10119
.pdf
30
промышленных предприятий, жилых районов. Массивы грунта в заданных границах на требуемую глубину осушают устройством системы открытого или закрытого дренажа (рис. 2).
А- А
б)
а)
2
ст ат ический УГВ
динамический УГВ
1 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
А- А |
5 |
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
4 |
|
3 |
Рис. 2. Осушение грунта строительной площадки системой дренажа:
а – план участка территории, осушаемой дренажной системой; б – открытый дренаж; в – закрытый дренаж: 1 – магистральная дрена; 2 – рабочая дрена; 3 – перфорированная труба; 4 – обсыпка дренирующим материалом; 5 – засыпка местным грунтом
Открытый дренаж представляет собой систему траншей со сравнительно пологими (заложение 1:1,5…1:2) откосами и уклоном дна в сторону сброса воды.
При устройстве закрытого дренажа аналогично расположенные траншеи заполняют в нижней части дренирующим материалом, или по дну траншей укладывают с уклоном в сторону сброса воды перфорированные трубы – керамические, асбестоцементные, бетонные, деревянные и обсыпают их дренирующим материалом, а сверху траншеи засыпают местным грунтом.
Геодезические работы
В состав геодезических работ, выполняемых в подготовительный период строительства, входят создание геодезической разбивочной основы для строительства; вынос в натуру и закрепление основных разбивочных осей здания.
Геодезическую разбивочную основу строительства создают в виде строительной сетки с размерами сторон 50, 100, 200 м (рис. 3) или красных линий регулирования застройки (рис. 4).
31
50...200м
- пункты государственной геодезической сети - пункты разбивочной сетки строительной площ адки
Рис. 3. Схема геодезической разбивочной основы в виде строительной сетки
- пункты государственной геодезической сети - пункты разбивочной сетки строительной площ адки
красная линия
регулирования застройки
Рис. 4. Красные линии регулирования застройки - геодезическая разбивочная основа строительной площадки
По ориентирам геодезической разбивочной основы в натуру выносятся и закрепляются на период строительства основные разбивочные оси здания – создается внешняя разбивочная сеть здания.
Положение разбивочных осей здания фиксируется в натуре на строительной площадке геодезическими знаками (рис. 5). Места закладки геодезических знаков указываются на стройгенплане.
Нивелирные (высотные) ориентиры на строительной площадке должны создаваться нивелирными ходами, опирающимися не менее чем на два репера государственной геодезической сети. Пункты нивелирной и плановой сети рекомендуется совмещать.
Геодезическая разбивочная основа строительства создается заказчиком и перед началом строительства передается исполнителю работ по акту. Принятые знаки геодезической разбивки в процессе строительства должны находиться под наблюдением за сохранностью и устойчивостью.
32
а)
б) |
в) |
Рис. 5. Разбивочные оси здания:
а – внешняя разбивочная сеть здания; б – геодезический знак закрепления разбивочных осей здания с продолжительностью строительства до 0,5 года: 1 – металлический стержень16 мм; 2 – бетон класса В 7,5; в – геодезический знак закрепления разбивочных осей здания с продолжительностью строительства более 0,5 года: 1 – металлическая пластина размером 200х200х15 мм; 2 – заклепка из металла; 3 – анкер 15мм; 4 – металлическая труба50…70мм; 5 – бетон классов В7,5…В12,5; 6 – якорь; 7 – песок; 8 – два слоя рубероида; h1, h2 – зависят от глубины промерзания грунта
Временное электроснабжение строительства
Всовременном строительстве при возведении любых зданий и сооружений широко применяются машины и инструменты с электроприводом. В темное время суток строительная площадка освещается электроосветительными приборами. Суммарная потребная мощность электрического тока для производственных и бытовых нужд определяется на стадии подготовки к строительству с учетом общей мощности потребителей и неодновременности их работы.
Всоответствии с возможностями существующих электрических сетей и понизительных подстанций в районе строительства возможны две схемы электроснабжения строительной площадки:
33
с устройством временной подводящей электрической сети низкого напряжения (0,4 кВ), (рис. 6, а). На участке ввода на площадку подводящего электрического кабеля устанавливаются электрошкафы – вводнораспределительные устройства со счетчиком потребляемой электроэнергии, рубильником включения-отключения, предохранителями. От вводного шкафа через силовые ящики идут провода электроосвещения напряжением 220 В (как правило, воздушная линия) и силовые электрические кабели 380 В к потребителям – машинам и инструментам с электродвигателями;
с устройством временной подводящей электрической сети высокого напряжения (6…10 кВ) (рис. 6 б). При отсутствии резервных мощностей на существующих понизительных подстанциях на строительной площадке устанавливается собственное понизительное устройство – передвижная комплектная трансформаторная подстанция (КТП) соответствующей мощности. Потребительские сети на площадке – осветительные и силовые, запитываются от этой подстанции.
