Строительные работы, включающие разработку (выемку) грунта, перемещение в заданное место и укладку (отсыпку) его; укладка почти всегда сопровождается разравниванием (планировкой) и уплотнением. Цель земляных работ - создание инженерных сооружений из грунта, подготовка оснований под инженерные сооружения, или удаление земляных масс для вскрытия залежей полезных ископаемых, напр. железной руды и др. Земляные работы бывают на поверхности земли (т. н. открытые), подземные (туннели, шахты) и подводные.
Земляные работы производятся строительными машинами: на поверхности - экскаваторами, скреперами, бульдозерами, грейдерами, средствами гидромеханизации и т. п., а иод водой - землесосами и землечерпательными снарядами. 3. р. в основном механизированы и лишь при незначит, объемах работ допускается применение ручного способа их произ-ва.
Произ-ву земляных работ предшествуют подготовит. работы: корчевание пней, отвод поверхностных вод, устройство землевозных дорог и др. Способы произ-ва земляных работ устанавливают в зависимости от их назначения, сроков возведения сооружения и баланса грунтов с учетом наиболее рационального перемещения земляных масс из выемок в насыпи, а также характеристики грунтов и календарного графика строительства.
Различают рабочий и профильный объем земляных работ. Рабочий объем - объем грунта, разработанный ведущей землеройной машиной, перемещенный и уложенный с помощью других машин; при этом количество машин, участвовавших в технологич. процессе переработки грунта (отвозка, разравнивание, перекидка, уплотнение и т. п.), рабочего объема не увеличивает. Профильный объем - геометрич. объем сооружений (выемки, насыпи).
Основные способы производства земляных работ: механический, гидравлический и взрывной .
При механическом способе земляные работы выполняются экскаваторами, скреперами, бульдозерами, грейдерами, грейдерами- элеваторами и др. Грунт из выемки транспортируется в насыпи или направляется в бесполезный отвал. Насыпи возводятся из грунта полезных выемок для строительства зданий и сооружений, а также из специально закладываемых выемок-резервов, в случае их расположения непосредственно у возводимого сооружения, или карьеров - при расположении на значит, расстоянии, от сооружения. Произ-во земляных работ требует отвода поверхностных и подземных (грунтовых) вод.
При необходимости перемещения грунта из выемок на значит, расстояния применяется транспортный способ, при к-ром выемка производится землеройными машинами (экскаваторы и др.) с погрузкой грунта в рельсовый и безрельсовый транспорт, на ленточные конвейеры или в гидротранспорт (в двух последних случаях - через бункер). При разработке каналов, ж.-д. или автодорожных выемок, котлованов с небольшими расстояниями перемещения грунта (150-200 м) обычно применяется бестранспортный способ; экскаваторы-драглайны отваливают грунт (с несколькими перекидками) за пределы контуров сооружений, с оставлением необходимых берм. Этим способом разрабатываются выемки и каналы глубиной до 20-25 м. Бестранспортный способ весьма эффективен, дешев и в несколько раз повышает производительность труда по сравнению с транспортным. При этом способе могут применяться самые мощные драглайны и не требуется устройство землевозных дорог. Зависимость от погоды и времени года незначительна. В связи с увеличением размеров выпускаемых экскаваторов-драглайнов область применения бестранспортного способа расширяется.
При необходимости разработки выемок с транспортированием грунта в полезные или бесполезные насыпи на расстояние до 5000 м весьма эффективно использование самоходных скреперов с ковшами емкостью 15-25 и более ж3, имеющих большую (до 15-20 км!час) скорость перемещения. Наиболее целесообразно применение самоходных скреперов в случае использования грунтов из выемки для полезной насыпи (напр., при разработке каналов с приканальными дамбами), т. к. они разрабатывают выемку горизонтальными (или слабо наклонными) слоями, что позволяет отбирать для укладки в насыпь качественные грунты. Высыпая грунты на месте укладки тонким слоем (12-50 см), скреперы уплотняют их давлением баллонову что значительно уменьшает необходимость специального уплотнения грунтов.
Разработка неглубоких выемок, планировочные работы, полувыемки-полунасыпи (на косогорах), разравнивание, обратные засыпки с перемещением грунта на 100-150 м производятся бульдозерами. Особенно эффективно работают бульдозеры группами по 2 или 3 в ряд, что увеличивает производительность каждого бульдозера за счет уменьшения потерь грунта.
