Котлованы и траншеи по своему назначению относятся к
Перейти к содержимому

Котлованы и траншеи по своему назначению относятся к

  • автор:

Земляные работы

Строительство тепловых сетей сопровождается производством земляных работ, достигающих больших объемов. На строительстве теплопроводов приходится выполнять следующие виды земляных работ: рытье траншей и котлованов с укладкой грунта в отвал или в транспортные средства, вывоз грунта, засыпка траншей и котлованов с проложенными сетями, каналами и камерами. Земляные работы по сравнению с другими являются наиболее трудоемкими и поэтому их выполняют механизированным способом и только в отдельных случаях, когда не представляется возможным использовать механизм, применяют ручной труд в небольших объемах.

Рытье траншей. Для рытья траншей и котлованов под камеры используют одноковшовые экскаваторы, которые представляют собой самоходные машины цикличного действия. Эти землеройные машины предназначены для рытья и погрузки в транспортные средства или отсыпки в отвал грунтов большинства групп. По своему назначению одноковшовые экскаваторы разделяются на строительные и специальные. На строительстве тепловых сетей используются только строительные экскаваторы.

Одноковшовые экскаваторы имеют следующее оборудование: ходовое, силовое и рабочее. По ходовому устройству строительные экскаваторы подразделяются на: гусеничные и пневмоколесные. Одноковшовые экскаваторы имеют сменное рабочее оборудование (рис. 5.1). Для производства земляных работ используют-следующее сменное рабочее оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн и грейферный ковш. Одноковшовые универсальные экскаваторы могут использоваться так же, как струги, копры, краны и другие благодаря сменному оборудованию. Для производства земляных работ одноковшовые экскаваторы характеризуются следующими основными параметрами: емкостью ковша, радиусами резания и выгрузки (в отвал и в транспортные средства), глубиной резания, производительностью и видом ходовой части. В настоящее время одноковшовые строительные экскаваторы выпускают восьми размерных групп со следующей вместимостью ковша соответственно для каждой группы, м3: 0,15; 0,25; 0,4; 0,65; 1; 1,6; 2,5; 4.

Строительные экскаваторы прямая лопата (см. рис. 5.1, а) имеют объем ковшей от 0,15 до 4 м3. Рабочее оборудование этих экскаваторов состоит из стрелы, рукояти и ковша. Ковш с открывающимся дном жестко связан с рукоятью. Во время работы экскаватор с прямой лопатой всегда находится на дне выемки и роет грунт выше уровня стоянки. Экскаватор используется главным образом для разработки грунта с погрузкой его :в транспортные средства и поэтому используется для рытья котлованов, очень широких траншей, в карьерах и для других аналогичных работ. На строительстве теплосетей применяется редко,

Экскаваторы обратная лопата (см. рис. 5.1,6) имеют вместимости ковшей от 0,15 до 1,6 м3; их рабочее оборудование состоит из стрелы, рукояти и ковша. Эти экскаваторы роют грунт ниже стоянки с погрузкой в транспортные средства или в отвалы, в силу чего они широко используются для рытья: траншей под теплопроводы, котлованов для камер. Эти экскаваторы получили очень широкое использование в городских условиях.

Драглайны (см. стр. 5.1,в) отличаются от обратных лопат тем, что имеют длинную решетчатую стрелу и ковш, подвешенный на тросе. Объем ковшей строительных драглайнов от 0,35 до 3,0 м3. Драглайны разрабатывают грунт ниже стоянки на значительно большей глубине и с большими радиусами резания и выгрузки, чем обратные лопаты. Драглайны могут Делать отвалы большой величины, а также грузить грунт в транспортные средства. Драглайны используют для разработки широких и глубоких траншей, а также для рытья котлованов под большие камеры.

Экскаваторы с грейферным ковшом (см. рис. 5.1,а) оборудованы решетчатой стрелой и челюстным ковшом, подвешенным на подъемном канате. При натяжении замыкающего каната челюсти ковша сходятся и захватывают грунт. Такие двухканатные грейферные ковши, применяемые для строительства, имеют объем от 0,3 до 1,5 м3. Основное назначение— рытье шахт и глубоких котлованов и траншей.

Для строительства теплопроводов в городах чаще всего применяют одноковшовые экскаваторы, преимущественно оборудованные обратной! лопатой объемом ковша до 0,5 м3. Они роют траншеи прямоугольного или трапецеидального поперечного сечения, оставляя отвал грунта треугольного сечения (рис. 5.2). Когда требуются траншеи большой ширины, используют драглайны, а при очень глубоких выемках — грейферы. Одним из недостатков, одноковшовых экскаваторов является то, что они при рытье не создают ровного дна в связи с чем за ними всегда приходится делать подчистку дна, выполняемую бульдозером (при широких траншеях) или вручную.

Определив размеры траншеи и отвала, подбирают экскаватор по соответствующим параметрам: радиусам резания и выгрузки, высоте выгрузки и глубине копания, которая должна быть не менее трехкратной, высоты ковша экскаватора. Выбор начинают с обратных лопат; если они по габаритам не подходят, выбирают драглайны, параметры которых больше. Если выбранный экскаватор не удовлетворяет по заданной производительности, то принимают экскаватор с большим объемом ковша.

Водоотлив производят откачкой грунтовой воды из траншей и котлованов. В пониженных точках траншей и котлованов роют небольшие приямки (зумпфы) для стока-приема грунтовых вод. Из этих приямков воду откачивают центробежными, поршневыми и диафрагмовыми насосами с механическим приводом.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод про-1 изводят обычно легкими (вакуумными) или эжекторными иглофильтровыми установками. Иглофильтр (вакуумный — ЛИУ) представляет собой стальную трубу диаметром 40—50 мм, оканчивающуюся фильтровым звеном с большим числом отверстий на его поверхности, через которое всасывается грунтовая вода. Иглофильтры располагают вдоль будущей траншеи (рис. 5.4) или,по периметру будущего котлована. Для погружения в грунт иглофильтр устанавливают. вертикально и через шланг, присоединенный к верхней части иглофильтра, пускают воду. Выходящая из торца струя размывает грунт под иглофильтром, который опускается на необходимую глубину под собственным весом

Иглофильтры соединяют с водовсасывающим коллектором который присоединяется к насосному агрегату. Вакуум-насос отсасывает воду из коллектора. При откачке воды из грунта уровень ее около иглофильтров понижается и образуется граница между водоносным и осушенным грунтом в виде выпуклой поверхности, называемой депрессионной. Откачиваемая из иглофильтров вода отводится по трубам за пределы осушаемого участка. Величина понижения уровня грунтовых вод легкими иглофильтровыми установками (ЛИУ) составляет: при расположении иглофильтров в один ряд 2—3,5 м; при расположении с двух сторон траншеи или по замкнутому контуру котлована 4—4,5 м.

