2 2 Разработка грунтов бестраншейным методом (горизонтальное бурение, проходческий щит).

Щитовая проходка применяется для устройства выработок диаметром 1,5 м и более на длину до 150 м (рис. 5.8). Проходческий щит состоит из трех основных отсеков: рабочего (режущая часть с козырьком), опорного (домкратного) и хвостового. В рабочем отсеке ведется разработка грунта. Козырек применяется при проходке выработок в слабом грунте и предотвращает его обрушение. В опорной части щита размещены домкраты, которые опираются на обделку выработки и вдавливают щит в грунт. В хвостовой части ведется обделка проходки блоками.

Рис. 5.8. Схема проходки туннеля с помощью щита: 1 – полость, заполняемая бетонной смесью; 2 – обделка туннеля из тюбингов; 3 – обойма щита; 4 – домкраты; 5 – режущий край; 6 – защитный козырек; 7 – рабочая платформа; 8 – эжектор; 9 – вагонетка; 10 – рукав растворонасоса

_{23 Разработка грунтов бурением. Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин. Шпуры - это цилиндрич выработки диам до 75 мм и глуб до 5 м. Скважины - выработки более глубокие с диаметром, превыш 75 мм. По хар-ру образов буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде. При колонковом бурении разрушение породы происходит лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком. Технологич процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, транспортированию породы на поверхность, обеспечению устойчивости стенок буровых выработок и вспомогательных операций. Грунт в забое разрушают резанием, истиранием, ударами, сколом и комбинированным воздействием (например, истиранием и ударом).Транспортир на пов-сть измельченного грунта осущ двумя методами: гидравлич, при кот грунт удаляется путем вымывания его водой, направляемой в выработку под давлением, и с у -х и м , когда измельченный грунт удаляют сжатым воздухом или шнеком.Механическое бурение в основном ведут тремя способами: ударно-вращательным, ударным и вращательным.Ударно-вращательное бурение применяют для бурения скважин диаметром 100...200 мм, глубиной до 30 м в труднобуримых породах. Производительность применяемых станков - 10...35 м/смен.Особенность этого способа состоит в том, что вращение и ударное действие инструмента выполняют двумя независимыми механизмами: вра щателем и пневмоударником.Ударное бурение (бурение ударом) осуществляют пневматичускими бурильными молотками - перфораторами, которые бывают ручными, массой до 24 кг (при глубине шпура до 3 м) и станковыми, массой до 40 кг. Они обеспечивают бурение шпуров глубиной до 5 м. Воздух (2...4 м3/мин) к перфоратору подводится шлангом от компрессора. Рабочий орган перфоратора - буровая головка.Перфораторные молотки по характеру очистки каналов от пыли и каменной мелочи подразделяют на сухие и мокрые. Перфораторы мокрого типа имеют специальные устройства для промывки канала водой, а в перфораторах сухого типа канал продувается воздухом. Более предпочтительным является мокрое бурение, так как промывка канала водой снижает сопротивляемость породы и увеличивает стойкость головки бура из-за ее охлаждения водой и уменьшения трения о стенки канала.При вращат способе бурения порода забоя истирается, ее режут или скалывают буровым инструментом, жестко закрепленным на нижнем конце вращающейся штанги. Основные виды вращат способа бурения - шнековое и роторное, выполняемые с помощью самоходных установок (преимущественно) или станков. Применяют также электрические сверлильные машины.Шнековое бурение применяют для скважин диаметром 125...160 мм и глубиной до 30 м в мягких и средней крепости грунтах. Шнековые буровые станки имеют металлич рамку, состоящую из двух направл стоек, установленных на передвижной платформе или на полозьях. По направл стойкам рамы движется электродвигатель с редуктором, в шпиндель которого вставлены рабочие буровые штанги. Рабочие штанги длиной 2 м представляют собой трубы, на поверхности которых по винтовой линии наварены стальные полосы - реборды. По мере углубления скважины штанги наращивают, соединяя их между собой специальными патронами. Звенья заканчиваются рабочей частью в виде долота или лопастного резца. Разработанный грунт с помощью шнека выдается на поверхность.Роторное бурение чаще всего применяют для устройства скважин диаметром до 200 мм и глубиной до 50 м в фунтах средней и большой крепости. Роторная бурильная установка состоит из вращателя-ротора, сборной вышки и оборудования для промывки скважины глинистым раствором.}