Для рытья траншей служат многоковшовые (траншейные) и роторные траншейные экскаваторы, а также одноковшовые экскаваторы с ковшом драглайна или обратной лопатой. Точные планировочные работы, а также профилировка автодорог выполняются самоходными грейдерами. Грейдеры могут также производить рытье небольших канав различного назначения (нагорные, кюветы и др.). Канавы небольших сечепий с отсыпкой при них дамб выполняются грейдерами-элеваторами, работающими на прицепе к тракторам.
При возведении особо ответственных насыпей (плотин, дамб и др.) сначала подготавливается основание под сооружения: удаляются неустойчивые и слабые грунты, устраиваются прорези и траншеи и т.д. Доставленный для отсыпки насыпей грунт разравнивается при помощи бульдозеров и уплотняется. Толщина слоев задается в зависимости от типа уплотняющих механизмов и степени уплотнения. Уплотнение производится: катками (гладкими, шиповыми, на пневматических шинах), взрывными трамбовками, трамбовочными плитами на экскаваторах или кранах, трамбующими машинами, гидровибраторами. Грунты, подлежащие уплотнению, увлажняются водой.
Гидравлический способ земляных работ, называемый гидромеханизацией, применяется при наличии грунтов, которые могут размываться и транспортироваться водой при достаточном количестве воды и электроэнергии. При гидромеханизации все три элемента земляных работ (разработка, транспорт, укладка грунтов) объединяются в непрерывный производственный процесс, что обусловливает высокую эффективность и малую трудоемкость этого метода.
Применяются также комбинированные способы работы: грунт разрабатывается экскаваторами или другими землеройными машинами, а для перемещения и укладки грунта служит гидравлический способ.
К преимуществам способа гидромеханизации относятся: небольшая потребность в квалифицированной рабочей силе, возможность переработки больших объемов грунта при ограниченном фронте работ, а также незначительность веса, простота и малая стоимость оборудования. Недостатком этого способа является большая, но сравнению с др. способами, механизация, зависимость ее от природных условий (характер грунтов, рельеф местности, расстояние от источника водоснабжения), значительно влияющих на стоимость произ-ва работ. От рельефа местности зависит объем подготовительных и вспомогательных работ (устройство обвалований, отвод осветленной воды и т. п.), напор в водопроводах и пульповодах.
В ряде случаев весьма экономично и эффективно выполнение земляных работ взрывным способом, при к-ром расход рабочей силы и горючего значительно меньше, чем при экскаваторном способе.
Выполнение больших объемов земляных работ требует применения не только различного землеройного оборудования, но и весьма часто всех трех способов произ-ва земляных работ - механического, гидравлического и взрывного. Рациональное сочетание их позволяет значительно ускорять сроки выполнения этих работ и снизить их стоимость. Выбор методов произ-ва 3. р., землеройных машин и видов транспорта обосновывается проектом произ-ва работ.
Лит.: Справочник по общестроительным работам. Земляные работы, М., i960; Типовые технологические карты на производство земляных работ, М., 1960.
Началом практически любого капитального строительства служит проведение земляных работ. Земляные работы представляют собой комплекс мероприятий, связанных с переработкой грунта, то есть его разработкой, перемещением, укладкой, а также уплотнением с целью последующей закладки фундамента. Этот этап на самом деле весьма трудоемок. Однако он не является самым дорогостоящим. Для того, чтобы снизить трудовые и материальные затраты при проведении земляных работ, при разработке проектов планируемых к строительству сооружений, всегда учитываются существующий рельеф местности в которой они будут построены.
К земляным работам относятся отрывка траншей и котлованов, перемещение грунта, возведение насыпей, уплотнение грунта, обратная засыпка котлованов и траншей после устройства фундаментов и укладки труб, планирование поверхности и прочее.
