Подготовительные и вспомогательные земляные работы
Расчистка площадки
Для валки и трелевки леса, расчистки площадки от кустарника и корчевки пней применяют бульдозеры, трелевочно-корчевальные лебедки, кусторезы и другие машины (табл. 168).
Водоотлив и водопонижение
Разработка котлованов, траншей и выемок в насыщенных водой грунтах осуществляется с применением мер по удалению грунтовой воды из выработок при помощи открытого водоотлива или водопонижения.
Открытый водоотлив (откачка притекающей в выработку воды) производится центробежными самовсасывающими и диафрагмовыми насосами с механическим приводом. Воду откачивают из водосборных приямков (зумпфов), устраиваемых в виде колодцев глубиной до 1 м, к которым обеспечивают сток воды со всей площади выемки по водосборным канавам с уклоном не менее 0,005 (рис. 77).
Вода при водоотливе поступает в выработку через дно и стенки. При производстве работ в мелких песках и супесях это приводит к оплыванию откосов и выносу частиц грунта из основания, что нарушает его целостность. Поэтому открытый водоотлив применяет преимущественно в скальных, обломочных, валунных, галечных и гравийных грунтах
Водопонижение (искусственное понижение уровня грунтовых вод) осуществляется откачкой воды на поверхность из системы трубчатых колодцев, оборудованных фильтрами. Воду откачивают в количестве, необходимом для снижения уровня грунтовых вод ниже дна котлована (рис. 78). При такой системе удаления грунтовых вод просачивание их через стенки и дно выемок и вынос мелких частиц грунта исключаются.
Для поддержания поверхности грунтовых вод в сниженном положении откачку воды производят непрерывно.
Основные элементы водопонижающей установки: иглофильтры, сборный коллектор, насосный агрегат.
Различают установки большой (35—150 л/сек) и малой (8—35 л/сек) производительности. К первым относятся: передвижные водопонизительные установки (ПВУ) и водопонизительные агрегаты (BA), к вторым — иглофильтровые установки (ИФУ) и легкие иглофильтровые установки (ЛИУ).
Один ярус иглофильтровых установок может понизить уровень грунтовых вод в центре котлована не более чем на 5 м. Для более глубокого водопонижения (до 10—12 м) применяют многоярусное водопонижение иглофильтровыми установками и реже водопонижение вакуум-эрлифтными или эжекторными установками.
При помощи иглофильтровых установок осушают грунты с коэффициентом фильтрации К > 1 м/сутки. В глинистых и илистых грунтах (К < 1 ж/сутки) эффективность иглофильтровых установок повышают путем пропуска постоянного тока через осушаемый грунт. Под влиянием осмоса приток воды к фильтрам значительно возрастает. Такая система осушения называется электродренажем (рис. 79). Электрический ток напряжением 30—60 в подводят к погруженным в землю отрезкам металлических труб (положительные электроды), которые располагают на внутренней стороне котлована на расстоянии 0,6—1 м от линии иглофильтров; металлические корпуса иглофильтров служат отрицательными электродами.
Для электродренажа используют иглофильтровые установки (табл. 169) и электросварочные агрегаты постоянного тока САК-22, состоящие из электродвигателя и динамомашины (напряжение тока 320/240 в, мощность 9,6 квт).
Проектирование водопонижения иглофильтровыми установками производится на основе следующих исходных материалов: плана территории, на которой предполагаются водопонизительные работы; отчетов о геодезических разведочных работах; проекта котлована, траншеи, выемки; данных об имеющемся в распоряжении строительной организации иглофильтровом оборудовании Порядок проектирования: составление предварительной схемы установки, проверка ее расчетом.
При составлении предварительной схемы определяют: число ярусов понижения, высотное положение осей насосов и коллекторов; расположение коллекторов в плане; расстояние между иглофильтрами.
Для линейных установок, располагаемых вдоль траншей, при ширине последних до 2—3 м принимают, что первый ярус понижает уровень грунтовых вод на 3,5 м, второй на 6,5 м, третий на 9 м (рис. 80) под наиболее удаленной от линии иглофильтров стенкой траншеи. Для кольцевых установок первый ярус понижает уровень грунтовых вод на 4,5 м, второй — на 8,5 м, третий — на 12 м.
Для линейных установок при понижении до 3,5 м и для кольцевых при понижении до 4,5 м от поверхности грунта насосные агрегаты и коллекторы располагают на поверхности. Во всех других случаях насосные агрегаты устанавливают на дне специальных выемок ниже уровня земли, но не менее 0,2 м над естественным уровнем грунтовых вод.
При многоярусном понижении насосные агрегаты располагают на 0,5 м выше уровня грунтовых вод, сниженного предыдущим ярусом.
