Конспект ТСП_испр / Конспект ТСП_испр

повітряний транспорт застосовується для доставлення вантажів в труднодоступні райони; в якості транспортних засобів вживаються гелікоптери й літаки (інколи дирижаблі).

Під час інженерного забезпечення будівельного майданчика необхідно вирішувати питання не тільки транспортування конструкцій та матеріалів з заводів-постачальників до будівельного майданчика (позамайданчиковий транспорт), а й їх переміщення в межах самого майданчика (внутрішній транспорт) та в межах будівельного об'єкта (місцевий транспорт).

2.5.3.Енергопостачання будівництва здійснюється від існуючих електричних мереж з використанням постійних споруд енергетичного господарства (ліній електропередач, трансформаторних підстанцій тощо). Тимчасові джерела енергопостачання — пересувні енергопоїзду або електростанції — використовуються, як правило, в самий початковий період при будівництві у віддалених від постійних енергетичних споруд місцевостях. Тимчасові мережі високої й низької напруги на території будівництва влаштовують, як правило, повітряними. В якості опор використовують постійні або тимчасові опори, трансформатори тощо.

2.5.4.Тимчасові водопровідні мережі виконуються із стальних труб діаметром

25...100 мм, які необхідно вкладати нижче рівня промерзання грунту. Якщо такої можливості нема труби утеплюють ефективними теплоізоляційними матеріалами. У разі використання водопровідної лінії тільки влітку, достатньо заглибити її на 30 см, а іноді її вкладають безпосередньо по поверхні грунту, передбачивши захист від механічних пошкоджень.

2.5.5.Тепло та пара подаються від тимчасових котельних установок. Тимчасові зовнішні теплові траси можуть бути підземними або наземними. Обов'язкове використання в них ефективного термоізолятора. Оскільки в теплових мережах завжди виникає конденсат труби необхідно вкладати з невеликим нахилом.

2.5.6.Стиснене повітря отримують від постійних чи тимчасових компресорних установок і розподіляють по гумових шлангах діаметром 20...40 мм. Можливе використання металевих труб (при стаціонарних компресорних). Теж необхідно пам'ятати, що для видалення конденсату треба влаштовувати нахил стальних труб в бік переміщення повітря.

2.5.7.Газ до нагрівних та сушильних агрегатів подають по прогумованих шлангах завдовжки не більш 20 м. Такі шланги вкладають у відкриті дерев'яні короби. Від газорозподільних станцій до будівельного майданчика газ постачається в стиснутому або зрідженому стані в балонах.

3.Технологічні процеси перероблення грунтів

3.1. Види земляних споруд

Земляні роботи — одні з найбільш трудомістких і найтяжчих процесів у про-

31

мисловому та цивільному будівництві. Обсяги земляних робіт у сучасному будівництві дуже великі і мають тенденцію до зростання. Чисельність робітників на їх виконанні складає близько 10 % від загальної кількості робітників в будівництві, в тому числі на виконанні робіт вручну — 3 %.

Земляними спорудами називають виїмки та насипи, які одержують в результаті розробки та переміщення грунту. Залежно від строку користування вони поділяються на постійні та тимчасові.

До постійних земляних споруд належать споруди, призначені для експлуатації протягом тривалого часу (греблі, земляні полотна доріг, меліоративні канали, вирівняні будівельні майданчики, водоймища тощо).

До тимчасових земляних споруд належать ті, які передують наступним роботам по зведенню об'єктів; їх використовують тільки під час виконання будівельних робіт, а потім або засипають (процес називається зворотною засипкою), або вони залишаються під зведеними конструкціями (наприклад, підвальними частинами об'єктів, колекторами). Такими спорудами є котловани, траншеї, водоперехоплюючі канави, шурфи, резерви, кавальєри тощо.

Залежно від форми і розташування в просторі земляні споруди бувають: 1.) лінійні:

а) горизонтальні — траншеї, канали; б) вертикальні — свердловини, колодязі.

2) плоскі:

а) горизонтальні — будівельні майданчики, полотно дороги; б) вертикальні — щілина, стінка в грунті.

