Тема 8.2. УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Пути повышения эффективности и качества работ, сокращение сроков и стоимости строительства.
Качество работ, сокращение сроков и стоимости строительства обеспечивает строгое соблюдение различных графиков строительства:
Календарный график решает распределение работ по времени года. Линейный – сроки начала и конца постройки сооружения, в увязке со сроками основных дорожных работ.
Рабочий график – последовательность завоза на строительство элементов сборных конструкций и материалов, необходимых в каждый отрезок времени, уточненную потребность в механизмах и трудовых затратах.
В настоящее время широко используются различные модели сетевого графика. Они позволяют выбирать оптимальную стратегию планирования строительства.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какими способами может осуществляться поточное строительство мостовых сооружений?
2. Что входит в состав ПОС и ППР при строительстве мостовых сооружений?
3. В чем состоит суть устройства строительной площадки моста?
4. Какие графики строительства мостов существуют?
Фундамент является соединительным звеном между сооружением и основанием и передает нагрузки от сооружения на грунт. Фундамент должен обеспечивать достаточную прочность для сооружения, сопротивляться влиянию грунтовых вод, обладать морозоустойчивостью.
Для всех типов и конструкций фундаментов важным является глубина их заложения. Глубина заложения фундамента зависит в основном от глубины промерзания грунта и уровня грунтовых вод (рис.
175), а также от характера нагрузок на фундамент, несущей способности грунтов, наличия подвалов и пр.
Рис.175. Схема заложения подошв фундаментов в зависимости от уровня грунтовых вод и глубины промерзания
Подошва фундамента должна находиться ниже глубины промерзания грунта, которая устанавливается по данным многолетних наблюдений при оголенной от снегового покрова поверхности и приводится в СНиП, где дана схематическая карта глубины промерзания грунтов, при этом для супесей и песков мелких и пылеватых нормативные глубины промерзания принимаются с коэффициентом 1,2.
В тех случаях, когда грунты, залегающие в основании, по своим качествам и расчетным характеристикам позволяют заложить фундаменты сооружения на небольшой глубине и не требуется специальных устройств для передачи давления опор на грунт (сваи, опускные колодцы), применяют фундаменты мелкого заложения. Основная особенность таких фундаментов том, что для их возведения достаточно устройства открытых котлованов. Глубина заложения определяется характером грунтов основания, глубиной промерзания, возможными размывами и т.д.
Котлованы под фундаменты мелкого заложения допускается разрабатывать лишь при наличии утвержденного проекта, геологических разрезов и данных об уровнях грунтовых, меженных и высоких вод.
При необходимости устройства котлованов в теле насыпи существующего земполотна или непосредственной близости от нее, а также при устройстве в насыпи поперечных прорезей для производственных целей ведение работ разрешается по специальным проектам с детально разработанными конструкциями крепления стенок и перекрытия прорезей, гарантирующих полную безопасность движения транспорта и работающих. Рабочие чертежи и порядок организации указанных работ должны быть согласованы с заинтересованными организациями.
Рис.176. Схема разработки котлованов
Оборудование для разработки котлованов на местности, не покрытой водой, выбирают с учетом вида грунта, условий его разработки и удаления, размеров и способов крепления котлованов и размещения оборудования.
При значительных размерах котлованов механизмы можно располагать непосредственно в котлованах, например транспортер (рис.176, а), экскаватор с-прямой лопатой; (рис.176, в), бульдозер (рис.176, е).
При узких котлованах экскаваторы могут находиться на его бровке, например экскаватор с обратной лопатой (рис.176, д), экскаватор с драглайном (рис.176, б), экскаватор с грейфером (рис.176, г).
Грейферы применяют тяжелые, одноканатные со стальными зубьями, пригодными для разработки слежавшегося грунта под водой. При ограниченных размерах котлована в плане, а также при зачистке дна котлована может применяться ручной инструмент. Грунт из котлована в этом случае можно удалять бадьями с помощью крана.
Разработка котлованов с вертикальными стенками без креплений возможна лишь в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых и поверхностных вод при ограничении глубины: 1 м — в насыпных песчаных и гравелистых грунтах; 1,25 м — в супесях; 1,5 м — в суглинках и глинах; 2 м — в особо плотных нескальных грунтах.
При разработке котлованов руководствуются условиями безопасности ведения работ, удобства разработки и удаления грунта, возведения кладки фундамента. При производстве работ окружающий котлован грунт должен сохранять устойчивость. Это обеспечивается устройством различных ограждений или другими мерами.