_{24 Взрывной метод разработки грунтов.Взрывным способом в основном рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами. С помощью взрывов возводят земляные насыпи и перемычки, устраивают (на выброс) выемки для котлованов, дорог и т. п. Взрывным способом дробят мерзлые фунты, валуны, валят деревья, корчуют пни, уплотняют грунты и др. Для осущ взрыва ВВ формируют в заряды ,кот хар-ют по следующим ниже признакам.По месту располож заряды могут быть нар (накладными), располагаемыми на пов-ти разрушаемого объекта, и внутр, располаг внутри разрушаемого объекта (в шпурах, скважинах, рукавах, камерах и др.).По действию, оказываемому на окружающую среду (на взрываемую породу), различают заряды выброса, рыхления и камуфлеты. При взрыве на выброс в фунте образуется конусообразное углубление - воронка. Грунт, выброшенный взрывом, под действием силы тяжести падает частично в воронку и частично вокруг нее.По своей форме заряды ВВ бывают сосредоточенными (в форме куба, шара или цилиндра), плоскими и удлиненными. Удлиненные заряды располагают по отношению к свободной поверхности подрываемого массива породы параллельно или под углом. Выбор формы заряда (или зарядов) ВВ определяют назначением взрыва и методами выполнения взрывных работ.В зависимости от формы, величины и способа размещения заряда по отношению к подлежащему разрушению объекту различают методы шпуровых, скважинных, котловых, камерных и щелевых зарядов.}

_{25 Разработка грунта в зимних условиях. Предохранение грунтов от промерзания. Непоср разработка мерзлого грунта (без предварит рыхления) ведется двумя методами: блочным и механическим.При блочном методе монолит мерзлого грунта разрезается на блоки баровыми машинами (по взаимно перпендикулярным направлениям), после чего блоки удаляют экскаватором, строительным краном или трактором (рис. 3.13). При глубине промерзания до 0,6 м достаточно сделать только продольные прорезы. Глубина прорезаемых щелей в мерзлом слое состав­ляет 0,8hпр (hпр – глубина промерзания), так как ослабленный слой на гра­нице мерзлой и талой зон не препятствует отрыву блоков от массива. Рас­стояние между нарезанными щелями зависит от размеров кромки ковша экскаватора (размеры блоков должны быть на 10-15 % меньше ширины зева ковша экскаватора). Для отгрузки блоков применяют экскаваторы с ковшами вместимостью 0,5 м3 и выше, оборудованные преимущественно обратной лопатой, так как выгрузка блоков из ковша прямой лопатой силь­но затруднена.Механический метод основан на силовом (иногда в сочетании с удар­ным или вибрационным) воздействии на массив мерзлого грунта. Реализу­ется применением как обычных землеройных и землеройно-транспортных машин, так и машин, оборудованных специальными рабочими органами.Обычные машины применяют при небольшой глубине промерзания грун­та: экскаваторы с прямой и обратной лопатой с ковшом вместимостью до 0,65 м3 – при промерзании 0,25 м; то же с ковшом вместимостью до 1,6 м3 – 0,4 м; экскаваторы-драглайны – до 0,15 м; бульдозеры и скреперы – 0,05-0,1 м.