До 1940 г., когда материально-технические ресурсы были ограничены, строительство автомобильных дорог велось последовательным или параллельным методом.
Последовательный метод состоит в том, что все строительные процессы выполняют на одном участке дороги, а затем все силы и ресурсы перемещают на следующий участок и так до полного завершения строительства дороги (рис. 1.4.1).
Рис. 1.4.1. Последовательный метод организации работ:
t 1, t 2, t 3 - продолжительность выполнения работ, соответственно на 1....3 участке, смен;
l 1, l 2, l 3 - протяженность участков, км
Продолжительность строительства автомобильной дороги Т равна
T = t 1 + t 2 + t 3, (1.4.1)
При этом методе достигается концентрация сил и ресурсов строительной организации на коротком участке, чем облегчается руководство работами и контроль за их качеством. Недостатком этого метода организации работ являются неизбежные перерывы в использовании технических и материальных ресурсов из-за отсутствия необходимых заделов, что в конечном итоге удлиняет и удорожает строительство дороги в целом. Тем не менее этот метод организации работ может быть использован и в настоящее время при сооружении земляного полотна в сложных условиях.
Рис. 1.4.2. Параллельный метод организации работ
Параллельный метод заключается в одновременном выполнении комплекса работ на всем протяжении строящейся дороги, разделенной на самостоятельные участки (рис. 1.4.2). Такой способ позволяет значительно ускорить строительство благодаря сосредоточению большого количества трудовых и материально-технических ресурсов многих специализированных подразделений.
Параллельный метод организации позволяет строить дороги форсированно, но требует значительной концентрации на короткий срок трудовых ресурсов и техники на всем протяжении дороги, усложняет управление, снижает использование средств производства, вызывает необходимость частых передислокаций крупных строительных организаций и удорожает строительство. Если средств производства недостаточно, то параллельное производство неминуемо приводит к их технологическому и организационному распылению. Этот метод в настоящее время применяют при необходимости ввода в эксплуатацию дороги в сжатые сроки.
Продолжительность строительства дороги при параллельном методе организации работ
(1.4.2)
или
(1.4.3)
где l max - наибольшая продолжительность участка дороги, м;
V - средняя скорость потока, м/смену;
Q - наибольший объем работ на участке;
q - средний темп потока, м3/смену.
Быстрый рост объемов дорожно-строительных работ требует не только дальнейшего укрепления производственной мощности строек, но и полного рационального использования техники, существенного улучшения организации и технологии строительства. Снижение стоимости, повышение качества и сокращение сроков строительства во многом зависят от организации дорожно-строительных работ. Наиболее полно этим требованиям отвечает поточный метод организации строительства.
Поточный метод организации строительства - это такой метод, при котором все работы выполняют передвижные специализированные дорожно-строительные подразделения(звенья), движущиеся по дороге одно за другим в непрерывной технологической последовательности с заданной средней скоростью, обеспечивающей согласованность всего потока. В результате такого последовательного движения в заданный период заканчивается строительство участка дороги, готового к вводу в эксплуатацию.
В основе организационной структуры строительства при поточном методе лежит комплексный поток. Комплексный поток состоит из специализированных дорожно-строительных подразделений, каждое из которых выполняет отдельный вид работ.
На трассе строящейся автомобильной дороги имеются сосредоточенные работы (сооружение мостов, путепроводов, высоких насыпей и глубоких выемок, возведение земляного полотна на болоте и др.), которые могут служить задержкой для продвижения специализированных подразделений, выполняющих линейные работы. Поэтому важнейшим условием успешного применения поточного метода является заблаговременное выполнение сосредоточенных работ. Так как сосредоточенные работы резко отличаются по трудоемкости, технической сложности и другим показателям от линейных работ, для их выполнения создаются особые подразделения. Принципиальная схема поточной организации дорожного строительства показана на рис. 1.4.3.
Рис. 1.4.3. Принципиальная схема поточной организации дорожного строительства
При изучении и внедрении поточного метода организации работ выявились параметры потока и их взаимозависимости. Параметрами потока называют основные величины, которые характеризуют поток, его построение и организационные особенности (рис. 1.4.4).