а)
ТП
|
|
В |
|
к |
|
4 |
|
|
, |
|
|
0 |
|
|
W
б)
6...10 кВ
W
КТП
0,4 кВ
потребители
потребители
ЛЭП 0,4 кВ
от ТП (КТП)
в)
шкаф распределительный
силовой
шкаф силовой со счетчиком электроэнергии
ящик силовой |
|
|
|
||||
220 В |
|
освещение |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
строительной |
|
|
|
|
|
|
|
площадки |
|
|
|
|
|
|
|
|
380/220 В |
производственные |
|
|
потребители: |
|
380/220 В |
краны подъемные, |
|
|
электроинструмент, |
|
380/220 В |
э/сварка, |
|
|
электропрогрев бетона |
|
380/36 |
вибраторы, |
|
36 В |
||
затирочные машины, |
||
|
||
тр а н с ф о р м а то р |
сигнальное освещение |
|
|
|
|
220 В |
|
электроснабжение |
|
|
|
|
|
|
административно- |
|
|
|
|
|
|
бытовых помещений |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6. Временное электроснабжение строительной площадки:
34
а – ввод низковольтного электрокабеля (0,4 кВ) от существующей трансформаторной подстанции (ТП), имеющей резервные мощности; б – ввод высоковольтного электрокабеля (6...10 кВ); в – сети и оборудование на строительной площадке.
Временное водоснабжение строительства
Вода на строительной площадке расходуется на производственные и бытовые нужды. Система временного водоснабжения строительства также должна обеспечить возможность тушения пожара с расходом воды, предусмотренным соответствующими нормативами.
Целесообразна опережающая, в подготовительный период строительства, прокладка сети проектируемого постоянного водопровода к строящемуся объекту. Временный водопровод прокладывается от колодцев постоянной сети к местам потребления воды, предусмотренным стройгенпланом.
Для возможного тушения пожара в водопроводных колодцах (желательно на постоянной закольцованной водопроводной сети, обеспечивающей требуемые расход и напор) устанавливаются пожарные гидранты – устройства для подключения средств водяного пожаротушения.
Количество гидрантов и их размещение на строительной площадке или в непосредственной близости от нее должно обеспечивать возможность тушения пожара на любом участке строительной площадки.
3.Технологические процессы нулевого цикла
3.1.Земляные работы
Впромышленном и гражданском строительстве переработку грунта ведут
сцелью подготовки оснований под здания и сооружения, изменения природного рельефа местности, устройства земляного полотна временных дорог и т.д. Результатами переработки грунта являются различного вида земляные сооружения, представляющие собой выемки, насыпи, обратные засыпки и проч.
Выемку, имеющую ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину, называют траншеей. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ее ширины, называют котлованом. Обратной засыпкой называют процесс укладки грунта в так называемые «пазухи» – пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована или траншеи – для полного закрытия подземной части сооружения.
Основными процессами переработки грунта, в результате которых создаются земляные сооружения, являются разработка грунта, его перемещение и укладка. Комплекс этих процессов называют земляными работами.
Грунты и их строительные свойства. В строительном производстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры.
Свойства грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость переработки грунта и стоимость работ. Для выбора наиболее эффективного способа работ необходимо учитывать следующие основные
35
характеристики грунтов: плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость и угол естественного откоса.
Плотностью называют массу 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов составляет 1,6...
2,1 т/м3, а скальных неразрыхленных грунтов – до 3,3 т/м3.
Влажность характеризуют степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. При влажности до 5 % грунты считаются сухими, а более 30 % – мокрыми.
Сцепление характеризуют начальным сопротивлением грунта сдвигу. Так, сцепление для песчаных грунтов равно 3...50 кПа, для глинистых – 5...200 кПа.
Разрыхляемость – свойство грунта увеличиваться в объеме в процессе его разработки, при этом плотность грунта уменьшается. Это явление называется
первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления kр. Этот коэффициент представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии (для песчаных грунтов kр=1,08...1,17, суглинистых kр=1,14...1,28, глинистых kр=1,24...1,3).
