к зачету твз / 01 ТВЗ Уч. пособие часть I

31

9.1.7 Временное водоснабжение строительства

Вода на строительной площадке расходуется на производственные и бытовые нужды. Система временного водоснабжения строительства должна также обеспечить возможность тушения пожара с расходом воды, предусмотренным соответствующими нормативами.

Целесообразна опережающая, в подготовительный период строительства, прокладка сети проектируемого постоянного водопровода к строящемуся объекту. Временный водопровод прокладывается от колодцев постоянной сети к местам потребления воды, предусмотренным стройгенпланом.

Для возможного тушения пожара в водопроводных колодцах (желательно на постоянной закольцованной водопроводной сети, обеспечивающей требуемые расход и напор) устанавливаются пожарные гидранты – устройства для подключения средств водяного пожаротушения.

Количество гидрантов и их размещение на строительной площадке или в непосредственной близости от нее должно обеспечивать возможность тушения пожара на любом участке строительной площадки.

9.2. Нулевой цикл

9.2.1Работы нулевого цикла

Всостав работ нулевого цикла входит разработка земляной выемки, устройство фундаментов здания или сооружения, стен и перекрытия подвала – выполнение работ по возведению подземной части здания до нулевой отметки, за которую обычно принимается отметка пола первого этажа.

Вбольшинстве случаев массового строительства гражданских и промышленных зданий возведение подземной части производится открытым способом: разрабатывается земляная выемка с наклонными откосами или искусственно закрепленными вертикальными стенками, внутри этой выемки сооружаются фундаменты и другие конструкции подземной части, затем свободные пространства – пазухи земляной выемки засыпаются грунтом.

9.2.2Формы земляных выемок. Откосы. Крепление вертикальных стенок

Форма земляной выемки выбирается с учетом грунтовых условий, конструкции и предполагаемых методов производства работ по возведению подземной части здания. Это могут быть отдельные котлованы под столбчатые фундаменты каркасного здания (рис. 9.7а), траншеи под конструкции ленточного фундамента (рис. 9.7б), общий котлован (рис. 9.7в).

Заложение откосов земляной выемки при глубине до 5 м в разных грунтах регламентируется нормами. Для временной выемки глубиной более 5 м заложе-

32

ние откоса, обеспечивающее его устойчивость, определяется расчетом. Учитываются грунтовые условия, глубина выемки, дополнительные нагрузки от размещения машин и складов у верхней бровки откоса.

à)

á)

â)

Рис. 9.7. Формы земляных выемок для возведения подземной части зданий: а - отдельные котлованы под столбчатые фундаменты; б - траншеи под ленточные фундаменты; в - общий котлован;

m - коэффициент заложения откоса; а, в - размеры фундаментов;

33

с - расстояние от наружной границы фундамента до бровки откоса (с0,6 м)

В стесненных условиях, исключающих возможность выполнить откосы с требуемым заложением, земляную выемку разрабатывают с вертикальными стенками, которые закрепляют деревянными щитами с опорными стойками (рис. 9.8.а) или распорными рамами (рис. 9.8.б), шпунтовыми стенками (рис. 9.8.в).

При устройстве глубоких котлованов в водонасыщенных грунтах может использоваться искусственное замораживание грунта – устройство по периметру земляной выемки льдогрунтовой вертикальной стенки. Эта стенка является несущей конструкцией и одновременно препятствует поступлению воды в выемку

34

обычно льдогрунтовую стенку выполняют полностью прорезая слой водопроницаемого грунта до водоупора (рис. 9.9).

9.2.3 Разработка выемок

Разработка грунта земляной выемки производится одноковшовыми экскаваторами. В настоящее время, в основном, применяются экскаваторы с рабочим оборудованием обратная лопата. Мерзлые и плотные грунты перед разработкой экскаваторами рыхлятся: используются рыхлители – навесное оборудование на тракторе. Скальные и мерзлые грунты на свободных участках рыхлятся взрывом. При строительстве на свободных площадках часть грунта может сохраняться во

35

временных отвалах, но в большинстве случаев строительства в условиях существующей застройки весь грунт вывозится на автосамосвалах. Места отвалов грунта согласовываются с административными органами.

