11. Разработка грунтов многоковшовыми экскаваторами

Многоковшовые экскаваторы по типу основного оборудования подразделяются на цепные и роторные. Цепные применяют для раз­работки траншей в мягких грунтах, а роторные - в грунтах повы­шенной прочности, в том числе мерзлых.

В водопроводном строительстве наибольшее распространение получили скребковые двухцепные экскаваторы (ЭТУ-354А, ЭТЦ-252 и др.), способные отрывать траншеи глубиной до 4 м, шириной по дну 0,8 и 1,1 м, шириной поверху до 2,8 м в грунтах I-Ш групп. Однако они мало производительны. Поэтому для отрывки траншей при строительстве магистральных водоводов чаще применяют более произ­водительные роторные экскаваторы, которые могут разрабатывать траншеи глубиной до 2,5 м в грунтах I-IV групп, а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1,1-1,5 м. Роторные экскаваторы допускают большие усилия на кромках зубьев ковша, чем цепные, а также более высокие скорости резания грунта, вследствие чего производительность их достигает 500 м3/ч.

Разработку траншей с вертикальными стенками роторными и цеп­ными экскаваторами можно разрабатывать на глубину до 3 м без креп­лений. Траншеи разрабатывают одним или одновременно несколькими экскаваторами с выделением каждому захватки длиной 1-5 км. Пере­мычки грунта между захватками разрабатывают одноковшовыми экска­ваторами. При этом возможны такие способы разработки траншей без перемычек. При одном из них для выхода экскаватора из траншеи применяют специальный настил, уложенный поперек, по которому экс­каватор с поднятым рабочим органом с разворотом выходит из забоя для перехода на следующую захватку. При другом способе траншею отрывают двумя экскаваторами и когда второй из них доходит до траншеи, разработанной первым, он дорабатывает свою захватку и соединяет ее с первой, а затем догоняет первый экскаватор, кото­рый выходит из траншеи, уступая свое место второму, а сам пере­мещается вперед и становится на новую захватку и т.д.

При необходимости разработки траншей более глубоких, чем позволяют многоковшовые экскаваторы, их разрабатывают комбиниро­ванным способом в несколько этапов, когда вначале до определенной глубины делают выемку бульдозерами или скреперами, а затем траншеи роют многоковшовыми экскаваторами (см. схему на рис.1).

Рис. 1. Схемы разработки грунта при отрывке траншей многоковшовыми экскаваторами: а - цепным; б, в - цепными с откосообразователями; г - роторным; д, е, ж - комбинированные способы разработки глубоких траншей роторными экскаваторами и бульдозерами.

12. Укладка и уплотнение грнутов

Поскольку большинство водопроводных сооружений устраивается заглубленного или полузаглубленного типа, после их возведения выполняются значительные объемы работы по обратной их засыпке. Учитывая, что обратные засыпки траншей, приямков и пазух котлованов служат основанием для дорог, отмосток, а внутри зданий - основанием под полы, все они должны выполняться с обязательным уплотнением. Необходимая степень уплотнения грунта и высокое качество обратных засыпок обеспечивается послойным уплотнением грунта. Каждый слой грунта уплотняют одинаковым числом проходов (ударов) по одному следу. Толщина уплотняемого слоя должна соответствовать возможнос­тям грунтоуплотнителя, что устанавливается опытным путем. В про­цессе уплотнения грунта в стесненных местах необходимо соблюдать меры предосторожности против повреждения подземных конструкций, коммуникаций и гидроизоляции.

Уплотнение грунтов в котлованах со сложными фундаментами и подземными конструкциями при возведении, например, насосных станций, когда внутри их образуются замкнутые полости, тупики и узкие прохо­ды, значительно затрудняется. Поэтому обратную засыпку их необхо­димо выполнять сразу же после возведения подземной части здания, когда конструкции надземной части не препятствуют работе машин, с бермы котлована. Грунт с помощью экскаватора, оборудованного грей­фером или системой транспортеров подают на рабочую карту в преде­лах участка, ограниченного подземными конструкциями. Разравнивают его в зависимости от формы и размеров пазухи малогабаритным: буль­дозером типа УЗБТ-54В или микробульдозером МБ-4. Уплотняют грунт электротрамбовками или подвесной вибротрамбовкой. Могут быть также использованы для этой цели свайные вибропогружатели, установленные на металлический поддон. В замкнутых полостях уплотнять грунт более удобно подвесными к крану грунтоуплотнителями, а в пазухах, свя­занных между собой проходами, самопередвигающимися виброплитами и ручными трамбовками.

