книги / Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Основания и фундаменты
.pdf194 |
|
|
|
|
|
|
Глава двенадцатая. |
Проектирование котлованов |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Yu и YT — объемные веса мерзлого и талого грунта |
Производительность экскаватора в 1 ч при разработке |
|||||||||||||||||||
|
|
|
в кг/м*; |
теплового |
влияния |
|
(по |
грунта |
в плотном теле определяют также |
по |
формуле |
||||||||||
|
|
а — коэффициент |
|
|
л |
3600<7*н |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
проф. |
X. Р. |
Хакимову |
а « г 3,2); |
|
|
|
* |
|
|
( 12. 11) |
||||||||
|
|
I — радиус промерзания в м. |
|
|
|
|
— t k |
|
|
|
|||||||||||
|
Требующиеся |
для |
расчетов |
по формулам (12.4) — |
|
|
‘уткразр |
|
|
|
|
|
|||||||||
(12.8) |
коэффициенты теплопроводности грунтов (X, |
и Ла) |
где |
q — емкость ковша в м3; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
можно |
принимать |
по |
табл. 12.7, |
составленной по |
дан |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
/ут — продолжительность |
цикла |
в |
сек; |
|
|
|||||||||||||||
ным |
В. П. Ушкалова |
[9]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
kH— коэффициент |
наполнения |
ковша |
(опреде |
|||||||||||
|
Величины |
же |
удельной |
теплоемкости |
грунтов |
сх |
|
||||||||||||||
|
|
ляется по табл. 12.9); |
|
|
|
|
|||||||||||||||
и с2 могут быть подсчитаны по формулам [8]: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
£разр — коэффициент |
разрыхления |
грунта |
(см. |
||||||||||||||||
|
для мерзлого |
грунта |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ниже): |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
„ |
|
О |
— |
П) сску ч + |
c „ jn y BG |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
( \ - п ) у ч + |
пува |
|
’ |
|
|
Категория грунта |
I |
11 |
III |
IV |
V * |
VI'*» |
||||
|
для талого |
грунта |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
_ |
_ |
П — я)сскуч + |
свпувО |
( 12. 10) |
Коэффициент .разрыхления |
1,10 |
1.20 |
|
|
1,50 |
|
||||||||
|
|
‘ |
|
|
(1 — я) Y4 + |
пува |
’ |
1,25 |
1.35 |
1.45 |
|||||||||||
где |
|
|
|
грунта; |
для |
kразр |
|
||||||||||||||
сск —; удельная |
теплоемкость скелета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
песков сск = 0,18 |
ккал/кг-град, |
а для |
глин' |
* Плохо взорванный грунт. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Сск = |
0,19 ккал/кг-град-, |
|
|
|
|
** |
Хорошо взорванный грунт. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
сД— удельная теплоемкость льда; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
с, |
«в 0,5 ккал/кг-град-, |
единицы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
G — степень |
влажности в долях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 4. СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
а) Механизмы для разработки грунтов
Разработка котлованов и траншей производится экскаваторами, скреперами, бульдозерами и другими видами землеройных механизмов, а также с применением средств гидромеханизации.
Технические характеристики этих м?шин можно найти в справочнике «Строительные машины». Данные о производительности землеройных машин, необходи мые для составления проектов по организации работ по откопке котлованов, приведены в соответствующих таб лицах.
Сменная производительность одноковшовых экска ваторов показана в табл. 12.8.
Т а б л и ц а 12.9
К о эф ф и ц и е н т н а п о л н е н и я к о в ш а &н
Наименование грунта |
Для ковша |
Для ковша |
лопаты |
драглайна |
|
Сухой песок |
1,05 |
0,95 |
Гравий |
1.10 |
1,05 |
Глина низкой влажности |
1,20 |
1,15 |
Мелкодробленые породы V и VI |
1,05 |
0,90 |
категорий |
Часовая производительность скреперов при работе в грунтах 1—III категорий показана в табл. 12.10.