Расширение использования в зимнее время одноковшовых экскавато­ров возможно при применении специального оборудования – ковшей с виброударными активными зубьями (рис.3.14 а) и ковшей с захватно-клещевым устройством (рис. 3.14 6). За счет избыточного режущего усилия одноковшовые экскаваторы могут послойно разрабатывать массив мерзлого грунта, объединяя процессы рыхления и экскавации. Послойную разработку грунта также можно осуществлять специализи­рованной землеройно-фрезерной машиной, которая снимает слой толщиной до 0,3 м и шириной 2,6 м (рис. 3.14 в). Перемещение разработанного мерз­лого грунта производят бульдозерным оборудованием, входящим в ком­плект машины. Предохранение грунта от промерзанияГрунты, подлежащие разработке в зимнее время, предохраняют от промерзания следующими способами: вспахиванием, в том числе с после­дующим боронованием и снегозадержанием; глубоким рыхлением; утепле­нием теплоизоляционными материалами; покрытием быстротвердеющей пеной (пенопластом); введением в грунт химических реагентов (солевых растворов).Мероприятия по предохранению грунтов от промерзания осуществляют поздней осенью, перед наступлением заморозков, а по предохранению осно­ваний траншей и котлованов — немедленно после выемки из них грунта.Вспахивание и снегозадержание применяют в средней полосе России для утепления участков грунта, подлежащих разработке в первой трети зимы. Вспашку ведут тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20-35 см с последующим боронованием на глубину 15—20 см в одном направлении (или в перекрестных направлениях), что повышает термоизоляционный эффектна 18-30%.Одним из эффективных способов предохранения грунтов от промерза­ния является их предварительное глубокое (до 1,5 м) рыхление. Образую­щаяся при рыхлении гребенчатая поверхность задерживает снег, который, в свою очередь, также защищает грунт от промерзания. Глубокое рыхление рекомендуется применять для малосвязных (супеси) и гравелистых грунтов на участках, разрабатываемых в последнюю треть зимы.В результате вспахивания и рыхления верхний слой грунта приобрета­ет высокопористую структуру с замкнутыми пустотами, заполненными воздухом, которая обладает достаточными термоизоляц св-­ми, из-за чего глубина промерзания такого слоя, даже в суровую зиму, зна­чительно меньше глубины промерзания грунта в естеств состоянии. Небольшие пов-ти грунта защищ от промерзания  утеплением теплоизоляц материалами. В качестве теплоизоляц мате­р применяют, как правило, местные дешевые материалы: древесные опилки, стружку, листья, соломенные маты, сено, камышит, шлак, торфя­ную мелочь, сухой мох и т. д. Толщина слоя утеплителя составляет в сред­нем от 20 до 40 см.Покрытие быстротвердеющей пеной, заключается в ее нанесении на поверхность грунта с наступлением устойчивой отрицательной тем­пературы воздуха. Быстротверд пена (Пенопласт) обладает высокой пористостью и в замерзшем виде хорошо предохраняет грунт от промерза­ния. Слой пены толщиной 30-50 см отдаляет начало замерзания грунта на полтора-два месяца. Толщину пенопласта можно принимать из расчета 10-15 см на 1000 градусо-дней отрицательной температуры. Пену приго­товляют и наносят с помощью пеногенерирующих установок. Недостаток данного метода заключается в его дороговизне.Химич способ предохр грунта примен где темпер на пов-ти грунта под слоем снега не опускается ниже —15°С. Осенью соль (технический хлористый натрий или хлористый калий) укладывают на очищенную по­в-сть грунта или вносят в грунт на глубину 10…25 см инфильтрацией соляного раствора с поверхности, а также инъецированием его в грунт (при наличии тяжелых глинистых грунтов). Требуемое кол-во водного рас­твора солей и их концентрацию определяют расчетом.Агрессивное воздействие солей на строительные конструкции и повы­шенная электропроводимость пропитанных солями грунтов, усиливающая влияние блуждающих токов на подземные сооружения, ограничивают при­менение химического способа предохранения грунтов от промерзания (и оттаивания).}