Эжекторные иглофильтры — это водо-водяные насосы, у которых нагнетаемая вода посредством сопла засасывает грунтовую воду. Они понижают уровень грунтовых вод одним ярусом на глубину 8—18 м. Искусственное понижение уровня грунтовых вод представляет собой как бы осушение грунтов, в результате чего разработку их можно производить обычными методами. Для обеспечения нормальной разработки осушенных грунтов необходима круглосуточная (без перерывов) работа водопонизительных установок.

Засыпка траншей. Теплопроводы, проложенные в каналах и бесканальным способом, засыпают грунтом с большой осторожностью, чтобы не сдвинуть трубопроводы и не повредить их изоляцию или конструкцию каналов камер. При засыпке грунт тщательно уплотняют. Работы производят в следующей последовательности. При бесканальной прокладке до начала гидравлического испытания трубопроводы присыпают грунтом, оставляя незасыпанными стыки. Грунт в пазухах уплотняют одновременно с двух сторон, укладывая его слоями толщиной не более 20 см на высоту не менее половины диаметра трубопровода. По окончании гидравлического испытания производят засыпку грунта слоями над стыками с тщательным уплотнением. После этого трубопроводы засыпают с послойным уплотнением по всей ширине траншеи на высоту не менее 50 см над верхом трубопроводов.

При прокладке трубопроводов в каналах вначале засыпают пазухи. К засыпке приступают по оканчании всех работ, как по самому трубопроводу, так и по каналам и камерам. Засыпку ведут с послойным уплотнением грунта с толщиной слоя не более 20 см одновременно с обеих сторон каналов. Засыпку пазух с тщательным уплотнением производят не менее чем на 2/з высоты канала.

Механическое сбрасывание грунта в траншеи разрешается производить после выполнения указанных требований. Для этой цели используют обычно бульдозеры. В тех случаях, когда теплосети прокладывают непосредственно под проезжей частью, к засыпке траншей предъявляют повышенные требования в отношении уплотнения грунта, так как осадки грунта под дорожным покрытием не допускается. В этих случаях целесообразно использовать грейферы с последующим разравниванием и уплотнением грунта пневматическими или электрическими трамбовками. Если грунт, в котором прокладывают теплопроводы, оказывается непригодным для засыпки, его вывозят IB процессе экскавации, а засыпку производят песком, особенно в тех случаях, когда предполагаются усовершенствованные дорожные покрытия.

Вне пределов городской застройки или на участках, где нет дорожных покрытий и допускается естественная осадка грунта после засыпки траншей, над ними устраивают валики из грунта с расчётом на постепенную осадку. Для| образования валика оставляют следующий запас грунта %: для мелких песков — 3, для супесков и легких суглинков—6, для тяжелых суглинков и глин—10. В местах просадок со временем производят дополнительную подсыпку.

Производство земляных работ в зимнее время. В осеннее и зимнее время при отрицательных температурах воздуха большинство грунтов, содержащих влагу, резко меняют свои свойства. Это объясняется тем, что вода, превращающаяся в лед, связывает минеральные частицы грунта в твердое тело, причем, чем больше воды замерзнет в грунте, тем крепче становится грунт (капиллярная вода замерзает при низких отрицательных температурах). В результате этого трудность разработки мерзлых грунтов,, по сравнению с талыми, значительно увеличивается.

Грунт промерзает в тех географических районах, где1 бывает устойчивая отрицательная температура воздуха в относительно длительные периоды времени года. В южных районах СССР, например, промерзания грунта не отмечается, а в северных—имеются значительные территории (48% всей территории СССР) с вечномерзлыми грунтами. Промерзание грунта в средней полосе носит сезонный характер и достигает своего максимума (в среднем) в феврале-марте. Глубина промерзания и твердость замерзшего грунта зависят от длительности и величины зимних морозов, характера грунтов, уровня грунтовых вод, наличия растительного слоя, листвы или хвои на поверхности земли, толщины снегового покрова и других явлений.

Для облегчения разработки мерзлых грунтов при производстве земляных работ проводят следующие мероприятия: предохраняют грунты от глубокого промерзания; оттаивают мерзлые грунты; рыхлят их механизированными способами. Грунты от глубокого промерзания предохраняют следующими способами: укрывают теплоизоляционными материалами (торфом, шлаком и т. п.), вспахивают и проводят боронование грунта или организуют удержание снегового покрова; проводят глубокое рыхление. Вспахивание производят тракторами с плугами и рыхлителями на глубину не менее 35 см с последующим боронованием. на глубину 15 см. Снеговой покров задерживают устройством валов из грунта или снега, а также, установкой снегозадерживающих шитов. Глубокое рыхление выполняют путем перелопачивания грунта экскаватором на глубину возможного промерзания, но не более 1,5 м. Вспахивание и глубокое рыхление производят до наступления заморозков.


Разработка мерзлого грунта одноковшовыми экскаваторами с обратной и прямой лопатой без предварительного рыхления допускается при толщине мерзлого слоя до: 25 см с вместимостью ковша 0,5—0,65 м3 и 40 см с вместимостью ковша 1 —1,25 м3. Мерзлый слой толщиной до 0,7 м дробят падающими грузами, подвешиваемыми к тросу стрелы экскаватора или крана. Падающие грузы в виде шара, грушевидной формы и в виде клина изготовляют из стального литья. На городских улицах при большой толщине мерзлого слоя применяют экскаваторные рыхлители (рис. 5.5) или анологичное сменное оборудование к тракторам и экскаваторам. Работу организуют при совместном рыхлении и разработке грунта.


Способы оттаивания мерзлых грунтов производят ограниченно только в тех случаях, когда нельзя использовать другие более экономичные способы (до 50 м3). Существу- ют два основных метода оттаивания грунта: поверхностный и радиальный (глубинный). Поверхностный способ заключается в том, что оттаивание грунта производится с поверхности земли нагревательными элементами в виде электропечей или непосредственным воздействием Огня на мерзлый грунт. Поверхностный способ мало эффективен и применяется при очень малых объемах работ и толщине мерзлого слоя менее 40 см. Радиальный способ отогревания используют при толщине мерзлого грунта более 40 см. Грунт прогревают с помощью нагревательных приборов в виде игл, устанавливаемых в пробуренные в мерзлом слое скважины. Иглы могут быть электрические, водяные циркуляционные (рис. 5.6) и паровые.

Траншеи и котлованы, разработанные в зимних условиях, должны быть предохранены от промерзания грунта в основании путем недобора грунта или укрытия утеплителями. Снятие утеплителя и зачистку основания производят непосредственно перед устройством оснований каналов или трубопроводов, а также камер. Траншеи и пазухи котлованов в зимнее время засыпают при том условии, чтобы количество мерзлых комьев в грунте не превышало 15% общего объема засыпки. Пазухи засыпают талым грунтом. Траншеи, разработанные в зимнее время, следует немедленно после окончания всех работ засыпать на всю глубину талым грунтом с тщательным послойным уплотнением.

