Строительство любого здания и сооружения начинается с устройства фундаментов, что вызывает необходимость производства земляных работ.
Ho кроме отрывки траншей под фундаменты часто приходится отрывать и котлованы под подвальную часть здания.
В понятие «земляные работы» входят также работы по снятию слоя растительного грунта, по планировке участка строительства, отсыпке полотна под временные и постоянные дороги и обратной засыпке остающихся после возведения фундаментов пазух.
Эти земляные работы вместе с возведением фундаментов составляют так называемый «нулевой цикл» строительства.
Сложность производства земляных работ непосредственно связана со строительными свойствами грунтов. Если для устройства фундаментов наиболее важны прочностные и деформативные свойства грунтов, то для осуществления земляных работ следует учитывать такие свойства, как
• трудоемкость их разработки,
• особенности поведения грунтов в разрыхленном состоянии,
• способность сохранять наклонные поверхности без их укрепления (крутизна откосов).
Все грунты подразделяются на две большие группы:
• нескальные, наиболее часто встречающиеся в практике строительства;
• скальные.
Скальные грунты дробятся сначала пневматическим инструментом, питаемым сжатым воздухом от компрессоров (см. иллюстрации), реже – взрывом, после чего они разрабатываются землеройными машинами. Исключение составляют естественно разрушенные скальные грунты, которые называются крупнообломочными.
Нескальные грунты (песчаные, глинистые) по большей части разрабатываются землеройными машинами. Трудность разработки грунтов зависит от их зернового состава, плотности, влажности, липкости, сопротивления резанию, разрыхляемости и др. Ручная разработка грунта. возможна при малых объемах работ.
По степени трудности (трудоемкости) все грунты делятся на 6 групп:
• легкие группы I–III (пески, супеси, растительный грунт и т. п.) – сразу разрабатываются экскаваторами небольшой и средней мощности;
• тяжелые: группы IV–VI (тяжелые глины, скальные и др.) разрабатываются более мощными экскаваторами после предварительного рыхления чаще всего пневмоинструментом (самые тяжелые – VI группы).
При подсчете земляных работ необходимо учитывать, что во время разработки грунта он разрыхляется и его плотность меняется. Это учитывается с помощью т. н. «коэффициента разрыхления» Kp:
• для песков он составляет 1,08 – 1,17;
• для суглинка – 1,14 – 1,28;
• для глинистых грунтов – 1,24 – 1,30 и
• для скальных грунтов – 1,3 – 1,5.
При отсыпке насыпей и засыпке траншей, котлованов и пазух после устройства фундаментов и подвалов следует иметь в виду, что разрыхленный грунт сразу не уплотняется, даже если уплотнение осуществляется механизмами. Поэтому в расчеты вводится дополнительный «коэффициент остаточного разрыхления» Кор, который
• для песков будет 1,01 – 1,025;
• для суглинков 1,01 – 1,05;
• для глин 1,04 – 1,09 и
• для скальных грунтов 1,1 – 1,3.
Уплотнение грунтов на строительстве осуществляют чаще всего специальными механизмами (катками, трамбовками и т. д.)