8. Основы охраны труда и пожарной безопасности в строительстве

Охрана труда в строительстве представляет собой систему взаимосвязанных мероприятий, направленных на создание безопасных условий для выполнения строительных и монтажных работ. Эти мероприятия направлены на профилактику травматизма, профессиональных заболеваний. Улучшение условий труда.

Нормы и правила техники безопасности приведены в СНиП «Техника безопасности в строительстве». ИТР, бригадиры и о рабочие должны знать и строго соблюдать указания по технике безопасности и производственной санитарии, направленные на охрану труда.

Для решения задач по охране труда необходимо, чтобы основные технические решения и конкретные мероприятия в этом направлении содержались в проектной документации. В ПОС и ППР, в частности, должны приводиться решения: создания условий для безопасного выполнения работ как на строительной площадке в целом, так и на отдельных рабочих местах; по санитарно-гигиеническому обслуживанию работающих; по безопасному производству работ в зимних условиях; по достаточному освещению строительной площадки, проходов, проездов и рабочих мест. Без такой документации начинать строительно-монтажные работы запрещается.

На строительной площадке должен быть организован систематический и строгий контроль за соблюдением основных правил техники безопасности и охраны труда. За организацию и проведение мероприятий по технике безопасности отвечает главный инженер. К работам могут быть допущены только те рабочие, которые прошли общий ( вводный) инструктаж по технике безопасности, а также инструктаж непосредственно на рабочем месте.

Охрана труда в строительстве тесно связана с противопожарными мероприятиями, которые должны быть направлены на предупреждение возникновения пожара, ограничение его распространения, создание условий для эвакуации людей и материальных ценностей, обеспечение возможности локализации и тушения пожара. ответственность за пожарную безопасность на с тройке несут начальник строительства и участка, прораб, мастер, а также бригадир. Поэтому они должны постоянно контролировать, как соблюдаются установленные правила, и своевременно устранять замеченные нарушения.

Лекция 2

Технологические процессы переработки грунта

1. Виды и свойства грунтов

В промышленном и гражданском строительстве переработку грунта ведут с целью подготовки оснований под здания и сооружения, изменения природного рельефа местности, устройства земляного полотна дорог и т.д. Результатом переработки грунта являются различного вида земляные сооружения (насыпи, выемки и т.д.).

Грунт - это любой вид породы или почвы, а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека. Свойства и качества грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость переработки и стоимость работ. По совокупности признаков грунты делятся на группы, типы, виды и разновидности.

При выборе наиболее эффективного вида способа производства работ необходимо учитывать следующие характеристики грунтов:

• плотность – масса 1м³ грунта в естественном состоянии ( в плотном теле);

• влажность – характеризуют степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. По степени влагосодержания различают грунты:

• сухие (с содержанием воды до 5%);

• влажные (от 5 до 30%);

• мокрые (более 30%);

• разрыхляемость – способность грунта увеличиваться в объеме в процессе его разработки. При этом плотность грунта уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления k_p. Этот коэффициент представляет собой отношения объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии;

• липкость – способность грунта при определенной влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая липкость усложняет выгрузку грунта из ковша машины или кузова, условия работы транспорта и др. Липкость определяется усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта;

• сцепление – характеризуют начальным сопротивлением грунта сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности;

• угол естественного откоса – характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых определяется отношением высоты к заложению:

h/a=1/m,

где m –коэффициент откоса;

• удельное сопротивление резанию – зависит как от свойств и показателей разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного или землеройно-транспортного оборудования. С учетом этого в строительном производстве грунты по трудности их разработки классифицируют в группы (ЕНиР 2-1-1, таблицы 1 и 2).

Земляными называются работы по разработке грунта в выемках, его транспортированию (перемещению) и укладке в насыпи. Выемки и насыпи представляют собой земляные сооружения и в зависимости от их назначения и срока эксплуатации могут быть:

• постоянные - плотины, дамбы, каналы, водохранилища – предназначены для длительной эксплуатации;

• временные – устраивают как необходимый элемент для последующих строительно-монтажных работ (котлованы, траншеи).

Котлованами называются выемки, ширина которых мало отличается от длины. Они необходимы для строительства сооружений.