Рис. 1.4.4. Фрагмент линейного календарного графика:
1 - поток с переменной скоростью; 2 - потоки с постоянной скоростью. Параметры потока: L - годовой участок работы, А - годовое время действия потока, а - длина комплексного потока, Е - шаг потока, А 0- период развертывания потока, Ас - период свертывания потока, Апр - период выпуска продукции, Ауст - время установившегося потока
Условные обозначения:
| - | возведение земляного полотна; |
| - | устройство песчаного подстилающего слоя; |
| - | устройство щебеночного основания; |
| - | устройство асфальтобетонного покрытия. |
Годовой участок работы потока «L». Участок дороги в км, на котором осуществляется работа потока в течение года.
Темп (интенсивность) потока «q». Средний объем работ, выполняемый дорожно-строительным подразделением в смену.
Захватка «b». Участок дороги по протяженности равный или кратный скорости потока, на котором расположены средства производства, выполняющие одну или несколько совмещенных операций.
b = V или b = п ´ V, т (1.4.4)
Длина комплексного потока «а ». Участок дороги, на протяжении которого располагаются все средства производства, входящие в состав комплексного потока. Длина комплексного потока равна сумме захваток и разрывов (организационных и технологических) между ними.
(1.4.5)
Годовое время действия потока «А». Календарная продолжительность работы потока в течение года от начала работы первого специализированного подразделения(звена) до конца работы последнего.
Механизированные дорожно-строительные подразделения, как правило, имеют постоянный состав и, соответственно, постоянную производственную мощность, хотя объем земляных работ по трассе распределен неравномерно. В связи с этим ежедневно возводятся неодинаковые по длине участки земляного полотна. При строительстве дорожной одежды объемы работ на значительных по протяженности участках остаются постоянными. Учитывая вышеизложенное, различают два вида потоков:
- с переменной скоростью;
- с постоянной скоростью (рис. 1.4.4).
Шаг потока «Е». Время в календарных сменах между вводом в поток двух очередных звеньев машин.
Период развертывания потока «А 0 ». Время в сменах от начала работы первого специализированного подразделения (звена) до начала работы последнего. Период развертывания потока при постоянном шаге потока, равен
А 0 = E (n - 1); (1.4.6)
при переменном
(1.4.7)
где п - число специализированных подразделений (звеньев).
Период выпуска продукции Апр. Разность между годовым временем действия потока А и временем развертывания А 0
Апр = А - А 0 (1.4.8)
Период свертывания потока Ас. Время в сменах, необходимое для последовательного вывода из работы всех специализированных потоков после полного окончания выполненных ими работ.
Время установившегося потока Ауст. Это время одновременного действия всех специализированных подразделений
Ауст = А - (А 0 + Ас) (1.4.9)
Параметры потока взаимодействуют между собой. Так, длина годового участка работы L прямо пропорциональна скорости потока V и периоду выпуска продукции Апр
L = V ·(A - А 0) (1.4.10)
В свою очередь скорость V и темп потока q зависят от годового времени потока и периода его развертывания
м3/смену; (1.4.11)
м3/смену; (1.4.12)
где Q - годовой объем земляных работ, м3
Средняя длина комплексного потока может быть определена по формуле
(1.4.13)
Для оценки эффективности поточного метода организации работ определяют условный коэффициент эффективности
(1.4.14)
Чем больше коэффициент Эп, тем выше эффективность организации работ. Принято считать, что при
Эп > 0,7 - применение поточного метода целесообразно;
Эп = 0,4...0,6 - возможны другие методы;
Эп < 0,3 - поточный метод организации работ неэффективен.
Поточный метод организации работ по сравнению с последовательным и параллельным имеет следующие преимущества:
- обеспечивает расчленение процесса;
- дает возможность равномерно использовать машины и механизмы;
- облегчает снабжение и планирование работ;
- обеспечивает ритмичный выход готовой продукции;
- способствует повышению производительности труда, сокращению сроков выполнения работ, снижению себестоимости строительства, улучшению качества работ.
Для получения высоких показателей при поточной организации работ необходимо:
- наличие тщательно разработанного проекта производства работ;
- организация комплексного снабжения строительства объекта;
- правильное планирование задела;
- хорошее техническое состояние парка дорожно-строительных машин.
