11. Подготовительные и вспомогательные процессы в составе инженерной подготовки площадки.
Любому строительству (объекту или комплексу) предшествует подготовка площадки, направленная на обеспечение необходимых условий качественного и в установленные сроки возведения зданий и сооружений, включающая инженерную подготовку и инженерное обеспечение.
При инженерной подготовке выполняют комплекс процессов (работ), в общем случае наиболее характерными из которых в технологии строительного производства являются создание геодезической разбивочной основы, расчистка и планировка территории, отвод поверхностных и грунтовых вод.
В каждом конкретном случае состав указанных процессов и методы их выполнения регламентируются природно-климатическими условиями, особенностями строительной площадки, спецификой возводимых зданий и сооружений, особенностями объекта - новое строительство, расширение или реконструкция и др.
Инженерное обеспечение строительной площадки предусматривает устройство временных зданий, дорог и сетей водо-, электроснабжения и др. Площадку строительства оборудуют раздевалками-бытовками, столовой, конторой производителя работ, душевыми, санузлами, складами для хранения строительных материалов, инструмента, временными мастерскими, навесами и т. д. Под эти сооружения целесообразно использовать часть сносимых зданий, если они не попадают в габариты возводимого сооружения и не будут мешать нормальному осуществлению строительных работ, а также инвентарные здания вагонного или блочного типа.
Для транспортирования грузов следует максимально использовать существующую дорожную сеть и только при необходимости предусматривать устройство временных дорог.
В подготовительный период прокладывают линии временного водоснабжения, включая противопожарный водопровод, и электроснабжения с подводкой энергии ко всем бытовкам и местам установки электромеханизмов. Прорабская должна быть обеспечена телефонной и диспетчерской связью. Настроительнойплощадкеоборудуют место для ремонта и стоянки землеройных и других машин и автомобилей. Площадку обязательно ограждают или обозначают соответствующими знаками и надписями.
12. Вертикальная планировка земли. Баланс земляных масс.
Вертикальная планировка – это комплекс инженерных мероприятий по изменению существующего рельефа местности и отводу грунтовых и ливневых вод с целью обеспечения благоприятных условий для возведения новых зданий. В ходе вертикальной планировки существующий ландшафт подвергается искусственному выравниванию методом срезки или подсыпки грунта, что позволяет использовать ранее непригодные территории в строительных целях. Мероприятия по вертикальному планированию проводятся для создания ландшафтного дизайна участка (альпийских горок, террас, водоемов и т.д.).
Задачи вертикальной планировки: 1.Организация стока дождевых, ливневых и талых поверхностных вод осуществляется при помощи общетерриториальной водосточной системы, полностью собирающей сток вод с площадки и отводящей его на очистные сооружения или в места возможного сброса, не допуская затопления улиц, подвалов, зданий.
2. Обеспечение допустимых уклонов поверхностей площадей, улиц и перекрестков проводится с целью планировки безопасного движения пешеходов и всех видов городского транспорта. Продольные уклоны уменьшаются на подходах к мостам, путепроводам и на перекрестках.
3. Создание благоприятных условий для размещения зданий, в особенности нестандартных сооружений, таких как стадионы, аэродромы и спортивные центры. Вертикальная планировка применяется при прокладке инженерных сетей и коммуникаций.
4. Реорганизация рельефа при наличии неблагоприятных геологических процессов, таких как затопление территории или подтопление грунтовыми водами, а также укрепление крутых берегов и склонов, устранение на площадке почвенной эрозии.
5. Создание искусственного рельефа для придания выразительности участку и повышения общей эстетической ценности площадки. Вертикальное планирование способствует созданию благоприятных условий для роста деревьев, кустарников и травянистых растений.
Виды вертикальной планировки площадки:
1.Выравнивание (нивелировка). Выравнивание рельефа осуществляется с целью создания прочного основания под дом или другие постройки. Выравнивание применяется при земляных работах по ландшафтному дизайну.
2.Создание положительных или отрицательных форм рельефа. Цель подобного изменения ладшафта может быть как практической, а так же декоративной. Для территорий с уклонами требуется детальная планировка, при которой прорабатывается вертикальный план, потом просчитываются высотные отметки, с включением картограммы работ и общего баланса земляных масс.
