Сиротин_Основы_строит_пр-ва

Проект организации строительства (ПОС) – один из основных разделов проектной документации, разрабатываемой проектировщиком, является общим планом строительства объекта. ПОС состоит из календарного плана, строительного генерального плана и пояснительной записки с описанием района строительства, условий поставки материалов и изделий, методов строительства и контроля качества; с графиками поставки материалов, конструкций и работы основных строительных машин; с расчетами необходимых площадей складов, бытовых помещений, потребности в электроэнергии, воде, топливе и др. ПОС разрабатывается в предусмотренных законом случаях в полном или сокращенном вариантах. Проект производства работ (ППР) разрабатывается генеральным подрядчиком или субподрядчиками на отдельные виды работ на основе утвержденного ПОС для конкретного объекта. Включает в себя полное описание технологии отдельного вида работ или возведения объекта с необходимыми расчетами, схемами, строительным генеральным планом, календарным графиком и ТЭП. Важной частью ППР являются типовые или индивидуально разрабатываемые технологические карты строительного процесса, где описывается точная технология, необходимая последовательность выполнения работ, потребные материалы и оборудование, рабочие кадры, методы контроля качества и техники безопасности.

11

Тема 2. Производство земляных работ

Разработка и перемещение грунта всегда сопровождает процесс возведения строительных объектов. В результате перемещений грунта образуются земляные сооружения, которые могут быть постоянными или временными. Временные сооружения создаются на определенный период времени для сооружения других строительных объектов с последующей их обратной засыпкой грунтом. Любые разработки грунта должны производиться по определенным правилам, обеспечивающим безопасность в ходе производства работ или при эксплуатации сооружений. Разработка грунтов в крупных масштабах сегодня полностью механизирована, но в некоторых случаях бывает невозможно использовать строительную технику и приходится применять ручную разработку – это доработка грунта в стесненных условиях и вблизи подземных коммуникаций или разработка очень малых объемов грунта.

Существует три способа разработки грунтов. Основным является резание (ручная разработка лопатой и все землеройные машины), но применяются также взрывной и гидромеханический способы. Гидромеханический способ применяется для слабосвязанных грунтов приналичииблизкорасположенныхводоемовилинаихдне.Взрывной способ применяют в отсутствии окружающей застройки для рыхления и разработки скального или мерзлого грунта, для образования подземных полостей или быстрого перемещения больших масс грунта при перекрытии рек. Выбор метода и технология разработки, применяемые механизмы и геометрия земляных сооружений зависят от свойств разрабатываемого грунта. К основным свойствам, влияющим на разработку, можно отнести следующие: плотность, влажность, сцепляемость, разрыхляемость и угол естественного откоса.

Плотность измеряется массой в тоннах одного кубического метра грунта в естественном плотном состоянии и находится для различных грунтов в интервале от 0,6 до 3,3 т/м³.

Влажность измеряется отношением содержащейся в грунте массы воды, к массе полностью сухого грунта в процентах.

Сцепляемость определяется начальным сопротивлением сдвигу в МПаисоставляет0,03–0,05МПадляпесчаныхгрунтови0,05–0,3МПа для глинистых.

Разрыхляемость измеряется отношением объема разрыхленного грунта к объему этого грунта в плотном состоянии. Для определения

12

объемов перевозимого грунта используется коэффициент первона-

чального разрыхления (1,08–1,32), а для объемов насыпи – коэффициент остаточного разрыхления (1,01–1,09). Меньшее значение от-

носится к песку, а большее – к глине.

Угол естественного откоса используется для определения величины заложения откосов земляных сооружений и определяет максимальный угол, при котором грунт находится в устойчивом состоянии (не осыпается под действием собственного веса). Угол откоса (рис. 1) определяется отношением его высоты (Н) к заложению (А) и записывается в виде дроби, например 1:0,5. Угол откоса уменьшается (увеличивается заложение) у сооружений большей высоты (глубины) и у постоянных земляных сооружений.

H – высота откоса; А – заложение,

α - угол естественного откоса.

Рис. 1. Угол откоса

В зависимости от преобладающего количества тех или иных ком-

понентов, грунты делятся на песчаные, супесчаные, глинистые, глины, торф, лесс, гравийные и скальные. В зависимости от сложности разработки все талые грунты делятся на шесть категорий. При этом один и тот же грунт относится к разным категориям при разработке различными машинами.

Виды и элементы земляных сооружений

Временные сооружения: котлован, траншея, шурф (небольшая выемкадляконтролясостоянияфундамента,закладкизарядавзрывчатого вещества или других целей), резерв (выемка для забора недостающего грунта), кавальер (отвал излишков грунта). Элементы сооружений показаны на примере профиля дорожного полотна в выемке и насыпи. Профиль выемки соответствует также элементам котлована (рис. 2). К постоянным сооружениям относят планировочные площадки под будущую застройку, насыпи и откосы выемок дорожного полотна, дамбы и некоторые другие.