Та б л и ц а 12.8
С м е н н а я п р о и зв о д и т е л ь н о с т ь о д н о к о в ш о в ы х э к с к а в а т о р о в в м п (п о Е Н и Р , о тд . 2, в ы п . 1, |
|
|||||||||||
|
|
|
|
„ М е х а н и зи р о в а н н ы е |
и |
р у ч н ы е р а б о т ы 1*) |
|
|
|
|||
|
|
Высота |
Разработка |
грунта с |
погрузкой |
в трайс- |
Разработка |
грунта с отсыпкой в насыпь |
||||
Вид обору |
Емкость |
|
портные средства |
|
|
нлн на |
вымет |
|
||||
нлн глу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
дования |
ковша |
бина |
|
|
|
|
группа грунта |
|
|
|
||
экскаватора |
в ма |
в м |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
П |
|
ш |
IV |
I |
II |
ш |
IV |
Прямая |
0,25 |
До |
2 |
156 |
1127 |
|
84 |
159 |
190 |
145 |
280 |
200 |
лопата |
0,5 |
» |
2 |
350 |
280 |
|
226 |
424 |
359 |
|||
|
1 |
» |
з |
636 |
538 |
|
438 |
318 |
814 |
667 |
560 |
400 |
|
2 |
» |
4 |
1029 |
824 |
_ 667 |
483 |
1296 |
1029 |
854 |
609 |
|
|
3 |
Более 4 |
1296 |
1014 |
• |
824 |
564 |
1628 |
1273 |
1029 |
729 |
|
Драглайн |
0,25 |
До |
4 |
152 |
119 |
|
78 ' |
140 |
189 |
149 |
97 |
175 |
|
0,5 |
» |
4 |
333 |
269 |
|
206 |
412 |
333 |
259 |
||
|
1 |
» |
6 |
636 |
500 |
|
400 |
280 |
778 |
636 |
500 |
350 |
|
2 |
» |
8 |
1000 |
778 |
|
609 |
412 |
1250 |
972 |
778 |
519 |
|
3,4 |
» |
10 |
1200 |
960 |
|
750 |
560 |
1800 |
1400 |
1050 |
760 |
|
4 |
» |
Ш |
1522 |
1094 |
|
886 |
609 |
1892 |
1373 |
1111 |
761 |
Обратная |
0,25 |
До |
3 |
156 |
121 |
|
82 |
149 |
195 |
152 |
103 |
189 |
лопата |
0,5 |
» |
4 |
333 |
269 |
|
219 |
424 |
350 |
269 |
§ 4. Справочные данные по производству земляных работ |
195 |
Т а б л и ц а 12.10
Часовая производительность скреперов при работе в грунтах I—III категорий в м*
Дальность |
Д-354 |
Д-222 |
Д-357 |
Д-21 ЗА |
|
Емкость ковша в м* |
|
||
возки грунта |
|
|
||
в м |
2,75 |
6,5 |
7,0 |
10,0 |
|
||||
100 |
30 |
40 |
55 |
58 |
200 |
18 |
49 |
51 |
|
300 |
13 |
24 |
37 |
40 |
400 |
9 |
18 |
29 |
31 |
500 |
_ |
16 |
22 |
26 |
600 |
— |
— |
18 |
23 |
Недобор грунта при разработке выемок, котлованов и траншей экскаваторами и скреперами допускается в размерах не более:
для одноковшовых экскаваторов с емкостью ков ша:
0,15—0,25 л«з.......................................... |
10 |
см |
0,35 м» .................................................... |
15 |
» |
0,5—1,0 м ?........................................ . |
. 20 |
» |
3 м3 ...................................................... |
30 |
» |
для многоковшовых экскаваторов . . . . |
10 |
» |
для скреперов............................................. |
10 |
» |
Недобор грунта в котлованах под фундаменты раз рабатывается непосредственно перед устройством фунда ментов.-
При использовании бульдозеров малых габаритов на тракторах «Беларусь» и ХТЗ-7 ручная зачистка до пускается только при необходимости особо тщательной планировки подошвы выемки.
