4.12. Засыпка траншей и котлованов. Обсыпка резервуаров, отстойников и других водохозяйственных сооружений

Поскольку большинство водопроводных и канализационных соору­жений устраивают заглубленного и полузаглубленного типа, после их возве­дения выполняют значительные объемы работ по обратной их засыпке. Учитывая, что обратные засыпки траншей, приямков и пазух котлованов в большинстве случаев служат основанием дорог, отмосток, а внутри зданий основанием под полы, все они должны выполняться с обязательным уплотне­нием для обеспечения требуемой их прочности, ус­тойчивости и беспросадочности. Необходимая степень уплотнения грунта и высокое качество обратных засыпок на практике обеспечиваются послой­ным уплотнением грунта при условии отсыпки его слоями одинаковой тол­щины. Каждый отсыпанный слой грунта уплотняют равным числом прохо­дов (ударов) по одному следу. Уплотнение каждого слоя грунта машинами ведут так, чтобы после­дующие проходы по одному следу происходили по всей поверхности рабо­чей карты, причем во избежание пропусков рекомендуется перекрывать по­следующими проходами предыдущие на 0,1 - 0,15 м. В процессе уплотне­ния грунта в стесненных местах необходимо соблюдать меры предосторож­ности против повреждений подземных конструкций, коммуникаций и гид­роизоляции.

Уплотнение грунтов в котлованах со сложными фундаментами и подземными конструкциями при возведении, например, насосных стан­ций, когда внутри них образуются замкнутые полости, тупики и узкие про­ходы, значительно затрудняется, так как в них нельзя применить крупнога­баритные машины. Поэтому обратную засыпку в таких условиях необходи­мо выполнять сразу же после возведения подземной части здания или со­оружения, когда конструкции надземной части не препятствуют работе ма­шин с бермы котлована. Грунт с помощью экскаватора, оборудованного грейфером или системой транспортеров, подают на рабочую карту в преде­лах участка, ограниченного подземными конструкциями. Разравнивают его в зависимости от формы и размеров пазухи малогабаритным бульдозером или микробульдозером. Уплотняют грунт электро­трамбовками или подвесной вибротрамбовкой. Для этой цели могут быть также использованы свайные вибропогружатели, установленные на металлический поддон. В замкнутых полостях уплотнять грунт удобнее подвес­ными к крану грунтоуплотнителями, а в пазухах, связанных между собой проходами, - самопередвигающимися виброплитами и ручными трамбовка­ми.

Уплотнение грунтов в узких и глубоких пазухах шириной менее 1,4 м (предельный размер, допускающий работу малогабаритного бульдозе­ра) связано с определенными трудностями. При этом следует выделить па­зухи шириной 0,7 ... 1,4 м, в которых может работать человек, и шириной до 0,7 м, в которые доступ рабочего невозможен. Засыпку наружных пазух, об­разуемых подземными конструкциями и крутыми откосами котлована, вы­полняют бульдозерами (рис. 4.24, а). Разравнивают грунт слоями заданной толщины в нижней части пазухи микробульдозером, который подают в па­зухи краном, а затем, по мере расширения пазухи (более 1,4 м), малогаба­ритным бульдозером. Уплотняют грунт послойно подвесными вибротрамбующими плитами или свайными вибропогружателями на металлических поддонах, подвешенных к крану, а также с помощью пневмотрамбовок, ра­ботающих от передвижного компрессора.

Засыпку въездных траншей, а также приямков и пазух котлованов чаще всего производят бульдозерами с уплотнением обыч­ными грунтоуплотняющими машинами (катками, трамбующими плитами, виброкатками).

Засыпку закрытых сооружений, имеющих покрытия (резервуа­ров, горизонтальных отстойников и т.п.) в зависимости от несущей способ­ности и формы покрытия, производят тремя способами: с помощью звенье­вых ленточных конвейеров с погрузкой грунта экскаваторами; автосамосва­лами, доставляющими грунт непосредственно на покрытие, где его разрав­нивают бульдозерами; самоходными ленточными конвейерами на базе гусе­ничных тракторов в комплекте с экскаваторами (без заезда на покрытие). Преимуществом применения самоходного ленточного конвейера является значительный диапазон обслуживаемой площадки - до 20 м, считая от оси вращения машин. Грунт отсыпают, постепенно меняя позицию грунтоукладчика или длину вылета конвейера, и распределяют по поверхности рав­номерно (рис. 4.24, б).

