Основные схемы производства земляных работ

Схем земляных работ, выполняемых одноковшовы­ми экскаваторами, делятся на две основные группы: бес­транспортные и транспортные. Бестранспортными назы­вают схемы производства работ, в которых экскаватор, разрабатывая грунт, укладывает его в отвал, кавальер или в земляное сооружение. Бестранспортные схемы про­изводства работ могут быть простые и сложные. При простой бестранспортной схеме разработки грунт укла­дывается в кавальер или насыпь без последующей его перевалки (переэкскавации). При сложной бестранспорт­ной схеме разработки грунт укладывается экскаватором во временный (первичный) отвал и подлежит частичной или полной переэкскавации.

Транспортными называют схемы, при которых грунт грузится экскаватором в самосвалы и отвозится в за­данное место. При транспортных схемах разработки грунта возможны различные схемы движения грунтовозного транспорта: например, при работе прямой ло­патой — тупиковые и сквозные (тупиковые — при кото­рых самосвалы подходят к экскаватору и возвращаются по тому же пути; сквозные — при которых автомобили подъезжают к экскаватору без маневрирования, и уез­жают после погрузки грунта по дороге, являющейся про­должением въездного пути).

Выбор схемы производства работ зависит от особен­ностей строительства. Так, в водохозяйственном, нефтегазопроводном и транспортном строительстве преобла­дают бестранспортные схемы работ, а в промышленном и жилищном строительстве — транспортные.

Разработку грунта осуществляют лобовыми или бо­ковыми проходками. Боковой проходкой называют та­кую, при которой ось движения экскаватора совпадает с осью сооружения или находится в площади ее сечения. При боковой проходке разрабатываются одновременно три откоса выемки — два боковых и торцо­вый. Боковые проводки бывают двух типов:

- закрытая, в которой ось движения экскаватора рас­полагается сбоку сечения выемки. Перемещаясь, экска­ватор разрабатывает три откоса выемки — два боковых и торцовый;

- открытая, в которой экскаватор, перемещаясь вдоль разрабатываемой полосы, разрабатывает боковой и тор­цовый откосы.

Основные схемы производства работ одноковшовыми экскаваторами приведены на рис.1.

Производство работ прямой лопатой

При работе прямой лопатой применяются только транспортные схе­мы, так как вследствие малых линейных размеров ра­бочего оборудования экскаватор не может обеспечить достаточного объема отвала для нормальной работы. Рабочее оборудование прямую лопату применяют при устройстве разрезных и пионерных траншей на карье­рах, больших котлованов и выемок при дорожном и ги­дротехническом строительстве.

В зависимости от условий работы экскаваторы с пря­мой лопатой разрабатывают грунт лобовыми и боковы­ми проходками. В узких лобовых проходках для сокра­щения времени маневрирования транспорта устраивают промежуточные въезды. В широких лобовых проходках экскаватор в процессе работы перемещается на неболь­шие расстояния в правую и левую части забоя. Автомо­били-самосвалы подходят поочередно вдоль обоих от­косов выемки.

При работе боковой проходкой экскаватор устанав­ливают так, чтобы он разрабатывал грунт перед собой и с одной из боковых сторон. С другой боковой стороны устраивают землевозные пути. Наиболее распростра­ненным типом боковой проходки является забой, в ко­тором транспортные пути и экскаватор расположены на одном уровне.

Рис. 1. Схема разработки глубокой выемки:

1 — поперечными проходками скрепера; 2 — продольными проходками скрепера; 3 — прямой лопатой; 4 — драглайном.

Рис. 2. Схемы разработки выемок обратной лопатой:

а — боковой закрытой проходкой с одинаковой крутизной откосов; б — боковой закрытой проходкой с разной крутизной откосов; в — боковой открытой проходкой

При сооружении глубоких выемок на гидротехниче­ском и дорожном строительстве проектная глубина вы­емок может значительно превышать технологические возможности экскаватора. В этом случае глубокие вы­емки разбивают на уступы и ярусы, высота которых должна соответствовать возможностям экскаватора (рис. 1). Верхняя часть выемки разрабатывается бульдозерами, затем часть выемки разрабатывается скреперами. Остав­шаяся часть выемки разбивается на ярусы и разрабаты­вается экскаваторами, оборудованными прямой лопатой. Остающаяся часть грунта и откосы дорабатываются драглайнами.