13

а – выемка; б – насыпь;

1 – бровка откоса;

2 – откос;

3 – берма;

4 – основание откоса;

5 – дно котлована;

6 – кавальер;

7 – нагорная канава;

8 – резерв

Рис. 2. Элементы земляных сооружений [12, с. 83]

Подготовительные и вспомогательные работы при производстве земляных работ

Разбивка земляных сооружений выполняется после закрепле-

ния на местности осей будущего сооружения. По плану фундаментов определяют размер дна котлована, добавив к размерам фундамента не менее 0,5 м с каждой стороны, затем определяют заложение откосов в зависимости от глубины котлована и угла естественного откоса для конкретного грунта. Таким образом определяют границы котлована по верху. Далее, за пределами зоны складирования грунта, необходимого для обратной засыпки, устраивают обноску на высоте около двух метров. При шаге осей до 6 м обноска выполняется сплошной (рис. 3), при большем – в виде отдельно стоящих деревянных или металлических знаков. Обноска сохраняется до приемки коробки здания.

1 – деревянный столбик диаметром

150 – 200мм.; 2 – доска, толщиной 25 – 40мм.

Рис. 3. Пример устройства деревянной обноски котлована с разбивочными осями здания

14

Водопонижениеиводоотведение.Водоотведение предполагает от-

ведение поверхностных вод за пределы строительной площадки. Для этого, выше строящегося объекта сооружается нагорная канава, огибающая защищаемый объект и выходящая на отметку ниже площадки строительства. Водопонижение это активный процесс снижения уровня грунтовых вод на период ведения работ в котловане, который можно выполнять открытой откачкой воды из системы водосборных траншей по периметру дна котлована (рис. 4) или через систему погружаемых в грунт по периметру верха котлована вакуумных (рис. 5) или эжекторных иглофильтров.

1 – водосборная канава;

2 – УГВ (уровень грунтовых вод) до водопонижения;

3 – пониженный уровень (депрессивная кривая);

5 – водоотводной коллектор;

6 – насосная установка.

Рис. 4. Схема водопонижения открытой откачкой насосами

Рис. 5. Схема откачки воды иглофильтровыми установками [2, с. 59]

15

Закрепление грунтов. Разработку котлованов в стесненных условиях городской застройки часто приходится вести без откосов, что требует крепления их стенок от возможного обрушения. Эти работы выполняют до начала отрывки котлована, путем забивки по его границам шпунтовых ограждений различных конструкций и материалов на глубину, превышающую глубину котлована примерно в два раза (рис. 6). В качестве таких ограждений могут быть использованы и ряды свай, связанных по верху и с ярусами по высоте котлована монолитными ростверками-балками с горизонтальными анкерами в толще грунта. Еще один часто применяемый способ закрепления стенок котлована

– это укладка горизонтальных рядов бревен (забирки) по мере разработки котлована в заранее забитые по линии ограждения стальные двутавры. В целях проходки туннелей в слабых и водонасыщенных грунтахпроизводитсязамораживаниегрунтовнапериодведенияработ или инъектирование в грунт вокруг будущего туннеля цементирующих и укрепляющих растворов. Инъектирование растворов можно выполнять через скважины, пробуренные с поверхности земли, или непосредственно из сооружаемого туннеля.

1

а – деревянные; б – металлические; в – железобетонные; 1- корытообразного сечения; 2 – плоского профиля; 3 – зет-образные.

Рис. 6 Виды шпунтованных свай [9, с. 55]

Машины для разработки и перемещения грунта. Машины, раз-

рабатывающие и перемещающие грунт без собственного перемещения, называются землеройными, а разрабатывающие и перемещающие за счет собственного движения – землеройно-транспортными. Так, карьерный экскаватор, способный переносить вынутый грунт в отвал на

16

расстояние более 100 м, относится к землеройным машинам, а бульдозер с передвижением грунта на расстояние 50 м, – к землеройнотранспортным.Бульдозерявляетсянаиболеепростойиуниверсальной машиной,способнойпроизводитьпослойнуювыемку(срезку)грунтас перемещением его в насыпь или отвал, осуществлять рыхление грунта, подталкивать скрепер для заполнения его ковша, прокладывать дороги для строительной техники и др. Строительный бульдозер может быть смонтирован на базе гусеничного или колесного трактора различной мощности. Из-за больших потерь мощности на преодоление сил трения и рассыпания части перемещаемого грунта, применение бульдозеров для перемещения грунтов эффективно только на небольшие расстояния (30–100 м для машин различной мощности). Для разработки и перемещения грунтов на большие расстояния используют прицепные и самоходные скреперы (рис. 7) с ковшом емкостью от 5 до 25 м³. Самоходные скреперы имеют собственную силовую установку, а прицепные используют тяговое усилие трактора.