Бульдозеры могут быть широко применены для рытья котлованов и их засыпки, перемещения грунта, срезки бугров. Работа бульдозеров рентабельнапри
перемещении |
грунта |
на расстояние |
20—70 м. |
|
||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
12.11 |
||
Производительность бульдозера |
в м %!ч |
|
||||||
|
при разработке и перемещении грунта |
|
||||||
|
|
II и III категорий |
|
|
|
|||
Тип |
|
|
|
Расстояние |
|
|
|
|
тракто |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
||
ра |
10 |
|||||||
С-80 |
120 |
76 |
56 |
44 |
36 |
31 |
27 |
|
100 |
64 |
47 |
37 |
31 |
26 |
23 |
||
|
||||||||
ДТ-54 |
57 |
32 |
22 |
17 |
14 |
12 |
10 |
|
45 |
26 |
18 |
14 |
11 |
10 |
8 |
||
|
кр = -=~Р - — коэффициент |
разрыхления |
грунта в |
||
' п- т |
|
|
|
|
перемещаемой призме; |
|
|||
V — объем грунта в |
призме, перемещенной • |
|||
отвалом, в м3; |
в |
плотном теле в м3; |
||
1/„, т — объем |
грунта |
|||
VK. р — объем, занимаемый тем же |
количест |
|||
вом грунта в призме, перемещенной |
||||
отвалом, в м3-, |
|
цикла бульдозера в ч. |
||
t — время |
рабочего |
б) Организация разработки котлованов
Разработка котлованов (выемок) осуществляется в следующей последовательности. После разбивки котло вана в плане (выемки) устраивается пионерная траншея.
План
П р и м е ч а н и е . |
В числителе |
показана |
производи- |
||
тельность бульдозера при разработке |
грунта II |
категории, |
|||
в знаменателе — грунта |
III категории. |
|
|
||
Часовая |
производительность |
бульдозеров (в |
м!ч) |
||
для работы в плотном теле, показанная в |
табл. |
12.11, |
|||
определяется |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
Q = i t ; ’ |
|
(12Л2) |
где ка — коэффициент использования времени в смену, равный 0,8—0,95;
1 — отвод поверхностных вод; 2 — места |
стоянок экскаватора |
после передвижек; 3 — центр тяжести |
забоя; 4 — вешка |
Ч А
196 |
Глава двенадцатая. Проектирование котлованов |
По достижении заданной глубины забоя производится разбивка оси хода экскаватора, устройство водоотвода (кювета) и временной дороги для отвозки грунта. Затем экскаватор и автотранспорт, подаваемый под погрузку грунта, устанавливаются в положение, указанное на
ваемый грунт к откосам котлована, оставляя позади полосу, равную длине бульдозера, разрабатываемую также бульдозеромпослеследующейпроходки экскаватора боковым забоем. Уборка грунта, перемещенного к откосу, разработка подошвы забоя, прилегающего к откосу, и
1-1
направление движения (рронта экскаваторных
работ
Недобор 0,20 м |
Недобор 0,07м |
|
при разработке |
||
после зачистки |
||
окскадатором |
бульдозером |
|
|
11,19 ---- - |
|
|
/ |
1 — прежний откос котлована
рис. 12.10, и разработка грунта ведется забоями, распо ложенными в. одном уровне. Котлованы (выемки) разра батываются продольными проходками боковым забоем.
Автотранспорт, подаваемый под погрузку грунта, устанавливается по заранее поставленным вешкам с расчетом, чтобы средний угол поворота экскаватора при разгрузке ковша был не более 90°. Разработка недобора и зачистка откосов производятся согласно приведенной схеме на рис. 12.11. Бульдозер перемещает разрабаты-
зачистка откоса производятся экскаватором Э-505 с погрузкой грунта в автотранспорт или разгрузкой его в отвал (в зависимости от местных условий). Оставшийся слой грунта, разрабатываемый вручную, перемещается к откосу и убирается экскаватором Э-505, оборудован ным драглайном, или размещается между отдельными фундаментами.
В грунтах III группы зачистка дна выполняется с предварительным рыхлением. Обратная засыпка тран
§ 4. Справочные данные по ‘Производству земляных работ ' |
197 |
шей и котлованов осуществляется с помощью экскавато ров, бульдозеров, скреперов и других механизмов. Укладка грунта в пазухи котлованов и за стенки фунда ментов при обратной засыпке производится по мере го товности фундаментов.
Разрез
Экскаватор со сменным грейфером, двигаясь вдоль бровки котлована (рис. 12.12), забирает из отвалов грунт и укладывает его в пазухах котлована и за фундаментами. Укладывается грунт грейфером по возможности равно мерно.
