21---------------------------------------

22. Устройства котлованов Котлованы представляют собой временные выемки, устраиваемые для возведения фундаментов, частей здания и сооружения, расположенных ниже поверхности земли. Котлованы бывают с вертикальными или наклонными стенками (откосами), с креплениями или без них. Котлованы с вертикальными стенками без крепления устраивают в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлована в пределах 1...2м. Котлованы с откосами разрабатывают при глубине, превышающей допустимые пределы возведения их с вертикальными стенками, и когда устройство креплений экономически нецелесообразно.Для более глубоких котлованов крутизну откосов назначают переменной (более пологой по дну) либо по расчету.Технологический процесс устройства котлована включает: разработку грунта с выгрузкой в транспортные средства или на бровку котлована; транспортирование грунта, срезку откосов и планировку дна; обратную засыпку пазух между стенками фундамента и котлована с разравниванием и уплотнением грунта, а также выполнение вспомогательных работ (крепление вертикальных стенок, водоотлив и т. д.).Разработка грунта является ведущим процессом и выполняется обычно экскаваторами с различным сменным оборудованием и бульдозерами, реже — гидромеханическим способом и скреперами.Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, разрабатывают котлованы преимущественно в грунтах сухих и нормальной влажности лобовыми (торцовыми) или  боковыми проходками с погрузкой грунта в транспортные средства. Из-за конструктивных особенностей этого оборудования его почти не применяют для работы с отсыпкой в I отвал. Вместимость ковша выбирают в зависимости от объемов работ, глубины котлована и свойств грунта. В мокрых забоях и при высоком уровне грунтовых вод необходимо устраивать открытый водоотлив или понижение уровня грунтовых вод (см. гл. 3, § 3).Возможность разработки котлована той или иной проходкой зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора, глубины копания и ширины котлована.Если глубина котлована превышает максимальную высоту копания экскаватора, то разработку ведут ярусами, стремясь к тому, чтобы в сечение котлована вписать минимальное число проходок.Котлованы шириной 1,5 разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства. При ширине котлована от 1,51? до 1,9 разработку ведут лобовой проходкой с двусторонней подачей транспортных средств. Наибольшая ширина лобовой проходки при перемещении экскаватора по прямойКотлованы шириной от 1,9/ до 2,5/ разрабатывают уширенной лобовой проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу, а до 3,5—с перемещением поперек котлована Широкие котлованы (более 3,5) разрабатывают вначале лобовой, а затем боковыми  проходками.  Разработка прямыми лопатами котлованов, (траншей) производится с недобором грунта в подошве котлована (траншеи), не превышающим 5...20 см при вместимости ковша соответственно 0,25... ...5 м3.Недоборы грунта, как правило, разрабатывают механизированным способом: наиболее часто бульдозерами, а также автогрейдерами, экскаваторами-планировщиками, экскаваторами со специальными зачистными ковшами.Для въезда в забой устраивают траншеи с уклоном 0,1...0,15. Ширину въездных траншей по низу принимают при одностороннем движении равной 3... ...3,5 м.Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, разрабатывают котлованы торцовыми или боковыми проходками с расположением экскаватора выше уровня дна забоя и погрузкой грунта в транспортные средства. Указанные условия позволяют использовать эти экскаваторы и при разработке увлажненных и мокрых грунтов.Возможность разработки котлована торцовой или боковой проходкой зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора, глубины копания и ширины котлована.Ширина торцовой проходки при двусторонней погрузке транспортных средств находится в пределах 1,6... ...1,7. При односторонней подаче транспортных средств она уменьшается до 1,3, и ось пути экскаватора перемещается в сторону расположения транспорта. При разработке котлованов с выгрузкой грунта в отвал ширина проходки ограничивается необходимостью размещения грунта в отвал с образованием бермы — площадки от бровки котлована до подошвы отвала.Котлованы, ширина которых превышает максимальную ширину проходки при перемещении экскаватора по прямой, разрабатывают несколькими торцовыми проходками либо зигзагообразным или поперечно-торцовым перемещением экскаватора. Угол поворота экскаватора при торцовых проходках и подаче транспортных средств со стороны разработки может быть от 30до 60°.