2. Подготовка площадки к строительству

Подготовительный этап, предшествующий основным строительным работам, должен выполняться в соответствии с проектами организации строительства и производства работ для данного сооружения. В их со­став включают:

• геодезическую разбивку осей и контуров сооружения;

• планировку поверхности площадки;

• устройство всех временных зданий и сооружений;

• устройство временных дорог, проездов, сетей электроснабжения, водоснабжения и связи;

• установка комплекса для приготовления и очистки глинистой суспензии;

• устройство отводных канав, лотков и емкостей для стека и сбора глинистого раствора вытесняемого при бетонировании траншеи.

Особое внимание на подготовительном этапе должно быть уделено устройству на площадке строительства глинистого хозяйства (см. §2.1), которое состоит из склада глины или глинопорошка, склада химреактивов, узла приготовления глинистой суспензии, узла перекачки, емкостей для хранения и отстоя раствора и узла очистки суспензии. Для перекачки глинистого раствора применяют поршневые, грязевые насосы и центробежные шламовые насосы, а для откачки гли­нистого раствора из траншей - эрлифты или всасывающие насосы. Очи­стку глинистого раствора производят вибрационными ситами или сито-гидроциклонными отстойниками.

2.3. Технология устройства траншей

После окончания подготовительных работ начинается технологиче­ский этап устройства траншеи. Для укрепления устья траншеи от обру­шения и обеспечения заданного направления движения механизмов, разрабатывающих грунт в траншее, устраивают воротник (форшахту) траншеи. Форшахта является опорной поверхностью для подвески и крепления ограничителей захваток, армокаркасов, бетонолитного и другого оборудования, сборных панелей и т.п., поэтому отметка верха ее должна строго соответствовать заданному значению и выдерживаться по всему периметру сооружения. Форшахты обычно вы­полняют из монолитного или сборного железобетона, реже из других материалов см. рис.2.2. Расстояние между стенками форшахты в свету должно быть больше ширины траншеи на 0,1...0,2 м, а при устройстве стен в грунте из секущихся свай - соответствовать диаметру скважины. По высоте форшахту размещают так, чтобы уровень глинистого раствора был выше уровня подземных вод на 1,0... 1,5 м; при этом уровень гли­нистого раствора находится ниже верха форшахты а 0,3 м. Если уро­вень подземных вод находится высоко или с поверхности залегают сла­бые неустойчивые грунты, форшахту устраивают в насыпи. При низком уровне воды отметка форшахты определяется по технологическим соображениям.

Рис. 2.2. Варианты конструкций воротника (форшахты):

а, б – из железобетона; в - металлическая

Разработка траншей под глинистым раствором - это ведущий техно­логический этап строительства. Глинистый раствор обеспечивает ус­тойчивость стенок траншей, и на этом принципе в основном и построен способ "стена в грунте".

Выбор технологической схемы разработки траншей в грунте зависит от таких факторов, как: геологические условия строительной площадки, параметры возводимого сооружения и объем работ, наличие машин для разработки траншей и др.

Для разработки траншей в грунте используют следующие технологические схемы (см. рис.2.3):

- секущиеся сваи;

- секущиеся отрезки траншей;

- соединяющиеся отрезки траншей (шов образован опалубочными трубами);

- непрерывная траншея.

Рис 2.3. Технологические схемы образования сплошных траншей: а - секущиеся сваи; б – секущиеся отрезки траншей; в, г – соединяющиеся отрезки траншей (шов образованный опалубочными трубами); д – непрерывная траншея с секционным заполнением; е – непрерывная траншея с непрерывным заполнением; 1,2 – последовательность операций

Для разработки траншей используют различное землеройное обору­дование. В основном это ковшовые и бурофрезерные машины. К наибо­лее широки применяемым ковшовым машинам относятся грейферные экскаваторы.

На отечественных стройках применяется двухчелюстной грейфер конструкции ГПИ "Фундаментпроект" с длиной захвата 3,2 и глубиной разработки до 1 8 м, а также широкозахватный грейфер, с длиной захвата в раскрытом положении до 5,0 и глубиной разработки до 30 м. (см. рис.2.4). Для устройства траншей применяется так­же штанговый экскаватор с глубиной разработки до 18 м. (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Штанговый экскаватор конструкции НИИСП

1 – базовая машина; 2 – подъемный канат; 3 – копровая стойка;

4 – тяговый канат; 5 – ковш; 6 – дно ковша

Рис. 2.4. Широкозахватный грейфер:

а – схема работы грейфера;

б – общий вид грейфера.

