fundamenty
Schemat organizacji prac
6
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Schemat ruchu zgarniarek przy wykonywaniu
nasypu drogowego z ukopów bocznych
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Schemat ruchu zgarniarek przy wykonywaniu
wykopu pod budynek
7
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Schemat zasypywania rowów instalacyjnych
spycharkami
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Schemat ruchu koparki podczas wykonywania
wykopu pod fundamenty pod budynek
8
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
Rozkop przelotowy - czołowy
Schemat przebiegu pracy spycharki podczas
zdejmowania górnej warstwy gruntu
Plac budowy
Przykładowe technologie wykonywania prac
9
Plac budowy
ZASADY POSTEPOWANIA
• Dobór właściwych maszyn
• Dobór właściwej wielkości maszyn
• Dobór zestawu maszyn (wydajność i
ilość)
• Analiza wydajności eksploatacyjnej
• Analiza kosztów
PODSTAWY
URABIANIA
GRUNTÓW
10
GRUNTY
Czym jest ośrodek gruntowy?
Ośrodek nieciągły
Trójfazowy
20
w
h
s
0
100
200
300
400
500
0
1000
2000
3000
w= 65 mm
w=130 mm
w=195 mm
w=260 mm
w=325 mm
w=390 mm
w=600 mm
(rigid wall)
Fx [N]
displacement x [mm]
V
Typowe oddziaływanie narzędzia na ośrodek spoisty z progresywną deformacją
11
GRUNTY -
ośrodek trójfazowy
W gruncie wyróżnia się:
fazę stałą
(ziarna i cząstki),
fazę ciekłą
(woda) i
fazę gazową
(powietrze, para wodna i gazy).
Fazy w ośrodku gruntowym:
1 –pęcherzyki powietrza,
2 –woda wolna,
3 –cząstki stałe,
4 –woda błonkowata.
Uziarnienie i Charakterystyki Uziarnienia
Metoda sitowa PN-86/B-02480
Wyróżniamy pięć następujących frakcji:
kamienista o ziarnach
d > 40 mm (25 mm)
żwirowa o ziarnach
d = 40 –2 mm (25-2)
piaskowa o ziarnach
d = 2 –0,05 mm
pyłowa o cząstkach
d = 0,05 –0,002 mm
iłowa o cząstkach
d < 0,002 mm
Uziarnienie gruntu (skład granulometryczny) określa się procentową
zawartością poszczególnych frakcji w stosunku do ciężaru całej próbki
badanego gruntu.
Ziarna i cząstki gruntu dzielone są wg wielkości na grupy zwane frakcjami.
Komplet dziesięciu sit o wymiarach oczek siatki kwadratowej:
40, 25, 10, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.10, 0.071 (lub 0.063) [mm]
Suszenie temp 105-110°C -> Wibracyjne przesiewanie
t
i
i
m
m
f =
12
GRUNTY - Krzywe uziarnienia
Kruszarki - Krzywe uziarnienia
13
Kruszarki - Krzywe uziarnienia
Z wykresów krzywych uziarnienia można wyznaczyć:
procentowe zawartości poszczególnych frakcji (niezbędne do określenia
rodzaju gruntu),
średnice cząstek d
10
, d
30
, d
60
(niezbędne do określenia wskaźników
uziarnienia gruntu) oznaczające średnice cząstek, które wraz z mniejszymi
stanowią 10, 30, 60 %.
Uziarnienie gruntu charakteryzują dwa wskaźniki:
wskaźnik krzywizny uziarnienia
:
wskaźnik różnoziarnistości
(uziarnienia gruntu)
Krzywe uziarnienia
60
10
2
30
d
d
d
C =
10
60
d
d
U =
14
Podział gruntów zależnie od
wskaźnika różnoziarnistości:
•równoziarniste gdy
1 ≤ U ≤ 5 (np. piaski wydmowe, lessy),
•różnoziarniste gdy
5 ≤U ≤15 (np. gliny holoceńskie),
•bardzo różnoziarniste gdy
U > 15 (np. gliny zwałowe, pospółki).