Таблица 1
| #G0Грунт | Отношение высоты откоса к его заложению при глубине разработки котлована, м | ||
| 1,5 | 3-5 | ||
| Насыпной | 1:0,25 | 1:1 | 1:1,25 |
| Песчаный и гравелистый | 1:0,5 | 1:1 | 1:1 |
| Супесь | 1:0,25 | 1:0,67 | 1:0,85 |
| Суглинок | 1:0,0 | 1:0,5 | 1:0,75 |
| Глина | 1:0,0 | 1:0,25 | 1: 0,5 |
| Лессовый сухой | 1:0,0 | 1:0,5 | 1:0,5 |
- Вид котлованов и способы их ограждения зависят от вида грунтов, наличия грунтовых и поверхностных вод, а также от размеров и глубины заложения фундамента.
- Рытье котлованов с вертикальными стенками без крепления может выполняться в песчаных и крупнообломочных грунтах на глубину 1 м, в супесях — 1,25 м, в суглинках и глинах — 1,5 м и очень прочных суглинках и глинах — 2 м.
- При необходимости работы людей в траншее с вертикальными стенками наименьшее расстояние в свету между боковыми поверхностями или щитами крепления должно быть не менее 0,7 м.
На местности, не покрытой водой, при сухих или малоувлаженных грунтах и глубине заложения до 3-5м котлованы могут быть устроены с естественными откосами (рис.177).
Рис. 177.
Для уменьшения объема земработ при небольшой ширине 4-5м применяют крепление стенок котлована деревянными или металлическими щитами с распорками.
Рис.178. Инвентарное крепление котлована
1 — брусок; 2 — швеллер или уголок; 3 — распорка; 4 — болт; 5 — клин; 6 — щит.
При водоносных грунтах или небольшой глубине воды в месте устройства фундамента применяют однорядные шпунтовые стенки (рис.179). Шпунтовую стенку устраивают из досок или брусьев, забиваемых в грунт по периметру котлована в виде сплошной стенки.
Кромки отдельных шпунтин обрабатывают гребнями и пазами так, что при забивке последовательных шпунтин получается плотное их взаимное сопряжение, препятствующее проникновению воды.
Шпунтовое ограждение рассчитывают на действие горизонтального давления от поддерживаемого им грунта и от напора воды.
Рис. 179.
При значительной глубине воды в месте устройства фундаментов для ограждения котлованов применяют земляные или шпунтовые перемычки.
Земляные перемычки устраивают в виде отсыпки-дамбы, окружающей участок, где должен быть устроен котлован. Недостаток – большая ширина и значительное стеснение русла реки. Ширину перемычки поверху принимают 1-2м, откосам придают уклон 1:2 – 1:3 и положе.
Рис. 180. Виды котлованов и их ограждений
1 – земляная перемычка.
Уменьшение ширины земляной перемычки может быть достигнуто применением шпунтовой стенки. В этом случае по периметру котлована забивают шпунтовый ряд и снаружи, для уменьшения водопроницаемости, обсыпают его грунтом.
Еще меньшую площадь в плане занимают двухрядные шпунтовые перемычки с заполнением грунтом. Ширину b обычно принимают равной примерно половине глубины Н котлована, считая ее от горизонта воды. Пространство между шпунтовыми рядами заполняют грунтом, по возможности маловодопроницаемым.
Рис.181.
Котлованы в шпунтовом ограждении на местности, не покрытой водой, устраивают в неустойчивых и водоносных грунтах, в стесненных условиях, вблизи действующих железных и автомобильных дорог и других сооружений. Шпунт может быть деревянным или металлическим.
Рис.182. Конструкция деревянных шпунтин
1 — паз; 2 — гребень; 3 — гвозди; 4 — болты диаметром 10-16 мм (впотай).
Ограждения из деревянного шпунта применяют при глубине погружения его до 4-6 м и отсутствии в грунтах включений, препятствующих погружению шпунта. Наилучшая форма гребня и паза шпунта — прямоугольная (рис.183). Треугольная форма применяется для шпунтин, изготавливаемых из досок толщиной не более 80 мм (рис.182, а). Применяют шпунтины из досок (рис.182, б).
Рис.183. Конструкция деревянных шпунтин
1 — паз; 2 — гребень.
Шпунтины забивают в грунт свайными молотами, чаще паровоздушными, двойного действия или дизель-молотами. Для ускорения забивки и улучшения качества шпунтовой стенки шпунт сплачивают в пакеты из двух-трех шпунтин.
Рис.184. Конструкция деревянных шпунтин
- 1 — скоба диаметром 12-14 мм; 2 — бугель.
- Для обеспечения правильного положения погружаемых шпунтин через 2-3 м забивают маячные сваи из бревен диаметром 18-24 см и прикрепляют к ним горизонтальные схватки.
Рис.185. Вид ограждения
1 — шпунтовая стенка; 2 — направляющие схватки; 3 — заполнение грунтом; 4 — котлован.
Ограждения из металлического шпунта применяют при глубине погружения в грунт более 6 м, а также в плотных глинистых и гравелистых грунтах (рис.185). Для мостовых опор чаще используют шпунт корытного профиля — ШК-1, ШК-2 или специального типа — Ларсен IV и Ларсен V.
