4.2 Подготовительные и вспомогательные процессы.

Подготовительные и вспомогательные процессы должны обеспечивать качественное и безопасное производство работ. Законодательство об охране окружающей среды требует от строителей бережного отношения к природе, в частности, сохранения растительного и почвенного слоя в процессе выполнения земляных работ.

Растительный слой грунта на площади будущего земляного сооружения срезают автогрейдерами или бульдозерами, собирают в штабеля и в последующем используют для работ по рекультивации земель, озеленению и благоустройству территорий.

Разбивка земляных сооружений.

Разбивка сооружений и закрепление ее на местности являются основой геодезического обеспечения земляных работ.

Исходными материалами для разбивки служат стройгенплан, рабочие чертежи сооружения и разбивочные чертежи.

До начала земляных работ определяют положение сооружений на местности.

Разбивку котлованов начинают с выноса и закрепления на местности створными знаками основных рабочих осей, в качестве которых обычно принимают главные оси.

После этого вокруг будущего котлована на расстоянии 2-3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают обноски. Она служит для детальной разбивки осей зданий, обозначения контура котлованов и закрепления их на местности.

Обноску устраивают из деревянных стоек и досок или инвентарных металлических труб. Обноска может быть как сплошной, так и прерывной – для удобства проезда транспорта. Разбивка здания проверяется и принимается по акту.

Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод.

При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо:

• осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать таким образом возможность его разработки и устройство выемок;

• предотвращать попадание грунтовой воды в котлованы, траншеи и выработки в период выполнения в них строительных работ.

Эффективным технологическим приемом решения таких задач является откачка грунтовой воды.

Выемки при небольшом притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива, а если приток значителен и толщина водонасыщенного слоя, подлежащая разработке, большая, то до начала производства работ уровень грунтовых вод искусственно понижают с использованием различных способов закрытого, т.е. грунтового, водоотлива, называемого строительным водопонижением.

Открытый водоотлив предусматривает откачку воды непосредственно из котлованов или траншей. Грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами.

Открытый способ, являясь простым и доступным, имеет серьезный недостаток. Восходящие притоки грунтовой воды, протекающей через дно и стенки котлована, разжижают грунт и выносят из него на поверхность мелкие частицы. Явление такого вымывания и выноса мелких частиц называют суффозией грунта.

В результате суффозии несущая способность грунта в основаниях может снизиться. Поэтому на практике чаще применяют грунтовый водоотлив.

Грунтовый водоотлив обеспечивает снижение уровня грунтовых вод (УГВ) ниже дна будущей выемки.

Для искусственного понижения УГВ разработан ряд эффективных способов, основными из которых являются:

• иглофильтровый;

• вакуумный;

• электроосмотический.

При иглофильтровом способе по периметру котлована погружают стальные трубы с фильтрующим звеном в нижней части и специальными клапанами. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке. При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается, и из-за дренирующих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу уровня грунтовых вод.

Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах.

Наибольшее понижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5 м. При большей глубине понижения применяют двухярусные установки.

Вакуумный (эжекторный) способ используют для понижения УГВ в мелкозернистых грунтах (мелкозернистые и пылеватые пески, супеси, илистые или лёссовые грунты).

Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено аналогично вышерассмотренному. Выше него расположено надфильтровое звено с эжекторной насадкой. Звено состоит из наружной и внутренней труб. Рабочую воду под давлением 750-800 кПа подают в кольцевое пространство между внутренней и внешней трубами.

Через эжекторную насадку вода по внутренней трубе устремляется вверх. В результате резкого изменения скорости движения рабочей воды в насадке создается разряжение (вакуум) и тем самым обеспечивается подсос грунтовой воды.

Грунтовая вода смешивается с рабочей и направляется в циркуляционный бак, откуда откачивается или сливается избыток воды.

В случае необходимости водопонижения на глубину более 20 м применяют систему скважин, пробуренных по периметру выемки и оборудованных погружными насосами.

Для повышения работоспособности иглофильтровых установок применяют явление электроосмоса. В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5-1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни.

Иглофильтры погружают к отрицательному (катод), а трубы или стержни – к положительному полюсу источника постоянного тока (анод).

В качестве источника электропитания применяют сварочные агрегаты или передвижные преобразователи.

Под действием электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается в сторону иглофильтров. За счет движения этой воды коэффициент фильтрации грунта увеличивается в 5-25 раз.

Применяют и другие способы борьбы с грунтовыми водами, в частности, химическими реагентами, замораживанием и т.д. Хотя эти методы более относятся к креплению стенок выемок.