10.3. Работы подготовительного периода

Подготовительные работы, выполняемые на строительной

площадке, могут быть представлены в виде организационно-технологической модели

Рис.10.1. Организационно-технологическая модель процесса подготовительных работ на строительной площадке.

В подготовительный период строительства входит:

- освобождение строительной площадки от строений, не используемых в процессе строительства, отселение жильцов, организаций и учреждений;

- очистка и планировка территорий застройки с организацией стока поверхностных вод;

- устройство ограждения и дорог;

- создание складского хозяйства со строительными материалами и изделиями;

- монтаж временных сооружений и механизированных установок (растворо-бетоноузлов, деревообрабатывающих станков и др.);

- перенос существующих надземных и подземных инженерных сетей, устройство временных или постоянных источников и сетей водоэнергоснабжения;

- создание опорной геодезической сети (высотные реперы, оси зданий, красные линии и т. п.), установка обносок зданий и на трассах прокладываемых трубопроводов.

Подготовительные работы на стройплощадке начинают с очистки и планировки территории, установки ограждения, сноса ветхих строений. Удаление деревьев и кустарников со стройплощадки должно строго ограничиваться производственной необходимостью и предусмотрено в проекте производства работ.

Стройплощадка ограждается забором деревянным, из железобетонных панелей или металлической сетки.

Снос строений, не используемых в процессе строительства, производят разборкой и обрушением.

Растительный слой грунта на площади будущего земляного сооружения срезается на глубину 15-25 см бульдозерами и автогрейдерами (скреперами), собирается в отвалы для последующего использования по озеленению и благоустройству строящегося объекта или другой территории.

10.4. Отвод поверхностных и грунтовых вод

Выемки от поверхностных вод защищают путем устройства водоперехватывающих нагорных и водоотводящих канав или системы дренажей. Продольный уклон лотков или канав назначают в зависимости от рельефа местности и принимают равным не менее 0,003. На размеры лотков или канав и на методы их укрепления влияют приток воды и скорость течения.

Водоотлив применяют при незначительном притоке воды в выемки. Рис.10.2.

Осушение выемки открытым водоотливом заключается в том, что при разработке котлована в водоносном грунте подошве выемки придают небольшой уклон к устраиваемому в самой пониженной части приямку (зумпфу), из которого воду откачивают насосами и отводят по лоткам или водоотводным канавам от выемки.

При разработке траншей зумпф устраивают в специальном отсеке траншеи, называемом усом.

Рис.10.2. Схема открытого водоотлива

а - из котлована; б - из траншеи; 1 - зумпф; 2 - ус

Открытый водоотлив используют в глинистых и песчаных пылеватых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1 м/сут.

На площадках с высоким уровнем грунтовых вод и их интенсивным притоком осушение грунтов целесообразно вести с помощью открытого или закрытого дренажа.

Открытый дренаж устраивают в виде канав глубиной до 1,5 м, имеющих пологие (1:2) откосы и необходимый для течения воды уклон. В отдельных случаях канавы могут заполняться дренирующими материалами (щебень, гравий, крупный песок).

Основной вид дренажа - горизонтальный закрытый, состоит из трубчатых дрен с водоприемными отверстиями, оборудованных фильтром, коллекторов и устьевых сооружений. Такие дренажи более эффективны, так как в трубе скорость движения воды выше, чем в дренирующем материале. В качестве дрен используются: трубы - гончарные (керамические, асбестоцементные, бетонные из обычного и пористого (фильтрующего) бетона, стеклопластиковые, пластмассовые и бумажные).

Искусственное понижение уровня грунтовых вод является более совершенным, но и более сложным методом борьбы с их притоком в выемку. Понижение уровня грунтовых вод обеспечивают путем непрерывной откачки из специальных скважин, оканчивающихся ниже дна выемки

В грунтах с высоким коэффициентом фильтрации (более 2 м/сут) можно понизить уровень грунтовых вод: легкими иглофильтровыми установками; эжекторными иглофильтрами; водопонижающими скважинами, оборудованными глубинными насосами; скважинами, сбрасывающими воду в нижележащие поглощающие слои или в специальные выработки, и др.