Шпунтовые ограждения раскрепляют горизонтальными поясами (обвязками) по внутреннему контуру котлована и системой поперечных распорок и угловых подкосов из прокатного металла — двутавров или швеллеров, а иногда и из дерева.
Водоотлив может осуществляться диафрагмовыми, самовсасывающими центробежными и многоступенчатыми насосами в зависимости от притока воды и глубины котлована.
Если котлованы под мостовые опоры устраивают в зоне грунтовых вод или на водотоке, то необходим водоотлив. Количество воды, проникающей в котлован через дно и шпунтовые стенки, зависит от водонепроницаемости грунта, уровня грунтовых вод и качества шпунтового ограждения.
Рис.186. Схема понижения уровня воды в котловане
1 — насосная установка; 2 — коллектор; 3 — иглофильтры; 4 — гибкие шланги.
Применяют также временное понижение грунтовых вод в котловане с помощью глубинного водоотлива иглофильтрами.
В этом случае по периметру котлована прокладывают коллектор из труб диаметром 100-200 мм, к которому присоединяют гибкими шлангами трубы-иглофильтры через 0,8-1,5 м в зависимости от водопроницаемости грунта. Коллектор соединяют с одним или несколькими вакуум-насосными установками.
Откачиванием воды насосами одновременно из всех труб обеспечивают понижение уровня грунтовых вод и разрабатывают котлован в сухом грунте (рис.186). Иглофильтр представляет собой стальную трубу диаметром 38-50 мм, собранную из отдельных звеньев. Нижнее звено снабжено фильтрующим устройством.
Фильтр состоит из двух труб. Наружная труба имеет равномерно расположенные отверстия, она обмотана спиральной проволокой, а поверх спирали натянута фильтрационная сетка. Спираль обеспечивает зазор между трубой и сеткой, препятствующий засорению фильтра.
Внутренняя труба имеет в стенке небольшое число отверстий. Фильтр оканчивается наконечником с шаровым клапаном. В осушенном грунте котлован, как правило, разрабатывают с креплением. После устройства фундамента водопонижающую установку убирают, и грунтовые воды снова повышаются до своего обычного уровня.
Рис.187. Схемы разработки грунта
- 1 — стреловой плавучий кран на понтонах; 2 — ограждение котлована; 3 — грейфер; 4 — насос;
- 5 — гидромонитор.
- Ограждения из бездонных ящиков применяют преимущественно деревянной несъемной конструкции.
Рис.188. Схемы разработки грунта
1 — стреловой плавучий кран на понтонах; 2 — ограждение котлована; 3 — направление движения пульпы; 4 — направление движения воздуха; 5 — компрессор; 6 — понтон; 7 — бадья.
Грунт в перемычках разрабатывают грейферами плавучих кранов путем черпания из-под воды (рис.187, а), гидромониторами (рис.187, б), а при стесненных условиях и зачистке котлована — выдачей грунта бадьями (рис.188, б).
При скальном дне устройство шпунтовых перемычек невозможно, тогда для ограждения могут быть применены ряжевые перемычки, устроенные из ряда ряжей, установленных на дно и заполненных грунтом (рис. 189).
Ряжевые перемычки выполняют из брусьев, скрепленных в углах стальными штырями, водонепроницаемого экрана из дощатых щитов или шпунта.
Обычно ряжи рубят на берегу, на неполную высоту, затем доставляют к месту установки и пригружают песком или камнем, постепенно наращивая высоту. Зимой ряжи собирают на льду.
Рис.189.
Шпунт стальной, деревянный и железобетонный применяют для устройства ограждений стенок глубоких котлованов и перемычек. Для соединения отдельных шпунтин и образования сплошной стенки на обеих кромках каждой шпунтовой сваи делают замки различной формы.
Одним из наиболее совершенных ограждений котлованов являются металлические шпунтовые стенки., имеющие специальное поперечное сечение с замками по продольным кромкам. Стальной шпунт представляет собой пластины плоской, корытообразной и зетовой формы длиной 12…25 м (рис.190).
- Деревянный шпунт применяется при глубине забивки не более 3 м, изготавливается из чисто обрезных досок толщиной не менее 4 см.
- Железобетонный шпунт выполняют прямоугольного сечения с пазом и гребнем трапецеидальной или полукруглой формы.
Рис.190. Профили стальных шпунтов:
а — плоский ШП, б — корытный ШК, в — Ларсен (Л)
Виды земляных сооружений
- В промышленном и гражданском строительстве земляные работы приходится выполнять при устройстве котлованов и траншей под фундаменты и подземные коммуникации, при возведении земляного полотна дорог, а также планировке площадок.