_{26 Оттаивание мерзлого грунта.–оттаивание грунта сверху-вниз, -оттаивание грунта снизу-вверх, -оттаивание по радиальному направлению. Оттаивание сжиганием топлива: если необходимо выкопать 1..2 ямы, можно обойтись простым костром(30.40см). если утеплить место костра опилками, то оттаивание до 1м. Огневой способ: используется звеньевая конструкция из ряда металл коробов, из которых собирается галерея необходимой длины. Электропрогрев: используют вертикальные или горизонтальные электроды. Горизонтальные электроды – укладывают электроды, покрывают слоем опилок толщиной 15-20см, смачивают солевым раствором. Применяют при глубине промерзания до 0,7м. Паровое оттаивание:применяют паровые иглы-металл трубы длиной до 2м. На нижнюю часть трубы насажен наконечник с отверстиями 2..3мм. Иглы соединяют с паропроводом. Иглы заглубляются на 70% глубины оттаивания. Оттаивание электронагревом: применяют электроиглы, стальные трубы длинной 1м. внутри иглы установлен нагревательный элемент. Оттаивание токами высокой частоты.}

_{27 Рыхление и резание мерзлого грунта. Экскаваторами прямая и обратная лопата с емкостью ковша 0,5—0,65 м3 можно разрабат (без предварит рыхления) мерзлый грунт толщиной до 25 см, а с емкостью ковша 1... 1,25 м3 — до 40 см.При большей глубине промерзания и больших объемах земляных работ, когда невозможно предохранить грунт от промерзания, необходимо применять предварит рыхление, резание на блоки или оттаивание мерзлого грунта. Рыхление производят взрывным, ударным, вибрационным и виброударным способами.Взрывной способ является экономичным, но в городских условиях он используется ограниченно. Целесообразно его применять при больших объемах работ и глубине промерзания более 1,5 м в новых районах застройки, где вблизи нет зданий и сооружений. При наличии застройки используют жалюзийный гаситель шатрового типа из листовой стали толщиной 12 мм размером в плане 3X5 м или 2,2X4,5 м, высотой 1...1.5 м. Устанавливают его над группой шпуров диаметром 50...70 мм, которые располагают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга не более 1 м, глубиной 0,8...0,9 Н (Н — толщина мерзлого слоя).Для уменьшения трудозатрат шпуры устраивают с осени до наступления морозов, закрывая их сверху удлиненными пробками. Горизонтальные рукава размещают в зоне контакта мерзлого и талого грунта.Рыхление мерзлого грунта можно производить и методом щелевых зарядов. Для этого барами нарезают щели глубиной 15...20 см выше линии промерзания грунта (чтобы повысить КПД взрыва и исключить образование «котлов» — вдавливания грунта). В готовые щели (через ряд) укладывают взрывчатое вещество и электрическим способом производят взрыв.}

28. _{Технология процессов погружения готовых свай забивкой.Забивка - основной способ погружения готовых свай. Для забивки применяют специальные установки - копры, оборудованные механическими, паровоздушными или дизельными молотами. Механические и паровоздушные молоты в массовом строительстве постепенно заменяются гидравлическими и вибрационными дизель-молотами из-за их высокой производительности и простоты эксплуатации. Выпускавшиеся ранее копры на рельсовом и пневмоходу заменяются копровыми установками на гусеничном ходу из-за их высокой маневренности и проходимости.}

_{Подготовительные работы включают в себя: расчистку и планировку площадки; разбивку положения свай, устройство обносок и путей передвижения копров; доставку и складирование свай, доставку оборудования; оборудование освещения площадки и рабочих мест; пробную забивку, по результатам которой корректируются схемы забивки и проект производства свайных работ.}

_{Кроме специализированных копровых установок для погружения свай используются универсальные машины - экскаваторы, для чего их оборудуют подвешенной мачтой. Благодаря установке направляющей на стандартную крановую стрелу за короткий промежуток времени экскаватор выполняет функции сваебойной машины.}

_{Забиваются деревянные, железобетонные, стальные сваи и шпунтовые ограждения.}

_{Нижний конец деревянных свай заостряют и устанавливают металлические башмаки, защищающие острие сваи от повреждения при погружении, на головную часть сваи надевают бугель - металлическое кольцо, предохраняющее сваю от "размочаливания" при ударах. Для предохранения от гниения деревянные сваи пропитывают антисептиком и располагают ниже уровня грунтовых вод.}

_{Для повышения трещиностойкости железобетонные сваи рекомендуется подвергать предварительному напряжению, а перед погружением - пропитывать составами на основе нефтебитума. Металлические сваи и шпунтовые ограждения, погружаемые забивкой, покрывают антикоррозийной обмазкой. Забивка свай ведется до получения заданного проектом отказа.}

_{Отказ - глубина погружения сваи от одного удара. Отказ измеряют с точностью до 1 мм. Осадку от одного удара в конце забивки сваи измерить трудно, поэтому отказ определяют как среднее значение при серии ударов, называемых залогом.}

_{При погружении свай дизель-молотами и паровоздушными молотами одиночного действия залог принимается равным 10 ударам, при погружении свай молотами двойного действия и вибропогружателями залог принимают равным числу ударов за 1 мин забивки.}

_{Процесс погружения сваи складывается из следующих операций:}

_{подтягивание и подъем сваи с одновременным заведением ее головной части в гнездо наголовника в нижней части молота;}

_{установка сваи в направляющих в месте забивки;}

_{забивка сваи сначала несколькими легкими ударами с последующим увеличением силы ударов до максимальной. При отклонении положения сваи от вертикали более чем на 1 % сваю выправляют подпорками, стяжками и т.п., или извлекают и забивают вновь;}

_{передвижение копровой установки и срезание сваи по заданной отметке.}

_{Деревянные сваи срезают пилой, верх железобетонных свай срубают отбойным молотком, арматуру срезают газовой резкой. Обнажившуюся арматуру затем сваривают с арматурой ростверка.}

_{Недостатком забивных свай является динамическое воздействие на людей и здания, поэтому были разработаны безударные способы погружения готовых свай (рис.3).}