Производство работ обратной лопатой

При работе обратной лопатой применяются транспортные и бестранспортные схемы разработки. Применяют лобовые и боковые проходки, в которых ось рабочего хода экскаватора смещают в сторону подхода транспортных средств. Боковая проходка при работе обратной лопатой может быть открытой и закрытой.

При закрытой боевой проходке грунт разрабатывается по схеме на рис. 2 а и б. При открытой боковой проходке одна из сторон рабочего места остается свободной от грунта (рис. 2 в). При закрытой и открытой боковых проходках параметры разрабатываемого сооружения будут различными. Так, при закрытой боковой проходке крутизна обоих откосов выемки может быть задано одинаковой (рис. 2 а), но может быть и разной (рис. 2 б), при этом во втором случае возможная глубина разработки может быть увеличена в 1,6 раза. При разработке выемки открытой боковой проходкой (рис. 2 в) глубина разработки может быть увеличена еще на 20 %. Однако при такой схеме возможный объем отвала и расстояние между отвалом и выемкой уменьшаются примерно в 10 раз. Это предопределяет необходимость при такой схеме работ (боковой открытой проходкой) использовать погрузку грунта в транспорт.

Рис. 3. Схемы разработки выемок драглайном:

а — боковой закрытой проходкой с одинаковой крутизной откосов; б — то же, с различной крутизной откосов; в — боковой открытой проходкой с одинаковой крутизной откосов

 

Рис. 4. Схемы возведения насыпи из резервов:

а — разработка правого резерва; б— разработка левого резерва;

в — расширение левого резерва

Производство работ драглайном

Экскаваторы, оборудованные драглайном, могут разрабатывать грунт в отвал или с погрузкой в транспортное средство. В том и другом случае применяют лобовую или боковую проходку. По сравнению с рабочим оборудованием обратной лопатой оборудование драглайна имеет больший радиус копания и большую высоту разгрузки, что позволяет применять их при выполнении работ на крупных объектах.

При разработке узких траншей и выемок драглайном экскаватор устанавливают по оси земляного сооружения и разрабатываемый грунт укладывают на правую или левую сторону от выемки. В дорожном строительстве драглайн часто используют для возведения насыпей высотой до 3 м. При этом работу ведут в такой последовательности сначала экскаватором, установленным по оси I-I, разрабатывают левый резерв (рис. 5.), укладывая грунт послойно в тело насыпи. Затем экскаватор перемещается на другую сторону насыпи и из положения //—// укладывает грунт во вторую половину нижней части насыпи (рис. 5 б). Затем экскаватор из положения ///—///, разрабатывая грунт, увеличивает резерв и укладывает послойно грунт в верхнюю часть насыпи (рис. 5 б). Наи6олышее распространение получили варианты бестранспортных схем работы драглайном выполнение работ одной продольной проходкой с односторонним размещением отвала; двумя продольными проходками с размещением отвалов по обеим сторонам выемки; двумя продольными проходками с односторонним размещением отвалов; четырьмя продольными перемещает вскрышные грунты до границ вскрываемого контура по всей длине его. Далее грунт перемещается в отвал экскаватором, который ус­танавливают за пределами вскрываемого участка. Пе­ремещаясь по оси O1, параллельной границе участка, экскаватор отсыпает перемещенный бульдозером грунт в отвал 1. Затем экскаватор устанавливают на этом от­вале и он, двигаясь по оси О2, перемещает доставленный бульдозером грунт в отвал 2. В заключение экскаватор, двигаясь по оси О3, расположенной непосредственно у границы вскрываемого участка, перемещает оставший­ся в выемке грунт в отвал 3.

При такой схеме организации работ бульдозер вы­нужден транспортировать грунт к границе вскрываемо­го участка, преодолевая длинные крутые подъемы, что снижает его производительность. Эта схема находит при­менение при разработке участков шириной 50...60 м с глубиной залегания вскрышных пород 3...4 m.

\^^<>

Рис. 5. Простые схемы вскрышных работ:

а — одной проходкой; б — двумя проходками; в — двумя проходками в односторонний отвал; г—четырьмя проходками

При второй схеме с использованием экскаватора на разработке вскрышных пород, а бульдозера—на отвалообразовании вскрываемый участок разбивают на проходки максимальной для данного экскаватора ши­рины. Разрабатывая грунт боковыми проходками, экс­каватор перемещает его во временные отвалы. Бульдо­зер транспортирует грунт из временных отвалов в постоянные, расположенные за пределами вскрываемого участка. Из последней проходки экскаватор перемеща­ет грунт в постоянный отвал

Существенным недостат­ком этой схемы является малоэффективный способ отвалообразования бульдозером, так как основной объем грунта в постоянном отвале размещается на большой площади. Бульдозер, как и в первом случае, вынужден преодолевать длинные и крутые подъемы, перемещаясь по разрыхленному грунту, что снижает его производи­тельность.

