Макаров Ю.А.Основы строительного дела (1003534), страница 16
Текст из файла (страница 16)
4.5, г). Крепление состоит из стоек 7, горизонтальных досок или щитов 6 и распорок 8, прижимающих доски илищиты к стенкам траншеи.Подкосное крепление (рис. 4.5, д) применяют при отрыве широких котлованов без откосов. Оно состоит из щитов 6 или досок,прижатых к грунту стойками, раскрепленных подкосами и упорами.4.5. Искусственное закрепление грунтовИскусственное закрепление грунтов осуществляют для повышения его прочности, уменьшения водопроницаемости и размываемости. В зависимости от физико-механических свойств грунта,их состояния и требуемой степени закрепления применяют замораживание, цементацию, битумизацию, химический, термический,электрический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунтов.Замораживание грунтов применяют в сильноводонасыщенныхгрунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок.
Для этого попериметру котлована погружают замораживающие колонки из труб,которые соединяют последовательно, и всю систему подключаютк холодильной установке (рис. 4.6). Соляной рассол (раствор солейс низкой температурой замерзания), охлажденный до –20. . . –25 ◦ С,нагнетают в замораживающие колонки.89Рис. 4.6. Схема искусственного замораживания грунта:1 – охлаждающая игла; 2 – замораживающая наружная труба; 3 – питающая труба;4 – патрубок подачи рассола; 5 – замороженный грунт; 6 – талый грунтЗамораживающие колонки состоят из наружных труб, закрытыхи заостренных снизу, и внутренних открытых труб, через которыев наружные трубы подается рассол.
Окружающий грунт замерзаетконцентричными цилиндрами, диаметры которых постепенно увеличиваются и грунт смерзается в сплошную стенку. Эта стенка выполняет функцию конструкции, временно ограждающей выемку. Надне котлована находится талый грунт. Замороженная стенка должнабыть заглублена ниже УГВ.Цементацию и битумизацию применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватыхскальных пород.
Эти способы закрепления грунтов осуществляютнагнетанием под давлением через инжекторы соответственно цементного раствора, горячих битумов или холодной битумной мастики.Химическим способом закрепляют песчаные и лёссовые грунты посредством нагнетания в них химических растворов (рис. 4.7).Химический способ может быть двухрастворный и однорастворный. Двухрастворное закрепление заключается в последователь90ном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрияNa2 SiO3 , а затем хлористого кальция CaCl2 .
Растворы вступают вреакцию и образуют гель кремниевой кислоты, который обволакивает зерна грунта и, твердея, связывает их в монолит. Этот способприменяют в грунтах с коэффициентом фильтрации больше 2 м/сут.Однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отвердителя) применяют для грунтов с коэффициентом фильтрации менее0,3 м/сут. Растворы нагнетают в грунт через инжекторы (рис. 4.7, б).Рис. 4.7. Схема установки для химического закрепления грунтов:а – установка; б – инжектор; 1 – распределительный коллектор; 2 – насос;3 – бак для раствора; 4 – инжектор; 5 – закрепленный грунт; 6 – слабый грунт; 7 –подстилающий грунт; 8 – наголовник; 9 – труба; 10 – перфорированная труба; 11 –наконечникТермическим способом закрепляют лёссовые грунты.
Черезфорсунку в пробуренные в грунте скважины диаметром 10. . . 20 сми глубиной до 15 м подаются жидкое или газообразное топливо исжатый воздух с давлением 15. . . 50 кПа, превышающим давлениетоплива, в результате пламя отрывается от форсунки и распространяется на глубину скважины. В процессе обжига в скважине поддерживается температура 600. . . 1100 ◦ С, за счет которой происходитплавление и последующее спекание грунта. В результате образуетсякерамическая свая диаметром 2. .
. 3 м и прочностью 1,0. . . 1,2 МПа.Электрическим способом закрепляют влажные глинистыегрунты. Cпособ основан на эффекте электроосмоса, для чего черезгрунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5. . . 1,0 В/см и плотностью 1. . . 5 А/м2 . В результате91действия тока глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.Электрохимический способ применяют для глинистых и илистых грунтов. В грунт параллельными рядами через 0,6.
. . 1,0 мзабивают металлические стержни (аноды) и трубы (катоды), черезкоторые в грунт подается раствор хлористого кальция, силиката натрия, хлористого железа и других химических добавок. В результатенасыщения грунта раствором хлористого кальция и пропускания погрунту электрического тока в нем происходят необратимые изменения. Он перестает пучиться, и прочность его повышается.4.6. Уплотнение и вытрамбовывание грунтаДля создания устойчивых, надежных и прочных земляных сооружений в зависимости от вида и прочности укладываемого грунтаего уплотняют или вытрамбовывают.Насыпи возводят горизонтальными слоями с последующимуплотнением. Нижние слои могут отсыпаться из плотных глин, аверхние — только из дренирующих песчаных грунтов. При преобладании водонепроницаемых глинистых грунтов между ними необходимо устраивать тренирующие прослойки толщиной 10. .