3)об'ємні — котловани, ями, насипи гребель тощо.

3.2.Грунти та їх властивості

Грунтами в будівництві звуться гірничі породи, які залягають у верхніх шарах земної кори. Грунт — це тіло, яке складається з мінеральних частинок та органічних домішок; до нього належать рослинний шар грунту, пісок, супісок, суглинок, глина, гравій, торф, пливуни, різні напівскельні та скельні породи.

Залежно від розміру мінеральних частинок та кількості органічних домішок грунти поділяють на 5 класів: скельні, напівскельні, великоуламкові, піщані (незв'язні) і глинисті (зв'язні).

До скельних грунтів відносяться зцементовані водостійкі і практично нестискувані породи (граніт, піщаники, вапняки і т.п.), які залягають, як правило, у вигляді суцільних або тріщинуватих масивів (камінь, валуни — розмір більше 200 мм).

До напівскельних грунтів відносяться зцементовані породи, здібні ущільнюватися (мергелі, алевроліти, аргіліти і т.п.) і неводостійкі (гіпс, гіпсоносні конгломерати) (20...200 мм; галька, щебінь).

Великоуламкові грунти — складаються з незцементованих кусків скельних і напівскельних порід: як правило містять більше 50 % уламків порід розміром

32

більше 2 мм (гравій, жорства, крупність 2...20 мм).

Піщані грунти складаються з незцементованих частинок порід розміром 0,05...2 мм, являють собою, як правило, природно зруйновані і перетворені в різного ступеня крупності скельні грунти; не володіють пластичністю, у складі мають не більше 5 % глинистих домішок.

Супісі та суглинки за розмірами частинок займають проміжне становище між піском та глиною (0,005...0,05 мм), але супісі вміщують не менш, як 50 % піщаних частин та не більш 3...12 % глинистих, а суглинки — від 12 до 33 % глинистих частин.

Глинисті грунти також являються продуктом природного руйнування і перетворення первинних гірничих порід, що складають скельні грунти, але з переважною більшістю частинок розміром менше 0,005 мм (більш 33 %).

Найменування та схема елементів земляної споруди представлені на

Рисунок 3.1 Найменування та схема елементів земляної споруди: а — закладання укосу; h

— висота укосу; m — коефіцієнт укосу(коефіцієнт закладання укосу); j — кут тертя, природного закладання укосу, a — кут тертя насипного грунту, кут внут рішнього тертя насипного грунту.

До основних властивостей і показників грунтів, які впливають на технологію, трудомісткість та собівартість виконання земляних робіт, відносяться: щільність, вологість, міцність, зчеплення, кускуватість, розпушуваність, кут природного укосу та розмиваємість.

Щільністю r називається відношення маси грунту, включаючи масу води в його порах, до об'єму, що займає цей грунт: пісок і глина r =1,25...2 т/м3, напівскельні грунти r =2...2.5 т/м3, скельні r >2,5 т/м3. Щільність впливає на опір грунту копанню та несучу здатність.

Вологість — ступінь насичення грунту водою. Виражається відношенням маси води в грунті до маси твердих частинок. Грунти при вологості до 5 % вважаються сухими, при вологості 5...30% вологими, понад 30 % мокрими.

Міцність грунтів характеризується їх спроможністю до опору зовнішнім силовим діям. Для оцінки міцності гірничих порід і грунтів користуються коефіцієнтом міцності f.

33

Зчеплення визначається початковим опором стискуванню і залежіть від виду грунту та ступеню його вологості (піщані грунти С=0,03...0,05 МПа, глинисті — С=0,05...0,3 МПа, напівскельні С=0,3...4 МПа і скельні С>4 МПа).

Кускуватість розпушеної маси (гранулометричний склад) характеризується процентним вмістом різних фракцій.

Розпушуваність — здатність грунту збільшуватися в об'ємі при розробці внаслідок втрати зв'язку між частинками. Збільшення об'єму грунту характеризується коефіцієнтами початкового і залишкового розпушення. Коефіцієнт початкового розпушення — це відношення об'єму розпушеного грунту до його об'єму в природному стані (для піщаних грунтів Кр=1,10...1,2, для глинистих Кр=1,2...1,3).