Для облегчения расчетов при составлении проекта организации работ в табл. 12.12 приводятся углы есте ственного откоса грунтов в разрыхленном состоянии и различной степени увлажнения.
в) Уплотнение грунта при обратной засыпке
Послойное уплотнение несвязных насыпных грунтов I и II групп нормальной влажности при выполнении обратной засыпки котлованов показано на рис. 12.13, а уплотнение грунта в стесненных местах, недоступных
Рис. 12.13. Уплотнение обратной засыпки виброкатком
1 — грунт, уложенный вблизи фундаментов и колони и уплот няемый пневматическими или электрическими трамбовками; 2 —
слон, уплотняемые челночным движением катка на участках дли ной 5—20 м
Рис. 12.12. Обратная засыпка котлована
1 — выпуски арматуры; 2 — слои, уплотняемые электрическими или пневматическими трамбовками; 3 — слои, уплотняемые тяжелыми трамбовками; 4 — граница естественного откоса; 5 — отвал грунта для обратной засыпки; 6 — оси фундаментов; 7 —
ось движения экскаватора
для работы машин и вблизи фундаментов прн небольших объемах, — на рис. 12.14. Перед уплотнением грунт раз равнивается слоями толщиной 15—20 см малогабарит ным бульдозером Д-332 или в особо стесненных местах — вручную.
Уплотнение грунта осуществляется челночными про ходами виброкатка, число проходов которого (но не ме нее трех) по одному следу устанавливается опытным путем в зависимости от влажности грунта, а также от требуемой проектом плотности насыпного грунта. Сте пень уплотнения грунта контролируется полевой грун товой лабораторией (в случае необходимости). Ниже при-
Т а б л и ц а 12.12
У гол |
е с т е с т в е н н о г о |
о т к о с а г р у н т а |
в р а з р ы х л е н н о м с о с т о я н и и |
|
|||||
|
|
|
|
Грунты |
|
|
|
||
Наименование грунтов |
|
сухие |
влажнее |
мокрые |
|||||
уклон откоса |
отношение |
уклон откоса |
отношение |
уклон откоса |
отношение |
||||
|
|||||||||
|
в град |
|
высоты к |
в град |
высоты к |
в град |
высоты к |
||
|
|
|
заложению |
|
заложению |
|
заложению |
||
Растительная земля |
40 |
|
1:1,2 |
35 |
|
1 : 1,4 |
25 |
1 : 2,15 |
|
Песок: |
30-35 |
|
1 :1,75-1.4 |
32—40 |
1 : 1,6-1.2 |
25-27 |
1 : 2,15-2 |
||
крупный |
|
||||||||
средней крупности |
28—30 |
|
1 : 1.9 -1,75 |
35 |
1 |
: 1,4 |
25 |
1 : 2.15 |
|
мелкий |
25 |
|
1 : 2,15 |
30—35 |
1 : 1,75-1,4 |
15-20 |
1 : 3,75-2,75 |
||
Суглинок |
40-50 |
|
1; 1,2—0.85 |
35—40 |
1 :1,4-1.2 |
25-30 |
1 : 2,15-1,75 |
||
Глина жирная |
40-45 |
|
1 :1,2-1 |
35 |
1 |
: 1,4 |
15-20 |
1 : 3,75-2,75 |
|
Гравий |
35-40 |
|
1 :1.4—1,2 |
35 |
1 |
:1,4 |
30 |
1; 1,75 |
|
Торф без корней |
40 |
|
1 : 1,2 |
25 |
1 |
: 2,15 |
15 |
1; 3,75 |
*/,7 Справочник проектировщика
198 |
Глава двенадцатая. Проектирование котлованов |
водятся значения влажности в % для уплотнения грун тов:
Г л н н а .......................................... . |
23—28 |
Тяжелый суглинок.......................... |
22—25 |
Средний.............................................. |
21—23 |
Легкий суглиноки супесь............... |
15—17 |
Л ёсс .................................................... |
19—21 |
При одновременной работе нескольких трамбовок интервал между ними рекомендуется делать не менее
Рис. 12.14. Уплотнение обратной засыпки электротрам бовкой
1 — участок, уплотняемый другими, более производительными механизмами; 2 — шланговый электропровод; 3 — электродвига
тель^^ — слон, уплотняемые электротрамбовкой
г) Гидромеханизация зем ляны х работ
Разработка котлованов гидромеханическим способом производится:
1)путем размыва грунта струей воды, выбрасыва емой под напоров из ствола гидромонитора, н транспор тирования образовавшейся пульпы (размытого, разжи женного грунта), либо самотеком — по канавам или лоткам, либо при помощи землесосов по напорным тру бопроводам к местам намыва (насыпи);
2)путем всасывания грунта нз-под воды при помощи землесосов с транспортированием (регулированием)
пульпы по напорным трубопроводам.