Выбор иглофильтрового оборудования производится, исходя из соответствия производительности насосов притоку грунтовых вод, определенному предварительным расчетом.
Приток воды к линейным установкам определяют но формулам:
- при напорном движении и симметричном притоке
- при напорном движении и несимметричном притоке
- при безнапорном движении и симметричном притоке
- при безнапорном движении и несимметричном притоке
где q — приток воды на 1 м установки, м3/сек;
zS=Н—(Sп+1) — уровень, отвечающий ярусу понижения, м;
H — непониженный уровень грунтовых вод, м;
Sп — полное понижение, отвечающее данному ярусу, м;
k — коэффициент фильтрации, м/сутки;
m — мощность напорного горизонта, м;
L, L1, L2 — дальности влияния (м), определяемые по формуле
где k1 и m1 — коэффициенты фильтрации и мощность верхнего слабопроницаемого слоя, захватываемого движением грунтовых вод;
k2 и m2 — то же, нижнего слабопроницаемого слоя.
Общая величина притока воды
где Lп — полная длина.
Приток воды к кольцевым установкам определяется по формулам:
- при напорном движении
- при безнапорном движении
где R = x02 + 2ktH/r — радиус влияния установки, м;
х0 — приведенный радиус установки, м;
t — время, прошедшее от начала откачки, сек.;
r — водоотдача
P — длина периметра установки.
Длину секций установки принимают: для насосных агрегатов ИФУ и ЛИУ — 60—90 м, для BA — 120 м, для ПВУ — 180 м. Секции назначают примерно равной длины с размещением насосов посредине секций. Расстояние между иглофильтрами принимают в зависимости от требуемой величины понижения (табл. 170). Иглофильтры применяют без обсыпки, если: k больше 10 м/сутки;
- сетка фильтров удовлетворяет условию
где dс — расстояние в свету между проволоками сетки;
d50 — 50% диаметра зерен грунта;
- водоносная толща не разбита прослойками водоупорных грунтов на отдельные изолированные слои.
При несоблюдении хотя бы одного из этих условий назначается обсыпка фильтров песком с крупностью зерен
где D50 — 50% диаметра зерен обсыпки.
Продолжительность понижения уровня грунтовых вод на 1,5—2 м составляет в среднем, час.:
Уплотнение грунтов
Качественное уплотнение достигается при оптимальной влажности грунтов, определяемой в процентах по весу (брутто):
Закрепление грунтов
Закрепление грунтов осуществляется:
- песчаных с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сутки — способом двухрастворной силикатизации;
- лёссовидных, залегающих выше уровня грунтовых вод, с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 2 м/сутки — способом однорастворной силикатизации;
- трещиноватых скальных и гравелистых — способом цементации.
Для временного закрепления водонасыщенных грунтов и устройства противофильтрационных завес применяют метод искусственного замораживания.
Силикатизация грунтов основана на цементирующей способности геля кремниевой кислоты, который выделяется при нагнетании в грунт силикатных растворов и, заполняя поры грунта, превращает его в прочный водонепроницаемый массив.
При двухрастворном способе силикатизации применяют растворы жидкого стекла и хлористого кальция.
Концентрация жидкого стекла назначается по удельному весу (табл. 172) в зависимости от коэффициента фильтрации закрепляемого грунта.
Раствор хлористого кальция применяют с удельным весом 1,26—1,28 (соответствует 28—30° безводного хлористого кальция).
При однорастворном способе силикатизации применяют жидкое стекло с удельным весом 1,13 и модулем 2,5—3,0.
Растворы нагнетают через забитые в грунт металлические инъекторы с внутренним диаметром 19—38 мм и толщиной стенок; не менее 5 мм. Длина перфорированной части инъектора 0,30—0,80 м; количество отверстий 60—80 шт. на 1 м трубы.
Расстояние между инъекторами принимают в зависимости от радиуса закрепления (табл. 173).
Растворы нагнетают в грунт равномерно и медленно (табл. 174, 175).
Закрепление грунтов цементацией осуществляется путем нагнетания в пробуренные скважины цементного раствора. Крупность минеральных заполнителей (песок и пылеватые частицы) — 0,05-1,0 мм. Раствор непрерывно перемешивают в течение всего периода нагнетания.
- Определение объема земляных работ
- Общие сведения о грунтах
- Комплексная механизация складских работ
- Склады
- Траверсы
- Контейнеры-емкости для бетонной смеси, растворов и вяжущих материалов
- Пакетная перевозка строительных материалов
- Механизмы непрерывного транспорта
- Сахаровская маёвка
- Машины для подъемно-транспортных работ