Наибольшую ширину каждой последующей торцовой проходки (если разрабатывают один борт выемки) вычисляют по формулеДлина рабочей передвижки экскаватора, особенно у гидравлических экскаваторов, изменяется в значительных пределах и зависит от конструктивных размеров экскаватора (R, hm), глубины котлована h, расстояния от бровки откоса выемки до ближайшей опоры экскаватора 1у и угла рабочего откоса выемки, которые определяются грунтовыми условиями.Экскаваторы-драглайны применяют при тех же условиях, что и экскаваторы с обратной лопатой. Разработку грунта драглайном осуществляют ниже уровня стоянки торцовыми или боковыми проходками в транспортные средства и реже в отвал. Преимуществами драглайна являются большие радиус действия и глубина копания. Особенно эффективна разработка драглайном мягких и плотных грунтов, в том числе обводненных и со слабой несущей способностью.Драглайны разрабатывают забои по поперечно-челночной и продольно-челночной схемам.При поперечно-челночной схеме разработки котлованов драглайном набор грунта производится поочередно с каждой стороны самосвала, подаваемого по дну выемки, без прекращения поворота стрелы в момент выгрузки грунта. При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. Благодаря уменьшению высоты подъема ковша и угла поворота экскаватора до 6... 10° производительность экскаватора увеличивается в 1,5...2 раза. Эти схемы целесообразно применять при разработке широких котлованов.При разработке котлованов боковыми проходками и выгрузке грунта в отвал рекомендуется вести работу по круговому циклу — поворотом экскаватора на 360°.Бульдозерами котлованы разрабатывают преимущественно траншейным способом с перемещением по челночной схеме: грунт перемещают вдоль оси котлована, начиная с середины, в оба конца. При этом вначале разрабатывают первую захватку на глубину 0.8...1 м, затем вторую на ту же глубину и т. д. Между траншеями оставляют перемычки нетронутого грунта шириной 0,5... 1,2 м, который срезают после разработки ряда траншей.Гидромеханическим способом работы выполняют в соответствии с рекомендациями гл. 4, § 5. При разработке земснарядами и гидромониторами сначала устраивают в сухом месте пионерный котлован. Для подъема пульпы землесосную установку располагают на уровне бровки котлована. После каждых 3...3.5 м землесос переводят на дно котлована и продолжают углубление. Срезку откосов и планировку дна котлована производят после разработки грунта экскаваторами. Если дно котлована является основанием для фундаментов, грунт в зависимости от типа и вместимости ковша экскаватора не добирают на 10...30 см. Дно котлована зачищают бульдозером, который перемещает грунт к экскаватору, а при небольших расстояниях перемещения и глубине котлована удаляет его сам.Все более широкое применение находят гидравлические экскаваторы-планировщики с телескопическим рабочим органом, с удлинителем стрелы и без него (ЭО-3332А и др.). Возможность движения рабочего органа по прямым, горизонтальным и наклонным траекториям позволяет использовать экскаватор-планировщик на работах по планировке дна котлована, откосов выемок и насыпей, обратной засыпке пазух фундаментов и других работах.Если фундаменты располагаются в траншеях и грунт разрабатывают ниже проектной отметки дна котлована, планировку производят бульдозером или вручную (используя вынутый из траншеи грунт), а уплотнение — пневматическими   трамбовками  или  катками.Обратная засыпка пазух между стенками подвала и откосами котлована выполняется после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен. Для этого используют излишки грунта, оставленные при рытье котлована, которые перемещают обычно бульдозером. Засыпку производят слоями толщиной 20...30 см с последующим уплотнением пневматическими или электрическими трамбовками, а также подвесными плитами. Засыпку и уплотнение грунта пазух глубоких подвальных частей промышленного здания осуществляют с двух его сторон после устройства стен подвала. Вначале грунт подают и разравнивают бульдозерами с одной стороны здания, а затем, во время уплотнения этого слоя, подают и разравнивают грунт другой стороны здания. Обратная засыпка котлована при сложных в плане фундаментах выполняется сразу же после возведения подземной части здания или сооружения (распалубливания и гидроизоляции поверхностей подземных конструкций) перед началом работ по возведению наземной части. В этом случае создаются более благоприятные условия для механизации работ и применения крупногабаритных машин.Обычно грунт подается экскаватором, оборудованным грейфером, и разравнивается малогабаритным бульдозером. Уплотняют грунт подвесными плитами концентрированными полосами в пределах рабочей карты, ограниченной подземными конструкциями; виброплитами (например, ПВТ-3) или вибропогружателями (ВП-1 и др.). В первую очередь выполняют работы в пределах участка с пониженными отметками для достижения общего уровня, а затем работы ведут по всему котловану.