Основные методы планировки включают:
1. Метод проектных (продольных и поперечных) профилей. Данный метод планировки используется при планировании крупных линейных сооружений, дорог, магистралей, аллей, проездов и улиц. На план территории наносятся поперечные и горизонтальные сечения. После сопоставления всех профилей проектируются основные уклоны и подсчитываются объемы работ по выемкам и насыпям;
2. Метод проектных («красных») горизонталей. Способ применяется при проектировке отдельных объектов, а так же окружающих их участков. Метод планировки заключается в разработке нового рельефа на плане местности. Существующие данные отображаются черными горизонталями, проект – красными.
За нулевую отметку при вертикальном планировании принимают уровень пола первого этажа. Неверный выбор отметки может привести к тому, что новое здание будет располагаться выше остальных точек участка, что повлечет за собой необходимость ввоза большого количества плодородной земли, или вывоза в противоположном случае – если здание расположено в заглублении. Планировка разрабатываемой территории проводится с учетом всех предполагающихся рельефных изменений, независимо от их назначения.
Методы разработки грунтов:
В зависимости от объёма работ и дальности необходимого перемещения грунта различают три метода.
1. Бульдозерный. Применяется для транспортировки на расстояние до 100 м и разработки грунта в протяженных неглубоких выемках, а также при проведении подготовительных и вспомогательных работ на стройплощадке.
2. Скреперный. Применяется при укладке нескальных грунтов, не имеющих примеси гальки и щебня. С помощью данной техники осуществляется разработка и транспортировка земляных масс в пределах от 50 м до 3 км.
3. Экскаваторный. Применяется при сосредоточенных работах, редких перебазировках, а также при работах на городских территориях с частыми перебазировками.
Баланс земляных масс - это соотношение объемов выемок и насыпей. Он является документом, где устанавливают такой порядок распределения грунта, при котором исключаются его произвольная укладка в отвал или качественную насыпь, многократные перекладки, предусматривается перемещение грунта по кратчайшим расстояниям с учетом сроков и последовательности производства работ, осадок основания и насыпи и потерь грунта (0,5-1,5%) при транспортировке.
Условно различают частный, районный и сводный баланс. При частном балансе определяют соотношение объемов выемок и насыпей в пределах объекта, районный характеризует это соотношение в пределах нескольких сооружений, а сводный - в пределах строящегося комплекса.
При проектировании земляных сооружений и работ стремятся к равенству объемов выемки и насыпи, чтобы каждый кубометр грунта выемки был полностью использован в насыпи; в этом случае рабочая кубатура получается вдвое меньше профильной. Однако обеспечить это удастся не всегда.
Разбросанность земляных сооружений, разнородность грунтов выемок и непригодность их в ряде случаев для использования в насыпи, разновременность работ по выемке и насыпям приводят к тому, что иногда выгоднее брать грунт для насыпи из карьеров, а грунт из выемок укладывать в отвал. Карьеры создаются и в случаях, когда объем грунта выемок меньше, чем требуется для насыпей.
Размещение карьеров и отвалов согласовывают с заказчиком, если они создаются в пределах строительной площадки, и с местным исполнительным комитетом, если они создаются за ее пределами. Отвалы грунта, как правило, следует располагать в естественных понижениях рельефа, старых выработках, на болотах. Расположение и форма отвалов не должны препятствовать стоку поверхностных вод и нарушать экологические условия площадки, в частности не должны способствовать образованию песчаных и снежных заносов. По окончании работ поверхность отвала планируют и укрепляют, а в необходимых случаях рекультивируют. Во всех случаях отвалы не должны создавать затруднений при выполнении последующих работ по гидроузлу. Иногда грунт выемки может быть использован для насыпи не сразу. В этом случае организуют отвалы промежуточного хранения грунта, склады.
Распределение земляных масс на строительной площадке представляет собой решение транспортной задачи на оптимизацию по условию минимума затрат. На основании расчета составляют ведомость шахматного баланса земляных масс, в которой указывают все сооружения и размещение грунта.