Третья схема (рис. 6) выполнения вскрышных работ (ком­бинированная) заключается в следующем. Бульдозер снимает верхний слой вскрышных грунтов и транспор­тирует их за пределы вскрываемого участка в постоян­ный отвал. Затем вводят в работу экскаватор, который, передвигаясь вдоль откоса выработки, перемещает грунт, доставленный бульдозером к этому откосу, в отвал 1. По­следующее перемещение грунта в отвал 2 экскаватор производит, перемещаясь по отвалу 1. Высокий уровень стоянки экскаватора способствует увеличению объема отвала 2. Если в отвал 2 нельзя уложить весь грунт, дальнейшее перемещение грунта в отвал 3 осуществля­ет бульдозер.

.

Рис. 6. Схемы вскрышных работ экскаваторами, оборудованными

драглайнами:

а — укладка грунта в отвал экскаватором; б — укладка грунта в отвал бульдозером; в — перекидка грунта экскаватором и разравнивание бульдозером

Комбинированная схема выполнения земляных работ находит применение при разработке участков шириной 30...40 м мощностью вскрышных грунтов 4...5 м. При этой схеме достигается высокая производительность обе­их машин, входящих в комплект, так как бульдозер пе­ремещает грунт на сравнительно небольшое расстояние без преодолевания больших подъемов, а экскаватор раз­рабатывает разрыхленный грунт.

Примером применения комбинированных схем вскрышных работ может служить строительство канала Северный Донец—Донбасс, где почти вся разработка грунта на участках канала, на которых залегали песча­ные грунты, выполнялась драглайнами.

Производство работ грейфером

Экскаваторы с грей­ферным рабочим оборудованием применяют для погруз­ки и разгрузки сыпучих грунтов (песка, шлака, щебня, гравия), а также для рытья колодцев, котлованов под фундаменты отдельно стоящих сооружений, опор линий электропередачи, силосных башен, зачистки траншей при строительстве магистральных трубопроводов. B комп­лексе земляных работ при строительстве жилых зданий и в промышленном строительстве грейферное оборудо­вание применяют для рытья различных углублений, кот­лованов сложного профиля и для обратной засыпки фундаментов.

На участках со сложным профилем грунт также раз­рабатывает экскаватор, оборудованный грейфером. Этот же, экскаватор отрывает все углубления и приямки, пре­дусмотренные проектом на участках, вырытых драглай­ном.

Схема выполнения работ грейфером при засыпке грунта в запазухи котлованов и за стенки фундаментов показана на рис. 7. Эти работы выполняются по мере готовности фундаментов. Оборудованный грейфером экс­каватор, перемещаясь вдоль бровки котлована по пе­риметру, набирает из отвала 1 грунт и укладывает его равномерно небольшими слоями 2 в пазухи или за стен­ки фундамента,. Высота насыпанного грейфером слоя грунта не должна превышать 1...1,5 м. Этот грунт раз­равнивают с помощью бульдозеров, а при стесненных условиях — вручную, и уплотняют трамбовочными пли­тами, пневматическими трамбовками или другим спо­собом.

Экскаваторы, оборудованные грейфером, являются ведущими в комплектах машин, выполняющих земляные работы по устройству котлованов под опускные колодцы на строительстве металлургических предприятий. Так, сооружение скриповой ямы методом опускного колодца осуществлялось в следующем порядке (рис. 7 б). Колодец в форме неправильного шестиугольника высотой 11 м и массой 1200 т был установлен на земле. Рядом с ним на земляной подушке и шпальной клетке было подготовлено место для установки экскаватора, оборудованного грейфером. Экскаватор грейфером разрабатывал грунт внутри колодца и отсыпал его в отвал. Грунт из отвала грузил на транспорт второй экскаватор, оборудованный прямой лопатой. По мере выработки грунта внутри колодца последний опускался под действием собственного веса.