Уложенный в насыпь разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, смачивания дождем и т.д. уплотняется. Однако грунт не уплотняется до первоначального объема, сохраняя остаточное разрыхление, которое характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления kор, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01...1,025, суглинистых – 1,015...1,05,
глинистых – 1,04...1,09.
Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок) их возводят с откосами, крутизна которых определяется отношением высоты к заложению: h/a=1/m, где m – коэффициент откоса. Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, принимается по СНиП 12.03.2001 «Безопасность труда в строительстве».
Перечисленные характеристики грунтов в значительной степени влияют на производительность земляных работ. С учетом этого в строительном производстве грунты по трудности их разработки классифицируют на группы (ЕНиР 2-1-1, табл. 1 и 2). Так, для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на шесть, для бульдозеров – на три группы. При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. В состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а в последнюю группу – наиболее трудно разрабатываемые.
3.2. Разработка грунта механизированным способом
Механизированный способ основан на применении для разработки, перемещения и укладки грунта машин и механизмов. Ведущим процессом в данном комплексе является разработка грунта. При механизированном способе разработки на грунт действует усилие резания рабочего органа машины. В
36
результате порции грунта отделяются от массива и могут быть перемещены и уложены в насыпь. Если машина только разрабатывает грунт, то она называется землеройной. Если машина разрабатывает и перемещает грунт, то она называется землеройно-транспортной. К землеройным машинам относят одноковшовые экскаваторы циклического действия с рабочим оборудованием «прямая лопата», «обратная лопата», и «драглайн», а также многоковшовые экскаваторы непрерывного действия.
В зависимости от ходового устройства различают гусеничные, пневмоколесные, автомобильные и шагающие экскаваторы; экскаваторы оборудуются гидравлической, пневматической и электрической системами управления.
Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Для разработки грунта в промышленном и гражданском строительстве используют экскаваторы с ковшом вместимостью 0,15...2 м3, реже до 4 м3. Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую лопату, обратную лопату и драглайн.
Процесс разработки грунта одноковшовым экскаватором складывается из чередующихся в определенной последовательности операций в одном цикле: резание грунта и заполнение ковша, подъем ковша с грунтом, поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки, выгрузка грунта из ковша в транспортное средство или «навымет», обратный поворот экскаватора, опускание ковша и подача его в исходное положение. Экскаватор и транспортные средства должны располагаться таким образом, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70 % рабочего времени цикла экскаватора.
Рабочее место экскаватора называется забоем. Геометрические параметры и форма забоя зависят от размеров выемки, видов транспорта, принятой схемы разработки грунта, оборудования экскаватора и его параметров. Основными рабочими параметрами одноковшовых экскаваторов при разработке выемок являются: максимально возможная глубина копания (резания) Н, наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора Rmax и Rmin, радиус выгрузки Rв, высота выгрузки Нв.
Для экскаватора с рабочим оборудованием прямая лопата различают лобовой и боковой забои. В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскаватору по дну забоя. В этом случае автомобили подходят задним ходом попеременно то с одной, то с другой стороны забоя. Соответственно и грунт разрабатывается то с одной, то с другой стороны от оси проходки, при этом угол поворота достигает 140° и более, что снижает производительность экскаватора. В боковом забое экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси движения и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону от оси проходки. При этом обеспечиваются благоприятные условия для движения транспорта, а средний угол поворота составляет 70...90°. Поэтому
37
после пионерной (лобовой) проходки весь оставшийся в выемке грунт разрабатывают способом бокового забоя (рис. 7).
Наибольшее применение имеют одноковшовые экскаваторы с рабочим оборудованием обратная лопата. Их используют при разработке грунтов, которые находятся ниже уровня стоянки экскаватора, и преимущественно при рытье небольших котлованов и траншей. Экскаваторы с рабочим оборудованием драглайн можно применять при разработке грунта, сильно насыщенного влагой, а также находящегося под слоем воды.
Рис. 7. Схема работы одноковшового экскаватора с рабочим оборудованием «прямая лопата» и подачи транспорта при проходке пионерной траншеи и последующих боковых проходках:
О.Э.1, О.Э.2 - стоянки экскаватора; О.Т.1, О.Т.2 - стоянки транспорта;
1...3 – последовательность разработки грунта
При работе с обратной лопатой и драглайном также применяют торцовый или боковой забой. При разработке грунта торцовым забоем экскаватор движется по оси отрываемой траншеи или котлована и попеременно разрабатывает то одну, то другую его сторону в зависимости от того, с какой стороны подходит очередной автомобиль. Боковой забой образуется при разработке грунта по одну сторону от оси движения экскаватора (рис. 8).