Уплотнение грунтов в узких и глубоких пазухах шириной менее 1,4 м (предельный размер, допускающий работу малогабаритного буль­дозера) связано с определенными трудностями. При этом следует выделить пазухи шириной от 0,7 до 1,4 м, в которых может работать человек, и шириной до 0,7 м, в которые доступ рабочего невозможен. Засыпку наружных пазух, образуемых подземными конструкциями и кру­тыми откосами котлована, выполняют бульдозерами (рис.6, а). Разрав­нивают грунт слоями заданной толщины в нижней части пазухи микро­бульдозером, который подают в пазухи краном, а затем, по мере рас­ширения пазухи (более 1,4 м) малогабаритным бульдозером. Уплотняют грунт послойно подвесными вибротрамбующими плитами или свайными вибропогружателями на металлических поддонах, подвешенных к крану, а также с помощью пневмотрамбовок, работающих от передвижного ком­прессора.

Засыпка въездных траншей, а также приямков и пазух котлованов (после устройства сооружений, их гидравлического испытания и наруж­ной гидроизоляции) чаще всего производится бульдозерами с уплотне­нием обычными грунтоуплотняющими машинами (катками, трамбующими плитами, виброкатками).

Обсыпка закрытых сооружений, имеющих покрытия (резервуаров, горизонтальных отстойников и т.п.) в зависимости от несущей способ­ности и формы покрытия, производят тремя способами: при помощи звеньевых ленточных конвейеров с погрузкой грунта экскаваторами; автосамосвалами, доставляющими грунт непосредственно на покрытие, где его разравнивают бульдозерами; самоходными ленточными конвейера­ми на базе гусеничных тракторов в комплекте с экскаваторами (без заезда на покрытие). Преимуществом применения самоходного ленточ­ного конвейера является значительный диапазон обслуживаемой площади - до 20 м, считая от оси вращения машин. Грунт отсыпают, постепенно меняя позицию грунтоукладчика или длину вылета конвейера, и распре­деляют по поверхности равномерно.

Засыпка грунтом коллекторов и трубопроводов. При прокладке коллекторов и трубопроводов, особенно в пределах городской застрой­ки или площадок сооружений, требуется их засыпка с тщательным уп­лотнением грунта.

Засыпка траншеи с проложенным коллектором в большинстве слу­чаев производится бульдозером (рис.7, а) по челночной схеме или по поперечно-челночной. Коллекторы и тоннели, проложенные в песчаных грунтах, при одностороннем расположении резерва засыпают бульдо­зером, малогабаритным бульдозером и уплотняют самопередвигающейся трамбовкой. При этом вначале устраивают съезд для малогабаритного бульдозера и подают грунт по обе стороны коллектора (рис.7, б). Грунт в траншеях на участке 10-15 м по обе стороны от коллектора (тоннеля) разравнивают бульдозером, а в недоступных местах - мало­габаритным бульдозером. Засыпку ведут послойно, причем толщину первого слоя принимают равной 1 м, а последующих - 40-60 см. (см. рис.7, в). Уплотняют грунт в пазухах коллектора малогабаритной виб­ротрамбовкой параллельными проходами. Вибротрамбовку с одной стороны коллектора на другую перемещают малогабаритным бульдозером. Засыпку и разравнивание грунта выше коллектора производят бульдозером, с помощью которого одновременно подают грунт для малогабаритного буль­дозера (рис.7, г).

Обратную засыпку траншеи следует вести сразу же после укладки труб, что позволит избежать обрушения стенок траншеи, заиливания труб, а также пересушивания или переувлажнения грунта в отвалах.

Засыпку грунта в траншеи с трубопроводами рекомендуется выпол­нять бульдозерами (рис.7). При этом вначале косыми проходами бульдозе­ра предварительно уменьшают крутизну откоса отвала грунта, однов­ременно подавая его в первый слой засыпки. Грунт в траншею подают в объеме, обеспечивающем заданную толщину отсыпаемого слоя.

Засыпка траншей с вертикальными стенками существенно затруд­няется необходимостью выполнения работ в очень стесненных условиях. Пазухи между трубопроводами и стенками траншеи засыпают вручную местным грунтом, подаваемым с бровки бульдозером, слоями толщиной 0,1 м и уплотняют ручными электротрамбовками. После засыпки пазух до верха трубы последующие слои грунта разравнивают микробульдозе­ром и уплотняют электротрамбовкой слоями 0,3 м при числе проходов, определяемом опытным уплотнением.