Так, сооружение скриповой ямы методом опускного колодца осуществлялось в следующем порядке (рис. 7 б). Колодец в форме неправильного шестиугольника высотой 11 м и массой 1200 т был установлен на земле. Рядом с ним на земляной подушке и шпальной клетке было подготовлено место для установки экскаватора, оборудованного грейфером. Экскаватор грейфером разрабатывал грунт внутри колодца и отсыпал его в отвал. Грунт из отвала грузил на транспорт второй экскаватор, оборудованный прямой лопатой. По мере выработки грунта внутри колодца последний опускался под действием собственного веса.

Наиболее эффективно применение грейфера на устройстве котлована под опускные колодцы при наличии грунтовых вод. В этих случаях даже при хорошей организации водоотлива применение других землеройных машин затруднено. Конструкция грейферного ковша позволяет разрабатывать грунт под водой. Гидравлические экскаваторы, оборудованные грейфером, успешно выполняют выемки под отдельно стоящие опоры.

Рис. 7. Схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске:

а — засыпка пазух; б — разработка котлована под опускной колодец;

1 — грунт для засыпки пазух; 2 — слои грунта, уплотняемые трамбовками;

3 — шпальная клетка; 4 — насыпной грунт.

Рис. 8. Схемы работ экскаватором с телескопическим оборудованием:

а — планирование откоса снизу вверх; б — планирование откоса сверху вниз; в, г — разработка выемок в зданиях в стесненных условиях

Применение телескопического обо­рудования позволяет осуществлять планировочные ра­боты на откосах насыпей и выемок. Планировочные работы можно осуществлять, работая снизу вверх (рис.8.) или сверху вниз (рис.8б). Применение телескопическо­го оборудования позволяет производить работы в стес­ненных условиях (pис. 8 г).

1.5.4. Рабочее место экскаватора и его технические параметры

Под рабочим местом одноковшового экскаватора сле­дует понимать пространство вокруг

Производство работ экскаваторами с телескопичес­ким оборудованием. экскаватора, состоя­щее из площадки, на которой установлен экскаватор, площадки (включая откосы), на которой осуществляет­ся разработка грунта и площадки, на которой устанав­ливается под погрузку автомобиль-самосвал, или пло­щадки, на которой осуществляется укладка грунта в от­вал. Размеры рабочего места экскаватора определяются геометрическими параметрами его рабочего оборудова­ния (pис. 9). Рабочее место экскаватора после каждой его передвижки перемещается.

Параметры, учитываемые при рациональной органи­зации рабочего места экскаватора, могут быть разделе­ны на геометрические, технологические и параметры бе­зопасной работы.

Параметрыгеометрические. К ним относятся геомет­рические размеры элементов экскаваторов; например, радиус вращения задней (хвостовой) части поворотной платформы, длина стрелы и длина рукояти; высота на­порного вала, координаты пяты стрелы, углы ее накло­на, длина и ширина ходовых устройств и т. д. К геомет­рическим параметрам относятся также приводимые в технической документации наибольшая кинематическая высота подъема ковша, наибольшая кинематическая глу­бина опускания ковша и др. (рис. 10) Геометрические параметры разных моделей экскаваторов обозначены в приложении.

Параметры технологические

Основными технологи­ческими параметрами рабочего места экскаватора яв­ляются параметры, обеспечивающие правильную уста­новку его относительно места разработки и откосов вы­емок, выбор рациональной высоты разработки, наимень­ший угол поворота ковша на выгрузку, ширину разра­ботки правильную установку автотранспорта и т.д.

Технологические параметры рабочего места экскаватора отличаются от приводимых в технической документации заводов-изготовителей. Технологические параметры определяются аналитическими или графоаналитическими методами с использованием параметрических схем экскаваторов.

Рис. 9. Схема рабочего места экскаватора:

а — при погрузке грунта в автомобили-самосвалы; б — при работе в отвал

Рис. 11. Размеры элементов рабочего оборудования экскаваторов:

а — прямой лопаты; б — драглайна

Параметры безопасной работы — это допустимая крутизна откосов, исключающих их обрушение; допустимое расстояние от машины до откоса, исключающее опрокидывание машины; допустимое расстояние:между экскаватором и движущимся самосвалом, исключающее получение травм; расстояние между поворачивающимся ковшом экскаватора и откосом или строением и т.д

1.5.5. Допустимая крутизна откосов выемок при производстве земляных работ

В грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод и расположенных поблизости подземных сооружений разработка выемок с вертикальными стенками без крепления может осуществляться на глубину: не более 1 м - в песчаных насыпных и гравийных грунтах; не более 1.25 м - в супесях; не более 1.5 м – в особо плотных нескальных грунтах.