Коефіцієнт залишкового розпушення — це відношення об'єму розпушеного грунту після його ущільнення до його об'єму в природному стані (для піщаних грунтів Кз.р.=1,02...1,05, для глинистих Кз.р=1,01...1,03).

Значення коефіцієнтів розпушення для різних грунтів наведені в додатку 2 «ЕНиР. Сборник 2».

Кут природного укосу — це кут (див. рисунок 3.1), утворений поверхнею насипного грунту і горизонтальною площиною. Цей кут характеризується станом граничної рівноваги грунту. Значення його залежить від кута внутрішнього тертя, сил зчеплення та тиску верхніх шарів грунту. Практично стрімкість укосу земляних споруд визначають відношенням висоти укосу h до його закладення а: h/а=1/m, де m коефіцієнт укосу. Стрімкість укосів визначається будівельними нормами. При відсутності сил зчеплення, кут природного укосу приймається рівним куту внутрішнього тертя. В зв'язку з цим значення кута природного укосу для постійних і тимчасових земляних споруд різні.

Вказані властивості грунтів по різному впливають на їх розробку. Тому в будівельному виробництві застосовують класифікацію грунтів за складністю їх розробки різними машинами та вручну.

3.3. Класифікація земляних робіт та структура технологічного процесу їх виконання

Технологічний процес по переробленню грунтів є комплексним будівельним процесом. Структурно його можна показати у вигляді схеми (Рисунок 3.2).

Як видно з рисунку, за технологічними ознаками процеси по переробленню грунтів підрозділяються на: підготовчі й допоміжні процеси, основні та заключно-опоряджувальні процеси.

3.3.1. Коротка характеристика підготовчих процесів

Геодезичні роботи — це підготовчі роботи, що виконуються на початку освоєння будівельного майданчика. Вони включають встановлення і

34

закріплення на місцевості контурів та розмірів майбутніх земляних споруд, виконання геодезичної розбивової основи.

Повалення лісу та перекладання комунікацій проводять, якщо на відведеному майданчику ростуть дерева та кущі, проходять якісь підземні комунікації або повітряні енергетичні лінії.

Згідно з основними природоохоронними заходами проводять рекультивацію земель, тобто верхній шар родючого грунту зрізають та складають у кавальєри поблизу будівельного майданчика для повторного використання. Після закінчення будівництва вивозять в інше місце, де його використовують за призначенням.

Поверхневу воду потрібно заздалегідь перехопити й направити так, щоб вона не потрапляла на майданчик, для чого до початку земляних робіт влаштовують перехоплюючі, водовідвідні канави, по яких вода самопливом витікає за межі будівельного майданчика, або з боку підтоплення влаштовують захисне обвалування (див. п.2.4).

До початку виконання земляних робіт на майданчику влаштовують тимчасові дороги, розміщення та будова яких повинні відповідати рішенням та вказівкам проекту виконання робіт (ПВР).

Побутові приміщення можна встановлювати як для окремих об'єктів, так і для групи об'єктів у вигляді побутових містечок.

3.3.2. Коротка характеристика допоміжних робіт.

При виконанні робіт по улаштуванню виїмок в водоносних грунтах необхідне обов'язкове влаштування водовідливу або штучного зниження рівня грунтових вод.

Відкритий водовідлив застосовують при незначних коефіцієнтах фільтрації в добре дренуючих грунтах. Для збирання води дну котловану або траншеї надають невеликий нахил в бік водозбірних приямків (зумпфів), які влаштовують в межах виїмки або за її межами. Стінки приямків закріпляють шпунтом або дерев'яними ящиками без дна розміром 1ґ1 м. На дно приямків насипають фільтруючий матеріал (щебінь або гравій). При необхідності додатково по контуру дна котловану влаштовують відкриті водовідвідні канави, які виконують роль дренажу. Воду з приямків відкачують поршневими, діафрагмовими або відцентровими насосами безпосередньо з виїмки в процесі розробки грунту нижче рівня грунтових вод. Цей спосіб є найбільш простим та економічним способом водопониження, але має обмежене застосування тому, що у виїмці практично завжди присутня вода, яка ускладнює виконання робіт, спричиняє порушення природної структури підвалин (див. Рисунок 3.3а).