- Выемки и насыпи, получаемые в результате разработки и перемещения грунта, называют земляными сооружениями. Они имеют следующие названия:
- котлован — выемка шириной более 3 м и длиной не менее ширины;
- траншея — выемка шириной менее 3 м и длиной, многократно превышающей ширину;
- шурф — глубокая выемка с малыми размерами в плане;
- насыпь — сооружение из насыпного и уплотненного грунта;
- резерв — выемка, из которой берут грунт для возведения насыпи;
- кавальер — насыпь, образуемая при отсыпке ненужного грунта, а также создаваемая для его временного хранения.
- Земляные сооружения бывают:
· постоянные — насыпи дорог, плотины, дамбы, ирригационные и мелиоративные каналы, водоемы, планировочные площадки жилых кварталов, промышленных комплексов, стадионов, аэродромов и т. д.
- · временные — выемки для прокладки подземных коммуникаций и устройства фундаментов, насыпи для временных дорог.
- В зависимости от назначения земляных сооружений к ним предъявляют различные требования в отношении крутизны и тщательности отделки откосов, степени уплотнения и фильтрующей способности грунта, его устойчивости к размыванию и других механических свойств.
- 2 Способы обеспечения устойчивости земляных
- сооружений
Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним. Чтобы её обеспечить, земляные сооружения возводят с откосами необходимой крутизны. Крутизна откоса выемки или насыпи зависит главным образом от угла естественного откоса грунта.
Её принимают в зависимости от глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта, их влажности, характера сооружений (постоянные или временные) и других факторов.
Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей глубиной до 5 м, отрываемых в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (УГВ) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, регламентируемого СНиПами.
При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной).
Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения (сигма) и удельного сцепления грунта (с) с учётом нагрузки на берме откоса.
Однако не всегда имеется возможность отрывки котлована или траншей с наклонными откосами необходимой крутизны, чтобы обеспечить их устойчивость. Такое, в частности, может быть при отрывке выемок в стеснённых условиях городской застройки и тогда приходится их отрывать с вертикальными откосами.
Для предотвращения обрушения вертикальных стенок необходимо устраивать их временное крепление. При этом необходимо иметь в виду, что без креплений вертикальных стенок траншей и котлованов, расположенных выше УГВ, допускается при глубине их не более, м:
| в песчаных и крупнообломочных грунтах | 1,0 |
| в супесях | 1,25 |
| в суглинках и глинах (кроме очень прочных) | 1,5 |
| в очень прочных суглинках и глинах | 2,0 |
Способы и конструкции креплений вертикальных стенок котлованов и траншей зависят от их глубины и размеров, физических и гидрогеологических свойств грунтов, наличия динамических нагрузок у краёв выемки (от машин и механизмов) и принятых способов последующих работ (монтажа строительных конструкций, труб и т.п.).
В зависимости от конструктивного решения различают крепления следующих типов: распорные, консольные, консольно-распорные, консольно-анкерные, подкосные. Тип крепления выбирают в зависимости от назначения и размеров выемки, свойств грунтов, величины притока грунтовых вод и условий производства работ.
- 3 Основные способы разработки грунтов
- Грунт при строительстве разрабатывают тремя основными способами: способом резания, гидромеханическим и взрывным способом.
- Выбор того или иного способа преимущественно зависит от вида земляного сооружения и его размеров, вида грунта и гидрогеологических условий.
При разработке грунта и устройстве земляных сооружений любым из перечисленных выше способов используют соответствующий комплект машин, работающих в определенной технологической взаимосвязи. Комплект машин должен обеспечивать выполнение всех процессов непрерывным и равномерным потоком в течение всего времени производства работ при максимальной загрузке всех участвующих машин.
Машина, выполняющая основной объем работ, является ведущей. В зависимости от ее производительности определяют число и мощность других входящих в комплект машин.
Выбор машин основан на технико-экономическом расчете, позволяющем определить наиболее эффективное сочетание машин по стоимости и трудозатратам.
Разработка грунта резанием. Разработку грунта резанием осуществляют с использованием землеройных и землеройно-транспортных машин.
Землеройные машины режут грунт и перемещают его на небольшие расстояния с выгрузкой в отвал или на транспортные средства. К этим машинам относят экскаваторы различных типов — одноковшовые (прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер), многоковшовые (цепные и роторные) и фрезерные.
Наибольшее применение в строительстве вследствие своей универсальности и хорошей маневренности получили одноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша 0,15…2 м3.
В зависимости от ходового устройства экскаваторы разделяют на гусеничные, пневмоколесные, автомобильные и шагающие с гидравлической, пневматической или электрической системой управления.
Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую и обратную лопату, драглайн и грейфер (рис.7).
Рис. 7. Одноковшовые экскаваторы со сменным рабочим оборудованием: а—прямая лопата; б—обратная лопата; в—драглайн; г—грейфер; д—кран; е—сваебойный копер; ж—струг; з—планировщик откосов; и—рыхлитель грунта.
Кроме того, одноковшовые экскаваторы могут быть оснащены грузовым крюком, сваебойным оборудованием, стругом, приспособлением для планировки откосов и другими специальными устройствами.