При разработке грунтов естественной влажности установлена допустимая крутизна откосов выемок, разрабатываемых без крепления на глубину 2-5 м (табл. 13). При глубине разработки более 5 м крутизна откосов устанавливается по расчету. Крутизну откосов выемок в глинистых грунтах, переувлажненных дождевыми, снеговыми (талыми) водами следует уменьшить до угла естественного откоса (табл. 14). За состоянием откосов выемок надлежит вести систематическое наблюдение, осматривая грунт перед началом каждой смены. При появлении трещин следует принимать меры против внезапного обрушения грунта, заблаговременно удалив рабочих и машины из опасных мест. Крутизна откосов отвалов зависит от свойств грунтов.

Таблица 13

Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей в грунтах естественной влажности

Грунт	ГГлубина выемки в м
До 1.5	До 3	До 5
Угол между направлением откоса и горизонталью, град	Отношение высоты откоса к его заложению 1 м	Угол между направлением откоса и горизонталью, град	Отношение высоты откоса к его заложению 1 м	Угол между направлением откоса и горизонталью, град	Отношение высоты откоса к его заложению 1 м
Насыпной естественной влажности Песчаный и гравийный влажный (насыщ.) Глинистый: Супесь Суглинок Глина Лессовидный сухой	76 90	1:0.25   1:0.5   1:0.25 1:0 1:0   1:0		1:1   1:1   1:0.67 1:0.5 1:0.25   1:0.5		1:1.25   1:1   1:0.85 1:0.75 1:0.5   1:0.5

Таблица 14

Крутизну откосов выемок в глинистых грунтах

Грунт	Средние значения для насыпных грунтов
Угла естественного откоса	Крутизны откоса
Песок(влажный непереувлажненный)   Супесь   Суглинок, глина	30…35   35…40	1: 1,6   1:1,3     1,25

1.5.6. Минимально допустимое расстояние от поворачивающихся частей платформы с оборудованием до неподвижных предметов

Минимальное расстояние от поворачивающихся частей платформы (задней части платформы, ковша) до автомобилей-самосвалов, находящихся на рабочем месте экскаватора, столбов и строений, должно быть не меньше 1 м (рис. 11 а ). Минимальное расстояние от вращающихся частей платформы до откосов определяется по прямой линии, перпендикулярной откосам (рис. 11 б).

Рис. 11. Определение минимально допустимого расстояния между экскаватором и окружающими его предметами: а— между экскаватором и зданием; б— между экскаватором и откосом  

1.5.7. Минимальное расстояние от оси хода экскаватора до подошвы

откоса

Минимальное расстояние от оси хода экскаватора до подошвы откоса выемки или отвала зависит от радиуса поворота задней части платформы, угла откоса, высоты нижней части платформы (табл. 15) и оп­ределяется выражением:

Д= р + sin Q - h3*ctg Q

Таблица 15

Минимальное расстояние от оси проходки экскаватора до подошвы откоса выемки или отвала, м.

Экскаватор	Радиус вращения хвостовой части платформы	Просвет под пово­ротной платфор­мой	Крутизна откоса 1: т
1:0,5 (63°)	1:0.75 (53°)	1:1 (4У)	1:1, (38°)
Э-3311Г	2,6	1,15	3.4	2,9	2,7	2.7
Э-304Г	2,7	0,94	3,6	3,4	2.9	2,9
Э-652Б, ЭО-4112	2.9; 3,3*	1 1	3,8; 4,2	3,3; 3,7	3,1; 3,5	3,1; 3,5
Э-10011Е, ЭО-5115	3,5; 3,9*	1 1	4,6; 4.7	3,9; 4,3	3,7; 3,8	3,7; 3.8
Э-1252Б	3,6	1.2	4,1	3,9	3,6	3.6
Э-2503		1.2	5.5	5,3	5.2	5.1
ЭО-3322Б	2,6		3,5		2,8	2.8
ЭО-4321А, ЭО-412З,	2.6		3,5		2.8	2,8
ЭО-4121А, ЭО-4124	3,1			3.5
Э0-6122	3,7	1,3	4,5		3,8	2.8

*С дополнительным противовесом.