Применяются также следующие комбинированные методы гидромеханизации:
1) грунт в пределах надводной части выемки размы вают гидромониторами, а в пределах подводной части разрабатывают землесосами; пульпу транспортируют по напорным трубопроводам;
2) грунт разрабатывают экскаватором с погрузкой через бункер в самотечные лотки; в бункере нли в лот ках грунт размывают гидромонитором;
3) грунт разрыхляют экскаваторами, бульдозерами нлн действием взрывов, а затем размывают струей воды нз гидромониторов.
Размыв грунта целесообразно вести сплошным фрон том при минимальном количестве гидромониторов с на садками наибольшего диаметра, возможного по заданному расходу н потребному напору воды.
В табл. 12.15 приведены данные о потребных напо рах, расходах воды н уклонах подошвы забоя при раз мыве разных грунтов гидромониторами. В табл. 12.16 рассматривается производительность землесосов по пе рекачиванию пульпы.
5 |
м. Производительность моторного |
катка |
приводится |
|||||||
в |
табл. |
12.13, а |
производительность |
уплотнения |
одной |
|||||
трамбовкбй — в |
табл. |
12.14. |
|
Т а б л и ц а |
12.13 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
П р о и зв о д и т е л ь н о с т ь м о то р н о го |
к а т к а |
Д -338А |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Единица |
Производительность |
|||
|
Наименование работ |
при числе проходов |
||||||||
|
измерений |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
8 |
10 |
|
Послойное |
уплотне- |
мЧч |
|
13 |
10 |
8 |
|||
|
нне грунта при толщи |
мг/смену |
|
104 |
80 |
64 |
||||
|
не слоя |
0.15 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е . |
Производительность |
виброкатка |
|||||||
|
определена |
по |
данным |
технической |
характеристик! |
При |
||||
|
движении катка |
|
на первой скорости |
и |
с коэффициентом |
|||||
|
использования по времени Л==0,5. По уплотняемому эффекту |
|||||||||
|
внброкаток |
Д-338А |
эквивалентен катку |
статического |
дей |
|||||
|
ствия весом |
6—10 |
т . |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
® |
Т а б л и ц а |
12.14 |
П р о и зв о д и т е л ь н о с т ь у п л о т н е н и я о д н о й т р а м б о в к о й
|
|
|
|
Производительность |
|
|
|
Тол |
|
|
мЧч |
|
мЧсмену |
|
|
щина |
Норма |
|
|
|
|
|
|
уплот |
|
Число проходов электротрамбовки |
|
||||
няемого |
выра |
|
|
||||
слоя |
ботки |
|
|
по одному}месту |
|
|
|
в см |
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
6 |
4 |
5 |
||
10 |
Расчет- |
27 |
1.9 |
1,4 |
10 |
13 |
10 |
к |
иая |
4.1 |
27 |
2.1 |
29 |
И |
15 |
20 |
|
54 |
37 |
2.0 |
38 |
26 |
20 |
Т а б л и ц а 12.15
Н а п о р с т р у и ги д р о м о н и т о р а , р а с х о д в о д ы и у к л о н п о до ш вы з а б о я п р и р а з м ы в е р а зл и ч н ы х г р у н т о в
|
|
Напор |
Удельный |
|
|
|
струи ги |
Уклон |
|
Наименование грунтов |
расход во |
|||
дромонито |
ды на 1 м3 |
подошвы |
||
|
|
ра в ж |
грунта |
забоя |
|
|
вод.cm. |
|
|
Песок: |
(0,25—0.5 мм) |
30-40 |
4—6 |
0,03-0,045 |
мелкий |
||||
средний |
(0,5—1 мм) |
30-40 |
5— 8 |
0,03—0,05 |
крупный (1-- 2 мм) |
40—50 |
7—10 |
0,04—0.06 • |
|
Гравий |
|
50—70. |
10-15 |