35

навколишнім грунті створюється і безперервно підтримується вакуум, який сприяє більш інтенсивному зниженню дзеркала грунтових вод.

Водоповітряна суміш надходить в голкофільтр і відкачується вакуум-на- сосом. У зв'язку з тим, що повітря в грунті не достатньо, для нормальної роботи насоса через трубу, яка проходить в середині голкофільтра, до наконечника додатково подається атмосферне повітря. В глинистих водонасичених грунтах з коефіцієнтом фільтрації менше 0.1 м/добу, де звичайна голкофільтрувальна установка мало ефективна, застосовують спосіб, що базується на явищі електроосмосу (переміщення води під впливом постійного електричного струму, який пропускається через установку). Додатково до голкофільтрувальної установки з боку котловану паралельно ряду голкофільтрів занурюються труби діаметром 38 мм або стержні з арматурної сталі, які підключаються в ланцюг до позитивного полюсу мотор-генератора з напругою 30…60 В. Голкофільтри приєднують до його негативного полюсу. Під дією електричного струму вода, яка міститься в порах грунту, переміщується в бік голкофільтрів. В результаті зростає водовіддача глинистого грунту, оскільки витягується не тільки гравітаційна, але і капілярна вода.

Ежекторні голкофільтрувальні установки (ЕГУ) застосовують для зниження рівня грунтових вод з коефіцієнтом фільтрації від 1 до 40 м/добу з глибини до

20м.

Вслабо фільтруючих грунтах ежекторні голкофільтри монтують в раніше пробурені свердловини під захистом обсадних труб. Спочатку збирають і опускають зовнішню колону труб, потім внутрішню з ежекторним обладнанням. Підтримують голкофільтр в зібраному стані підвішеним, засипають простір між зовнішньою колоною труб і обсадною трубою на 2…3 м пісчаногравійною сумішшю і, відповідно, на таку ж висоту піднімають обсадну трубу. В верхній частині свердловини влаштовують глиняний тампон.

Трубчасті колодязі з глибинними насосами застосовують для зниження грунтових вод більше ніж на 20 м, а також при коефіцієнті фільтрації більше 40 м/добу в разі великої товщини водоносного шару і тривалих строках відкачування. По периметру майбутньої виїмки пробуравлюють свердловини, в які занурюють трубчасті колодязі (обсадні труби) діаметром 200…400 мм з улаштуванням піщано-гравійної подушки висотою 0.2…0.3 м. В кожному колодязі встановлюють занурювальний насос опущений разом з двигуном в свердловину нижче рівня води.

При влаштуванні виїмок в водоносних шарах роботи можливо вести під захистом водонепроникливої крижаної стінки з замороженого грунту, при допомозі тиксотропних протифільтраційних екранів.

Штучне заморожування грунтів застосовують при проходці шахтних стволів, тунелів метрополітену та інших споруд, які зводяться в важких гідрогеологічних умовах, створюючи навколо них тимчасові водонепроникливі стінки. Для цього по периметру виїмки занурюють колонки, які складаються із

37

зовнішніх заморожуючих та внутрішніх постачальних труб, з'єднаних трубопроводом, по якому нагнітається спеціальна рідина-розсіл (розчин хлориду кальцію та інших солей, які мають низьку температуру замерзання), охолоджений холодильною установкою до мінус 20...45оС. Внаслідок циркуляції розчину навколо колонок утворюються льодяні стовпи замороженого грунту, які поступово збільшуються в діаметрі, з'єднуються між собою в суцільну стіну. Розчин забирає частину тепла з грунту і повертається в холодильну установку, де під дією аміаку або вуглекислоти охолоджується, а потім знову надходить в систему труб. Температуру розчину приймають на 10…15оС нижче необхідної температури грунту.