1.5.8. Минимальное расстояние от опор экскаватора до верхней бровки откоса

При разработке котлованов и выемок экскаваторами, оборудованными обратной лопатой или драглайном, большое значение для безопасного ведения работ имеет правильная установка машины относительно верхней бровки откоса. Допускаемое наименьшее расстояние от верхней бровки откоса выемки до ближайшей опоры экскаватора при условии соблюдения допустимой крутизны откоса и глубине выемки до 5 м не должно быть менее 1 м. При разработке боковой проходки обратной лопатой или драглайном гусеницы экскаватора (выносные опоры и колеса при пневмоколесном ходовом устройстве) занимают относительно откосов выемки в районе рабочей зоны раз

личные положения. Одна из гусениц расположена параллельно бровке бокового откоса забоя. В то же время обе гусеницы располагаются перпендикулярно лобовой части забоя.

1.5.9. Берма безопасности

Если при работе одноковшовым экскаватором крутизна откоса превышает допустимую, возникает опасность обрушения откоса. Бермой безопасности называется участок площади (Б_б) вдоль верхней бровки откоса. Ширина бермы безопасности определяет минимальное расстояние для прохождения транспортных средств, землеройных и дру­гих машин от бровки откоса. Размер бермы безопасно­сти зависит от высоты откоса Нз и свойств грунтов (табл. 16). При прямолинейном профиле откоса ширина бермы безопасности равна:

Бб = Н (ctg 6 - ctg ао).

Таблица 16

Размер берм безопасности

Размерная Группа экскаватора	Высота откоса, м	Угол откоса, град
				1.5	2,6
		0,4	1,2	1,7	2,9
	5,6	0,5	1,4	1,9	3.3
б		0,5	1,5	2,1	3,6
		0,6	1.7	2,5	4,2

В действительности прямолинейный профиль времен­ных откосов встречается редко, поэтому при действи­тельном угле откоса ао определяется относительная ве­личина Бб:Нз, а затем в зависимости от Нз определяется берма безопасности. Например, для откоса высотой 6 м с углом 60° отношение Бб:Нз=0,34, следо­вательно, ширина бермы безопасности Бб = 2 м. В дей­ствительности при работе одноковшового экскаватора, оборудованного прямой или обратной лопатой, в связ­ных грунтах профиль откоса представляет собой кри­вую. Этот профиль со­стоит из двух кривых: от подошвы откоса до высоты 0,5 Нн профиль откоса представляет собой кривую типа логарифмической спирали, а затем часть окружности. В этом случае высота откоса будет уменьшаться на вы­соту точки К(Нк=Нн).

При откосах, имеющих такой профиль, ширина бер­мы безопасности равна:

Бб=0,7Нзctgq.

Минимальное расстояние от верхней бровки откоса до оси грунтовозной дороги:

Аб=0,7Нз ctgq+1 +0,5Бт.

1.6. Водоотлив при производстве земляных работ

Открытый водоотлив и искусственное понижение уровня грунтовых вод — водопонижение производят в соответствии с указаниями СНиП III-Б.3-83. При любом способе водопонижения необходимо предупреждать возможные нарушения природных свойств грунтов, обеспечивать устойчивость откосов, не допускать вынос частицгрунта.

Оборудование для открытого водоотлива используют в соответствии с техническими указаниями заводов-изготовителей и паспор­тами на оборудование. Фильтры предусмотрены проектом и пред­назначены предупредить вынос водой частиц грунта и износ обо­рудования.

Искусственное водопонижение производится при помощи: иглофильтровых установок, водопонижающих скважин, оборудованных глубинными насосами и эжекторным иглофильтром, поглощающих скважин и другими.

Выбор способа водопонижения зависит от свойств грунтов, иx залегания, условий питания грунтовых вод, водопроницаемости грунтов, оцениваемой коэффициентом фильтрации, а также очеред­ности и способов производства работ, размеров осушаемой зоны и продолжительности работ.

Стенки водосборников (зумпфа) и канав к ним должны быть укреплены.

Расчетами к проекту водоотлива определяют: производитель­ность насосов и их мощность, число, размеры и размещение водопонижающих скважин, режим работы оборудования (график), си­стему энергоснабжения и пропускную способность водоотводящих устройств.

Для осушения слабопроницаемых грунтов применяют электросушение — электроосмос. Необходимые напряжения, сила тока и мощность электрического тока, размеры, число и размещение электродов, а также сечения проводов должно быть определены проектом.