На сегодняшний день большинство видов земляных работ выполняется механическим способом с применением специализированной техники и современных технологий. Также используется и ручной труд. Полностью от него отказаться не представляется возможным по причине того, что на некоторых объектах присутствуют труднодоступные места, куда не может пройти техника. При незначительных же объемах работ привлекать спецтехнику тоже не всегда бывает целесообразно. Помимо этого, в некоторых случаях применяются гидравлический или взрывной способы разработки грунта. При гидравлическом способе струей воды размывается подошва забоя, что вызывает обрушения грунта. Некоторые же скальные породы разрабатывают в большинстве случаев исключительно взрывным способом.
Свойства грунтов оказывают существенное влияние на трудоёмкость земляных работ, характер их разработки, а также выбор необходимой для этого спецтехники. В связи с этим при выборе конкретного типа машины для земляных работ необходимо учитывать свойства и состояние разрабатываемых грунтов.
Временной график и стоимость проведения земляных работ напрямую зависят от времени года и погодных условий. Приступать к строительству домов в зимнее время абсолютно ни к чему. Ведь когда земля промерзлая, разрабатывать котлованы и делать насыпи намного сложнее. По этой причине самым оптимальным временем для производства землян
ых работ является весна или лето (в зависимости от географического расположения района строительства). Как мы и указывали выше, всё будет зависеть от состояния почвы земельного участка отведенного под строительство.
При выполнении земляных работ механическим способом используют землеройные и землеройно-транспортные машины. Землеройные машины осуществляют резку грунта и его перемещение на небольшие расстояния с выгрузкой на транспортные средства или в отвал. К этим машинам относятся различные типы экскаваторов.
Вследствие своей универсальности и очень хорошей маневренности наибольшее применение в строительстве получили одноковшовые экскаваторы. Вместимость их ковшей в большинстве случаев может варьироваться от 0,15 до 2 кубических метров.
Отдельно следует отметить, что строительство на слабых грунтах требует их закрепления . Закрепление может быть постоянным или временным. Для постоянного закрепления грунтов достаточно часто применяют их цементацию, полимеризацию, силикатизацию, битумизацию и некоторые другие методы. Постоянное закрепление грунтов весьма широко используют при , а также реставрации памятников .
Устройство траншей и котлованов в водонасыщенных грунтах проводится с удалением из них грунтовых и поверхностных вод. Для этого используют искусственное водопонижение или открытый водоотлив. Открытый водоотлив предусматривает откачку воды, поступающей в траншею или котлован при помощи насосов. Однако при применении такого способа в выемке постоянно будет присутствовать вода, что будет в значительной степени усложнять производство работ и снижать устойчивость стенок выемки из-за разжижения грунта. Сущность искусственного понижения уровня грунтовых вод состоит в постоянной откачке воды из специально пробуренных скважин, располагаемых рядом с местом ведения работ.
Котлованы, траншеи, а также другие сооружения, получаемые в результате земляных работ
, должны быть надежными, устойчивыми и прочными. Это обеспечивается путем равномерного послойного распределения и уплотнения грунта. Толщину слоя в зависимости от вида грунта, требуемой степени его уплотнения, а также массы уплотняющих машин принимают в основном от 150 до 800 мм. Уплотнение грунта в основном начинают сразу же после его укладки и разравнивания.
Механическая прочность грунта резко возрастает по мере его замерзания, что приводит к значительному увеличению затрат времени и труда на его разработку. Это в свою очередь ведет к удорожанию стоимости выполнения работ. В связи с этим при необходимости выполнения земляных работ в зимний период принимаются меры по предохранению грунта от промерзания. Разработку же его начинают проводить только после оттаивания или рыхления.
Земляные работы разрешается выполнять только при наличии согласованного и утвержденного проекта производства работ . До начала проведения земляных работ должно быть точно определено расположение действующих подземных
Земляные работы, комплекс строительных работ, включающий выемку (разработку) грунта, перемещение его и укладку в определённое место (процесс укладки в ряде случаев сопровождается разравниванием и уплотнением грунта). З. р. являются одним из важнейших элементов промышленного, гидротехнического, транспортного, жилищно-гражданского строительства. Цель З. р. - создание инженерных сооружений из грунта (плотин, железных и автомобильных дорог, каналов, траншей и т.д.), устройство оснований зданий и сооружений, воздвигаемых из др. материалов, планировка территорий под застройку, а также удаление земляных масс для вскрытия месторождений полезных ископаемых. З. р., связанные с добычей полезных ископаемых открытым способом, относятся к горным работам (см. Вскрышные работы ). Земляные сооружения создаются путём выемок в грунте или возведением из него насыпей. Выемка, отрываемая только для добычи грунта, называется резервом, а насыпь, образованная при отсыпке излишнего грунта, - отвалом.