Рис. 4.24 – Засыпка пазух котлованов и устройство насыпей на покрытиях сооружений

а - засыпка и уплотнение грунта в пазухе котлована, б - устройство насыпи ленточным конвейером, в – то же, автосамосвалами и бульдозерами; 1 - вибротрамбовка, 2 - микробульдозер, 3 - подземная часть сооружения, 4 - кран-экскаватор, 5 - резерв грунта на первый слой, 6 - бульдозер, 7 - конвейер, 8 - спланированная насыпь, 9 - отвалы грунта, 10 - автосамосвалы, 11 - скребки для сбрасывания грунта с конвейра

Засыпку траншеи с проложенным коллектором в большинстве случаев производят бульдозером (рис. 4.25, а) по челночной схеме или по поперечно-челночной (при засыпке больших по протяженности и глубоких траншей). При этом вначале устраивают съезды для малогабаритного бульдо­зера и подают грунт по обе стороны коллектора (рис. 4.25, б). Грунт в тран­шеях на участке 10 ... 15 м по обе стороны от коллектора (тоннеля) разрав­нивают бульдозером, а в недоступных местах - малогабаритным бульдозе­ром. Засыпку ведут послойно, причем толщину первого слоя принимают равной 1 м, а последующих - 0,4 ... 0,6 м (рис. 4.25, в). Уплотняют

Рис. 4.25 – Засыпка траншей коллекторов и трубопроводов

а - общая схема засыпки бульдозером, б - засыпка песчаным грунтом, в - первоначальный этап засыпки пазух коллектора, г - засыпка слоев поверх коллектора, д - засыпка траншей бульдозером по косопоперечной схеме, е - то же, по косоперекрестной схеме; 1 - бульдозер, 2 - резерв грунта, 3 - коллектор, 4 - вибротрамбовка, 5 - малогабаритный бульдозер, 6 - направление движения трамбовки, 7 - то же, бульдозера, 8 - съезд бульдозера, 9 - траншея, 10 - трубопровод

грунт в пазухах коллектора малогабаритной вибротрамбовкой параллельными про­ходами. Вибротрамбовку с одной стороны коллектора на другую перемеща­ют малогабаритным бульдозером. Засыпку и разравнивание грунта выше коллектора производят бульдозером, с помощью которого одновременно по­дают грунт для малогабаритного бульдозера (рис. 4.25, г). Подача грунта для засыпки коллекторов может также осуществляться экскаваторами. При разравнива­нии и уплотнении как связанного, так и песчаного грунта над коллектором или тоннелем толщину слоя грунта под работающим бульдозером определя­ют расчетом, исходя из несущей способности покрытия коллектора (тоннеля).

Обратную засыпку траншеи следует вести сразу же после укладки труб, что позволит избежать обрушения стенок траншеи, заиливания труб в результате атмосферных осадков, а также пересушивания или переувлажне­ния грунта в отвалах. Засыпку грунта в траншеи с трубопроводами рекомен­дуется выполнять бульдозерами (рис 4.25, д, е). При этом вначале косыми проходами бульдозера предварительно уменьшают крутизну откоса отвала грунта, одновременно подавая его в первый слой засыпки. Грунт в траншею подают в объеме, обеспечивающем заданную толщину отсыпаемого слоя, в соответствии с темпами его разравнивания и уплотнения. Способ засыпки траншей с уложенным трубопроводом одноковшовым экскаватором (обрат­ная засыпка) используют как в обычных трассовых условиях, так и на заболоченных участках. Засыпать траншеи следует с максимальным разрывом во времени после изоляционно-укладочных работ и в прохладное время суток (лучше всего утром). Засыпку надо производить с обеспечени­ем сохранности труб и изоляционного покрытия, а также его общего про­ектного положения.

Для передвижения экскаватора по отвалу вначале дву­мя проходами бульдозера планируют его верх на ширину до 7 м. Грунт спланированного отвала для засыпки траншеи разрабатывают экскаватором торцовым забоем при движении его на перекидных еланях по оси отвала.