С целью повышения несущей способности или повышения водо­непроницаемости грунтов при устройстве основании зданий и соору­жений производят стабилизацию и искусственное закрепление грунтов.

Постоянное и временное закрепление песчаных сухих и водона-сыщенных песков, с коэффициентом фильтрации 2—80 м/сутки производят способом двухрастворной силикатизации; мелких пылеватых сухих и водонасыщенных песков с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 5 м/сутки—способом однорастворной силикатизации или способом смолизации; лессовидные грунты с коэффициентом фильтрации 0.1-2 м/сутки и залегающие выше уровня грунтовых вод - способом однорастворной силикатизации. Лессовидные грунты с коэффициентом газопроницаемости 10-20 см/мин и залегающие выше уровня грунтовых вод закрепляют термическим способом. Трещиноватые и кавернозные скальные породы, а также песчано-гравелистые закрепляют способом цементации и в ряде случаев в качестве вспомогательного способа - горячей битумизацией.

Для создания временных водонепроницаемых стенок при проходке земляных выработок производят искусственное замораживание грунтов.

Работы по силикатизации и смолизации грунтов, а также стабилизации выполняют в соответствии с требованиями СНиП III-Б.5-83.

1.7 Ведение земляных работ в зимний период

Как правило, зем­ляные работы в зимний период производят только механизирован­ным способом.

Основания фундаментов и подземных коммуникаций предохра­няют от промерзания различными способами: вспахиванием и боро­нованием грунта с осени или в начале зимы, накоплением и удержанием снега путем глубокого рыхления (до 1,3—1,5 м), а также недоборами на возможную глубину промерзания.

Механическое рыхление мерзлого грунта производят рыхлителями на тракторах мощностью 140—250 л. с. либо дизель-молотами или баровыми машинами в и тех случаях, когда нельзя использовать взрывной способ.

Обратная засыпка котлованов и траншей мерзлым грунтом внутри здания не разрешается. Не допускается также засыпка траншей мерзлым грунтом под проездами и дорогами.

При засыпке трубопроводов слоем земли в 20 см над трубой используют талый или мелкий сыпучий мерзлый грунт с содержа­нием комьев крупностью не больше 5—10 см. При засыпке пазух общий объем мерзлых комьев по должен превышать 15 % общего объема засыпки. Грунт, предназначенный для засыпок, предохраняют от промерзания в отвалах, утепляя их.

Земляные работы в зимний период ведут узким фронтом и круглосуточно. Снег и лед в земляных сооружениях не допуска­ются. Во время снегопадов и метелей работы не производят (табл. 16).

Таблица 16

Время промерзания грунта в залежи

Температура наружного Воздуха в С	-5	-10	-15	-20	-25	-30
Время промерзания в сутках (слой 35 см)		1,5				0,5

Смерзание влажного грунта, вынутого из забоя

Температура наружного воздуха в С: -5; - 10; - 20; - 30.

Начало смерзания грунта в минутах: 90, 60, 40, 20.

Для рыхления мерзлых грунтов взрывным способом глубину шпуров принимают 0,7-0,9 толщины мерзлого грунта. При удалении пней заряды закладывают на глубину 1,5—2 диаметра пня. При производстве взрывных работ вблизи зданий величину зарядов уменьшают в три раза. Порядок производства буровзрывных работ установлен СНиП III-Б.1-83.

На скрытые работы, которые скрываются последующими ра­ботами, после их освидетельствования комиссией составляют акты, в которых указывают объем и качество выполненных работ, а также их соответствие проекту и требованиям СНиП. Качество работ, выполненных в зимнее время, оценивают весной по состо­янию сооружения и характеристике грунтов, уложенных в зимнее время.

Плотность мощения определяют замощением контрольного участка вынутым из него камнем: допускается отклонение в 3 % от площади взлома.

1.8. Фундаменты на искусственном основании

При неудовлетвори­тельных условиях залегания грунтов в основании, а также по экономическим соображениям применяют фундаменты глубокого заложения из свай-стоек, висячих свай, опускных колодцев и кессонов.

Сваи-стойки устраивают при залегании плотного, надежного грунта ниже поверхности или дна котлована. Глубина забивки свай-стоек определяется глубиной залегания опорного пласта прочного грунта. Длину висячих свай рассчитывают в зависимости от нагрузки на сваю и геологического строения пластов и физи­ческих свойств грунта, в который забивают сваю. В обоих случаях учитывают длину заделки свай в ростверк и не учитывают длину острия.

