5 Разработка грунта в котлованах бульдозерами
Бульдозерами котлованы разрабатывают преимущественно траншейным способом по челночной схеме. Перемещают грунт вдоль оси котлована, начиная с середины в оба конца (рис.12.а). При этом вначале разрабатывают первую захватку на глубину 0,8—1 м, затем вторую на ту же глубину, третью и т. д. Между траншеями оставляют перемычки нетронутого грунта шириной 0,5—1,2 м, который срезают после разработки нескольких траншей.
Если дно котлована является основанием для фундаментов, оставленный недобор грунта в пределах 10—30 см (в зависимости от типа экскаватора) срезают бульдозером, который перемещает грунт к экскаватору (рис. 12,б) или (при небольших расстояниях перемещения и глубине котлована) удаляет его сам.
Если фундаменты запроектированы в траншеях и грунт разрабатывают ниже проектной отметки дна котлована, планировку производит бульдозером или вручную (используя вынутый из траншей грунт), а уплотнение пневматическими трамбовками или катками.
Обратная засыпка пазух между стенами подвала и откосами котлована выполняется после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен. Для этого используют излишки грунта, оставленные при рытье котлована, которые обычно перемещают к стенам бульдозером (рис.12,в). Грунт засыпают слоями толщиной 25— 30см и каждый слой уплотняют пневматическими трамбовками.
а - при разработке котлованов; б - при зачистке дна от недобора грунта; в - при засыпке траншеи косоперекрёстными параллельными проходками (1 - 10 – последовательность движения бульдозера).
Рисунок 12- Схемы производства работ бульдозерами
6 Гидромеханический способ производства работ
При производстве земляных работ гидромеханическим способом грунт разрабатывают, транспортируют и укладывают в тело сооружения, или в отвал с помощью воды. Этот способ выгоден при наличии легкоразмываемых грунтов и достаточных ресурсов воды.
К достоинствам гидромеханизации следует отнести высокую производительность, непрерывность подачи грунта, в том числе и в труднодоступные участки, возможность разработки обводненных и подводных выемок без осушительных и водопонизительных работ, низкую стоимость.
При вертикальной планировке размывают грунт на участках выемок и укладывают его в насыпь. Большие площадки намывают грунтом из карьеров, расположенных на суше или на дне реки (водоема). При разработке фунта на суше применяют гидромониторные установки (рис.13).
Гидромониторная установка состоит из гидромониторов, присоединенных к магистральному трубопроводу, по которому из насосной станции подают воду. На конец ствола каждого гидромонитора навинчивается насадка, формирующая выбрасываемую с большой кинетической энергией струю, которая превращает грунт в гидросмесь (пульпу), направляемую самотеком по лоткам или канавам в насыпь (рис.13,а).
.
Рисунок 13 - Разработка грунта гидромониторными установками
Различают две схемы размыва грунта гидромониторами: встречным забоем снизу вверх (рис.13,а,в) и попутным забоем - сверху вниз (рис.13,б)
При встроенном забое гидромонитор устанавливают на подошве забоя и ведут размыв в направлении, обратном стоку пульпы. Недостаток этого способа заключается в образовании недомывов, для уборки, которых нужны дополнительные гидромониторы или бульдозеры.
При попутном забое гидромонитор устанавливают на бровке забоя. Направление струи гидромониторов совпадает с направлением движения пульпы, благодаря чему не требуется больших уклонов для ее отвода. Струей воды сначала размывают осевую канаву для отвода пульпы, затем забой в непосредственной близости от гидромонитора и откоса канавы, после этого гидромонитор передвигают па новую позицию и сокращают звенья труб на соответствующую длину. Ширина разрабатываемого элемента забоя составляет примерно 10— 15м. Достоинством разработки грунта попутным забоем является то, что гидромониторы находятся на сухом месте, следовательно, обеспечиваются хорошие условия для обслуживающего персонала. Недостаток этого способа значительное снижение интенсивности размыва ввиду плохого использования обрушения забоя. Транспортировать пульпу можно самотеком, когда величина уклонов стеков, зависящая от вида грунта и крупности его частиц, обеспечивает движение ее с частицами грунта во взвешенном состоянии. При транспортировании пульпы под напором скорость движения ее в пульповоде во избежание заиливания труб должна быть выше критической (критическая скорость потока соответствует началу осаждения твердых частиц на дно и в зависимости от свойств грунта, объемной консистенции пульпы равна 1,5-6 м/сек).