Глава 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Земляные сооружения по своему назначению делятся на постоянные и временные.

Постоянные земляные сооружения предназначены для эксплуатации в течение длительного времени. К ним относятся: спланированные площадки, земляное полотно дорог, плотины, дамбы, каналы, искусственные водоемы, отстойники и т. п.

Временные земляные сооружения устраивают для выполнения последующих строительно-монтажных работ. Это траншеи, котлованы, различного вида перемычки, временные нагорные и водо-перехватывающие канавы и т. п.

В жилищно-гражданском и промышленном строительстве наибольшее распространение получили работы, связанные с планировкой площадок, устройством котлованов и траншей. Объемы этих работ постоянно увеличиваются и в настоящее время составляют 16 млрд. м3 в год. Численность рабочих на выполнении земляных работ составляет 9,3 % общей численности рабочих в строительстве, в том числе на выполнении работ вручную — 2,9 %.

Земляные работы, в зависимости от строительных свойств грунта, осуществляют гидромеханическим, взрывным, комбинированным, механическим или другими специальными способами.

Гидромеханический способ состоит в разработке грунта напорной водяной струей гидромониторных установок или всасывании грунта со дна водоемов плавучими землесосными снарядами.

Взрывной способ основан на использовании силы взрывной волны различных взрывчатых веществ, заложенных в специально устроенные шпуры, скважины или шурфы, и является одним из эффективных средств механизации трудоемких и тяжелых работ.

Механический способ заключается в разработке грунта землеройными (одноковшовыми и многоковшовыми экскаваторами) и землеройно-транспортными (бульдозерами, скреперами, грейдерами, грейдерами-элеваторами) машинами.

В строительстве этим способом выполняется 80. 85 % земляных работ. В нашей стране применяется свыше 140 тыс. экскаваторов, 42 тыс. скреперов и 142 тыс. бульдозеров. Основные объемы работ выполняются одноковшовыми экскаваторами (38,2 %), бульдозерами (29,7 %), скреперами (15 %), многоковшовыми экскаваторами (6 %) и прочими машинами (11,1 %).

Одноковшовые экскаваторы — универсальные землеройные машины, выполняющие рытье котлованов, траншей, каналов, а также устройство насыпей и других земляных сооружений. Экскаваторы оснащаются различным сменным оборудованием: прямой или обратной лопатой — для разработки грунта выше или ниже уровня стоянки экскаватора (рытье траншей и котлованов); драглайном — для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора (рытье глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей); грейфером — для рытья небольших, но сравнительно глубоких котлованов, а также для погрузочно-разгрузочных работ; телескопическим оборудованием — для планировочных работ (экскаваторы-планировщики).

Одноковшовые экскаваторы бывают с механическим (канатным) и гидравлическим приводом. В настоящее время широко применяются гидравлические экскаваторы, которые по сравнению с канатными имеют значительные конструктивные и технологические преимущества: они более производительны (на 15. . 20 %), легче в управлении, эффективны при разработке плотных и полускальных грунтов, их конструкция позволяет оперативно заменять сменное оборудование и сменные рабочие органы. Кроме того, гидравлические экскаваторы обеспечивают с одной стоянки в большую рабочую зону экскаватора.

В промышленном и жилищно-гражданском строительстве в основном нашли применение прямые и обратные лопаты с ковшом вместимостью от 0,4 до 1,25 м3 (реже до 2,5 м3), а также драглайны и грейферы с ковшом вместимостью от 0,4 до 1 м3.

Многоковшовые экскаваторы (цепные и роторные продольного копания) служат для разработки грунта ниже уровня стоянки, в основном при отрывке траншей (с вертикальными и наклонными стенками)под фундаменты, инженерные и трубопроводные сети.

Землеройно-транспортные машины предназначены для послойного копания, транспортирования, отсыпки и планировки грунтов.

Бульдозеры используют для копания, перемещения и планировки грунта, а также его зачистки в котлованах, разработанных другими землеройными машинами. Мощность двигателя бульдозера — от 55 до 450 кВт (75. 600 л. с), а в отдельных случаях — 750 кВт (1000 л. с).

Бульдозер, оборудованный навесным статическим рыхлителем, служит для рыхления мерзлых и полускальных грунтов. Сверхмощные бульдозеры (мощностью свыше 400 кВт), например Чебоксарского завода на базе трактора Т-500, приспособлены для эффективного рыхления сильно промерзших глинистых и полускальных грунтов, а также трещиноватых скальных грунтов.

Скреперы применяют для послойного копания, транспортирования и отсып-

ки слоями мягких и сыпучих грунтов. В последние годы скреперы стали также использоваться для выемки и транспортирования мерзлых, полускальных и трещиноватых скальных грунтов после предварительного их рыхления навесными статическими рыхлителями. Скреперы могут быть прицепными (вместимость ковша 2,25. 15 м3) и самоходными (4,5. 25 м3, а в перспективе до 50 м3). Для загрузки самоходных скреперов используют тракторы-толкачи.

Одноковшовые погрузчики, в особенности на пневмоколесном ходу, благодаря высокой мобильности и значительной производительности, получают все более широкое распространение в строительстве. Они применяются как погрузочное, погрузочно-транспортное и вспомогательное оборудование.

В нашей стране серийно выпускаются фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу, в основном малой мощности, с ковшом вместимостью 1. 2 м3. Прошли испытания опытного образца погрузчика ТО-21 грузоподъемностью 15 т и вместимостью ковша 7,5 м3. Намечается создание мощных погрузчиков грузоподъемностью 25 т (вместимость ковша 12,5 м3) и 40 т.

Грейдеры и автогрейдеры предназначены для планировочных и профилировочных работ с грунтом или материалами, используемыми для устройства дорожных оснований.

Грейдеры-элеваторы применяются для послойного копания грунта и перемещения его в отвал или транспортные средства.

Гидромониторные установки и земснаряды отделяют, транспортируют и укладывают грунт с помощью воды. Они служат для намыва площадок, плотин, насыпей, разработки котлованов, спрямления русел рек, углубления водоемов, добычи и сортировки песка, гравия и т. п. Для транспортирования грунта применяют трубопроводы.

Грунтоуплотняющие машины и механизмы предназначены для послойного уплотнения различных по физико-механическим свойствам грунтов. Для этой цели применяют кулачковые катки, трамбовочные плиты, вибрационные установки, навесные гидротрамбовки, вибраторы и другие средства.

Для транспортирования грунта используют самосвалы, автопоезда в составе автомобилей ЗИЛ, МАЗ, КраЗ или КамАЗ и самосвальных прицепов грузоподъемностью 2,25; 3,5; 4,5; 6; 7; 9; 11; 25; 27; 40 и 75 т; ленточные конвейеры и специально оборудованные саморазгружающиеся вагоны (думпкары). В перспективе намечается создание специальных самосвалов-землевозов и полуприцепов-самосвалов грузоподъемностью 180. 300 т с дизель-электрическим приводом.