Grunt jest dobrze uziarniony, jeżeli:
C= 1 ÷3, a U> 4 dla żwirów lub U> 6 dla piasków
(przydatne na nasypy)
Znajomość wskaźnika różnoziarnistości i krzywizny uziarnienia pozwala
na określenie łatwości ich zgęszczania. Grunty niespoiste o U>15 należą
do gruntów łatwo zagęszczalnych
Podział gruntów zależnie od frakcji,
Trójkąt Fereta
• f
k
+f
z
<10% - grunty drobnoziarniste
• f
k
+f
z
≥10% - grunty gruboziarniste: 10% < fk+fz<50% - pospółki, fk+fz>10% - żwiry
Dla gruntów drobnoziarnistych
obliczana jest frakcja zredukowana:
100
)
(
100
100
)
(
100
100
)
(
100
'
'
'
z
k
i
i
z
k
z
k
p
p
f
f
f
f
f
f
f
f
f
f
f
f
+
−
=
+
−
=
+
−
=
π
π
15
Podział gruntów spoistych ze względu na uziarnienia (Trójkąt Fereta)
Podział gruntów
gruboziarnistych
ze względu na uziarnienie
f
i
’
>2%
P
og
Pospółka
gliniasta
50%≥f
k
+f
z
>10%
f
i
’
≤2%
P
o
Pospółka
f
i
’
>2%
ś
g
świr gliniasty
f
k
+f
z
>50%
f
i
’
≤2%
ś
świr
Uziarnienie
Symbol
Nazwa gruntu
PN-86/B-02481
16
Podział gruntów niespoistych ze
względu na uziarnienie
Parametry Opisujące własności
Fizyczne
Cechy fizyczne gruntu można podzielić na podstawowe i od nich pochodne.
Do podstawowych cech fizycznych gruntów zalicza się:
• wilgotność w
• gęstość właściwą ρ
s
• gęstość objętościową ρ
cechy te oznaczane są na podstawie badań laboratoryjnych
Do pochodnych cech fizycznych gruntu zalicza:
• stopień zagęszczania ID i wskaźnik zagęszczania Is
• gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρd
• porowatość n i wskaźnik porowatości e
• wilgotność całkowitą w i stopień wilgotności Sr
• wskaźnik plastyczności IP i stopień plastyczności IL
17
Podstawowe cechy fizyczne
gruntu
Wilgotność gruntu
Wilgotnością gruntu w
nazywamy procentowy stosunek masy
wody m
w
zawartej w jego porach do masy szkieletu gruntowego m
s
:
Wilgotnością naturalną w
n
nazywamy wilgotność, jaką ma grunt
w stanie naturalnym.
s
m
w
s
w
m
m
m
m
m
w
−
=
=
[%],
100
m
w
– masa przed suszeniem
m
s
- masa szkieletu (po suszeniu105-110°C)
18
gęstość objętościowa gruntu ρ
g
V
m
m
⋅
=
=
ρ
γ
ρ
Gęstość objętościowa gruntu ρ
jest to stosunek masy próbki
gruntu do objętości tej próbki łącznie z porami
m
m
–masa próbki , V objętość próbki
γ- ciężar objętościowy
Gęstością właściwą gruntu ρ
s
(gęstość właściwa szkieletu
gruntowego)
nazywa się stosunek masy szkieletu gruntowego m
s
do jej objętości V
s
.
s
s
s
V
m
=
ρ
Wielkości pochodne
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρ
d
jest to stosunek
masy szkieletu gruntu (masa ziaren i cząstek) w danej próbce do jej
objętości pierwotnej (razem z porami).
n
s
d
w
V
m
+
=
=
100
100
ρ
ρ
m
s
-masa próbki wysuszonej w temperaturze 105 ÷110 °C
V -objętość próbki gruntu przed wysuszeniem
ρ – gęstość objętościowa gruntu
w
n
–wilgotność naturalna gruntu
19
Wielkości pochodne
s
d
p
V
V
n
ρ
ρ
−
=
=
1
Porowatość n jest to stosunek objętości porów do całej objętości
próbki.
Wskaźnikiem porowatości gruntu e nazywamy stosunek
objętości porów Vp do objętości cząstek gruntu (szkieletu
gruntowego) Vs
1
1
+
=
−
=
=
e
e
n
V
V
e
d
s
s
p
ρ
ρ
Wskaźnik porowatości e gruntów niespoistych
waha sięw granicach 0,3 ÷1,0, a w gruntach
spoistych może byćznacznie większy
Stopień wilgotności S
r
e
W
V
V
S
w
s
p
w
r
ρ
ρ
100
=
=
Stopień wilgotności
jest to stosunek objętości wody zawartej w próbce gruntu do
objętości porów
Stopień wilgotności określa się dla gruntów niespoistych
0.8÷1.0
nw
Grunt nawodniony
0.4÷0.8
w
Grunt wilgotny
0÷0.4
mw
Grunt mało wilgotny
S
r
=0
su
Grunt suchy
Stopień wilgotności S
r
Symbol
Stan wilgotności
Wilgotność całkowita
jest to wilgotność jaką ma grunt przy całkowitym
wypełłnieniu poró wodą (S
r
=1)
20
Granice konsystencji, wskaźnik i stopień plastyczności,
stany gruntów spoistych
Rozróżnia się trzy konsystenje gruntów spoistych :
płynną, plastyczną i zwartą.