0,08—0,12 |
Супесь |
|
30-80 |
4 -8 |
0,02-0,03 |
Суглинок |
|
50-120 |
6— |
0,01510—0,02 |
Лёсс |
|
40-80 |
3 -7 |
0,015—0,025 |
Глина |
|
150-180 |
12-16 |
0,015-0,02 |
Т а б л и ц а 12.16
П р о и зн о д н т е л ь н о с т ь зе м л е с о с о в по п е р е к а л и в а н и ю
|
|
п у л ь п ы |
|
|
|
|
Мощ |
Диаметр |
|
Производитель- |
|
Марка |
ность |
Напор |
ность в м*/ч |
||
двига |
напорного |
|
|
||
землесоса |
теля |
патрубка |
в м |
|
по |
|
в кет |
в мм |
|
по воде |
|
|
|
|
грунту |
||
8 НЗ |
130 |
200 |
35 |
800 |
73 |
12 PC |
480 |
300 |
75 |
1 400 |
127 |
2U-H3 |
950 |
600 |
40 |
3 000 |
275 |
300-40 |
865 |
500 |
40 |
3 000 |
276 |
600-60 |
2437 |
600 |
60 |
5000 |
455 |
1 000-80 |
4400 |
672 |
80 |
10 000 |
910 |
§ 5. Осушение котлованов |
|
199 |
||
§ 5. ОСУШЕНИЕ КОТЛОВАНОВ |
|
Т а б л и ц а |
12.17 |
|
А. ОТКРЫТЫЙ ВОДООТЛИВ |
Данные о самовсасывающих центробежных насосах |
|||
При открытом водоотливе вода, притекающая в за |
для открытого водоотлива |
|
||
кладываемую земляную выработку (котлованы, траншею), |
|
|
|
|
подводится к устраиваемым в ее дне приямкам (зумпфам), |
Показатели |
С-204 |
С-204 |
|
из которых откачивается насосом (рис. 12.15). |
С-247* С-245* |
|||
Для предотвращения разрыхления грунта под дей |
|
|
120 |
|
ствием восходящего фильтрационного потока, потери |
Подача в м* |
24 |
||
устойчивости откосов котлована и суффозии (выноса частиц |
Манометрический напор в м вод. cm* |
9 |
20 |
|
грунта сосредоточенными струями воды) зумпфы заклады |
Высота всасывания в м вод. cm. |
6 |
6 |
|
Мощность электродвигателя в кет |
1-1.5 7.4-8 |
|||
вают возможно глубже отметки дна котлована, постепенно |
Мощность двигателя внутреннего сгорания |
13 |
||
|
В Л. с. |
3 |
||
|
* Насосы С-247 и С-245 выпускаются с |
бензиновым дви-’ |
||
|
гателем Л-3 и дизельным двигателем Т-62. |
|
|
|
|
Для определения необходимой при открытом водо |
|||
|
отливе подачи насосного оборудования может быть ис |
|||
|
пользован способ расчета притока воды, изложенный в |
|||
Рис. 12.15. Схема открытого водоотлива |
разделе «Б», п. «г». |
|
|
|
Б. ВОДОПОНИЖЕНИЕ (ИСКУССТВЕННОЕ ПОНИЖЕНИЕ |
||||
I — нормальный уровень грунтовых вод; 2 — зумпф; 3 — насос; |
||||
4 — всасывающий трубопровод; J — водосборный кювет; 6 — |
УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД; ГЛУБИННЫЙ, ГРУНТОВЫЙ |
|||
дренирующая пригрузка откосов |
ВОДООТЛИВ) |
|
|
углубляя их (или закладывая новые зумпфы) по мере съема грунта. В глубоких котлованах (при глубине, превышающей 4—5 м) откосы полезно пригружать дре нирующими призмами. Воду к зумпфам подводят дре нажными канавками, прокладываемыми по периметру выработки.
В водоносных слоях, имеющих стабильное питание (от смежных более водопроницаемых слоев грунта или от водотоков и водоемов), открытый водоотлив может применяться, если разность между уровнем грунтовой воды и проектной отметкой дна котлована относительно невелика (до 2—3 м), выработка доводится до проч ных слоев грунта, не подвергающихся каким-либо повреж дениям в связи с притоком воды, и если при этом обеспе чиваются нормальные условия для работы землеройных и других машин.