Различают З. р. открытые (на поверхности земли), подземные и подводные. З. р. в современном строительстве почти полностью механизированы и выполняются высокопроизводительными машинами. К подготовительным и вспомогательным З. р. относятся: очистка территории, разбивка земляных сооружений, отвод поверхностных вод, устройство дренажа сооружений , крепление стенок выемки, закрепление грунтов и др. Основные способы З. р.: механический, взрывной, гидромеханический.
При механическом способе З. р. (наиболее распространённом) разработка грунта осуществляется землеройными и землеройно-транспортными машинами (экскаваторы , скреперы , бульдозеры , грейдеры , грейдер-элеваторы, погрузчики, канавокопатели и др.). Для транспортирования грунта (из выемок к месту укладки) на значительные расстояния применяется т. н. транспортный способ, при котором разработка грунта производится землеройными машинами (главным образом экскаваторами) с погрузкой в рельсовый или безрельсовый транспорт или на ленточные конвейеры.
При сооружении каналов, железных и автомобильных дорог, отрывке котлованов и траншей с перемещением грунта на небольшие расстояния (150-200 м ) обычно используется бестранспортный способ, когда выемка грунта (с несколькими перекидками) и удаление его за пределы контуров сооружений производятся экскаваторами-драглайнами. Этот способ весьма эффективен, особенно на открытых горных разработках. При З. р. с транспортированием грунта в насыпи на расстояние до 3000 м целесообразно применение самоходных скреперов и погрузчиков. Прицепные скреперы с ковшами ёмкостью 10-15 м 3 при наличии тягачей, имеющих ограниченную скорость, обычно используются для перемещения грунта на расстояние до 100 м. Осуществляя послойную разработку грунта, скреперы дают возможность отбирать для укладки в насыпь высококачественные грунты. Наряду с этим скреперы разравнивают и частично уплотняют грунт, что существенно облегчает последующие работы по уплотнению грунтов. Тяжёлые грунты при разработке скреперами рекомендуется предварительно рыхлить.
Разработка неглубоких выемок, планировочные работы, полувыемки-полунасыпи (на косогорах), разравнивание, обратные засыпки с перемещением грунта на 100-150 м производятся бульдозерами. Особенно эффективно применение групп бульдозеров (по 2-3 в ряд), что увеличивает производительность каждого бульдозера за счёт уменьшения потерь грунта. Для рытья траншей наряду с одноковшовыми экскаваторами используются и многочерпаковые траншейные. Планировочные З. р., профилировка земляного полотна автомобильных дорог, а также рытьё небольших канав (нагорных, кюветов и др.) могут выполняться самоходными грейдерами. При возведении различных земляных сооружений, засыпке фундаментов и траншей требуется послойное уплотнение грунта. Оно производится обычно катками дорожными (гладкими, шиповыми, вибрационными и др.), в стеснённых условиях - трамбовками, вибротрамбовками, трамбовочными плитами.
При взрывном способе З. р. используется сила взрыва зарядов взрывчатых веществ для перемещения грунта в нужном направлении (см. Направленный взрыв ). Во многих случаях (особенно при больших объёмах работ) взрывной способ даёт большой экономический эффект.
Гидромеханический способ З. р., называемый гидромеханизацией , осуществляется с помощью гидромониторов, разрабатывающих земляной массив напором водяной струи, или землесосных снарядов, всасывающих грунт вместе с водой. При гидромеханизации все 3 элемента З. р. (разработка, транспортирование, укладка грунта) объединяются в непрерывный процесс, что обеспечивает высокую эффективность этого метода. Применяются также и комбинированные способы З. р., например механический способ со взрывным, гидромеханическим и т.п. Выбор методов З. р. и средств механизации обусловливается проектом производства работ.
Лит.: Строительные нормы и правила, ч. 3, раздел Б, гл.(глав) 1 - Земляные сооружения, М., 1964; Технология и организация строительного производства, под ред. И. Г. Галкина, М., 1969.