Granicznymi wilgotnościami, rozdzielającymi poszczególne
konsystencj, są granice konsystencji (granice Atterberga):
W
L
- granica płynności (wilgotność graniczna pomiędzy
konsystencją płynną a plastyczną)
W
p
- granica plastyczności (wilgotność graniczna pomiędzy
konsystencją plastyczną a zwartą)
W
S
- granica skurczalności (wilgotność jaką ma grunt na granicy
stanu półzwartego i zwartego, po osiągnięciu której pomimo
dalszego wysychania nie zmienia już swojej objętości )
Plastyczność, Wskaźnik
plastyczności I
p
Plastycznością nazywa się zdolność gruntu do poddawania się
trwałym (nieodwracalnym) odkształceniom
przy stałej objętości,
bez pęknięć i kruszenia się. Cechę tę wykazują tylko te grunty,
które zawierają w swoim składzie cząstki minerałów ilastych
.
definicja
geoinżynierii
Wskaźnik plastyczności I
P
jest to różnica pomiędzy granicą płynności i granicą
plastyczności (zakres wilgotności wyznaczony granicami), oznacza ile wody w
procentach (w stosunku do masy szkieletu) wchłania dany grunt przy przejściu ze
stanu półzwartego w półpłynny.
I
p
=W
L
-W
p
gdzie:
w
P
-granica plastyczności,
w
L
-granica płynności.
21
Stopień plastyczności I
L
p
L
p
n
L
W
W
W
W
I
−
−
=
Podział na stany i konsystencję gruntów w zależności od wartości stopnia
plastycznośći i wilgotności naturalnej
W
L
< W
n
1.0<I
L
pl
Płynny
0.5<I
L
≤1.0
mpl
Miękkoplastyczny
W
p
< W
n
≤ W
L
0.25<I
L
≤0.5
pl
Plastyczny
0<I
L
≤0.25
tpl
Twardoplastyczny
W
S
< W
n
≤W
p
I
L
<0
pzw
Półzwarty
W
n
≤ W
S
I
L
<0
zw
Zwarty
Wilgotność gruntu w
stosunku do granic
konsystencji
Stopień plastyczności
Symbol
Stan gruntu
Stopień zagęszczenia i stany
gruntów
22
Parametry Zagęszczania Gruntów
Wilgotność optymalna wopt to taka, przy której uzyskuje
się największe zagęszczenie w przypadku gruntów
spoistych i niektórych gruntów niespoistych.
Zależność Proctora: gęstość objętościowa szkieletu
gruntowego ρ
d
zależy od wilgotności (przy stałej energii
zagęszczania).
Maksymalne zagęszczenie jest tym większe, im większa
jest energia zagęszczania. Wartości w
opt
i ρ
d
zależą od
rodzaju gruntu.
Zagęszczalność gruntów
Wpływ wilgotności na zagęszczenie gruntu:
1 –krzywa zagęszczenia,
2 –krzywa całkowitego nasycenia (teoretycznie
maksymalne zagęszczenie)
23
GRUNTY
Mamy, więc takie cechy jak:
• Gęstość właściwa
• Ziarnistość
• Porowatość
• Stopień zagęszczenia
• Wilgotność
• Plastyczność
• Spójność
• Tarcie wewnętrzne
• Tarcie zewnętrzne
GRUNTY
I cały szereg innych cech:
• Geneza powstania
• Warstwowość budowy
• Różne kształty cząstek stałych
• Różne struktury budowy
• Anizotropowość
• Przyczepność
• Kąt usypowy
…..