Пульпу, собираемую в колодце (зумпфе), перекачивают грунтовым насосом или гидроэлеватором в насыпь. Грунтовой насос представляет собой центробежный насос для перекачки воды с твердыми частицами, Гидроэлеватор — это водоструйный насос, в корпусе которого вследствие большой скорости движения воды создается разрежение. Под его влиянием гидросмесь всасывается в насос, смешивается со струей воды и подается по напорному трубопроводу к месту укладки фунта.
Землесосными снарядами (земснарядами) площадки намываются в результате подачи, в насыпи по напорным трубопроводам пульпы со дна водоемов (рис. 14,в).
Земснаряд представляет собой несамоходное судно, оборудованное грунто-заборным устройством для свободного всасывания или всасывания с попутным рыхлением механическими средствами (фрезами, вибраторами и пр.), грунтовым насосом, плавучим пульповодом на понтонах, соединенным с береговым пульповодом, папильонажными сваями и лебедками с тросами, которые крепят за якоря (рис.
На планировочных работах обычно применяют земснаряды производительностью до 150 м /ч, подающие пульпу на расстояние до 3,5 км.
Для разработки 1 м песчаных грунтов расходуется 7—11 м воды, песчано-гравийных и суглинистых — от 14 до 22 м .
Разработку грунта начинают с погружения до заданной отметки всасывающего устройства. В процессе его заглубления земснаряд время от времени отводят назад и в сторону для расширения воронки. Для дальнейшей разработки выемки земснаряд папильонируют, т. е. перемещают его в забое свайно-канатным способом с помощью тросов 8.14,в) при снижении скорости потока до 0,3—0,03 см/сек после выпуска пульпы в отстойные бассейны, устраиваемые на месте будущей насыпи.
а — разработка грунта гидромониторами с транспортированием пульпы самотеком; б — то же, с транспортированием пульпы землесосом; в — схема работы плавучего землесосного снаряда; 1 - насосная станция; 2 - магистральный водовод; 3—гидромониторы; 4 — передвигаемые гидро мониторы; 5 - разводящий водовод; 6 - лотки или канавы; 7— самотёчный пульповод; 8— колодец (зумпф) и землесосная установка; 9 - напорный пульповод; 10 - всасывающее устройство; 11 — судно с насосной установкой; 12 — папильонажные сваи; 13 ~ плавучий пульповод; 14—береговой пульповод на эстакаде; 15 - обвалование; 16 - намываемое земляное сооружение.
Рисунок 14 - Схема разработки грунта средствами гидромеханизации
Насыпи, на которых предполагается строить какие-либо сооружения, намывают слоями толщиной 0,5—2,5 м песчаными или песчано-гравелистыми грунтами. Перед началом намыва контур будущей насыпи надо обваловать местным грунтом. Вал устраивают бульдозером. Непрерывное ведение работ - обеспечивают намывом грунта участками-картами (рис. 14,в). Во время перекладки труб и устройства второго яруса обвалования на одной карте намывают грунт на смежной и т. д.
Для удаления осветленной воды из карт устраивают водоотводные колодцы, из которых вода стекает по трубам за пределы насыпи.
Гидромеханический способ производства работ по сравнению с использованием экскаваторов, скреперов и бульдозеров экономичнее и намного более производителен. Комбинированный способ разработки предусматривает гидравлическое транспортирование грунта, разрабатываемого экскаваторами. Грунт погружают в передвижной бункер конвейера, с которого он поступает в приемный бункер передвижной землесосной установки. Здесь грунт размывается и удаляется самотеком по лоткам или перекачивается по напорному пульповоду в насыпь.