Прямая лопата (рис.7,а) представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой. Опорожняют ковш, открывая его днище.
Экскаваторы с прямой лопатой используют при разработке грунта I…III групп, чаще, с погрузкой в транспортные средства, реже при отсыпке в отвал.
Такой экскаватор разрабатывает грунт, находящийся выше уровня его стоянки и поэтому всегда находится внизу котлована.
Обратная лопата (рис. 7,6) -это открытый снизу ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой. Грунт разгружают, опрокидывая ковш.
Рабочая зона экскаватора с обратной лопатой расположена ниже горизонта стояния, что позволяет разрабатывать переувлажненный грунт. Экскаватор особенно удобен при разработке котлованов небольшой глубины.
Ковш драглайна (рис. 7,в) имеет гибкую канатную подвеску, с помощью которой его крепят к удлиненной стреле кранового типа и забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы.
К ковшу крепят также тяговый канат, позволяющий осуществлять наполнение и опорожнение ковша.
Драглайном можно разрабатывать грунты, находящиеся под слоем воды. Наибольшей производительности его достигают при работе в отвал, так как гибкая подвеска затрудняет наводку ковша при погрузке в транспортные средства.
Грейфер (рис. 7,г) представляет собой ковш с двумя или более челюстями, смыкающимися с помощью индивидуального канатного или гидравлического привода.
Его, как и ковш драглайна, навешивают, используя систему канатов на удлиненную стрелу крана. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками.
Применяют грейфер при разработке грунтов малой плотности (I и II групп), выемке песка и гравия из-под воды, а также на погрузочно-разгрузочных работах.
Место работы экскаватора называют экскаваторным забоем, параметры которого зависят от марки экскаватора, вида транспорта и принятой схемы разработки грунта.
Высота (глубина) забоя должна обеспечивать заполнение ковша экскаватора за одно черпание. Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), то целесообразно использовать; экскаватор вместе с бульдозером. Последний разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора, обеспечивая для него достаточную высоту забоя.
Применение рациональных приемов работы в правильно назначенном забое позволяет обеспечить наивысшую производительность машин при минимальной себестоимости земляных работ.
Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Разработку грунта экскаваторами с прямой лопатой ведут лобовой и боковой проходкой. В лобовом забое (рис. 8,а,б,в) экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и грузит его на транспортные средства, подаваемые к экскаватору сзади по дну забоя то с одной, то с другой стороны от оси проходки.
В боковом забое (рис. 8,г) экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси проходки и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону.
Глубокие выемки разрабатывают в несколько ярусов. За ярус принимается высота забоя данного типа экскаватора.
Рис. 8. Схема разработки котлованов одноковшовыми экскаваторами.
- а — лобовая проходка прямой лопаты с односторонней погрузкой грунта в самосвалы;
- б — то же, с двухсторонней погрузкой,
- в — то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора,
- г — боковая проходка,
- д. — торцовая проходка обратной лопаты или драглайна;
- е — то же, при большей ширине котлована,
- ж — то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора,
- з. — боковая проходка,
- и — продольно-челночная проходка драглайна
Обратной лопатой экскаватор разрабатывает грунт «на себя» с торцовой или боковой проходкой. При торцовом забое (рис.
8,д,е,ж) экскаватор перемещается по оси отрываемой им траншеи или котлована, попеременно разрабатывая грунт то с одной, то с другой стороны в зависимости от того, куда подходят транспортные средства.
Если грунт разрабатывают с одной стороны оси движения экскаватора, то образуется боковой забой (рис. 8,з).
Экскаваторы с обратной лопатой целесообразно применять для отрывки траншей и котлованов глубиной до 6 м.
Экскаватор, оборудованный драглайном, разрабатывает грунт аналогично экскаватору с обратной лопатой. Но более эффективной схемой разработки является челночная, так как ковш драглайна имеет гибкую подвеску. При этой схеме транспортные средства подходят по дну котлована и угол поворота экскаватора при выгрузке грунта будет минимальным (рис. 8,и).
Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами.Многоковшовые экскаваторы являются машинами непрерывного действия и отличаются высокой производительностью. Рабочим органом у них являются ковши, насаженные через равные интервалы на замкнутой цепи или колесе (ротор), в зависимости от чего различают экскаваторы цепные и роторные (рис. 9).
Рис. 9. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами а — цепным; б — роторным
По характеру перемещения рабочего органа относительно направления движения экскаваторы бывают продольного и поперечного черпания.
Экскаваторы продольного черпания (цепные и роторные) используют для устройства траншей небольших размеров; экскаваторы поперечного черпания — для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов, при работе в карьерах.
При устройстве траншей вдоль трассы выполняют планировку поверхности бульдозером на ширину хода многоковшового экскаватора. Экскаваторы непрерывного действия способны разрабатывать грунты I…III групп, не содержащие камней, пней и крупных включений.