Комбинированный способ представляет сочетание указанных выше способов и зависит от условий разработки. Наиболее часто применяют сочетание механического способа с гидромеханическим или взрывным.

Наличие различного вида строительных машин, механизмов и специального оборудования еще не обеспечивает полной ликвидации ручного труда, особенно при выполнении малых объемов земляных работ (зачистка и планировка траншей, приямков, отделка откосов, подготовка песчаных подушек под фундаменты, засыпка, разравнивание и уплотнение грунтов в стесненных условиях и т. п.).

Машины , применяемые при производстве земляных работ, можно разделить на следующие группы. Машины для подготовительных и вспомогательных работ по .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-42/73.htm

Машины для земляных работ классифицируют по назначению, режиму работы, . машины для земляных работ относятся .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-62/23.htm

машины для земляных работ делятся на группы по характеру рабочего процесса: землеройные (экскаваторы), . Основные механизмы строительных машин. .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-147-stroitel/13.htm

При производстве земляных работ все подготовительные, вспомогательные и основные процессы выполняют комплектами машин, каждая из которых предназначена для .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/26.htm

Несмотря на широкое применение землеройных и транспортных машин, земляные работы небольшого объема в сельской местности выполняют вручную с применением .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-3/15.htm

Машины для земляных работ. Машины для транспортирования строительных грузов: Справочное пособие по строительным .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-62/

Земляные работы выполняют при постройке зданий и сооружений. В связи с большой трудоемкостью земляных работ они должны выполняться с помощью машин и . .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-147-stroitel/71.htm

Машины для земляных работ . Общая характеристика рабочего процесса. Классификация машин для земляных работ · Землеройные рабочие органы и их .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-63/13.htm

Эксплуатация грузоподъемных машин. Машины для земляных работ. Общая характеристика рабочего процесса. Классификация машин для земляных работ .
www.bibliotekar.ru/spravochnik-63/68.htm

Смотрите также:

Лекции / Земляные работы. Общие положения

Земляные работы. Общие положения. При строительстве любого здания или сооружения, а также планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Переработка включает следующие основные процессы: разработку грунта, его перемещение, укладку и уплотнение. Непосредственному выполнению этих процессов в ряде случаев предшествуют или сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы. Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные — до или в процессе возведения земляных сооружений. Весь этот комплекс процессов называется земляными работами . В промышленном и гражданском строительстве земляные работы выполняют при устройстве траншей и котлованов, при возведении земляного полотна дорог, а также планировке площадок. Все эти земляные сооружения создают путем образования выемок в грунте или возведения из него насыпей. Выемки и насыпи могут быть временными и постоянными. Постоянные земляные сооружения – плотины, дамбы, каналы, водохранилища и т.п. – предназначены для длительной эксплуатации. Временные земляные сооружения устраивают как необходимый элемент для последующих строительно-монтажных работ. К ним относятся котлованы и траншеи. По своему назначению выемки и насыпи могут быть частью вертикальной планировки площадки (планировочные выемки и насыпи) и отдельными выемками и насыпями. Отдельные выемки называют котлованами , если соотношение их длины к ширине не более 10:1, и траншеями , если оно более этой величины. Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами , а горизонтальные поверхности вокруг них — бермами . Остальными элементами земляных сооружений являются: дно выемки — нижняя горизонтальная земляная поверхность выемки; бровка — верхняя кромка откоса; подошва — нижняя кромка откоса; крутизна (или коэффициент) откоса m=h/B, где — h-глубина выемки или высота насыпи; B-заложение откоса (рис. 1). Рисунок 1. Части котлована: 1 – дно; 2 – бровка; 3 – берма; 4 – подошва. К земляным сооружениям относятся также резервы и кавальеры. Резервы — это выемки, из которых берут грунт для устройства насыпи, а кавальеры — это насыпи, образуемые при отсыпке ненужного грунта, например для временного его хранения, используемого затем вновь для засыпки траншей или пазух котлованов. Земляные сооружения при их эксплуатации не должны изменять своей формы и основных размеров, давать просадок, размываться под действием текущей воды и поддаваться влиянию атмосферных осадков. — 1 —

Технология строительных процессов. Лекция 5.1

Земляные работы характеризуются значительной стоимостью и особенно трудоемкостью. Так, например, в промышленном строительстве они составляют около 15% стоимости и 18. 20% трудоемкости общего объема работ. На земляных работах занято около 10% общей численности рабочих строительства. Минимальные стоимость и трудоемкость земляных работ могут быть обеспечены, во-первых, при минимальном проектном объеме разрабатываемого грунта и, во-вторых, при такой последовательности выполняемых работ, когда каждый объем грунта, разрабатываемый в проектной выемке, сразу укладывается в предусмотренное для него место в проектной насыпи, что исключает многократную переработку одного и того же объема грунта, в-третьих, при применении наиболее эффективных по стоимости и трудоемкости методов производства земляных работ и их механизации. Второе условие может быть выполнено при соблюдении определенной технологической последовательности разработки выемок и возведения насыпей. Особенно характерно это для строительных площадок, где ведется вертикальная планировка территории и разработка отдельных выемок (рис. 2). В этом случае на участке планировочной насыпи необходимо закончить отрывку котлована до возведения насыпи, а на участках планировочной выемки — только после выполнения последней. Грунты планировочной выемки необходимо одновременно с разработкой перемещать и укладывать в тело планировочной насыпи, за исключением резервируемых объемов, используемых впоследствии для засыпки пазух подземных частей сооружений. Для выполнения третьего условия необходимо прежде всего выбрать эффективную технологию производства земляных работ с применением комплектов высокопроизводительных и экономичных машин и транспортных средств. Рисунок 2. Разграничение вертикальной планировки: 1 — разработка котлована на участке планировочной насыпи; 2 — разработка грунта планировочной выемки с перемещением в насыпь; 3 — разработка котлована на участке планировочной выемки; 4 — засыпка пазух зарезервированным грунтом; А — профиль земли; Б — уровень планировки; В — подземная часть здания. В настоящее время грунт перерабатывают механизированным способом с помощью различных землеройных, землеройно-транспортных машин, средств гидромеханизации, бурением, а также взрывным способом. Однако на многих объектах при мелких рассредоточенных объемах работ, при прокладке подземных инженерных сетей, устройстве фундаментов в стесненных условиях, при зачистке и оформлении дна и откосов котлованов, при укладке и уплотнении грунта в стесненных условиях и т. п. применяется ручной труд. Производство работ вручную даже в небольших объемах влияет на общие затраты труда, так как производительность ручного труда в 20. 30 раз ниже механизированного. Дальнейшее совершенствование технологии производства земляных работ идет по пути повышения организационного технологического уровня производства, совершенствования существующих и разработки новых моделей высокопроизводительных землеройных и землеройно-транспортных машин и навесного оборудования к ним. — 2 —

Технология строительных процессов. Лекция 5.1

При производстве земляных работ все подготовительные, вспомогательные и основные процессы выполняют комплектами машин, каждая из которых предназначена для определенного рабочего процесса или операции (разработка, транспортирование, разравнивание и уплотнение грунта; зачистка дна выемки; планировка откосов и т. д.). В общем случае одна и та же работа может быть сделана с большей или меньшей эффективностью различными комплектами машин. Способ и комплект машин для конкретных производственных условий выбирают на основании технико-экономического анализа и обоснования различных вариантов. — 3 —

Котлованы и траншеи по своему назначению относятся к


1. ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ СООРУЖЕНИЙ. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.