Разработка траншей выполняется одной проходкой экскаватора лобовым забоем (рис. 9.10). Котлованы небольших размеров под столбчатые фундаменты разрабатываются обычно при перемещении экскаватора по продольным или поперечным осям каркасного здания (рис. 9.11).

Большие в обоих направлениях выемки – котлованы разрабатываются рядом последовательных проходок экскаватора: первой – лобовым забоем, последующих – боковым забоем (рис. 9.12). Глубокие котлованы могут разрабатываться экскаваторами с большой глубиной резания грунта или в несколько ярусов.

Рис. 9.10. Схема разработки траншеи экскаватором обратная лопата

Рис. 9.11. Схема разработки котлована под столбчатый фундамент экскаватором обратная лопата: Rст – наибольший радиус копания экскаватора на уровне стоянки; rст - наименьший радиус копания экскаватора на уровне стоянки; Rв – радиус выгрузки; lп – шаг передвижки экскаватора

36

Ïëàí

конечная стоянка экскаватора

R

c

ò

начальная стоянка экскаватора

лобовой забой боковой забой

Рис. 9.12. Схема разработки котлована экскаватором обратная лопата

37

9.2.4 Водоотлив. Понижение уровня грунтовых вод

При устройстве подземной части здания (сооружения) в водонасыщенных грунтах возможность производства работ в осушенной выемке обеспечивается устройством систем открытого водоотлива или глубинного понижения уровня грунтовых вод.

При открытом водоотливе вода, профильтровавшаяся через дно и откосы земляной выемки, откачивается насосами из специальных приямков. Открытый водоотлив возможен при устройстве выемок в любых грунтах, но откачка воды из сооружений на дне выемки может сопровождаться оплыванием откосов и разрыхлением грунта в основании возводимого сооружения.

Учитывая эти возможные последствия, открытый водоотлив применяют из выемок в следующих грунтах:

-гравийных, галечниковых, полускальных, трещиноватых скальных. Выход фильтрующей воды на поверхность, даже в значительных количествах, не вызывает деформации откосов и разрыхления грунта на дне выемки;

-малоустойчивых глинистых грунтах (коэффициент фильтрации до 1,0…2,0м/сут.) при разработке сравнительно небольших и неглубоких выемок. В крупных котлованах при открытом водоотливе устраиваются дренажные пригрузки, ограждения, удлиняющие путь фильтрации воды, сети водосборных траншей.

Например, в котловане (рис.9.13) по периметру разрабатываются траншеи с уклоном дна в сторону приямка (приямков). Размеры котлована принимаются с

учетом сечения траншей.

3

Рис. 9.13. Схема открытого водоотлива из котлована: 1 - водосборная траншея; 2 - приямок;3 - насос

Профильтровавшаяся через откосы и дно котлована вода стекает по водосборным траншеям и откачивается из приямков (зумпфов) насосами. Насосы размещаются с учетом предельной высоты всасывания (6,0…7,0 м).

38

Поддержание с осушенном состоянии земляной выемки в любых мягких грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,05 до 50 м/сут. производится системой глубинного понижения уровня грунтовых вод. Принципиальная схема системы понижения уровня грунтовых вод приведена на рис. 9.14. Понижение уровня грунтовых вод на локальном участке конкретной земляной выемки производится путем непрерывной откачки воды из искусственной выемки по периметру с уровня ниже дна котлована. В идеале – это узкая сплошная траншея. В реальных установках водопонижения вода откачивается из скважин, расположенных на расчетном расстоянии друг от друга и заглубленных ниже дна выемки.