Рис. 8. Схема работы экскаватора с рабочим оборудованием «обратная лопата» или «драглайн» при торцовой проходке и последующих боковых проходках:
О.Э.1, О.Э.2 - стоянки экскаватора; О.Т.1, О.Т.2 - стоянки транспорта;
1...3 - последовательность разработки грунта
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами. К
землеройно-транспортным машинам, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком, относятся, например, бульдозеры. Бульдозерами разрабатывают грунт в неглубоких и протяженных выемках для перемещения его в насыпи на
38
расстояние до 100 м (при использовании более мощных тракторов можно перемещать грунты и на большие расстояния). Бульдозеры применяют также для обратной засыпки пазух котлованов, зачистки дна котлованов после экскаваторной разработки грунта, для разравнивания и планировки грунта. Разработку выемок бульдозерами ведут ярусами, соответствующими толщине стружки, снимаемой за одну проходку. Разработку ведут от начала выемки к середине (рис. 9, а, б), при этом должна быть обеспечена эффективная работа бульдозера под уклон.
В цикл работы бульдозера входят следующие операции: резание и набор грунта путем снятия стружки под уклон; перемещение грунта с надвижкой его отвалом; разгрузка грунта и возвратный холостой ход.
Планировка площадок бульдозерами выполняется преимущественно двумя способами: траншейным и послойным.
При траншейном способе (рис. 9, в) выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4...0,6 м. Разработку каждого яруса ведут траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы нетронутого грунта шириной 0,4...0,6 м. Эти валики срезают бульдозером в последнюю очередь. Траншейный способ исключает значительные потери грунта при его транспортировании и потому более производителен.
При послойном способе выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным ее частям (рис. 9, г). Этот способ используют при сложном очертании площадок и при небольшой глубине срезки.
Рис. 9. Схема разработки грунта бульдозерами:
а – продольная при резании под уклон; б – то же, на горизонтальном участке; в – то же, траншейным способом; г – то же, послойным способом
39
При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забоя, путем постепенного подъема отвала. Возвращается бульдозер в забой для повторения цикла при дальности перемещения до 70 м задним ходом без разворота. Плотные грунты перед разработкой их бульдозером рыхлят.
3.3. Производство земляных работ в зимних условиях
При замерзании грунта его механическая прочность значительно возрастает, и затраты машинного времени на его разработку увеличиваются в несколько раз, что приводит к удорожанию работ. В то же время временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов; даже при наличии водонасыщенных слабых грунтов нет необходимости в устройстве шпунтовых ограждений и водоотливе. Таким образом, общее удорожание земляных работ, выполняемых в мерзлых грунтах, может оказаться не столь существенным.
Эффективность разработки грунтов зимой в значительной степени зависит от правильного выбора способа разработки, который определяется объемом работ, местными метеорологическими, гидрогеологическими условиями, наличием необходимых машин и механизмов, энергоресурсов. Окончательно тот или иной способ разработки грунта может быть выбран в результате технико-экономического сравнения различных вариантов.
Земляные работы зимой целесообразно осуществлять следующими методами: 1) предохранением грунта от промерзания и последующей разработкой обычными методами; 2) разработкой грунта в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением; 3) непосредственной разработкой мерзлого грунта; 4) оттаиванием грунта и его разработкой в талом состоянии.
1.Предохранение грунта от промерзания. Наличие на дневной поверхности термоизоляционного слоя уменьшает как период, так и глубину промерзания. Термоизоляционный слой устраивают либо рыхлением грунта (вспашка тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20…35 см с последующим боронованием на глубину 15…20 см) либо укрытием поверхности грунта дешевыми местными термоизоляционными материалами – шлаком и т. п., укладываемыми слоем 20…40 см непосредственно по грунту.
2.Рыхление мерзлых грунтов с последующей разработкой землеройными или землеройно-транспортными машинами осуществляют механическим или взрывным методом. Механическое рыхление базируется на резании, раскалывании или сколе слоя мерзлого грунта. Для этих целей применяются, например, гидравлические экскаваторы с рабочим органом – зубом-рыхлите- лем, клин-молоты или дизель-молоты, используемые в качестве навесного оборудования к трактору или экскаватору. Глубина разрушения грунта зубомрыхлителем – 0,3…0,4 м, клин-молотом – 0,5…0,7 м, дизель-молотом – до 1,3 м. Рыхление взрывом эффективно при глубинах промерзания до 1,5 м и более при значительных объемах разработки мерзлого грунта.