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами. Землеройно-транспортные машины за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь или кавальер и возвращаются в забой порожняком. Основными землеройно-транспортными машинами являются скреперы, бульдозеры и грейдеры.
Скреперы отличает высокая производительность. Их используют при разработке котлованов и на планировочных работах в грунтах I…IV групп. Плотные грунты перед разработкой скрепером предварительно рыхлят. Толщина разрабатываемого за один проход слоя грунта зависит от мощности скрепера и составляет 120…320 мм.
Рабочим органом скрепера является ковш с ножевым устройством, расположенным в нижней его части, которым при движении осуществляют послойное резание грунта с одновременным перемещением его в ковш. Разгружают ковш с одновременным разравниванием грунта слоем толщиной 220—550 мм также при движении скрепера.
Скреперы бывают прицепными с вместимостью ковша 2,25…10 м3, работающие в сцепе с трактором-тягачом, и самоходными с вместимостью ковша 8 м3 и более. Самоходные скреперы являются более совершенными машинами. Они обладают хорошей маневренностью и высокой скоростью передвижения.
Схема работы скрепера зависит от взаимного расположения выемок и насыпей. Простейшей является схема работы по эллипсу (рис. 10,а). Но в этом случае машина делает поворот только в одну сторону, что приводит к неравномерному износу рабочих частей скрепера. Для устранения этого явления используют схему работы скрепера по «восьмерке» (рис. 10,6).
Рис. 10. Схема разработки грунта скреперами а—проходка по эллипсу; б—то же, по восьмерке; в—сдвоенная проходка по эллипсу при двух насыпях; г—то же, при двух выемках; 1—участок загрузки; 2—груженый скрепер; 3—участок разгрузки; 4—порожний скрепер
Эта схема в два раза уменьшает число полных разворотов скрепера, что повышает его производительность.
При чередовании насыпи и выемки наиболее эффективной схемой работы скрепера является сдвоенная проходка (рис. 6.10.в.г). Дальность транспортировки грунта прицепными скреперами — до 1000 м, самоходными — до 3000 м.
Бульдозерами разрабатывают грунт в неглубоких и протяженных выемках и резервах для перемещения его в насыпь на расстояние до 100 м.
Бульдозерами также обваловывают, разравнивают и планируют грунт, зачищают дно котлованов после экскаваторной разработки.
Они часто входят в комплект оборудования, обеспечивающего комплексную механизацию земляных работ, разравнивая грунт, доставляемый различными транспортными средствами.
Разработку выемок бульдозером ведут ярусами, равными толщине слоя, снимаемого за один проход. При этом обеспечивают работу бульдозера под уклон.
На планировочных работах грунт разрабатывают преимущественно траншейным или послойным способом.
В первом случае ярусы глубиной 400…500 мм разрабатывают траншеями шириной в отвал бульдозера, оставляя между ними нетронутый грунт полосами 400…600 мм (рис. 11,а). Их срезают бульдозером в последнюю очередь.
Рис. 11. Схема разработки грунта бульдозерами траншейным (а) и послойным (б).
При послойном способе грунт разрабатывают слоями, на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера, последовательно по всей ширине выемки или отдельной ее части (рис. 11,6).
При дальности перемещения грунта более 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта в насыпи ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора.
Грейдерами осуществляют планировку территории, устройство откосов земляных сооружений и протяженных насыпей высотой до 1 м, профилируют дорожное полотно, отрывают кюветы. Плотные грунты перед их разработкой грейдером рыхлят тракторным рыхлителем или плугом. Грейдеры используют при перемещении грунта на небольшие расстояния.
Земляные сооружения. Виды земляных сооружений
Земляные сооружения характеризуются тем, что имеют горизонтальную привязку на местности, высотные отметки, размеры, величину временных или постоянных грунтовых откосов.
Виды земляных сооружений:
- выемки — котлованы, траншеи, скважины, а также специальные сооружения: рудники, карьеры, каналы,
шахты (угольные, ракетные); - насыпи — плотины, дамбы, дорожное полотно
- обратные засыпки — пазухи котлованов , засыпка
траншей; - спланированные площадки ;
- технологические подсыпки — искусственные основания;
- усиленные естественные основания — уплотнением; уплотнением тяжелыми трамбовками; уплотнение замачиванием грунта; закрепление грунта химическими агентами.
Земляные сооружения присутствуют при возведении любых зданий и сооружений (жилых, промышленных, инженерных сооружений), из любых материалов (дерево, кирпич, железобетон, сталь). Качество выполнения данного процесса в значительной мере определяет прочность и долговечность здания в целом.
Качественно выстроенное здание может разрушиться от просадок грунтового основания в результате неверно выполненной обратной засыпки; в результате неравномерных деформаций фунта под фундаментом при замачивании или от промораживания открытого дна котлована. По этим же причинам происходят протечки подземных секционных трубопроводов из керамических и бетонных труб.