Рис. 9.14. Принципиальная схема понижения уровня грунтовых вод

Наиболее распространены иглофильтровые установки с вакуумными иглофильтрами (рис. 9.15). По периметру котлована на расстоянии 0,75…3,0 м друг от друга в грунт погружаются вакуумные иглофильтры – стальные трубы с фильтровым звеном. В нижней части фильтрового звена имеются шаровой и кольцевой клапаны. При гидравлическом погружении иглофильтра подаваемая насосом под давлением 0,4…0,6 МПа вода отжимает вниз (открывает) шаровой клапан, выходит через открытый нижний конец трубы-иглофильтра и размывает грунт. Поднятый кольцевой клапан препятствует выходу воды через боковые отверстия фильтрового звена. Происходит погружение иглофильтра под действием силы тяжести.

Верхняя часть труб-иглофильтров соединяется гибкими вставками с коллектором, который присоединен к насосной установке. В составе насосной установки кроме обычного центробежного водяного насоса имеется вакуумный насос, что позволяет засасывать воду с глубины до 8 м. При работе насосной установки в коллекторе и иглофильтрах создается разряжение. Шаровые клапаны в иглофильтрах закрываются, а кольцевые опускаются вниз – открываются, и вода из грунта поступает в иглофильтры. Происходит откачка воды из иглофильтров и окружающего массива грунта. Уровень грунтовых вод на линии размещения иглофильтров понижается; при постоянной откачке воды насосной установкой на участке внутри и снаружи контура иглофильтров устанавливается динамический уровень

39

(линия поверхности грунтовой воды в поперечном сечении носит название кривой депрессии).

Рис. 9.15. Понижение уровня грунтовых вод вакуумной иглофильтровой установкой: 1 - иглофильтр; 2 - всасывающий коллектор; 3 - насосная установка

Одноярусные вакуумные иглофильтровые установки понижают уровень грунтовых вод на глубину до 4,5…5,5 м от поверхности земли.

Для понижения уровня грунтовых вод на глубину более 5 м вакуумные иглофильтровые установки устанавливаются в два яруса, а также применяются эжекторные иглофильтровые установки, или откачка воды ведется из скважин глубинными насосами.

Подъем воды с уровня, установившегося в вакуумном иглофильтре, происходит под действием атмосферного давления. Перепад давлений между атмосферным и сниженным насосной установкой теоретически составляет (максимально при создании насосной установкой полного вакуума) – 0,1 МПа-(1 кгс/см2), что соответствует 10 м водяного столба. Реальное ограничение подъема воды насосным агрегатом вакуумной иглофильтровой установки – 8 м.

40

В эжекторной иглофильтровой установке разрежение создается эжекторными насадками, присоединенными к фильтру водоподъемных колонн труб, ниже уровня грунтовой воды. Так называемая «рабочая» вода прокачивается насосом через иглофильтр. При сужении потока воды в эжекторе повышается скорость и снижается давление. Этот участок эжекторного иглофильтра (камера смешения) соединен с фильтровым звеном. Грунтовая вода всасывается в поток «рабочей» и удаляется через колонну труб и водосборный коллектор. Эжекторными иглофильтровыми установками уровень грунтовых вод может быть понижен до 20 м от поверхности земли.

На рис.9.16 приведена принципиальная схема понижения уровня грунтовых вод открытыми скважинами с глубинными насосами. Следует иметь в виду, что современная установка откачки воды из скважины с глубинным насосом – сложное инженерное сооружение с датчиками уровня воды в скважине и системой автоматического регулирования работы насоса. Глубина скважины, с которой может откачиваться вода, ограничивается создаваемым насосом напором. Понижение уровня грунтовых вод системой скважин с глубинными насосами может достигать 40 и более метров.

1

2

Рис. 9.16. Понижение уровня грунтовых вод при строительстве насосной станции методом опускного колодца открытыми скважинами с глубинными насосами: 1 - опускной колодец; 2 - скважина с глубинным насосом; 3 - пульт автоматического регулирования работы насоса; 4 - водосборный коллектор