23. Устройство траншей

Траншея — это временная выемка, устраиваемая для укладки труб и других инженерных сетей, а также возведения ленточных фундаментов. Траншеи разрабатываются с вертикальными стенками (с креплением стенок или без них), с откосами и смешанного профиля. Технологический процесс устройства траншей включает: разработку грунта с выгрузкой на бровку или в транспортные средства, крепление вертикальных стенок, транспортирование грунта, планировку дна, обратную засыпку и уплотнение грунта, а также вспомогательные работы по установке лестниц, ограждений и т. д. Планировку дна траншей при монтаже труб и кабелей обычно не делают, а для того чтобы обеспечить проектный профиль дна, планируют поверхность трассы трубопровода до начала рытья траншеи. Многоковшовыми экскаваторами разрабатывают траншеи (как правило, с вертикальными стенками) для трубопроводов значительной протяженности при наличии мягких плотных грунтов. При этом получается более правильное очертание траншеи, недобор грунта меньше, чем при использовании других землеройных машин. Требуется лишь незначительная зачистка дна. В зависимости от типа машины (цепной или роторный экскаватор продольного копания) ширина траншеи изменяется от 0,4 до 1,8 м, а глубина до 3,5 м.В слабых грунтах для создания устойчивых стенок траншей на экскаваторе дополнительно устанавливаются легкосъемные цепные откосообразователи, придающие траншее трапециевидный профиль. Например, цепным многоковшовым экскаватором ЭТУ-354, комбинируя составные части рабочего органа, можно создать четыре прямоугольные (глубина 3,5 и 2,5 м, ширина 0,8 и 1,1м) и четыре трапециевидные траншеи (глубина 3,5 и 2,5 м, ширина по верху траншеи 2,8 м, а по дну — 0,8 и 1,1 м).

24. Технологічні процеси зворотної засипки та ущільнення

Грунтів

Зворотна засипка може виконуватися двома методами:

— на всю глибину котловану або траншеї;

— шарами.

На всю глибину виконується зворотна засипка в тих випадках, коли не

подаються особливі вимоги до міцності та щільності грунту, коли земляні

роботи ведуться по-за межами зон доріг, населених пунктів і т. і.

Пошарова зворотна засипка виконується в тих випадках, коли грунти явля-

ються основою для доріг, фундаментів або необхідні для подальшої експлу-

атації.

При пошаровій засипці кількість шарів визначається залежно від загальної

товщини засипки та товщини шару, що відсипається, який в свою чергу

залежить від способу ущільнення(hшhущ).

Способи механізації процесу: зворотна засипка виконується бульдозерами,

екскаваторами «зворотна лопата», фронтальними навантажувачами,

грейферними пристроями, конвеєрним транспортом, автосамоскидами.

Процес ущільнення грунту залежить від машин, які використовуються, та

виду навантажування грунту. Вживають такі способи:

— статичний спосіб — для великих майданчиків використовуються котки

гладкі та кулачкові з максимальною товщиною шару, що ущільнюється: для

гладких — 0.2 м і для кулачкових — до 0.3 м.

Котки — стальні циліндри довжиною lк=1.5...3 м та масою m=3...40 т —

прокочують декілька разів: (залежить від виду грунту та його стану) від 4 до 16

разів.

— динамічний спосіб, при якому можуть використовуватися віброкотки.

Для ущільнення грунту в пазухах котлованів, або в важко доступних умовах

використовуються:

— при статистичному способі — важкі плити, які укладають зверху на

попередньо зволожений грунт;

— при динамічному способі — важкі плити скидають з висоти, або до плит

приєднують вібратор. Використовуються також вібротрамбовки, вібро-

ущільніючі машини.

За допомогою вібромашин можливе ущільнення грунту шарами hш Ј 1 м.

55

25. Способи руйнування грунтів

Зі зниженням температури механічна міцність грунту, а також питомий опір

різанню та копанню різко зростають (в 5...8 разів). Оскільки температура

мерзлого грунту змінюється по глибині, відповідно змінюються характеристики

грунту по міцності: найбільші значення питомого опору копанню мають місце в

верхній, зовнішній частині мерзлого шару, а найменші — на межі між мерзлим

та немерзлим талим грунтом.

Для розпушення мерзлого (міцного) грунту механічним способом використо-

вуються:

— при розробці котлованів — машини ударної дії (динамічні), навісні

(статичні) розпушувачі та землерийно-фрезерні, барові машини для нарізання

мерзлих грунтів на блоки;

— при розробці траншей — машини ударної дії, дискові екскаватори і

фрезерні машини, барові машини, роторні та ланцюгові екскаватори із

спеціальним робочим знаряддям, а при невеликих обсягах — змінне робоче

обладнання на гідравлічних екскаваторах (пневмомолоти, гідромолоти);

— при плануванні майданчиків — навісні (статичні) розпушувачі, машини

ударної дії, а при малих обсягах робіт — змінне робоче обладнання на гідрав-

лічних екскаваторах (пневмомолоти й гідромолоти).