Для непрерывной засыпки траншей размельченным грунтом при­меняют траншеезасыпатели шнекового и роторного типов. Наиболее эффек­тивными являются роторные траншеезасыпатели, которые можно исполь­зовать как для засыпки трубопровода разрыхленным грунтом, так и для сня­тия растительного слоя, присыпки дна траншеи мягким грунтом перед ук­ладкой трубопровода. Достоинства траншеезасыпателей роторного типа - высокое качество засыпки трубопровода, возможность рытья смерз­шегося бруствера.

Траншеезасыпатели нельзя использовать при засыпке железобетонных тру­бопроводов, поскольку до проведения предварительных испытаний стыки труб не должны быть засыпаны, а последующую засыпку после испытаний выполняют послойно с уплотнением, что не может быть обеспечено этими машинами. Требованиям обратной засыпки и уплотнения грунта наиболее от­вечает вибротрамбующее оборудование для одноковшового гидравлического экскаватора и трубоукладчика.

Засыпку железобетонных трубопроводов больших диаметров осу­ществляют преимущественно одноковшовыми экскаваторами с грейфер­ным оборудованием поочередно с двух сторон трубы. Экскаватор передви­гается вдоль траншеи со стороны кавальера и осыпает грунт на всем участ­ке. Технологическая последовательность процесса обратной засыпки и уп­лотнения грунта с использованием вибротрамбовочного оборудования по­казана на рис 4.26.

Первоначально отсыпают, разравнивают и уплотняют слой грунта у первой трубы (рис. 4.26, а). Одновременно с этим отсыпают и разравнива­ют слой грунта у второй трубы на той же стороне. Во время его уплотнения отсыпают и разравнивают грунт с другой стороны трубы, при уплотнении которого отсыпают и разравнивают слой по той же стороне у первой трубы. Таким образом проходит цикл уплотнения первого слоя с одной стоянки ма­шин на всей захватке.

Уплотнение последующего слоя начинают с этой же позиции в об­ратном порядке (рис. 4.26, б) с переходом на другую сторону трубопровода от второй трубы к первой. Затем производят отсыпку, разравнивание треть­его слоя (рис. 4.26, в) с позиции, где было закончено уплотнение второго слоя. Переход при этом с одной стороны трубопроводa на другую осуществляют на первой трубе (рис. 4.26, г).

На каждой позиции работе экскаватора с трамбовкой предшествует отсыпка слоя экскаватором с грейфером. Схематически последовательность уплотнения одинакова для нечетных (1, 3, 5) четных (2, 4, 6) слоев отсыпа­емого и уплотняемого грунта.

До проведения гидравлических испытаний грунт уплотняют на вы­соту 0,5D, оставляя при этом приямки нетронутыми. После испытаний и устранения возможных нарушений производят засыпку с уплотнением грунта до высоты, пре­вышающей на 0,2 м наружный диаметр трубопровода. Первоначально заби­вают приямки до высоты предыдущей засыпки. Засыпку двух смежных при­ямков по обеим сторонам трубопровода осуществляют в такой же последо­вательности для каждой позиции уплотняемого слоя и соответственно по­следующих слоев грунта, как показано на рис. 4.26, д, при уплотнении па­зух основной части трубопровода.

После того как по высоте засыпки уровень сравнивается, механиз­мы от позиционной схемы (двух смежных труб или приямков) переходят на работу в створе всего участка. Отсыпают и разравнивают грунт на всем уча­стке по одну сторону трубопровода, при его уплотнении производят отсып­ку и разравнивание слоя грунта по другую сторону трубопровода, затем уп­лотнение.

Рис. 4.26 – Схемы уплотнения грунта обратной засыпки железобетонного трубопровода большого диаметра (а – г) и последовательность этих работ (д)

1 – 4 - последовательность уплотнения отсыпаемых слоев грунта, 5 - экскаватор с грейфером, 6 - то же, с трамбовкой, 7, 8 - места стоянки машин при уплотнении грунта, 9, 10, 11 - проходы машин

Засыпка траншей с вертикальными стенками существенно затруд­нена из-за необходимости выполнения работ в очень стесненных условиях. Пазухи между трубопроводами и стенками траншеи засыпают вручную ме­стным грунтом, подаваемым с бровки бульдозером, слоями толщиной 0,1 м и уплотняют ручными электротрамбовками. После засыпки пазух до верха трубы последующие слои грунта разравнивают микробульдозером и уплот­няют электротрамбовкой слоями 0,3 м при числе проходов, определяемом опытным уплотнением.