Траншеями называются выемки, имеющие малые размеры поперечного сечения и большую длину. Они необходимы для прокладки трубопроводов.

Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами. Остальные элементами земляных сооружений являются:

• дно выемки –нижняя горизонтальная земляная площадка выемки;

• бровка – верхняя кромка откоса;

• подошва – нижняя кромка откоса;

• крутизна (коэффициент откоса) – определяется по формуле:

m=h/a,

где h- глубина выемки или высота насыпи;

a – заложение откоса.

2. Подготовка строительной площадки

Должны обеспечить качественное и безопасное производство работ. Подготовительные и вспомогательные работы включают в себя.

1. Разбивка земляных сооружений. Состоит в установлении и закреплении положения здания на местности. Разбивку осуществляют с помощью геодезических инструментов и различных измерительных приспособлений.

2. Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод. При устройстве выемок расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо:

• осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать таким образом возможность его разработки и устройства выемок;

• предотвращать попадание грунтовой воды в котлованы, траншеи и выработки в период выполнения в них строительных работ.

3. Временное крепление стенок выемок. При разработке выемок в водонасыщенных грунтах или в стесненных условиях, когда при этом невозможно обеспечить требуемое заложение откосов, вертикальные стенки закрепляют специальными временными креплениями.

4. Искусственное закрепление грунтов. Искусственное закрепление грунтов представляет собой совокупность воздействий, в результате которых повышается прочность грунта; он становиться неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым.

3. Методы разработки грунта

Грунт может разрабатываться следующими методами:

• механический метод;

• гидромеханический метод;

• разработка бурением;

• разработка взрывом;

• бестраншейный метод.

Механический метод – основан на применении для разработки, перемещения и укладки грунта машин и механизмов. При механическом способе разработки на грунт действует усилие резания рабочего органа различных машин. Отдельные порции грунта отделяются от массива и могут быть перемещены и уложены в насыпь.

Работы могут осуществляться:

• землеройными машинами – только разработка грунта;

• землеройно-транспортными машинами – разработка и перемещение грунта.

К землеройным машинам относятся одноковшовые экскаваторы циклического и непрерывного действия. Процесс разработки грунта экскаватором складывается из следующих операций:

• резание грунта и заполнение ковша;

• подъем ковша с грунтом;

• поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки;

• выгрузка грунта из ковша;

• обратный поворот экскаватора;

• опускание ковша и подача его в исходное положение.

Предельные размеры выемок, которые могут быть выполнены одноковшовым экскаватором с одной стоянки зависят от его рабочих параметров.

Основные рабочие параметры одноковшовых экскаваторов:

• максимально возможная высота копания +Н;

• глубина копания –Н;

• наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора R_max и R_min;

• радиус выгрузки R_в;

• высота выгрузки Н_в.

Зону в которой действует экскаватор с одной стоянки называют забоем. В нее входят площадка, на которой находится экскаватор, часть массива грунта, разрабатываемого с одной стоянки, и площадка, на которой устанавливается транспорт под погрузку или размещается отвал грунта.

Экскаватор и транспортные средства должны располагаться в забое, так, чтобы угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до его выгрузки был наименьшим.

Экскаватор с примой лопатой. Выше уровня стоянки экскаватора.

Процесс выемки грунта осуществляется лобовыми и боковыми забоями.

В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскаватору по дну забоя.

В зависимости от ширины лобовые забои подразделяются на:

• узкие автосамосвал подается с одной стороны сзади экскаватора);

• нормальные (автосамосвалы с двух сторон экскаватора попеременно, что исключает простои экскаватора при смене транспортных средств);

• уширенные (экскаватор перемещается по зигзагу, облегчаются условия маневрирования автосамосвалов).

Ширина лобовых проходок:

для лобовой прямолинейной

где R₀ –оптимальный радиус резания экскаватора; l_п –длина рабочей передвижки экскаватора (разность между максимальным и минимальным радиусом резания)

При разработке выемок способом лобового забоя затрудняется работа транспорта. Угол поворота платформы может достичь 180⁰, что увеличивает время рабочего цикла и снижает производительность экскаватора.