Открытый водоотлив применяется также в сочетании с водопонижением как вспомогательное мероприятие — для откачки «остаточной» воды, притекающей через «окна» между скважинами, когда выработка пересекает водоупорные слои или для частичной замены водопони зительных скважин, возможной при большом развитии зоны депрессии.
Во всех указанных случаях возможны простейшие устройства водосборников и подводящих воду кюветов.
Для откачки воды применяются грязевые насосы: самовсасывающие центробежные (не требующие заливки водой всасывающего трубопровода), диафрагмовые и др. (табл. 12.17),
При производстве земляных работ способом гидро
механизации открытый водоотлив применяется для |
от |
|
качки воды из вскрытого под водой котлована при |
па |
|
раллельной работе водопонизительной системы. |
Воду |
|
из котлована откачивают любыми центробежными |
насо |
сами, характеристики которых — развиваемый напор и подача (расход откачиваемой воды) — соответствуют необходимой высоте подъема воды (с учетом гидравли ческих сопротивлений всасывающих и отводящих тру бопроводов) и заданному темпу осушения котлована.
Возможна также откачка воды земснарядом, при мененным для разработки грунта.
а) Назначение и область применения
Водопонижение предназначено для предварительного (предшествующего земляным работам) осушения грунта и разгрузки фильтрационного давления в надоносных слоях, залегающих ниже уровня дна котлоЯна или в его откосах. Для этой цели откачивают воду из системы
Рис. 12.16. Схема водопонижения в безнапорном водоносном горизонте
1 — нормальный уровень грунтовых вод; 2 — понижен ный уровень грунтовых вод; 3 ~ отводящий трубопровод; 4 —>водопонизительные скважины
водоприемников, расположенных вне контура котлована (траншеи) и оборудованных фильтрами, не допускающими выноса фильтрующейся водой частиц грунта (рис. 12.16).
Время, в течение которого продолжается откачка, в общем случае подразделяется на два периода: период «активной» откачки, в течение которого достигается необходимая депрессия, и период «пассивной» откачки, производимой лишь для поддержания достигнутой де прессии на заданных отметках.
При наличии напорных водоносных горизонтов (рис. 12.17) ниже дна вскрываемой выработки водопониже ние применяется для разгрузки давления воды, под дей ствием которого может быть прорван подстилающий вы работку водоупор. Применение глубинного водоотлива
‘/.7*
2 0 0 |
Глава двенадцатая. Проектирование котлованов |
или самоизливающихся разгрузочных скважин обяза тельно при условии
|
|
S£Y<A |
|
|
где Н — напор воды в |
м, отсчитываемой |
от подошвы |
||
проверяемого |
водоупорного слоя; |
|
||
Yu — удельный |
вес |
воды в |
т/м3; |
учетом веса |
Yo — объемный |
вес |
грунта |
в т/м3 (с |
|
воды в его порах); |
котлована до подошвы |
|||
h — расстояние в л от дна |
||||
проверяемого |
водоупорного слоя. |
|
Водопонижение наиболее эффективно при откачке воды из мелкозернистых и среднезернистых песков, содержащих не более 5—8% глинистых частиц. В слабо-
Рис. 12.17. Схема водопонижения в напорном во доносном горизонте
1 — пьезометрический уровень грунтовых вод до откачки воды; 2 jt~ пьезометрический уровень грунтовых вод при откачке (оды; 3 — отводящий трубопровод; 4 —■водопо
низительные скважины
проницаемых (содержащих значительные примеси гли нистых частиц) водоносных слоях возрастает продолжи тельность необходимого для осушения грунта периода активной откачки. В подобных случаях применяются специальные способы водопонижения (вакуумирование, электроосушение).
Рациональность применения водопонижения в круп нозернистых сильно водопроницаемых слоях грунта, когда поддержание необходимой депрессии требует от качки водопонизительной системой весьма больших расходов воды, определяется исключительно экономи ческими соображениями и существенно зависит от дли тельности строительных работ, выполняемых под защи той водопонижения.