Розпушення грунту може виконуватися розпушувачем МИС-2 (машини

безперервної дії). Робочі органи розпушувача у вигляді двох клинів при ударах

по них спадаючим вантажем рухаються по напрямниках, заглиблюються в

мерзлий грунт на глибину до 1.1 м, сколюючи його. Ширина смуги, що розроб-

люється, від 1.5 до 3 м.

Грунт можна розпушувати також дизель-молотом С-222 з клином, закріп-

леним на екскаваторі з наступною розробкою грунту екскаватором.

Грунти, які необхідно розробляти в зимових умовах, захищають від промер-

зання різними способами:

— оранням, боронуванням та снігозатриманням;

— утепленням теплоізоляційними матеріалами;

— глибоким розпушенням;

— утепленням кригозахисною оболонкою, а також дерев'яними щитами та

лежнями із шаром утеплення.

26.----------------------------------

27. Земляные работы в зимних условиях

Работы в зимних условиях должны выполняться по специальному проекту производства работ и обосновываться технико-экономическим расчетом. Разработка мерзлого грунта одноковшовыми экскаваторами (с прямой и обратной лопатой) без предварительного рыхления допускается при толщине мерзлого слоя до 0,25 м с емкостью ковша 0,5—0,65 м3 и 0,4 м с емкостью ковша 1,0—1,25 м3. Подлежащий разработке грунт при промерзании его на глубину более чем указано выше должен быть предварительно подготовлен одним из спо« собов: предохранением грунта от промерзания, оттаиванием мерзлого грунта рыхлением мерзлого грунта. Предохранение грунта от промерзания надлежит осуществлять: предварительным рыхлением до промерзания грунта (вспахиванием, боронованием, перелопачиванием экскаватором), засолением, покрытием поверхности грунта теплоизоляционными материалами, удержанием снежного покрова. Траншеи, разработанные в зимнее время, следует засыпать немедленно после укладки труб, не допуская повреждения их изоляции. Траншеи для труб диаметром менее 300 мм, открытые в задел с осени, следует засыпать на высоту 0,2 м над верхом трубы талым грунтом. Грунт оснований котлованов и траншей, разработанных в зимних условиях, необходимо предохранять от промерзания путем недобора или укрытия утеплителями. Зачистку оснований следует производить непосредственно перед возведением фундаментов или укладкой трубопроводов. Промерзшие в течение зимнего периода вертикальные стенки котлованов и траншей, в которых еще не закончены работы, должны быть закреплены до наступления весенней оттепели. Обратную засыпку котлованов и траншей следует производить, выполняя следующие- требования: - количество мерзлых комьев в грунте, которым засыпаются пазухи между стенками котлованов (траншей) и возведенных в них зданий или сооружений, не должно превышать 15% общего объема засыпки; - при засыпке пазух внутри зданий применение мерзлого грунта не допускается. Приемка работ ло устройству котлованов и траншей, заключается в проверке соответствия их расположения, размеров, отметок, уклонов траншей, грунта в основании проектным; а также правильности и надежности креплений стенок. Приемка работ по планировке территорий заключается в проверке соответствия проектным данным отметок и уклонов спланированной поверхности и степени уплотнения грунта, а также в проверке отсутствия переувлажненных участков и местных просадок грунта. Отклонения отметок дна котлована под блоки сборных фундаментов от проектных допускаются не более чем на ±5 см при условии, что эти отклонения не превышают толщины подстилающего слоя. Приемку оснований сооружений следует производить с участием геолога. В актах приемки должны быть указаны геологические и гидрогеологические условия котлованов, а также их отклонения от принятых в проекте. При приемке выполненных земляных работ предъявляют следующие документы: - рабочие чертежи на земляные работы с нанесением допущенных при производстве работ изменений, а при значительных отступлениях — исполнительные чертежи с согласованиями проектной организации; - журналы работ; - акты на приемку скрытых работ; - ведомости постоянных реперов и акты геодезической разбивки сооружений; - акты лабораторных испытаний грунтов. Комиссии по приемке законченных зданий и сооружений должны быть предъявлены акты на устройство и ликвидацию линий временного водоснабжения, акты о деформациях, происшедших в результате местных просадок фундаментов и др., а также материалы по наблюдению за осадками сооружений.