Технология возведения земляных и подземных сооружений
Лекция № 1
ТЕМА: технология возведения земляных и подземных сооружений
I. Открытый способ возведения подземных сооружений
При строительстве различного рода подземных сооружений (гаражи, тоннели, шлюзы, насосные станции и очистные сооружения) наиболее эффективно применение способа «стена в грунте». Сущность этого способа заключается в следующем: с помощью специального штатового или грейдерного оборудования к экскаваторам с объемом ковша 1м3 и более разрабатывают траншею шириной 0,2 – 1, 0 м и глубиной 1 м и более.
Для предотвращения обрушения вертикальных стенок траншеи используют глинистый раствор, обеспечивающий необходимое гидростатическое давление. После отрывки на полную глубину участка траншеи экскаватор передвигают на новую стоянку, а на открытом участке траншеи возводят стенку из монолитного железобетона или сборных элементов. Затем по окончании устройства «стена в грунте» по периметру сооружения или котлована производят разработку грунта и транспортировку его из котлована обычными методами, т.е. с использованием экскаваторов, автомобилей-самосвалов и другого оборудования. Стены сооружений и ограждений котлованов, устраиваемые способом «стена в грунте» могут иметь различную форму: прямоугольную, многоугольную, круглую, крестообразную и т.д.
Для проходки траншеи с вертикальными или наклонными стенками наиболее эффективными являются землеройные машины, обеспечивающие непрерывную или цикличную разработку траншеи на всю высоту. К таким машинам относятся экскаваторы с обратной лопатой (для траншеи глубиной до 7,4 м), драглайны (для траншей глубиной до 16,3 м), бурофрезерные машины СВД-500Р.
Эффективность и целесообразность способа «стена в грунте», выбор механизмов для производства работ зависят от гидростатических условий строительной площадки и характеристики возводимого сооружения. Этот способ применяется при заглублении конструкции в водоупорный слой; тесной застройки территории; при высоком уровне грунтовых вод в районе строительства; устройстве помещений, заглубленных в грунт более чем на 5-7 м.
II. Выбор машин, оборудования и материалов, используемых
Рекомендуемые материалы
в процессе работ
Выемка грунта производится с помощью машин циклического и непрерывного действия. К 1 группе следует отнести обычные экскаваторы с ковшом, оборудованные обратной лопатой. При глубине траншеи от 7 до 12 м устанавливают удлиненные рукоятки. Наибольшее распространение получило оборудование с рабочим органом в виде двухчелюстных грейдеров, которые подвешивают на канате стрелы крана-экскаватора, либо закрепляют на специальной жесткой штанге.
Оборудование непрерывного действия более производительно, но и более дорогое и сложное в эксплуатации. К этой группе относится гидравлический траншее-копатель. Он предназначен для разработки траншей в песчаных, глинистых и суглинистых грунтах глубиной до 20 м и шириной до 0,5 -0,8 м.
Возведение монолитных стен из бетона и железобетона в траншеях под защитой глинистого раствора производят методом вертикально перемещающейся трубы. В комплект специального оборудования для укладки бетонных смесей входят: вышка с воронкой; бетонолитная секционная труба; опорная шайба и бадья для бетонной смеси. В траншеях глубиной до 20 м можно применять телескопические бетоноукладчики.
III. Опускной способ, его технологические особенности.
Области применения
Опускные колодцы используют при устройстве заглубленных подземных помещений насосных станций, водозаборов, скиповых ям доменных печей, установок непрерывной разливки стали, подземных гаражей, в качестве массивных и заглубленных фундаментов для опор мостов, механических прессов и различных испытательных стендов.
Опускные колодцы классифицируются:
− по материалу – на железобетонные, бетонные, металлические, деревянные, каменные и кирпичные;
− по форме колодца (в плане) – на круглые, прямоугольные, квадратные и с закругленными торцевыми стенками.
По способам устройства стен опускные колодцы подразделяются на 3 группы:
● из монолитного ж/б;
● из сборных тонкостенных ж/б панелей;
● сборных ж/б пустотелых блоков.
Колодцы со стенами из монолитного ж/б рекомендуется применять, когда подземное помещение по технологическим требованиям имеет сложное очертание в плане; необходимо проходить скальные грунты или грунты с большим числом валунов и когда сборный опускной колодец конструктивно более сложно выполнить, чем монолитный.
Технология устройства опускного колодца состоит из следующих процессов:
− устройства основания под нож; изготовление ножа; устройство стен колодца;
− опускание колодца на проектную отметку;
− устройство днища колодца и гидроизоляционных работ.
Важным этапом процесса сооружения колодца является устройство основания под нож. Правильно выбранная схема опирания ножа колодца на грунт гарантирует сохранность колодца при снятии его с временных опор и равномерность погружения в грунт на первых метрах опускания.
Применяют 5 типов основания под нож опускного колодца:
● на втопленной песчаной подушке и деревянных подкладках;
● на насыпной песчаной подушке и деревянных подкладках;
● на насыпной песчаной призме;
● в специально подготовленной траншее (котловане);
●на песчано-гравийной (щебеночной) призме и деревянных опорах-подмостях.
Деревянные подкладки укладывают на песчано-гравийную подушку с заглублением их на 0,5 диаметра подкладки. Высота подушки 50−70 см, ширина определяется длиной деревянных подкладок + 100 см. Обычная длина подкладок находится в пределах 2−3,5 м.