Источник:https://www.gosthelp.ru/text/PosobieSpravochnikdorozhn.html
Классификация грунтов
Физико-механические и физические свойства грунтов оказывают существенное влияние на конструкцию земляного полотна, способы производства работ и, в конечном итоге, на стоимость всей автомобильной дороги.
Грунты, используемые для возведения насыпей, разделяют на четыре основные группы: скальные, добываемые путем разрушения естественных сплошных или трещиноватых скальных массивов; крупнообломочные, залегающие в естественных условиях в виде аллювиальных и делювиальных отложений; песчаные; глинистые.
По своим физико-механическим свойствам грунты, залегающие в верхней толще земной коры, подразделяют:
1. Щебенистый грунт - неокатанные остроугольные разрушенные горные породы размером частиц до 200 мм и насыпной плотностью 1750...1900 кг/м3, естественной влажностью 2...6 % и коэффициентом разрыхления 1,3...1,4.
2. Гравелистый грунт - обломочная горная порода, состоящая из несцементированных окатанных зерен размером до 70 мм. Окатанные частицы от 70 до 200 мм принято называть галькой. Насыпная плотность гравелистого грунта достигает 1700...1900 кг/м3, естественная влажность - 2...8 % и коэффициент разрыхления - 1,14...1,28.
3. Песок - рыхлая горная порода, состоящая из обломков различных минералов и пород в виде зерен диаметром от 0,12 до 5 мм. Песок подразделяют на крупный с преобладанием фракции 0.5...5 мм, средний с преобладанием фракции 0,25...0,5 мм; мелкий с содержанием частиц 0,1...0,25 мм более 50%. Песок, в котором преобладает фракция менее 0,1 мм, называют пылеватым. Насыпная плотность песка - 1500... 1600 кг/м3, естественная влажность - 8...12% и коэффициент разрыхления - 1,0...1,1.
4. Супесь - грунт, содержащий от 30 до 50 % песчаных частиц. Насыпная плотность 1500...1600 кг/м3, естественная влажность - 10...15 %, коэффициент разрыхления - 1,2...1,3, число пластичности - 1...7.
5. Глина представляет собой силикат, содержащий глинозем, кремнезем, примеси песка, извести и др., а также химически связанную воду. Глина содержит частиц мельче 0,005 мм более 30 %. При содержании в глине частиц мельче 0,005 мм более 60 %, ее называют тяжелой. Плотность глины при естественной влажности - 20...30 % составляет 1500...1600 кг/м3. Коэффициент разрыхления - 1,15...1,30. Число пластичности, в зависимости от содержания глинистых частиц, - 17...27.
6. Суглинок - грунт, содержащий от 10 до 30 % глинистых частиц. Плотность суглинка при естественной влажности 14...19 % составляет от 1500 до 1600 кг/м3. Коэффициент разрыхления изменяется в пределах от 1,2 до 1,3. Суглинок с числом пластичности 7...12 называют легким, а с числом пластичности свыше 12 - тяжелым.
7. Растительный грунт имеет в своем составе гумуса от 4 до 22 %. По механическим свойствам приближается к тяжелым суглинкам. Плотность растительного грунта при влажности 20...25 %составляет 1200...1300 кг/м3, а коэффициент разрыхления - 1,3...1,4.
Пригодность грунта для сооружения земляного полотна определяется его дорожно-строительными свойствами (табл. 1.5.1).
Для насыпей применяют грунты, состояние которых под действием природных факторов не изменяется или изменяется незначительно, что не влияет на их порочность и устойчивость в земляном полотне. К таким грунтам относят: скальные неразмягчаемые породы, крупнообломочные, песчаные (кроме мелких и пылеватых), супеси крупные и легкие (табл. 1.5.1).