. 15 см.Уплотнение грунтов выполняют при планировочных работах,возведении насыпей, обратной засыпке траншей, пазух фундаментови др. Уплотнение грунта проводят в целях увеличения его несущейспособности, уменьшения сжимаемости и снижения водопроницаемости. Уплотнение может быть поверхностным и глубинным.Существует три способа уплотнения грунтов: укатывание,трамбование и вибрация.Укатывание применяют для уплотнения связанных и малосвязанных грунтов (суглинки, супеси). Несвязанные грунты (песчаные,галечные, гравелистые) уплотняют трамбованием и вибрацией.Машины для уплотнения грунтов подразделяют на катки статического действия с пневматическими шинами, гладкие, кулачковые и свибровальцами, трамбующие с вальцами, падающим грузом, трамбующими плитами, виброплитами.Разравнивание грунта, доставляемого на насыпь, осуществляютбульдозерами или грейдерами.
Оптимальная толщина слоя грунта,укладываемого и разравниваемого в рыхлом состоянии, составляет20. . . 40 см. Наибольшее уплотнение грунта достигается при опреде92ленной его влажности, поэтому сухие грунты увлажняют, а влажныеосушают.Наиболее трудно выполнять уплотнение грунта при обратнойзасыпке пазух фундаментов или траншей, так как эти работы ведутв стесненных условиях тщательно и осторожно, чтобы не повредить фундаменты или трубопроводы. Грунт уплотняют с помощьюпневматических или электрических трамбовок слоями 10. . .
20 см.При просадочных грунтах, грунтах с малой плотностью и низкими прочностными характеристиками применяют вытрамбовывание, которое осуществляют путем сбрасывания на грунт с высоты3. . . 8 м трамбовки массой 2. . . 10 т. Для вытрамбовывания используют краны-экскаваторы и автокраны с навесным оборудованием.В результате вытрамбовывания в пределах заданной зоны образуется котлован необходимой глубины, на дно которого можно передавать значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки.
Несущую способность грунта можно повысить путем втрамбовыванияв него на заключительной стадии работ щебня, песчано-гравийнойсмеси, крупного песка и др.4.7. Разработка грунта бестраншейным методомДля прокладки подземных коммуникаций на застроенных территориях, в железнодорожных насыпях, под проезжей частью автомобильных дорог применяют закрытые (бестраншейные) методыпроизводства работ.Прокладку подземных коммуникаций бестраншейными методами выполняют:1) в предварительно пройденные горизонтальные скважины;2) непосредственным внедрением в грунт трубопровода или футляра без удаления грунта (проколом, вибропроколом) или с удалением грунта (вдавливанием, бурением, гидромеханизацией и др.);3) комбинированным способом (проколом с последующим протаскиванием трубы, проколом с последующим вдавливанием и др.).При прокладке подземных коммуникаций закрытым способомна обоих концах трассы отрывают котлованы (рабочий и приемный),глубина которых несколько ниже отметки трубопровода.Рабочий котлован отрывают в нижней части трассы, чтобы помере укладки образовывался уклон для стока грунтовых вод.
В этомкотловане устраивают прочную стенку (из брусьев, железобетонных93или стальных балок) для упора домкратов и размещают оборудование. Трубопроводы необходимо укладывать на глубине более 3 м воизбежание выпирания грунта на поверхности и отклонения трубопровода от проектной оси.Прокол является наиболее технологичным способом и находитширокое применение в промышленном и гражданском строительстве.При проколе отверстие образуется за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с приваренным к ее торцуконическим наконечником.
Вдавливание трубы осуществляют гидравлическим домкратом с ходом поршня 150 мм. В трубу вставляютшомпол, который передает силу на трубу через штырь, вставляемый в отверстие шомпола. После прохода каждых 150 мм штокдомкрата возвращают в исходное положение вместе с шомполом,жестко соединенным со штоком домкрата, переставляют металлический штырь в следующее отверстие шомпола и снова вдавливаюттрубу на величину хода штока домкрата. По окончании вдавливанияпервого звена трубы на полную длину приваривают новое звено ипроцесс повторяют.Этот метод допускает прокалывать в хорошо сжимаемых грунтах отверстия диаметром 100. . . 400 мм при длине проходки до 60 мна глубине более 3 м.
В малосжимаемых грунтах (песок, супесь) дляобеспечения устойчивости стенок дополнительно к горизонтальнойсиле добавляют поперечное вибрационное воздействие. Это позволяет получить отверстие диаметром до 300 мм.Производительность проходки составляет 1,5. . . 2,0 м/ч.Вдавливание применяют для прокладки стальных труб диаметром 500. . .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