Тиксотропні протифільтраційні екрани (діафрагми) влаштовують,

використовуючи властивість тиксотропної суспензії в стані спокою твердіти і знову перетворюватися в рідину при перемішуванні.

Суспензію виготовляють з бентонітової глини, здібної адсорбувати воду (тобто вбирати воду) в кількості до 7 разів більше власної маси, а після водонасичення загустівати, набуваючи гідрофобних (водовідштовхуючих) властивостей.

Для влаштування тонких (0,15...0,25 м) протифільтраційних екранів застосовують машини, в основу яких покладені принципи дії: ударний, ріжучий та водоповітряний.

За допомогою машин ударної дії (копрів) впритул один до одного забивають ряд сталевих шпунтів-ін'єкторів двотаврового перерізу. Потім першу занурену шпунтину витягають гідравлічним екстрактором, а залишену в грунті порожнину поступово заповнюють тиксотропною суспензією, яку нагнітають під тиском до 6 МПа через трубу, приварену до двотавру. Витягнуту шпунтину переставляють на нове місце впритул до встановленого ряду і знову занурюють. Процес повторюють по фронту майбутньої виїмки до повного відгородження її водонепроникним екраном.

Щілини для наступного заповнення суспензії можна нарізати машинами з ріжучим робочим органом (баром).

Спосіб улаштування протифільтраційних екранів з використанням водоповітряного струменя полягає в наступному: в пробурену свердловину опускають підвішену до крана спеціальну гідромоніторну установку, за допомогою якої розмивають та витискують грунт на поверхню суспензією, яка надходить під тиском з ін'єкційної головки.

3.3.3. Улкаштування укріплень стінок котлованів та траншей

Необхідність кріплення стінок котлованів і траншей визначається та регламентується нормами і залежать від гідрогеологічних умов, а також глибини виїмки.

Вертикальні стінки без кріплення допускаються в грунтах з непорушеною

38

структурою при відсутності грунтових вод: при глибині виїмок в піщаних та великоуламкових грунтах не більше 1 м, в супісках — 1,25 м, в суглинках та глинах — 1,5 м, в особливо щільних грунтах — 2 м.

На глибину не більше 3м дозволяється виривати траншеї багатоківшовими екскаваторами в зв'язних щільних грунтах без кріплення для укладання трубопроводів батогами. Але в місцях спуску робітників в траншею для стикування батогів та виконання інших робіт необхідно влаштовувати місцеві укоси або кріплення.

У всіх інших випадках треба влаштовувати тимчасове кріплення укосів. Тип кріплення визначається в ПВР в залежності від розмірів виїмки, властивостей грунту, потоку грунтових вод та конкретних умов виконання процесів.

Підкісне кріплення влаштовують усередині котловану. Підкоси затруднюють виконання наступних робіт в котловані, а тому використання цього кріплення обмежено. Вертикальну горожу влаштовують з дощок завтовшки 5 см з прозорами на ширину дошки при зв'язних грунтах природної вологості та глибині котловану до 3 м. При більшій глибині горожу роблять суцільною. В грунтах сипучих та підвищеної вологості, незалежно від глибини котловану, прозорів не залишають.

Анкерне кріплення, це конструкція, яка складається із горожі, стояків, дерев'яних та металевих тяг і паль, розташованих поза котлованом на відстані

де h — глибина котловану, м,

j — кут природного укосу, град. (див. рисунок 3.4).

Консольне (шпунтове) кріплення являє собою шпунтову стінку жорстко закріплену грунтом. Такі кріплення влаштовують з металевого та, рідше, з дерев'яного шпунта, частіш всього їх застосовують для огородження неглибоких котлованів в водонасичених грунтах, коли неможливо виконати штучне зниження рівня грунтових вод.

Розпірне кріплення сприймає всі діючі навантаження через розпірки, а щити кріплення та шпунтові стінки виконують тільки огороджуючі функції. Розпірки можуть встановлюватися в один або в декілька рядів по висоті перерізу. (Рисунок 3.4)

39