Таблица 1.5.1
Классификация грунтов по их дорожно-строительным свойствам
| Вид грунта | Распределение частиц по крупности, % от массы сухого грунта | Содержание песчаных частиц, % от массы сухого грунта | Число пластичности | Пригодность грунтом для отсыпки землянок) полотна |
| Крупнообломочные: | ||||
| Щебенистый (неокатанные частицы) | Крупнее 10 мм, более 50 % | - | - | Весьма пригоден |
| Гравелистый (окатанные частицы) | Крупнее 10 мм, более 50 % | - | - | То же |
| Древесный (при преобладании окатанных частиц - гравелистый) | Крупнее 2 мм, более 50 % | - | - | -«- |
| Песчаные: | ||||
| Песок гравелистый | Крупнее 2 мм более 25 % | Весьма пригоден | ||
| Песок крупный | Крупнее 0,5 мм более 50 % | - | - | Пригоден |
| Песок среднем крупности | Крупнее 0,25 мм более 50 % | - | - | То же |
| Песок мелкий | Крупнее 0,1 мм более 75 % | - | - | Пригоден, но менее устойчив |
| Песок пылеватый | Крупнее 0,05 мм более 75 % | - | - | Малопригоден |
| Глинистые: | ||||
| Супесь | Легкая крупная | 1...7 | Весьма пригодна | |
| -«- | Легкая пылеватая | 20...50 | 1...7 | Пригодна |
| -«- | Тяжелая пылеватая | 1...7 | Малопригодна | |
| Суглинок: | Легкий | 7...12 | Пригоден | |
| -«- | Легкий пылеватый | 7...12 | То же | |
| -«- | Тяжелый | 12...17 | То же | |
| -«- | Тяжелый пылеватый | 12...17 | Малопригоден | |
| Глина: | Песчаная | 17...27 | Пригодна | |
| -«- | Пылеватая полужирная | Не нормируется | 17...27 | Малопригодна |
| -«- | Жирная | То же | Не пригодна |
Грунты глинистые, мелкие и пылеватые пески, размягчаемые скальные грунты также пригодны для возведения земляного полотна, но при этом необходимо учитывать некоторые ограничения.
Кроме грунтов природного происхождения для отсыпки насыпей применяют отходы промышленности: золошлаковые материалы, отвалы горнодобывающей промышленности и др.
Насыпи возводят из грунта, который получают при разработке выемок, грунтовых карьеров или боковых резервов. Объем потребного грунта для насыпей
V к = V н · k 0, (1.5.1)
где Vн - объем возводимой насыпи, м3;
k 0 - коэффициент относительного уплотнения.
k 0 = d н / d е, (1.5.2)
где dн - требуемая плотность грунта в теле насыпи, кг/м3;
dе - плотность грунта в естественном состоянии, кг/м3.
По трудности разработки дорожными машинами, грунты подразделяют на четыре группы (табл. 1.5.2).
Таблица 1.5.2
Группы грунтов по трудности разработки механизированными средствами
| Наименование и краткая характеристика грунта | Группа фунта по трудности разработки машинами | ||||
| одноковшовыми экскаваторами | скреперами | бульдозерами | автогрейдерами | грейдер элеваторами | |
| Галька и гравий всех видов крупностью до 80 мм, без валунов (крупнее 80 мм с валунами) | I, II | II | II | II | - |
| Глина: | |||||
| - жирная мягкая и насыпная | II | II | II | II, III | II |
| - слежавшаяся всех видов, твердая (без примесей); | III | - | II | III | - |
| - с примесью щебня, гальки или гравия 10 % и более; | III | - | II | III | - |
| - маренная (с валунами до 30 %) | IV | - | III | - | - |
| - тяжелая ломовая (юрская) | III | II | III | III | III |
| Грунт растительного слоя: | |||||
| - без корней и валунов; | I | I | I | I | I |
| - с примесью щебня, гравия | II | - | III | - | - |
| Песок: | |||||
| -всех видов естественной влажности; | I | II | II | II | III |
| - сухой сыпучий с примесью | I | II | III | - | - |
| Скальные грунты: | |||||
| - предварительно разрыхленные; | IV | - | III | - | - |
| - не требующие разрыхления | IV | - | IV | - | - |
| Суглинок: | |||||
| - легкий и лессовидный тяжелый и слежавшийся; | I | I | I | I | I |
| - с примесью щебня, гравия и строительного мусора | II | II | II | II | II |
| Супеси всех видов | I | II | II | II | II |
| Мерзлые грунты, песчаные и супесчаные, глинистые и суглинистые, предварительно разрыхленные | II...IV | III, IV | III | - | - |