Более эффективным является разработка грунта способом бокового забоя, когда экскаватор разрабатывает грунт с одной стороны перемещения и частично впереди себя.

Ширина боковой проходки

Выемки, глубина которых превышает максимальную глубину забоя разрабатывают в несколько ярусов.

Число автомобилей, необходимых для обеспечения бесперебойной работы экскаватора:

где Т_ус.н, Т_н, Т_пр –продолжительности соответственно установки машины под погрузку, погрузки грунта в машины экскаватором, пробега машины в оба конца при заданном расстоянии, мин;

Т_ус.р, Т_р, Т_м - продолжительности соответственно установки машины под погрузку, разгрузку машины, технологических перерывов, возникающих во время рейса, мин.

При расстоянии L (км) и средней скорости (км/ч) время самосвала в пути (мин) определяют по формуле

.

Продолжительность загрузки автосамосвала колеблется в широких пределах в зависимости от числа ковшей с грунтом, погружаемым в кузов, рода грунта, среднего угла поворота машины при загрузке и типа экскаватора

где n_r –число ковшей грунта, погружаемого в кузов; Т_н – продолжительность одного цикла экскавации, мин; Т_ц=1/n, n –число циклов экскаватора за 1 мин при работе с погрузкой в транспортные средства.

Экскаватор с обратной лопатой используют при разработке грунтов, которые находятся ниже уровня стоянки экскаватора, и преимущественно при рытье небольших котлованов и траншей. Работу ведут лобовыми и боковыми забоями. Поярусную разработку выемок обычно не практикуют.

Экскаватор драглайн применяют для разработки грунтов расположенных ниже уровня стоянки экскаватора: для рытья глубоких котлованов, широких траншей, возведении насыпей, разработки грунта из-под воды. Их применяют также для отделочных земляных работ при планировке площадей и зачистке откосов. Преимуществами драглайна являются большие радиус действия (до 10 м) и глубина копания (до 12 м). Разработку грунта осуществляют лобовыми и боковыми забоями аналогично экскаватору «обратная лопата».

Экскаватор грейфер применяют для рытья колодцев, узких и глубоких траншей.

Основными видами землеройно-транспортных машин являются бульдозеры и скреперы. Землеройно- транспортные машины за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его , разгружают в насыпь и возвращаются в забой.

Бульдозеры разрабатывают грунт в неглубоких и протяженных выемках для перемещения его в насыпи на расстояние до 100 м. Применяют также обратной засыпки траншей и пазух котлованов, зачистки дна котлованов после экскаваторных работ, для разравнивания и планировки грунта. Разработку грунта ведут ярусами, соответствующими толщине стружки, снимаемой за одну проходку.

Планировка площадок бульдозерами выполняется двумя способами:

• траншейным – выемку разбивают на ярусы глубиной 0.4…0.5 м. Разработку каждого яруса ведут траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы нетронутого грунта шириной 0.4…0.6 м. Эти валы срезают в последнюю очередь. Этот способ исключает значительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производительный;

• послойным – выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки. Используется при сложных очертаниях выемки и при небольшой глубине срезки.

Скреперы – наиболее высокопроизводительная ЗТМ. Используются при отрывке котлованов и планировке поверхностей.

Скреперами ведут разработку, транспортирование и укладку грунтов I и II групп по трудности разработки (песчаные, супесчаные, лессовые, суглинистые, глинистые, не имеющие валунов, с примесью гальки и щебня в объеме не более 10%), более плотные грунты необходимо рыхлить на глубину снимаемой стружки. Прицепные иолу прицепные скреперы применяют при транспортировании грунта на расстояние до 1000 м, самоходные – до 3000 м.

В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта применяют следующие траектории движения скреперов:

• эллиптическая схема;

• спиральная схема;

• по восьмерке;

• по зигзагу;

• челночно-поперечная схема;

• челночно-продольная схема.

Укладку и уплотнение грунтов выполняют при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратных засыпках траншей и пазух фундаментов.

Наибольшее распространение получило уплотнение грунта катками статического действия:

-гладкими;

-кулачковыми;

-пневмошинными.