13. Грунты и их свойства. Разрыхляемость грунтов. Откосы.
Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. К ним относят растительный грунт, песок, супесь, гравий, глину, суглинок, торф, плывуны, различные полускальные и скальные грунты.
По к р у п н о с т и минеральных частиц грунта, их взаимной связи и механической прочности грунты делят на пять классов: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные (несвязные) и глинистые (связные).
К скальным грунтам относятся сцементированные водоустойчивые и практически несжимаемые породы (граниты, песчаники, известняки и т. п.), залегающие обычно в виде сплошных или трещиноватых массивов.
К полускальным грунтам относятся сцементированные породы, способные к уплотнению (мергели, алевролиты, аргиллиты и т. п.) и неводостойкие (гипс, гипсоносные конгломераты).
Крупнообломочные грунты состоят из несцементированных кусков скальных и полускальных пород; обычно содержат более 50 % обломков пород размером свыше 2 мм.
Песчаные грунты состоят из несцементированных частиц пород размером 0,05...2 мм; представляют собой, как правило, естественно разрушившиеся и преобразованные в различно степени скальные грунты; не обладают пластичностью.
Глинистые грунты также являются продуктом естественного разрушения и преобразования первичных горных пород, составляющих скальные грунты, но с преобладающим размером частиц менее 0,005 мм.
К основным свойствам и показателям грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ, относятся: плотность, влажность, прочность, сцепление, кусковатость, разрыхляемость, угол естественного откоса и размываемость.
Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления. Коэффициент первоначального разрыхления kp представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к его объему в природном состоянии; для песчаных грунтов kр = 1,15... 1,2, для глинистых kр = 1,2...1,3, для полускальных и скальных грунтов при взрывании «на встряхивание» kp изменяется от 1,1 до 1,2, а при взрывании «на развал» — от 1,25 до 1,6 (при большой кусковатости до 2).
Коэффициент остаточного разрыхления kp.o характеризует остаточное увеличение объема грунта (по сравнению с природным состоянием) после его уплотнения. Значение коэффициента kр.о обычно меньше kp на 15...20 %.
Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев грунта. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. В соответствии с этим крутизна откосов выемок и насыпей, выражаемая отношением высоты к заложению (h/а = 1/m, где т — коэффициент откоса), для постоянных и временных земляных сооружений различна. Крутизна откосов устанавливается СНиПами.
14. Технология разработки котлованов и траншей экскаваторами. Способы разработки грунта принимаются в зависимости от конструкции и глубины заложения фундамента. Грунты под малозаглубленные ленточные и столбчатые фундаменты могут разрабатываться вручную, а выемка грунта под заглубленные фундаменты и фундаменты с цокольным (подвальным) этажом разрабатывается механизированным способом. Учитывая то, что ширина индивидуального дома редко превышает 12-15 м, разработку котлована можно вести экскаватором, оборудованным обратной лопатой, с емкостью ковша 0,25-0,65 м3 на гусеничном или колесном шасси или экскаватором-погрузчиком
Схема разработки котлована экскаватором: 1 - экскаватор; 2 - грунт для обратной засыпки; 3 - недобор грунта экскаватором 10-15 см
Недобор грунта разрабатывается вручную перед устройством фундамента. При разработке грунта в радиус действия экскаватора не должны попадать провода линии электропередач. Грунт, выбираемый из котлована (траншеи), необходимо размещать на расстоянии не менее 1 м от края разработки. Рытье котлована и траншей с вертикальными стенками без крепления можно производить только в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод.
Глубина выемки, м, не должна превышать:
в песчаных и гравелистых грунтах - 1;
в супесчаных - 1,25;
в глинах и суглинках - 1,5;
в особоплотных грунтах - 2,0.
АКТЫ НА СКРЫТЫЕ РАБОТЫ.
Акт скрытых работ (полное название “акт освидетельствования скрытых работ, ответственных конструкций и участков сетей инженерно-технического обеспечения”)- это официальный документ, который составляется после приемки представителями подрядчика, заказчика и авторского надзора выполненных ответственных работ, которые будут скрыты последующими работами. Он говорит о том, что эти ответственные работы выполнены в надлежащем качестве.
