Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО «Белгородский строительный колледж»

Самостоятельная работа №3

«СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА»

Выполнил:

студент группы С-31

Мигунов Юрий Алексеевич

Проверил:

Клочкова Лариса Алексеевна

Белгород 2011г.

ЗАКРЫТЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

В обычных условиях для прокладки трубопроводов, коммунальных и транспортных тоннелей и т. п. отрывают траншею.

Иногда отрыть траншею невозможно, например, при пересечении трассой трубопровода транспортной магистрали с интенсивным движением, которое невозможно прервать даже на относительно короткий срок. В этих условиях прибегают к закрытым методам работ: проколу, продавливанию, горизонтальному бурению и пневмопробивке.

Прокол основан на образовании отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником. Вдавливание производят гидравлическим домкратом. В котловане укладывают звено трубы с наконечником и после выверки домкратом вдавливают в грунт на длину хода штока, а затем после возвращения штока в начальное положение вводят на их место нажимной патрубок (шомпол), и процессы повторяются. По окончании вдавливания первого звена трубы на полную длину шомпол убирается, а в котлован опускается следующее звено, которое приваривается встык к уже задавленному в грунт. После этого задавливают наваренное звено, и циклы повторяются до выполнения прокола па всю требуемую длину (передвижение за каждый цикл равно 150мм). Этот метод позволяет прокалывать в хорошо сжимаемых грунтах отверстия для труб диаметром 100... 400мм на глубине более 3м. В мало сжимаемых грунтах (песке, супеси) для обеспечения устойчивости стенок дополнительно к горизонтальному усилию необходимо применять поперечное и вибрационное воздействие, что позволяет получать отверстия диаметром до 300мм.

Продавливание применяют для прокладки стальных труб диаметром 500... 1800мм либо коллекторов квадратного или прямоугольного сечения на расстояние до 80м. В грунт последовательно вдавливают звенья труб со сваркой, разработкой грунта внутри трубы и удалением его через прокладываемую трубу посредством шнековой установки или гидромеханическим методом — путем размыва грунта внутри трубы струёй воды и последующей откачки пульпы насосом (при легко размываемых грунтах) или желонками с наращиванием рукоятки их. Трубы используют часто как футляры для размещения в них основных трубопроводов.

Бурение применяют для прокладки в глинистых грунтах трубопроводов диаметром 800... ... 1000мм на длину 80... 100м. Конец трубы снабжается режущей коронкой увеличенного диаметра, и труба приводится во вращение от мотора, установленного па бровке котлована. Поступательное движение трубе сообщает реечный домкрат с упором в заднюю стенку котлована. Грунт, заполняющий трубу изнутри, может удаляться, как в предыдущем случае.

Пневмопробивку ведут при помощи специального проходческого снаряда виброударного действия — пневмопробойника. Пневмопробойник представляет собой самодвижущуюся пневматическую машину, корпус которой является рабочим органом, образующим скважину. Ударник под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательное движение и наносит удары по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт. Пневмопробойник позволяет проходить скважины длиной до 50м для трубопроводов диаметром до 300мм.

Применение пневмопробойников резко увеличивает производительность труда по сравнению с традиционными методами бестраншейной прокладки подземных коммуникаций.

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ГРУНТА

Гидромеханический метод основан на использовании кинетической энергии потока воды для разработки, транспортировки и укладки грунта. Применение этого метода целесообразно при больших объемах работ, устройстве насыпей с минимальной осадкой, наличии достаточных ресурсов воды и электроэнергии, ч.

Технологический процесс гидромеханизации включает: размыв грунта в забое и перевод его в полужидкую массу (пульпу), транспортировку и укладку (намыв) пульпы в сооружение или в отвал

Разрабатывать грунт можно в надводных и подводных забоях.

В надводных забоях сухой грунт размывают гидромониторным способом. Основное технологическое средство — гидромонитор, который представляет собой стальной ствол с насадкой и шарнирными сочленениями, обеспечивающими вращение ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях для направления водяной струи на фронт забоя. Вода поступает к гидромонитору по трубопроводу под значительным напором (60...80 м), создавая удельное давление на фронт забоя 0,5 ...4,3МПа. В результате ударного действия струи грунт разрушается и образуется пульпа. В зависимости от рода грунта и высоты забоя расход воды на 1м³ разрабатываемого грунта составляет 3...15 м³.