Иглофильтровые установки состоят из ряда стальных труб, погружаемых в грунт по периметру котлована или вдоль траншеи. К нижней части трубы присоединено звено для фильтра, состоящее из наружной перфорированной и внутренней глухой труб.

Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапанами (рис.10.4). На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке (обеспеченной резервными насосами). При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается, и из-за дренирующих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу уровня грунтовых вод, называемую депрессионной кривой. Иглофильтры погружают в грунт через буровые скважины или путем нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3 МПа (гидравлическое погружение). Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой клапан, а кольцевой клапан, отжимаемый при этом кверху, закрывает зазор между внутренней и наружной трубами. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает грунт, обеспечивает погружение иглофильтра. Когда вода всасывается, из грунта через фильтровое звено, клапаны занимают обратное положение: шаровой клапан за счет разрежения поднимается, а кольцевой опускается, открывая воде, профильтровавшейся в зазор между обеими трубами фильтрового звена, путь в открытый снизу конец внутренней трубы.

Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах. Наибольшее понижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5 м. При большей глубине понижения применяют двухъярусные установки.

Эжекторные иглофильтровые установки и глубинные насосы используют при разработке больших выемок и при необходимости понижения уровня грунтовых вод на глубину 20 и 30 м (при одноярусном понижении). Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной и внутренней трубы с эжекторной насадкой. Рабочую воду под давлением 750...800 кПа подают в кольцевое пространство между внутренней и наружной трубами, и через эжекторную насадку она устремляется вверх по внутренней трубе. В результате резкого изменения скорости движения рабочей воды в насадке создается разрежение и тем самым обеспечивается подсос грунтовой воды. Грунтовая вода смешивается с рабочей и направляется в циркуляционный бак. Из циркуляционного бака избыток воды (за счет поступления грунтовой), откачивается низконапорным насосом или сливается самотеком.

В эжекторной иглофильтровой установке вакуум создается в глубине иглофильтра, что обеспечивает более интенсивный отсос, воды. Для расширения области применения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут используется явление электроосмоса. В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5...1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни (рис.10.5). Иглофильтры подключают к отрицательному, а трубы или стержни - к положительному полюсу источника постоянного тока. Напряженность электрического поля 0,5...1 В/см, а плотность тока 1 А/м. Под действием электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается в сторону иглофильтров. За счет движения этой воды коэффициент фильтрации грунта увеличивается в 5+25 раз.

Для понижения уровня грунтовых вод на глубину более 20 м применяют водопонижающие скважины. Скважины устраивают в обсадных трубах диаметром до 400 мм и оборудуют фильтрами. Воду из скважин откачивают высоконапорными насосами.

Рис. 10.3. Схема эжекторной установки

а - эжекторная установка; б - схема действия иглофильтра;

1 - эжекторный иглофильтр; 2 - напорный коллектор;

3 - центробежный насос; 4 - циркуляционный бак; 5 - сливной коллектор; 6 - низконапорный насос; 7 - внутренняя труба; 8 - наружная труба; 9 - рабочая вода; 10 - эжекторная насадка; 11 - грунтовая вода; 12 - фильтровое звено

Рис.10.4. Схема размещения иглофильтровых установок

а - для котлована; б - для траншеи; в - схема работы клапанов фильтрующего звена при погружении в грунт и в процессе откачки воды; 1 - насосы; 2 - кольцевой отсасывающий коллектор;

3- депрессионная кривая; 4 - фильтрующее звено;

5 - фильтрационная сетка; 6 - наружная труба; 7 - внутренняя труба; 8 - кольцевой клапан; 9 - гнездо кольцевого клапана; 10 - шаровой клапан; 11 - ограничитель

Рис.10.5. Схема водопонижения с использованием электроосмоса

1- иглофильтр; 2 - сборный коллектор; 3 - стальная труба