24
Wytrzymałość gruntów
na ścinanie
Mechanizm ścięcia
Głównym mechanizmem zniszczenia
ośrodków gruntowych jest ścinanie
posadowienie
fundamentu
stateczność
skarpy
Przy obciążeniu krytycznym , naprężenia ścinające
wzdłuż powierzchni zniszczenia osiągają wartości
graniczne wytrzymałości na ścinanie
powierzchnia
zniszczenia
obszar nieruchomy
(bez deformacji)
25
Powierzchnia ścięcia
Ziarna ośrodka
przemieszczają się po
sobie wzdłuż powierzchni
zniszczenia
Nie występuje kruszenie poszczególnych ziaren
powierzchnia zniszczenia
Graniczny stan naprężenia
σ
τ
τ
Na powierzchni zniszczenia , naprężenia
ścinające (τ) osiągają wartość graniczną (τ
f
).
26
Warunek Coulomba-Mohra
τ
σ
φ
σ
τ
tan
+
= c
f
c
φ
pow
ierz
chn
ia s
tan
ów
gra
nicz
nyc
h
spójność
kąt tarcia
τ
f
jest maksymalnym naprężeniem ścinającym jakie
może przenieść ośrodek bez ziszczenia pod
działanieniem naprężenia normalnego σ.
τ
f
σ
Warunek Coulomba
φ
σ
τ
tan
n
n
c +
=
Naprężenie ścinające τ ma dwie składowe:
spójność i tarcia
σ
n
τ
n
φ
τ
σ
c
σ
f
tan φ
c
skła
dow
a sp
ójno
ści
skłądowa
tarcia
27
Koła Mohra i obwiednia
(powierzchnia graniczna)
X
Y
Ośrodek w
różnych
położeniach
X
Y
X
Y
~ zniszczenie
~ stateczność
τ
σ
Koła Mohra i obwiednia
(powierzchnia graniczna)
Y
Początkowo Koło Mohra jest
punktem
σ
c
σ
c
σ
c
∆σ
σ
c
+
∆σ
∆σ
Ośrodek nie osiąga stanu
granicznego jeżeli Koło
mMohra znajduje się wewnątrz
obwiedni
GL
28
Koła Mohra i powierzchnia graniczna
Y
σ
c
σ
c
σ
c
∆σ
GL
Wraz ze wzrostem
obciążenia koła Mohra są
coraz większe
…
.. i zniszczenie następuje
kiedy koło Mohra dotknie
obwiedni
Kierunek powierzchni zniszczenia
Y
σ
c
σ
c
σ
c
∆σ
GL
σ
c
+∆σ
90+φ
φ
45 + φ/2
Powierzchnia graniczna
zorientowana jest pod
kątem 45 + φ
φ
φ
φ/2 po
poziomu
45 + φ/2
Y
29
Mechanizm zniszczenia
Warunek Coulomba
α jest kątem pomiędzy normalną do
płaszczyzny ścinania, a kierunkiem
σ
1
.
α=π/4+φ/2
(
)
(
)
(
)
α
σ
σ
τ
α
σ
σ
σ
σ
σ
2
sin
2
1
2
cos
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
−
=
−
+
+
=
n
n
0
tan
)
,
(
tan
=
−
−
=
+
=
ϕ
σ
τ
τ
σ
ϕ
σ
τ
n
n
n
n
n
n
c
F
c
0
cos
sin
)
(
)
(
2
1
2
1
2
1
2
1
=
−
+
−
−
ϕ
ϕ
σ
σ
σ
σ
c
c spójność
φ kąt tarcia wewnętrznego
τ
n
σ
n
σ
2
σ
1
σ
1
σ
2
α∗
β∗
P - biegun naprężenia
τ
n
O
φ/2+π/4
φ/2+π/4
π/4−φ/2
π/4−φ/2
σ
n
θ
2θ=π/2−φ
φ
1/2(σ
1+
σ
2
)
A
σ
1
σ
1
σ
2
σ
2
σ
n
τ
n
θ=π/4−φ/2
σ
n
τ
n
n
α
α
2α
30
Badania wytrzymałości
gruntów i skał
Do najważniejszych metod badania doświadczalnego
skał należą:
• badanie wytrzymałości na ścinanie
• próba trójosiowego ściskania,
• próba jednoosiowego ściskania- skały
• próba poprzecznego ściskania (test brazylijski) - skały
.
Aparat bezpośredniego ścinania
P
n
P
t
P
n
t
u
przemieszczenie u
ośrodek w stanie
zagęszczonym
ośrodek w stanie
luźnym
t
A
B
C
c
ϕ
τ
n
1
τ
n
2
τ
n
2
σ
n
1
σ
n
2
σ
n
3
n
σ
τ
n
31
Aparat trójosiowego ściskania
Badania ośrodków gruntowych- edometr
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
więcej podobnych podstron