1 – экскаватор; 2 – копровая стойка; 3 – рукоять;

4 – грейфер.

В НИИОСП им. Н.М. Герсеванова разработан электрогидравличе­ский грейфер с длиной захвата в раскрытом положении 2,25 и глубиной траншеи до 30 м. Разработаны также грейферы с телескопической на­порной штангой, устанавливаемые на серийный гидравлический экска­ватор ЭО-5122 с глубиной траншеи до 18 м, грейферное оборудование на жесткой штанге для разработки траншей глубиной до 30 м. (рис.2.6).

Рис. 2.6. Грейферное оборудование на жесткой штанге с гидравлическим приводом конструкции НИИОСП им. Н.М. Герсеванова

Экскаваторы с грейферным гидравлическим ковшом, который может подвешиваться к стреле с помощью вставок разной длины (рис. 2.7), разработаны французской фирмой «Поклен». Глубина разрабатываемой траншеи до 16,0 м, ширина 0,6 – 0,8 м.

Из навесного оборудования известна обратная лопата к экскаватору ЭО-5122, которая предназначена для разработки траншей шириной 0,6, глубиной до 15 м на строительстве заглубленных сооружений способом "стена в грунте". Категория разрабатываемого грунта - до III-ей включительно.

Рис. 2.7. Экскаватор фирмы «Поклен» с шарнирно-сочлененной стрелой и грейфером на жесткой штанге:

1 – шарнирная стрела; 2 – штанга; 3 – направляющая;

4 – грейфер

Рис. 2.8. Схема агрегата СВД-500 Киевского отдела "Гидро­проекта":

1 - базовая машина (экскаватор Э-505 или Э-652 со снятой стрелой); 2 - канат; 3 - буровая машина; 4 - кронштейн бу­ровой машины; 5 - долото; 6 - направляющий шаблон

Рис. 2.9. а - навесное оборудование гидрофреза фирмы "Солетанш" (Франция) для разработ­ки траншей: 1 - кран-экскаватор; 2 - гидроаг­регат; 3 - гидроцилиндр регулирования подачи; 4 - корпус погружной час­ти; 5 - раствор; 6 - насос; 7 - фреза; 8, 11 - устрой­ство для поддержки шланга; 9 - установка для очистки раствора; 10 - шланг для раствора; 12 - шланг гидросистемы; б – внешний вид гидрофреза

Представляют значительный интерес гидрофрезы французской фир­мы "Солетанш", с помощью которых разрабатываются траншеи шири­ной 0,6... 1,5 м. Стандартная глубина бурения до 30, максимальная глу­бина - до 100 м. Гидрофреза представляет собой буровое устройство, состоящее из двух барабанов, снабженных режущими зубьями, разру­шающими породу при вращении. Обломки разрушенной породы (<100 мм) вместе с глинистым раствором удаляются эрлифтом из траншеи. После отстоя и очистки раствор снова подается в траншею. Гидрофрезы являются навесным оборудованием с краном на гусеничном ходу (рис. 2.9). По данным фирмы "Солетанш", с помощью этого оборудования можно разрабатывать блоки в виде скважин-траншей в различных грун­тах — от сыпучих до скальных.

Рис. 2.10. Самоходная струго­вая установка для проходки глубоких траншей:

1 - струг; 2 - стойка;3 - базовая машина; 4 - гибкая связь; 5 - подъемная рама; 6 - фиксирующие элементы; 7 - рычаги; 8 - упор; 9 - контргруз

Для устройства глубоких траншей в грунте методом секущихся свай используют различ­ную буровую технику. К перспективному оборудованию, находящемуся в стадии разработки и изучения области его эффективного внедрения, относятся струговые (рис. 2.10), виброгрейферные, а также виброщелеобразовательные машины. Известными достоинствами обладает струй­ная технология разработки траншей с использованием гидромеханизи­рованного оборудования.