Строительство сетей и сооружений систем водоснабжения и водоотведения обычно сопряжено с необходимостью выполнения больших объёмов земляных работ.
Земляными называют работы по разработке грунта в выемках, его транспортированию (перемещению) и укладке в насыпи. Выемки и насыпи представляют собой земляные сооружения (рис. 11.1), которые в зависимости от их назначения и срока эксплуатации могут быть постоянными и временными. Постоянные земляные сооружения — плотины, дамбы, каналы, водохранилища, шламонакопители и т.п. — предназначены для длительной эксплуатации. Временные замляные сооружения устраивают как необходимый элемент для последующих строительно-монтажных работ. К ним относятся котлованы и траншеи. Котлованами называются выемки, ширина которых мало отличается от длины, а траншеями — выемки, имеющие малые размеры поперечного сечения и большую длину. Котлованы необходимы для строительства сооружений, а траншеи — для прокладки трубопроводов. Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами, а горизонтальные поверхности вокруг них — бермами. Остальными элементами земляных сооружений являются: дно выемки — нижняя горизонтальная земляная поверхность выемки; бровка — верхняя кромка откоса; подошва — нижняя кромка откоса; крутизна (или коэффициент) откоса m=h/a, где — h-глубина выемки или высота насыпи; a-заложение откоса (см. рис. 11.1, з).
К земляным сооружениям относятся также резервы и кавальеры. Резервы — это выемки, из которых берут грунт для устройства насыпи, а кавальеры — это насыпи, образуемые при отсыпке ненужного грунта, например для временного его хранения, используемого затем вновь для засыпки траншей или пазух котлованов. Земляные сооружения при их эксплуатации не должны изменять своей формы и основных размеров, давать просадок, размываться под действием текущей воды и поддаваться влиянию атмосферных осадков.
Поскольку земляные сооружения устраиваются в грунтах или из грунтов, необходимо знать их основные свойства.

рис. 11.1 Виды земляных сооружений.

а,б — траншеи с вертикальными стенками и откосами; в — дамба; г — плотина; д — канал в насыпи; е — котлован под фундамент; ж — система котлованов под фундаменты колонн сооружения; з — котлован под сооружение; и — подземные выработки (для штольни, трубы, канализационного коллектора, тоннеля); к — площадка; л — выемка для опускного колодца; м — буровая скважина; н — полувыемка-полунасыпь; о — подводная траншея; 1 — дно (траншеи, канала, котлована, опускного колодца); 2 — боковая стенка траншеи; 3 — боковой откос (канала, дорожной выемки, котлована, насыпи, плотины, дамбы); 4 — бровка; 5 — берма; 6 — подошва; 7 — водоотводной кювет

Вид и свойства грунтов характеризуют размеры и форма её зёрен (частиц), их прочность, расположение и взаимосвязь. По совокупности признаков грунты делятся на группы, виды и разновидности.
По характеру структурных связей грунты подразделяют на два класса: скальные и нескальные. Скальные грунты характеризуются высокой прочностью связей между зернами. Нескальные грунты делятся на связные и несвязные.
Несвязными называют грунты, обладающие только силами сухого трения. Это крупнообломочные (гравелисто-галечные) и песчаные грунты. Грунты, характеризующиеся наличием сил сцепления между частицами, носят название связных. К таким грунтам относятся глины и суглинки. Промежуточное положение занимают так называемые малосвязные грунты. Наряду с силами трения они обладают слабо выраженными силами сцепления. К этой группе грунтов относятся супеси.
По степени влагосодержания различают грунты сухие ( с содержанием воды до 5%), влажные (от 5 до 30%) и мокрые (более 30%).
Основные физические свойства грунтов: плотность, влажность, водопроницаемость, пористость, угол естественного откоса и внутреннего трения; механические свойства — прочность, деформативность, твердость, пластичность, сопротивляемость сдвигу, размываемость, разрыхляемость, уплотняемость и др.
В зависимости от трудности их механизированной разработки все грунты разделены на группы (см. ЕНиР), что следует учитывать при выборе и определении выработки землеройных механизмов. Всего групп четыре: сравнительно легкоразрабатываемые грунты (песчаные, лёссовые, супеси) относятся к I-II группам, а тяжелоразрабатываемые (суглинки, глины и др.) — к III и IV группам.

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЗЕМЛЯНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ ИХ ОТКОСОВ.

Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним. Чтобы её обеспечить, земляные сооружения возводят с откосами необходимой крутизны. Крутизна откоса выемки или насыпи зависит главным образом от угла естественного откоса грунта. Её принимают в зависимости от глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта, их влажности, характера сооружений (постоянные или временные) и других факторов. Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей глубиной до 5 м, отрываемых в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (УГВ) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, регламентируемого СНиПами (см. табл. 11.1).
Источник статьи: www.sbh.ru
При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной).
Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения (сигма) и удельного сцепления грунта (с) с учётом нагрузки на берме откоса.

Таблица 11.1 НАИБОЛЬШАЯ КРУТИЗНА ОТКОСОВ

Угол между направлением откоса и горизонталью, град.
Крутизна откоса
Угол между направлением откоса и горизонталью, град.
Крутизна откоса
Угол между направлением откоса и горизонталью, град.
Крутизна откоса
При глубине выемки, м, до
1,5
3
5

1 : 0,25
1 : 0,0

1 : 0,67
1 : 0,5

1 : 0,85
1 : 0,75

1 : 0,25
1 : 0,2

1 : 0,57
1 : 0,5

1 : 0,75
1 : 0,65

Ориентировочно крутизну откоса таких выемок в непереувлажнённых грунтах для средних значений (сигма) и (С) можно принимать по табл. 11.2. При необходимости отрывки выемок ниже УГВ, где будут обводнённые грунты, крутизну и откосов принимают по табл. 11.3.