Разработка грунта может производиться встречным забоем, когда гидромонитор располагается на подошве забоя и размыв ведут снизу вверх, или попутным забоем — с расположением гидромонитора над фронтом забоя и размывом грунта сверху вниз.

В первом случае обеспечивается высокая производительность гидромонитора за счет периодических обвалов грунта, нависающего над зоной подмыва (вруба). Этот эффект достигается при применении для отбойки грунта высоконапорной воды или взрывчатых веществ (взрывание грунта). Так как гидромонитор может оказаться среди потоков пульпы, ее следует направлять в обход гидромонитора.

П ри попутных забоях производительность гидромонитора ниже, но перемещается он по сухому грунту, а поток пульпы, приобретая от водяной струи достаточную начальную скорость, обеспечивает интенсивный сток.

Расстояние гидромонитора от забоя зависит от рода грунта, но должно быть не менее чем: при песке, суглинке и глине, при лессовидных грунтах.

При благоприятном рельефе местности размытый гидромонитором грунт по трубопроводу или лоткам самотеком направляется к месту образования насыпи. При неблагоприятном

рельефе пульпа вначале поступает но канавам в зумпф или приемный колодец, а затем по напорному трубопроводу перекачивается землесосом в насыпь. Землесос, перекачивающий пульпу из зумпфа, состоит из грунтового насоса большой мощности, который может пропускать камни диаметром 100...400мм. Подача землесосов составляет 400 ... 1200м³ пульпы в час при напоре 20 ... 80МПа. Пульпопроводы состоят из стальных труб, соединяемых между собой быстро-разъемными соединениями с резиновыми манжетами.

В подводных забоях грунт разрабатывают землесосным способом, при котором он всасывается землесосным снарядом и перекачивается к месту укладки в виде пульпы.

Грунт со дна водоема всасывается при помощи всасывающей трубы землесоса, подвешенной к специальной стреле. Стрела соединена с мачтой, установленной на барже. При разработке плотных грунтов всасывающую трубу снабжают специальной вращающейся рыхлительной головкой или вибрационным рыхлителем. Зем­снаряд соединяют с магистральным пульпопроводом, проложенным по берегу, при помощи плавучего пульпопровода, смонтированного на плашкоутах, что позволяет ему' передвигаться по забою вслед за движением земснаряда, Разработку начинают с заглубления всасывающей трубы с наконечником (или рыхлителем) на глубину снимаемого за одну проходку слоя. Затем начальную воронку расширяют путем периодического отвода земснаряда назад и в сторону, следя за тем, чтобы при этом не прекратился контакт всасывающей части с разрабатываемым грунтом.

Укладка (намыв) грунта происходит в результате оседания частиц грунта из пульпы, когда скорость движения ее становится ниже критической величины. Возводимую насыпь разбивают в плане на карты — захватки, на которых поочередно выполняют намыв грунта и подготовительные работы к намыву следующего слоя. По контуру очередной карты бульдозером возводят земляной вал на высоту намываемого слоя пульты и наращивают установленный ранее в пределах карты водосбросный (дренажный) колодец с выпускаемой трубой.

БУРЕНИЕ ГРУНТОВ

В строительстве бурение используют при исследовании свойств и качеств грунтов, определении уровня грунтовых вод, устройстве скважин водоснабжения и водопонижения грунтовых вод, выполнении земляных работ с применением взрывчатых веществ, разработке и дроблении твердых пород, устройстве свайных фундаментов, искусственном закреплении грунтов и т. п. Для этого в земной коре сооружают вертикальные, наклонные или горизонтальные цилиндрические выработки разных диаметров и глубин.

Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин. Шпуры — это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м, скважины—выработки более глубокие с диаметром, превышающим 75 мм. Верхнюю часть шпура или скважины называют устьем, нижнюю (дно выработки), — забоем, боковые поверхности — стенками, разрушенную породу в забое скважины—буровой мелочью.

По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем всю породу в скважине

разрушают и удаляют в разрушенном виде. При колонковом бурении породу разрушают лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком.

Сопротивляемость конкретного грунта бурению — буримость — характеризуется временем чистого бурения 1 м скважины (шпура) и колеблется от 3 мин (для мягких пород) до 15 ... 25мин (для крепких).

При бурении породу разрушают механическим или физическим воздействием.