Разбивку свай и их рядов выполняют с закреплением осей на местности надежными знаками. Отклонения разбивочных осей свайных и шпунтовых рядов не должны превышать 1 см на 100 м ряда. Перед забивкой свай проверяют соответствие их проектным требованиям и правильность маркировки.

Для сохранения проектного положения сваи оболочек и шпунта их погружают в направляющих, конструкции которых раз­рабатывают при составлении проекта производства работ.

Вес ударной части молота одиночного действия при длине сваи более 12 м должен быть не менее веса сваи или оболочки соответственно, при длине их менее 12 м и забивке в плотные грунты — не менее 1,5 веса сваи; а в грунтах средней плотнос­ти — 1,25 веса сваи, включая вес наголовника.

В вечномерзлых грунтах погружение свай производят в пред­варительно оттаянный грунт или в заранее пробуренные скважи­ны, диаметр которых на 5 см больше поперечника сваи по наиболь­шему размеру. Зазор между сваей и стенкой скважины заполня­ют песчано-глинистым раствором по рецепту лаборатории. В по­следующем происходит смерзание сваи с грунтом.

При производстве свайных работ в соответствии со СНиП III-Б.6-83 ведут следующую документацию: журнал забивки свай (шпунтин) и сводную ведомость забитых свай; журнал оттаива­ния грунта и погружения свай; журнал бурения скважин в веч­номерзлых грунтах.

Кроме забивных железобетонных и деревянных свай устраи­вают набивные бетонные и железобетонные сваи: часто трамбованные, буронабивные и сваи конструкции Страуса. Камуфлетные уширения, устраиваемые взрывным способом, повышают несущую способность этих свай. При устройстве уширений надо соблюдать специальные правила техники безопасности.

Свайные ростверки—искусственные основания, устраивают их после приемки погруженных свай, оболочек и набивных свай и очистки верха свай. Головы деревянный свай срезают ниже самого низ горизонта воды не менее чем на 50 см.

Качество выполненных работ оценивают величиной отклонения элементов от проектного положения (табл. 17, табл. 18).

Таблица 17

Допуски при устройстве опускных колодцев

Отклонения	Допуск
От проектного положения: По горизонтали Вертикали Отклонения в размерах поперечного сечения: По длине и ширине Радиусу закругления Разности диагоналей Отклонения по толщине стен: Бетонных и бутобетонных Железобетонных Превышение размеров конструкций в плане по сравнению с размерами на уровне ножа	0.01 глубины погружения 1/100     1/1000, но не более 12 см 1/1000, но не более 6 см 1/100 длины диагонали   ± 40 мм - 30 мм ± 10 мм   Не допускается

Таблица 18

Допуски при устройстве свайных фундаментов (СНиП III-Б.6-83)

Тип свай и оболочек, их расположение	Допуск при длине свай и оболочек, м
	До 10	Свыше 10
В плане
Сваи и оболочки диаметром или наибольшим размером поперечного сечения до 60 см:	0,2 D	0,2 D
- для однорядного расположения	0,3 D	0,3 D
- для кустов и лент с расположением свай и оболочек в 2-3 ряда	0,4 D но не более 40 см	0,4 D но не более 40 см
- для кустов и лент с расположением свай и оболочек более чем в три ряда и для свайных полей	0,4 D но не более 40 см	0,4 D но не более 50 см
Оболочки диаметром 60-200 см		Не более 60 см
Оболочки диаметром более 200 см	Не более 60 см
Отклонение свай от проектной оси не должно превышать расстояния в свету между краем ростверка и стенкой свай и быть не менее		0,15 D 5 см 10 см
То же оболочки, не менее	0,15 D; 5 см; 10 см
Отклонение продольной оси сваи или оболочки от проектного положения (но не более чем у 25 % общего числа элементов)	1/100
Отклонения свай, погружаемых в вечномерзлые грунты:
- в плане - поперек ряда	5 см
- в плане - вдаль оси ряда	10 см
- в кустах свай	15 см
- в отметках головы стаи:
Монолитный ростверк	+-5 см
Сборный ростверк	+-3 см
Набивные часто трамбованные сваи и сваи Страуса:
- по глубине погружения	+-2^о
- в плане	+-25 см
Буро-набивные сваи:
- наклон сваи	+50 см
- смещение от оси	-20 см
Диаметр ствола и уширения расстояние в свету между уширениями, не менее	1 м

Дата добавления: 2014-01-07