15. Способы закрепления грунтов. Закрепление грунтов - искусственное преобразование (физико-химическими методами) свойств грунтов для целей строительства в условиях их естественного залегания. В результате закрепления грунтов увеличивается несущая способность основания сооружения, повышается его прочность, водонепроницаемость, сопротивление размыву и др. Закрепление грунтов широко применяется при строительстве промышленных и гражданских зданий на просадочных грунтах, для укрепления откосов выемок дорог и стенок котлованов в водонасыщенных грунтах, в качестве противооползневых мероприятий, при проходке горных выработок, создании противофильтрационных завес в основании гидротехнических сооружений, для защиты бетонных сооружений (фундаментов) от воздействия агрессивных промышленных вод, для увеличения несущей способности свай и опор большого диаметра и т.д. Закрепление грунтов достигается нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрическим током, нагреванием и охлаждением.
Основные способы закрепления грунтов: цементация, глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация, методы электрохимического или термического воздействия, искусственное замораживание.
Цементация заключается в нагнетании в закрепляемый грунт (трещиноватый скальный или песчано-гравелистый) через систему пробуренных в нём скважин цементной суспензии (соотношение массы цемента и воды в растворе в пределах от 0,1 до 2). Для повышения подвижности густых цементных и цементно-песчаных растворов применяют добавки сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,01—0,25% по отношению к цементу. Ускорение схватывания растворов и увеличение первоначальной прочности цементного камня регулируется добавками хлористого кальция в количестве 1—5% по отношению к цементу. Прочность и водонепроницаемость грунта после цементации значительно увеличиваются.
В кавернозных скальных породах при большой скорости грунтового потока наряду с цементацией применяется горячая битумизация. Её назначение — заделка наиболее крупных каверн, не поддающихся цементации из-за большой скорости грунтового потока. Нагнетание горячего битума в полости и трещины кавернозных пород производится через пробуренные скважины, оборудованные инъекторами. При холодной битумизации в грунт нагнетают тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ применяется для очень тонких трещин в скальных грунтах и закрепления песчаных грунтов.
Глинизация служит для уменьшения фильтрационной способности трещиноватых скальных, кавернозных пород и гравелистых грунтов. При этом способе в трещины породы нагнетается под большим давлением глинистая суспензия с добавкой небольшой дозы коагулянта.
Способ силикатизации основан на использовании силикатных растворов. Для закрепления среднезернистых песков применяется двухрастворный способ, состоящий в последовательном нагнетании в грунт растворов силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакции гель кремниевой кислоты придаёт грунту значительную прочность и водонепроницаемость. Мелкие пески закрепляются способом однорастворной силикатизации, раствором силиката натрия с добавкой фосфорной кислоты. В лёссовых грунтах нагнетается лишь раствор силиката натрия; роль второго раствора выполняют соли самого грунта.
Смолизация — нагнетание водного раствора карбамидной смолы с добавкой соляной кислоты, щавелевой кислоты или хлористого аммония. Применяется для закрепления, повышения прочности и водонепроницаемости мелкозернистых песчаных грунтов.
Для глинистых грунтов, где нагнетание растворов невозможно, используется электрохимический способ закрепления, основанный на пропускании постоянного электрического тока через грунт, в который вводится раствор хлористого кальция, в результате чего грунт обезвоживается и уплотняется. Реакции обмена, происходящие при этом в приэлектродной зоне, также способствуют уплотнению и закреплению грунта. Электрохимическое закрепление подразделяется на электроосушение, электроуплотнение и электрозакрепление.
Для упрочнения просадочных лёссовых грунтов применяется термическое закрепление, осуществляемое обжигом закрепляемых грунтов газообразными продуктами горения топлива, имеющими температуру 700—1000°С. Наиболее эффективным является сжигание топлива непосредственно в толще закрепляемого грунта. Стабилизация и закрепление неустойчивых водоносных грунтов достигается искусственным замораживанием грунтов.