1 – рулевой гидроцилиндр;

2 – режущие ножи;

3 – рама ковша;

4 – крепление ковша;

5 – ковш;

6 – гидроцилиндр управления заслонкой;

7 – задние колеса;

8 – задний буфер;

9 – упорная рама;

10 – задняя подвижная стенка;

11 – заслонка;

12 – гидроцилиндры подъема-опускания ковша;

13 – коромысло;

14 – опорно-сцепное устройство;

15 – тягач

Рис. 7. Схема самоходного и прицепного скрепера [15]

17

Целесообразная дальность транспортировки самоходными скреперами составляет от 0,5 до 8 км, а прицепными – 100–600 м. Загрузку ковша скрепер выполняет срезкой 10–15-сантиметрового слоя грунта при движении под уклон с подталкиванием бульдозером в случае разработки тяжелых грунтов. По мере наполнения ковша закрывается заслонка (11 на рис. 7), ковш поднимается в транспортное положение и скрепер перемещается к зоне разгрузки, где заслонка поднимается,

аперемещающаяся вперед задняя стенка (10) выталкивает содержимое ковша к выгрузке. Так как выгрузка происходит во время движения, поднятые на высоту до 0,3 м ножи ограничивают толщину отвала,

азадние колеса частично уплотняют слой отсыпки.

Одноковшовые экскаваторы предназначены для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Ковш экскаватора может быть подвешен на тросах к стреле универсального гусеничного крана-экскаватора или шарнирно закреплен на стреле специализированной машины. Существует четыре основных вида ковшей: прямая и обратная лопата, грейфер и драглайн. Последние два являются сменным оборудованием к крану-экскаватору (рис. 9 в, г), а первые дают название самостоятельным видам машин. Исключение составляют машины с телескопической стрелой, на которую могут быть навешены теоретически все типы ковшей. Емкость ковша строительных экскаваторов находится в пределах от 0,05 до 5 м³. Наиболее универсальным и широко применяемым ковшом является обратная лопата (рис. 8), предназначенная для рытья траншей и котлованов с заглублением ковша ниже уровня стоянки с погрузкой в транспортные средства или в отвал. Экскаватор может комплектоваться гидромолотом для разработки мерзлого грунта или др. целей.

Прямая лопата используется преимущественно для погрузки балластных материалов на предприятиях изготовителях и открытых карьерах, разработки больших котлованов или выемки грунта при планировке площадок в зоне с рабочими отметками, превышающими 1,5–2 м (рис. 9а). Этот экскаватор не может комплектоваться другими видами рабочего оборудования.

Для производства работ по профилировке откосов постоянных земляных сооружений применяется экскаватор струг. Машина создана на базе крана – экскаватора со специальной стрелой, снабженной рельсовыми направляющими, по которым перемещается грейдерный нож.

18

Рис. 8. Общий вид экскаватора с ковшом в виде обратной лопаты на гусеничном ходу с двухсекционной шарнирной стрелой [16]

Схемы работы экскаваторов с различными ковшами показаны на рис. 9–11. К техническим характеристикам таких экскаваторов, кроме емкости ковша, относятся: максимальная глубина (высота) копания; радиус копания и выгрузки.

Рис. 9. Схема работы различных экскаваторов [5, с. 40]

а – прямая лопата; б- обратная лопата; в – драглайн; г – грейфер; Rр – максимальный радиус резания; Rв – максимальный радиус выгрузки; - H – глубина выемки (экскавации); + H – максимальная высота разгрузки ковша.

19

Рис. 10. Схема работы ковша грейфер

а – ковш под собственным весом вдавливается в грунт; б – начало подъема и закрытия ковша; в – ковш закрыт и поднят с грузом; г – выгрузка

Разработку траншей шириной до 0,6 м можно производить многоковшовыми экскаваторами роторного или цепного типа. Глубина копания роторного составляет до 2,2 м, а цепного – до 4,5 м. Эти экскаваторыудобныдляразработкитраншейподкабелиигибкиетрубопроводы, которые можно укладывать одновременно с экскавацией.

Рис. 11. Система подвески ковша драглайна

1– блок погрузо-разгрузочного каната; 2 – цепи подвески ковша; 3 – ковш; 4 – тяговые цепи; 5 – тяговый трос; 6 – трос управления погрузки-выгрузки; 7 – несущий канат; 8 – стрела крана-экскаватора

20