Предварительное осушение грунта методом водо понижения позволяет предотвратить нарушение восхо дящими токами воды слоев грунта в основании возводи мого сооружения, содействует его уплотнению действием направленных книзу фильтрационных сил (что дает ос нование повышать принимаемые нагрузки на грунт) и повышает устойчивость откосов, обеспечивая необ ходимые условия для производства земляных, бетонных, гидроизоляционных и других работ.
б) Оборудование и схемы водопоиизительных установок
Водопонизительные установки состоят из водопри емников, оборудованных фильтрами, насосных агрегатов для откачки воды и коммуникаций (всасывающих, на порных трубопроводов, сбросных лотков или труб). Ос новным типом применяемых в настоящее время водо приемников являются вертикальные скважины, обору дованные фильтровым звеном, установленным в слоях грунта, из которых откачивается вода, и соединенным
глухими надставными трубами, связывающими фильтро вое звено с устьем скважины1 .
Фильтры должны препятствовать выносу откачи ваемой водой твердых частиц грунта. Однако в разно зернистых грунтах допускается и даже желателен вынос мелких фракций, частицы которых свободно залегают в порах, не принимая участия в передаче нагрузки. В ре зультате их вымывания вокруг скважины образуется
естественный песчаный фильтр, |
улучшающий |
условия |
ее работы. |
допустимость |
наблюда |
Признаком, определяющим |
емого при откачке воды выноса частиц, является его за тухающий характер. Обычно вода должна просветляться в течение короткого времени — от нескольких часов до рдних суток. Незатухающий вынос недопустим.
Гранулометрический состав обсыпки подбирается так, чтобы отношение среднего диаметра ее частиц к сред нему диаметру частиц грунта составляло от 5 до 10. Под средним диаметром подразумевается диаметр таких частиц, по сравнению с которыми все более мелкие ча стицы по своему суммарному весу составляют 50% от общего веса образца, подвергнутого гранулометрическому анализу.
Материал фильтров должен быть устойчив против химического воздействия грунтовых вод. Для этого сетчатые фильтры иглофильтровых установок до послед него времени снабжались латунной сеткой. В настоящее время она заменена капроновой тканью.
Помимо сетчатых фильтров, для водопонизительных скважин используют фильтры в виде труб с отверстиями различной формы, снабжаемыми в случае необходимости гравийно-песчаной обсыпкой, каркасы со спиральной проволочной обмоткой, между витками которой обеспе чивается зазор, соответствующий гранулометрическому составу грунта (или промежуточного слоя обсыпки), а также фильтры из различных пористых материалов — керамики, клееных песчано-гравийных смесей, бетона и т. п.
Фильтры устанавливаются путем непосредственного погружения их гидравлическим способом, (подмывом) или опусканием в готовую скважину, которую пробури вают или при глубине до 12 м пробивают по способу Э. Г. Годеса [7] с последующим извлечением обсадных труб.
При гидравлическом погружении иглофильтров дли ной до 8 м необходим расход воды около 30 м3/ч при давлении до 3—4 am. В крупнозернистых песчаных и гравелистых слоях, сильно поглощающих воду, к подмывной струе воды добавляется сжатый воздух. При погружении иглофильтров глубиной до 20 м (эжектор ных иглофильтров) необходим расход воды 40—60 м3/ч при давлении до 5—8 am.
Для механического бурения скважин применяют буровые станки. Пробивка и извлечение обсадных труб может осуществляться любыми сваебойными снарядами
достаточной мощности (см. § 5 гл. |
11). Для откачки воды |
||
при |
водопонижении |
применяют |
с а м о в с а с ы в а ю |
щ и е |
н а с о с н ы е |
а г р е г а т ы , устанавливаемые |
на поверхности земли, г л у б и н н ы е н а с о с ы или э ж е к т о р н ы е в о д о п о д ъ е м н и к и , монти руемые внутри скважины.
При использовании самовсасывающих насосных агре гатов подъем воды от динамического ее уровня в сква жине до отметки, иа которой установлен насос, осущест-
1 В настоящее время разрабатываются и осваиваются также другие тйпы водоприемников: горизонтальные фильтры, устраи ваемые способом продавливания из предварительно пройденной водосборной шахты или погружаемые в грунт иными способами, скважины с уширенным фильтрующим основанием н т. п.