Основными требованиями, предъявляемыми к бетону опускных колодцев, помимо прочности являются: плотность и водонепроницаемость. Для стен и днища колодца применяют бетон М 200 и выше, водонепроницаемость В:4 и В: 6.
Стены колодца при бетонировании разбивают на ярусы, а ярусы − на блоки. Высоту яруса назначают в проекте производства работ, исходя из условий допустимого удельного давления на грунт под ножевой частью колодца, а также работы кранов. Колодцы высотой до 10 м бетонируют в один ярус. Более высокие бетонируют в несколько ярусов, принимая высоту яруса 6 − 8 м. Бетонирование каждого последующего яруса допускается только после набора бетоном прочности 1,2 − 1,5 мПа. Стены и днища колодцев гидроизолируют, чем исключается попадание воды внутрь колодца и предохраняют бетон стен и днища от агрессивного воздействия грунтовых вод.
Основные типы гидроизоляции:
– покраска битумно-бензиновым раствором;
– оклеечная;
– металлическая гидроизоляция;
– литая асфальтобитумная.
Колодцы погружают в грунт под действием собственного веса. В настоящее время применяют два способа опускания колодца: насухо, с водоотливом или с искусственным водопонижением уровня грунтовых вод; без водоотлива, с разработкой грунта под водой.
При опускании колодцев насухо используют три схемы разработки и выдачи грунта из колодцев.
По первой схеме грунт в колодце разрабатывают экскаваторами или бульдозерами и на поверхность выдают кранами в бадьях.
Вторая схема предусматривает разработку грунта в колодце грейдерами.
По третьей схеме используют гидромеханический способ, состоящий из трех подсхем:
− грунт разрабатывают гидромониторами и транспортируют на поверхность землесосными снарядами или углесосами;
− разработку грунта ведут гидромониторами, а на поверхность выдают гидроэлеваторами;
− грунт разрабатывают экскаваторами, а на поверхность выдают средствами гидромеханизации.
Способ опускания колодцев определяется в проекте производства работ, в зависимости от гидрогеологических условий стройплощадки и местных условий строительства. При сооружении опускных колодцев могут происходить перекосы и зависание их, самопроизвольное опускание. В таких случаях перекосы исправляют следующими способами:
− опережающей и более интенсивной разработки грунта под ножевой частью колодца, менее заглубленной в грунт;
− дополнительной пригрузки того участка стены колодца, который менее заглублен в грунт;
− размыва грунта гидроиглой.
Самопроизвольное опускание колодца останавливают путем установки под наклонную грань специальных фигурных ж/б блоков или фундаментных блоков. Зависание колодцев исправляют теми же способами, что и перекосы.
IV. Возведение заглубленных емкостных и природоохранных
сооружений
Строительство заглубленных в грунт сооружений осуществляется в сложных геологических, гидрогеологических и гидрологических условиях. К этим сооружениям относятся сооружения по забору, перекачке и хранению воды, а также по очистке, обеззараживанию и перекачке сточных вод.
Способы строительства заглубленных сооружений:
● в открытых котлованах;
● опускные;
● «стена в грунте».
Первый способ является традиционным и наиболее распространенным. Его сущность состоит в том, что до начала строительства заглубленного сооружения оно разрабатывается в плане с необходимыми размерами, указывается глубина котлована с откосами, крутизна которых устанавливается в зависимости от свойств грунта и уровня залегания грунтовых вод такой, чтобы была обеспечена устойчивость откосов.
Строительство заглубленных сооружений в открытых котлованах, как правило, осуществляется в скальных, песчано-гравелистых, галечных и валунных грунтах. В песчаных и глинистых грунтах применение этого способа целесообразно в следующих случаях:
а) в песчаных водонасыщенных грунтах – до глубины 6 – 7 м;
б) в песчаных грунтах естественной влажности до глубины 10 – 11 м;
в) в водонасыщенных глинистых грунтах – до глубины 10 – 12 м;
г) в глинистых грунтах естественной влажности – до 13 – 16 м.
Сооружения, возводимые в открытом котловане, унифицированы по размерам в плане. Строительство их осуществляется из монолитного (до 55– 60%) и сборного ж/б. В зависимости от конструктивной схемы, инженерно-геологических условий и размеров сооружений толщина наружных ж/б стен этих сооружений при монолитном исполнении изменяется от 0,4 до 1,5 м, а при сборном – от 0,24 до 0,8 м.
Разработка грунта в котлованах в зависимости от объема подлежащего выемке грунта и наличия свободных площадок производится по следующим схемам:
Информация в лекции "17 Основные институты уголовного права по Адату" поможет Вам.
● грунт разрабатывается экскаватором в отвал с дальнейшим перемещением бульдозером;
● при глубоких котлованах разработка грунта ведется в два яруса и более;
● при влажных и мокрых грунтах предпочтительнее применение драглайна или обратной лопаты;
● в сухих – использование всех типов навесного оборудования экскаваторов.
Для возведения монолитных стен сооружений рекомендуется применять армо-опалубочные блоки. Сборные ж/б конструкции монтируют с помощью башенных, козловых или мобильных кранов на гусеничном или пневмоколесном ходу, в зависимости от размеров сооружения в плане, массы конструкций, глубины котлована и конкретных местных условий строительной площадки.
После возведения сооружений производят гидроизоляционные работы и обратную засыпку пазух между возведенным сооружением и откосами котлована, а также въездов и выездов. Для обеспечения механизированной засыпки и уплотнения грунта в пазухах разрешается увеличивать размеры котлованов в пределах, дающих возможность максимальной механизации процессов земляных работ.