Таблица 11.2 РАСЧЕТНАЯ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КРУТИЗНА ОТКОСОВ

Группа грунта
Грунт
При глубине выемки, м
5-6
6-8
8-10
10-14
Песок (влажный ненасыщенный)
Тяжелый суглинок, глина

Таблица 11.3 ДОПУСТИМАЯ КРУТИЗНА ОТКОСА В ОБВОДНЁННЫХ ГРУНТАХ

Грунт
При глубине выемки, м
до 2
более 2

1 : 1,5
1 : 1,25

1 : 2
1 : 1,5

Однако не всегда имеется возможность отрывки котлована или траншей с наклонными откосами необходимой крутизны, чтобы обеспечить их устойчивость. Такое, в частности, может быть при отрывке выемок в стеснённых условиях городской застройки и тогда приходится их отрывать с вертикальными откосами.
Для предотвращения обрушения вертикальных стенок необходимо устраивать их временное крепление. При этом необходимо иметь в виду, что без креплений вертикальных стенок траншей и котлованов, расположенных выше УГВ, допускается при глубине их не более, м:

в песчаных и крупнообломочных грунтах 1,0
в супесях 1,25
в суглинках и глинах (кроме очень прочных) 1,5
в очень прочных суглинках и глинах 2,0

Статья подготовлена и представлена в цифровом виде компанией «SBH COTPAHC»

Способы и конструкции креплений вертикальных стенок котлованов и траншей зависят от их глубины и размеров, физических и гидрогеологических свойств грунтов, наличия динамических нагрузок у краёв выемки (от машин и механизмов) и принятых способов последующих работ (монтажа строительных конструкций, труб и т.п.).
В зависимости от конструктивного решения различают крепления следующих типов: распорные, консольные, консольно-распорные, консольно-анкерные, подкосные (рис. 11.2, а). Тип крепления выбирают в зависимости от назначения и размеров выемки, свойств грунтов, величины притока грунтовых вод и условий производства работ.
По характеру конструктивного исполнения и степени оборачиваемости крепление может быть инвентарным и стационарным (из отдельных элементов), сплошным или с прозорами.
Распорные крепления наиболее распространены. Они применяются для траншей глубиной до 3 м и состоят из щитов (сплошных или с прозорами), стоек (или прогонов), раздвижных винтовых распорок или рам. На рис. 11.2, б приведён инвентарный вариант исполнения крепления. Такое крепление состоит из деревянных щитов 2 х 0,5 м, вертикально соединённых брусьев 80 х 150 мм, металлических стоек из труб диаметром 70 мм с отверстиями для крепления разжимных телескопических распорок. Крепление стен производят сразу же после отрывки траншеи.

рис. 11.2 Крепление вертикальных стен выемок

Консольные (рис. 11.2, в) и консольно-распорные (рис. 11.2, г) крепления используются при глубинах отрывки 3 м в слабых водонасыщенных грунтах. Конструктивными элементами креплений этого типа являются: металлические стойки-сваи, сплошная забирка из досок и распорки между стойками.
Консольно-анкерные крепления (рис. 11.2, д) в отличие от консольных имеют анкеры, состоящие из якорей и тяжей к стойкам. Якоря обычно устанавливают от бровки на расстоянии не менее 1,5 h (где h — глубина выемки), а их количество определяют по расчёту.
Шпунтовые ограждения стен являются разновидностью консольных ограждений и устраиваются при глубоких котлованах, большом боковом давлении грунта, сложных гидрогеологических условиях. Шпунтовые ограждения представляют собой сплошные стенки из предварительно погруженных в грунт стальных или деревянных шпунтин с замковыми соединениями. Существует три варианта исполнения шпунтовых ограждений: консольное, распорное и анкерное (рис. 11.2, е).
Подкосные крепления используются для крепления стен котлована и состоят из забирки, стойки, подкоса, лежня и упорного якоря. Крепления такого типа затрудняют работы в котловане и поэтому применяются редко.

Абзац добавлен компанией SBH COTPAHC и не являлся частью оригинала.

Современые распорные крепления изготавливаются полностью из стали. В их конструкции не используются дерево, деревянные брусья, уголки, металлические стойки из труб или деревянные щиты — как морально устаревшие и ненадежные. Устаревшие крепления иногда собираются вручную из подручных материалов и используются ограниченными в финансах строительными фирмами или на объектах с недостаточным финансированием в качество работ.

Современные инвентарные крепления позволяют вести укрепление траншей методом постепенного погружения с одновременным подъёмом грунта — что увеличивает безопасность работ, позволяет работать в максимально узкой выемке и иногда — в плывунах — является единственным возможным методом укрепления стенки выемки максимально быстрым способом.

Установка креплений SBH методом постепенного погружения

Полностью стальная гибкая конструкция позволяет использовать современные распорные крепления в траншеях до глубины 6 метров, а тяжелые крепи SBH — до 12 метров, что полностью обеспечивает укрепление выемок на любых объектах, где идет прокладка коммуникаций открытым способом.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ.

Чтобы определить объёмы земляных работ по устройству под водопроводно-канализационные сооружения или траншеи для прокладки сетей водопроводов и коллекторов, необходимо знать их основные размеры — ширину, длину и глубину.
Размеры котлованов определяют исходя из общих размеров сооружений в плане, глубины его заложения, крутизны откосов, а также принятых методов выполнения основных производственных процессов. При этом важно учесть: схему возведения будущего сооружения, определяющую схему движения кранов и других машин при монтаже сборных или возведении монолитных сооружений: схемы доставки и раскладки конструкций в монтажной зоне, установки опалубки, лесов и подмостей.
Поскольку при устройстве систем водоснабжения и водоотведения строят заглубленные и чаще всего ёмкостные сооружения прямоугольной или круглой в плане формы, которые фактически отличаются друг от друга только своими размерами и внутренними конструктивными элементами, то независимо от их назначения и принадлежности (но учитывая общие размеры сооружений) можно выделить следующие четыре основные схемы их возведения:
Схема I (кольцевая) — кран и транспортные средства при возведении сооружения перемещаются вокруг него по берме котлована, не заезжая на его дно; схема II — механизмы движутся по дну котлована за пределами сооружения, по его периметру; схема III — механизмы в процессе строительства сооружения перемещаются непосредственно по его днищу; схема IV предусматривает монтаж сооружения одновременно, т.е. параллельно работающими двумя кранами, при котором конструкции крайних стен и примыкающего пролёта сооружения монтируется первым краном с передвижением его и транспортных средств по берме котлована, а конструкции внутри сооружения — вторым краном, предвигающимся по днищу сооружения.
Источник статьи: www.sbh.ru
По схеме I возводят обычно небольшие сооружения, ширина которых в плане или диаметр не превышают 15 м (В соор

B к =В соор + 2b 1 ; L к = L соор + 2b 1 ,

где В соор , L соор — ширина и длина возводимого сооружения по наружному периметру; b 1 — ширина свободного пространства между подошвой откоса выемки и выступающей частью днища сооружения (принимается по условиям теехники безопасности и удобства работ не менее 0,5 м).
По схеме II возводят сооружения средних габаритов, размеры которых в плане превышают 15 м (B соор >15 м) при значительном их заглублении и большой массе монтажных элементов. Размеры котлована при этом должны быть достаточными для размещения сооружений, а также для проезда кранов и транспорта вокруг них по дну выемки (рис. 11.3, б) и для раскладки сборных конструкций по фронту работ:

рис 11.3 Схема для определения размеров котлованов и траншей

а — котлованов малых размеров в плане (В соор б — то же, средних (В соор >15 м);
в — то же, больших (В соор >15n, м);
г — траншей с вертикальными стенками и креплениями;
д — трапецеидальных;
е — сложного сечения и совмещённой прокладке трубопроводов.