Грунт уплотняют путем последовательных круговых проходок катка по всей площади насыпи, причем каждая проходка должна перекрывать предыдущую на 0.2…0.3 м. Для получения необходимой плотности грунта каток проезжает по одному месту 6-8 раз.

Вытрамбовывание грунта –новый метод устройства выемок под фундаменты. Применение этого метода наиболее эффективно в просадочных грунтах.

Вытрамбовывание осуществляют посредством приложение на грунт ударной нагрузки путем сбрасывания с высоты 3…8 м тяжелой трамбовки в одно и то же место до образования котлована необходимой глубины. В результате вытрамбовывания под котлованом и вокруг него образуется уплотненная зона. В этой зоне ликвидируются просадочные свойства грунта, повышаются его плотность и прочностные характеристики. Становится возможной передача на уплотненный грунт значительных нагрузок от фундаментов.

Для вытрамбовывания используют краны-экскаваторы, автокраны, тракторы с навесным оборудованием.

Гидромеханический метод – основан на использовании воды для переработки грунта. Применение гидромеханического метода целесообразно при больших объемах работ, при наличии достаточных ресурсов воды и электроэнергии.

Технологический процесс гидромеханизации включает разработку грунта в забое и перевод его в полужидкую массу (пульпу), транспортирование и укладку (намыв) пульпы в сооружение или в отвал.

Разработку грунта в забое осуществляют двумя способами:

• размыв струей воды (мониторный способ). Применяется в надводных забоях. Вода по гидромонитору подается под большим давлением, обеспечивая ударное действие воды на грунт. Пульпа поступает по канавам в приемный колодец, а татем перекачивается землесосом в насыпь;

• размыв засасыванием (рефулерный способ). Применяется в подводных забоях. Грунт со дна водоема всасывается при помощи всасывающей трубы землесоса, который установлен на барже. Земснаряд соединен с магистральным пульпопроводом, проложенным по берегу, при помощи плавучего пульпопровода, смонтированного на плашкоутах, что позволяет ему передвигаться по забою вслед за движением земснаряда.

При укладке (намыве) грунта по контуру насыпи возводят бульдозером земляной вал на высоту намываемого слоя пульпы. Устанавливают водосборный (дренажный) колодец с выпускной трубой. Укладка грунта происходит в результате оседания частиц грунта из пульпы.

Разработка бурением – используется при исследовании свойств и качества грунтов, определении уровня грунтовых вод, устройстве скважин, устройстве свайных фундаментов.

Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин

Шпуры – цилиндрические выработки диаметров до 75 мм и глубиной до 5 м.

Скважины –выработки более глубокие с диаметром, превышающим 75 мм.

По характеру образования буровых выработок различают бурение:

• сплошным забоем – всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде;

• колонковые – разрушение породы происходит по кольцевой поверхности забоя, и внутреннюю часть породы в виде цилиндра извлекают из скважины целиком.

Технологический процесс механического бурения складывается из:

• разрушение породы;

• транспортирование породы на поверхность;

• обеспечение устойчивости стенок выработок и др.

Механическое бурение ведут тремя способами:

• ударно-вращательным бурением;

• ударным;

• вращательным.

Разработка взрывом – для рыхления скальных пород с последующей их переработкой землеройными машинами, для дробления мерзлых грунтов, валят деревья, уплотняют грунты.

Бестраншейный метод – для прокладки трубопроводов, коммунальных и транспортных туннелей. Предусматривает устройство подземных выработок непосредственно в грунте, т.е. без его вскрытия.

Три способа:

• прокола – для труб диаметром 100…400 мм и длиной 60 м. Образование отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником, приваренным к его торцу;

• продавливания – для труб диаметром 500…1800 мм и длиной 80 м. Конец трубы снабжен кольцевым ножем большого диаметра для уменьшения сопротивления грунта. Усилие давления. К трубе постепенно приваривают новые звенья. Грунт удаляют вручную шнеками или водой. Трубы используют как футляры для размещения в них основных трубопроводов;

• бурения – для труб диаметром 800…1000 мм и длиной 80…100 м. Конец трубы снабжен режущей коронкой увеличенного диаметра. Труба прибодится во вращение от мотора

Лекция 3

Технология устройства свайных фундаментов