Особенности возведения земляных сооружений:
- большое разнообразие материалов (грунтов) и их физико-механических характеристик (влажность, засоленность и т.д.);
- разнообразие природно-климатических условий (сухой и жаркий климат, сезонные отрицательные температуры, условия многолетнемерзлых грунтов (вечная мерзлота);
- сложность точного подсчета объема фунта, реально вынутого из конкретного земляного сооружения.
Процесс возведения земляных сооружений:
Процесс является комплексным и включает ряд простых строительных процессов:
- защита выемки от замачиванмя;
- водоотвод;
- водопонижение;
- водоотлив.
Основные процессы:
- подготовка грунта к разработке (рыхление, замачивание, оттаивание);
- разработка фунта (принятой технологией);
- транспортировка фунта в отвал или в земсооружение;
- отсыпка и уплотнение грунта до заданных параметров.
Вход в процесс:
- технический — приняты подготовительные работы на площадке;
- юридический — получено разрешение «на вскрышу» персонально на производителя работ (мастера, прораба) в местной администрации.
Характеристики и виды земляных сооружений
| Компании, занимающиеся производством различных видов земляных работ | Предложения по продаже землеройной техники | Предложения по аренде землеройной техники |
Подготовительные работы: отвод поверхностных вод от территории строительной площадки, понижение уровня грунтовых вод ниже проектной отметки дна котлована. При этом объем работ может быть значительным и величина его зависит от параметров сооружения. Кроме того, скальные, прочные и мерзлые грунты предварительно разрыхляют специальными механизмами.
Подготовительные работы выполняются с целью повышения производительности землеройной и транспортной техники и создания благоприятных условий для рабочих при выполнении основных работ.
Основная работа состоит из следующих процессов: разработки, перемещения и укладки грунта. Проведение землеройных работ, как правило, осуществляется землеройными машинами и механизмами — экскаваторами или землеройно-транспортными — бульдозерами, скреперами, грейдерами.
Перемещение грунта на большие расстояния производится автомобильным транспортом, на небольшие — землеройно-транспортными машинами и механизмами.
Укладка грунта может быть выполнена с применением вышеперечисленной техники с уплотнением его и созданием проектных параметров земляного сооружения.
Выполняются также вспомогательные работы:
- установка и разборка креплений вертикальных откосов выемки или насыпи,
- откачивание воды из выемки (водоотлив),
- выравнивание откосов, уплотнение грунта и т.п.
Перечисленный комплекс процессов обладает значительной трудоемкостью и стоимостью.
Так, например, в промышленном строительстве землеройные работы составляют около 15% общей стоимости возводимого объекта и около 20% трудоемкости от общего объема работ.
Сокращение объемов работ при планировке площадки достигается соблюдением нулевого баланса земляных масс, когда грунт из выемок полностью укладывается в полезные насыпи.
Кроме того, при проведении землеройных работ применяют наиболее эффективные по стоимости и трудоемкости методы производства и механизацию. Для этого необходимо прежде всего выбрать прогрессивную технологию с применением комплекта машин, механизмов и транспорта.
Проведение землеройных работ обычно осуществляется механизированным способом, однако при малых объемах, в стесненных условиях, где невозможно применение средств механизации, применяют ручной труд. Производительность ручного труда в 20-30 раз ниже механизированного, поэтому применение его должно быть обосновано.
Земляные сооружения — это инженерные сооружения, которые устраиваются в грунтовом массиве или возводятся из грунта на поверхности.
Классификация земляных сооружений
По сроку службы (продолжительности использования) — постоянные и временные. Постоянные сооружения — это составные элементы строящихся объектов и предназначены для нормальной их эксплуатации.
К числу таких сооружений относятся каналы, выемки и насыпи автомобильных и железных дорог, дамбы гидротехнических сооружений, скважины для снабжения водой и т. п.
Временные сооружения устраиваются при возведении заглубленной части зданий и сооружений, инженерных сетей. После этого они частично или полностью ликвидируются (рис.1)
По назначению — основные, вспомогательные и защитные. Комплекс этих сооружений наиболее характерен и необходим при строительстве и эксплуатации автомобильных и железных дорог, проезжая часть которых располагается в выемке или на насыпи.
Так, в соответствии с рис. 2 к основным сооружениям относится дорожное полотно к защитным — нагорная канава, кавальер забанкетная канава банкет, берма и кювет, к вспомогательным — отвал и резерв грунта для ремонтно-восстановительных работ.
Виды временных земляных сооружений
Рис. 1. Виды временных земляных сооружений
- а — траншея под ленточные фундаменты; б — траншея под трубопровод;
- 1 — обратная засыпка; 2 — фундамент;: 3 — трубопровод
-
Рис. 2. Комплекс земляных сооружений при строительстве дорожного полотна в выемке и на насыпи
1 — нагорная канава; 2 — кавальер; 3 — забанкетная канава; 4 — банкет; 5 — берма; 6 — кювет; 7 — дорожное полотно;
8 — отвал грунта; 9 -резерв
В строительной терминологии часто применяются понятия «траншея„ и «котлован». Если длина выемки больше ее ширины не менее, чем в 10 раз, — это траншея, если эта пропорция не сохраняется — котлован.
Как правило, траншеи устраивают для прокладки инженерных коммуникаций — канализации, водоснабжения, отопления и т.п.
Котлованы разрабатывают для заглубленной части сооружений — фундаментов, подвальных и полуподвальных этажей, технических помещений и т.п.
Земляные работы в Торговой системе спецтехники
Аренда землеройной техники в Торговой системе спецтехники
Типы котлованов. Глубина, дно, этап, размеры, объем котлована
Котлован — это выемка в грунте, которая предназначается для закладки фундамента и дальнейшего проведения строительных работ. Его разработка представляет собой один из самых ответственных и важных этапов, к которому необходимо подойти максимально серьезно, не допуская даже малейшей погрешности. Ведь именно от котлована под фундамент напрямую зависит долговечность будущей конструкции.
На сегодняшний день не существует какой-то строгой классификации, однако специалисты выделяют несколько типов котлованов.
Какие бывают типы котлованов — открытый вопрос
Как правило, первый критерий, по которому разделяют типы — размеры (см. также фото котлованов). Как показывает практика, они могут поражать воображение своей величиной. С каждым годом человечество возводит всё новые и новые здания и конструкции, которые занимают ТОП-места в рейтингах самых больших и высоких построек.
Сооружение высотою в несколько сотен метров и весом в сотни тысяч тонн нуждается в крепком фундаменте, чтобы не деформироваться и стоять уверенно и надежно.
Поэтому при строительстве современных зданий вырытые котлованы могут достигать поистине внушительных размеров.
При этом формы, которые они могут принимать, могут быть самые разнообразные, но зачастую сводятся к простым геометрическим фигурам (квадрат, прямоугольник).
Виды фундаментов
На сегодняшний день существует пять основных видов фундаментов:
- ленточный,
- столбчатый,
- плитный,
- свайный,
- комбинированный.
Для каждого из них в подавляющих случаях необходима разработка котлована.
За исключением свайного фундамента (в том случае, если проект сооружения не предполагает подвального помещения, который по умолчанию требует раскопки грунта ниже отметки нуля).
Необходимо сначала определиться с видом фундамента, перед тем, как выбирать тип; этап земляных работ полностью зависит от первоначальных расчетов.
Глубина
Очевидно, что один из самых главных параметров, который нужно рассматривать в первую очередь в том случае, если Вы ищете подходящие под Ваше сооружение это оптимальная глубина котлована, она рассчитывается в ходе геодезических работ.
Она зависит от двух значений: уровня промерзания грунта и высоты грунтовых вод. Интересно, что эти два параметра «спорят» друг с другом во время проведения земляных работ. Потому что при раскопке котлована дно обязательно должно быть ниже точки промерзания грунта на 30-40 сантиметров.
При этом, когда Вы выбираете тип, вода — один из самых коварных врагов. Потому что, копни Вы глубже к уровню залегания грунтовых вод, придется как следует позаботиться о надежной гидрозащите будущего фундамента, что автоматически увеличит стоимость проекта (см. также стоимость котлована).
Профессиональные геодезические расчеты позволят избежать проблем на данном этапе.
Дно сооружения
Распространенный вопрос у застройщиков, рассматривающих типы — объем земляных работ и необходимость дополнительного устройства подушки основания котлована.
Наиболее распространенными подушками под фундамент являются следующие:
- песчаные,
- грунтовые,
- бетонные,
- из щебня.
Выбирая, чем засыпать дно котлована, следует учитывать множество факторов: вес и высоту несущего остова конструкции, самого фундамента, структуру и состав почвы. Вы сами решаете, из какого материала выполнять основание по фундамент. Главное, чтобы оно выполняло свои основные функции и соответствовало нагрузкам, передающимся от веса конструкции.
Компания «СК ЭлементСтрой»: земляные работы, план работ и подробная отчетность на каждом этапе
Компания «СК ЭлементСтрой» предлагает Вам услуги по проведению земляных работ любой сложности в Казани и регионе. Мы разрабатываем любые типы котлованов, и за все время нашей деятельности «подняли» порядка полумиллиона кубометров грунта.
Нам по силам любые типы, схема работы нашей команды максимально прозрачна. Мы предоставляем подробные отчеты по Вашему требованию на любом этапе работы, Ваш персональный менеджер сопровождает проект от Вашего первого звонка до сдачи участка.
Позвоните нам прямо сейчас по одному из указанных телефонов и получите БЕСПЛАТНУЮ консультацию специалиста на расчет котлована. «СК ЭлементСтрой» — стройте Ваше будущее вместе с нами!