B к = D н n + (n-1)B 2 + 2B 3 ;
L к = D н n 1 + (n 1 -1)B 2 + 2B 3 ,

где D н — диаметр или размер сооружения по наружному периметру; n, n 1 — число сооружений или секций в одном ряду соответственно в поперечном и продольном направлениях; B 2 — расстояние между сооружениями в свету; B 3 — уширение котлована по дну для безопасного выполнения монтажных работ и движения транспорта:

B 3 = 1 * 2 + 2R м = 2(1 + R м ),

где 1 — просвет между движущимся краном и сооружением (или откосом выемки), м; R м — радиус поворота машинной платформы крана.
По схеме III обычно строят крупные сооружения (рис. 11.3, в), размеры которых в плане в несколько раз (n) превышают 15 м (B соор >15n, м). В этом случае размеры котлована:

B к = B соор + b 1 + B 4 ; L к = L соор + 2l 1 ;

где B 4 — уширение котлована для монтажа конструкций последней секции сооружения (рис. 11.3, в); l 1 — уширение котлована в торцах сооружения для заезда и выезда крана и транспортных средств (принимается равным 6-7 м и зависит от радиуса их поворота);

B 4 = 1*3 + 2R м + Б а ,

где Ба — ширина базы грузовых автомашин на уровне кузова (габарит).
По схеме IV строят крупные сооружения при В соор >15n, м. Размеры котлованов, поскольку уширение их дна на величине B 3 или B 4 не требуется, могут быть определены по формулам, применяемым при схеме I. Размеры котлованов поверху определяют исходя из их размеров понизу B к , L к глубину выемки H и принятых коэффициентов заложения откоса m для соответствующих грунтов и глубин котлованов

B к в = B к + 2mH; L к в = 2mH.

Размеры траншей. Наименьшую ширину траншеи по дну B тр.min (согласно СНиПу) следует принимать в зависимости от типа и диаметра прокладываемых труб, способа их укладки (табл. 11.4).

Таблица 11.4 НАИМЕНЬШАЯ ШИРИНА ТРАНШЕИ ПО ДНУ

Способ укладки трубопровода
Наименьшая ширина траншеи с вертикальными стенками по дну, м (без учёта креплений), для труб
стальных и пластмассовых
раструбных чугунных, бетонных, железобетонных и асбестоцементных
бетонных, железобетонных на муфтах и фальцах, керамических

D + 0,3,
но не менее 0,7
1,5D

D + 0,5
D + 0,8
D + 1,4

D + 0,6
D + 1,0
D + 1,4

D + 0,8
D + 1,2
D + 1,4

Принятую по данной таблице ширину траншеи по дну (В тр ), если её предполагается разрабатывать одноковшовым экскаватором, необходимо проверить ширину ковша принятого экскаватора, которая в зависимости от его вместимости, м 3 , может быть определена по формуле

где q — вместимость ковша выбранного экскаватора, м 3 .
При этом надо иметь в виду, что при разработке траншей одноковшовыми экскаваторами их ширина должна быть не меньше ширины режущей кромки ковша экскаватора с добавлением в песчаных грунтах и супесях 0,15 м, в глинах и суглинках 0,10 м.
Если получится, что ширина траншеи меньше величины b к с добавлением этих запасов, то необходимо либо принимать экскаватор с меньшей шириной ковша, т.е. меньшей ёмкости, или увеличивать проектную ширину траншеи, что повлечёт за собой увеличение объёмов земляных работ.
Источник статьи: www.sbh.ru
Ширина траншей по дну при диаметре труб свыше 3,5 м, а также на кривых участках трассы устанавливается проектом. Ширина траншеи поверху определяется крутизной её откосов. Глубина траншеи зависит от глубины заложения труб, которая во всех случаях должна быть на 0,5 м больше расчётной глубины промерзания грунта. Продольный уклон траншеи устанавливается проектом в зависимости от назначения трубопровода. Для заделки стыковых соединений труб в траншеях отрывают приямки необходимых размеров, указанных в СНиПе.
Статья подготовлена и представлена в цифровом виде компанией «SBH COTPAHC»

4. ПОДСЧЁТ ОБЪЁМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ.

Рис. 11.4 Схема для определения объёмов земляных работ при устройстве котлованов различной формы, траншей, насыпей

Подсчёт объёмов земляных работ по устройству выемок (котлованов, траншей) и насыпей при известных размерах достаточно прост. При сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют. Подсчёт объёмов земляных работ необходим для того, чтобы обоснованно выбрать методы и средства их выполнения, установить необходимость отвозки или возможность распределения вынутого из котлованов или траншей грунта на прилегающей территории и последующего его использования для устройства обратных засыпок, определить стоимость и продолжительность производства земляных работ.
Определение объёмов котлованов. Уточнив по приведённым выше формулам размеры котлована понизу В к и L к , назначив крутизну откосов m и зная глубину котлована H, определяют размеры котлована поверху B к в , L к в и затем вычисляют объём грунта, подлежащего разработке при устройстве котлована.

Рис. 11.4 Схема для определения объёмов земляных работ при устройстве котлованов различной формы, траншей, насыпей:

а, б, в — котлованы прямоугольные, многоугольные, круглые;
г — траншея с откосами;
д — насыпь

Объём котлована Vк прямоугольной формы с откосами (рис. 11.4, а) определяют по формуле опрокинутой усечённой пирамиды (призматоида):

где B к и L к — ширина и длина котлована по дну, м; B к в и L к в — то же, поверху; H — глубина котлована, м.
Объём котлована, имеющего форму многоугольника с откосами (рис. 11.4, б),

V к = H/6*(F 1 + F 2 + 4F ср ),

формула объёма квадратного котлована с откосами

где F 1 и F 2 — площади дна и верха котлована, м; F ср — площадь сечения по середине его высоты, м2.
Объём квадратного котлована с откосами определяют по формуле опрокинутого призматоида:

Объём круглого в плане котлована с откосами (рис. 11.4, в) определяют по формуле опрокинутого усечённого конуса:
формула объёма круглого в плане котлована с откосами
где R и r — радиусы верхнего и нижнего оснований котлована.
Котлованы для сооружений, состоящих из цилиндрической и конической частей (радиальные отстойники, метантенки и др.), которые обычно возводятся группами, т.е. по несколько в одном котловане, отрывают в два этапа: вначале устраивают общий прямоугольный котлован с размерами B к , L к понизу и B к в , L к в поверху от отметки заложения их цилиндрической частей, а затем делают углубления для конических частей сооружения. Соответственно и объёмы земляных работ определяют в два этапа: вначале рассчитывают объём общего прямоугольного котлована по приведённым выше формулам, а затем объём конических углублений с использованием приведённой формулы усечённого конуса.
При расчётах объёмов земляных работ следует также учитывать объёмы въездных и выездных траншеё:
формула расчёта объёма въездных и выездных траншей
где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м; b — ширина их понизу, принимаемая равной при одностороннем движении 4,5 м и при двухстороннем — 6 м; m — коэффициент откоса (уклона) въездной или выездной траншеи (от 1: 10 до 1 : 15).
Общий объём котлована с учётом въездных и выездных траншей: V общ = V к + nV в.тр. ,
где V к — объём собственно котлована, м 3 ; n — количество въездных и выездных траншей; V в.тр. — их объём, м 3 .
Из общего объёма котлована следует выделить объём работ по срезке растительного слоя, которую обычно производят бульдозером или скрепером, а также объём работ по срезке недобора, который оставляют у дна котлована, разрабатываемого экскаватором, чтобы не нарушить целостность и прочность грунта у основания, на которое опирается сооружение.
Объём срезки растительного слоя можно определить по формуле:

V с = V с к + V с р ,

где V с к — объём срезки грунта в пределах котлована, м 3 ; V с р — то же, в пределах рабочей зоны, м 3 .

V с к = B к в L к в t с ,

где B к в , L к в — ширина и длина котлована поверху, м; t с — толщина срезаемого слоя, принимаемая равной 0,15-0,20 м.

где B — ширина рабочей зоны на берме котлована, необходимая для складирования материалов, конструкций и движения строительных машин, принимаемая равной 15-20 м; l — протяженность рабочей зоны, м.
Объём работ по зачистке недобора по дну котлована равен:

V з.к = B к L к h н ,

где B к , L к — ширина и длина котлована понизу, м; h н — толщина недобора, м.
Толщина недобора при отрывке котлованов одноковшовыми экскаваторами определяют в зависимости от вида рабочего оборудования экскаватора и вместимости его ковша по табл. 11.5.

Таблица 11.5 ДОПУСТИМЫЕ НЕДОБОРЫ ГРУНТА ПО ДНУ КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ

Рабочее оборудование экскаватора
Допустимые недоборы грунта (h н ), см при отрывке одноковшовым экскаватором с ёмкостью ковша, м 3
0,25-0,40
0,5-0,65
0,8-1,25
1,5-2,5
3-5

Для определения объёмов траншей продольный профиль траншеи делят на участки с одинаковыми уклонами, подсчитывают объёмы грунта для каждого из них и затем суммируют.
Объём траншеи с вертикальными стенками

V тр = B тр (H 1 + H 2 )L/2 или V тр = (F 1 + F 2 )L/2,

где B тр — ширина траншеи; H 1 и H 2 — глубина её в двух крайних поперечных сечениях; F 1 и F 2 — площади этих сечений; L — расстояние между сечениями.
Объём траншеи с откосами (рис. 11.3, д) можно определить по вышеприведённой формуле, при этом площади поперечных сечений

F 1,2 = (B тр + mH 1,2 )H 1,2 .

формула Винклера рсчёта объёма траншеи

Более точно объём траншеи с откосами можно определить по формуле Винклера:

Для определения объёма траншей, предназначенных для совмещённой прокладки сетей (см. рис. 11.3, е), площадь их поперечного сечения вычисляют как сумму площадей траншеи полного сечения для трубопровода глубокого заложения и дополнительной траншеи для трубопроводов меньшего заложения. с основанием B тр1 , равным B тр1 = D н + 2*0,2 м(где D н — наружный диаметр трубопровода).
Для удобства подсчёта объёма земляных работ трассу трубопровода разбивают через определённые расстояния (через 100-200 м) на участки (пикеты) и вначале определяют объёмы работ на участках, а затем, суммируя их, определяют объём земляных работ. При этом целесообразно использовать так называемый табличный метод подсчёта земляных работ. С этой целью, определив ширину траншеи по дну (B тр ), разбив трассу на пикеты через l м и определив глубины траншей (H) на каждом пикете (путём построения продольного профиля трубопровода) и определив коэффициенты крутизны откосов (поперечных сечений на каждом из них (m), зная вид залегающих грунтов и глубины выемки, данные записывают в таблицу (табл. 11.6).

Таблица 11.6 ТАБЛИЦА ПОДСЧЁТА ОБЪЁМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТРАНШЕИ С НАКЛОННЫМИ ОТКОСАМИ

Пикеты
B тр1 , м
H, м
m
F, м 2
(F1+F2)/2
l, м
V тр , м 3
1
2
3
4
5
6
7
8
Сумма = 400
Сумма = 4360

Объём земляных работ на каждом участке в графе 8 определяют путём умножения данных графы 6 на данные графы 7 и затем их суммируют.
При отрывке траншей экскаваторами у дна их также оставляют необходимый недобор грунта, который в основном зачищают вручную. Кроме этого на дне траншей устраивают приямки, облегчающие работы по заделке стыков труб. Приямки также чаще всего отрывают вручную.

Объём земляных работ по зачистке дна траншеи определяют по формуле: V з.т. = B тр Lh н ,
где B тр — ширина траншеи по дну, м; L — общая длина траншеи, м; h н — толщина недобора (см. табл. 11.5).
Объём работ по устройству приямков на дне траншеи

где a, b, c — размеры, м (принимается по СНиПу); L — протяжённость трубопровода, м; l — длина трубы или трубной секции, м.
Несущая способность труб в значительной мере зависит от характера опирания их на основание. Так, на пример, трубы, уложенные в грунтовое ложе с углом охвата 120 град., выдерживают нагрузку на 30-40% большую, чем трубы, уложенные на плоское основание. Поэтому на дне траншеи перед укладкой труб целесообразно вручную или механизированным способом устраивать, т.е. нарезать специальное овальное углубление (ложе) с углом охвата труб до 120 градусов.
Объём земляных работ по устройству ложа или выкружки на дне траншеи для укладки труб может быть определён по формуле:

где — F л — площадь поперечного сечения ложа (выкружки), м 2 ; L — длина траншеи, м.
Площадь сечения ложа (выкружки) можно определить по геометрической формуле площади сегмента, каковым фактически и является грунтовое ложе. Исходя из этого,

формула площади сечения ложа (выкружки)

где r — радиус трубопровода, т.е. D/2, м; Фи — угол охвата трубы, град.
Объём грунта по срезке растительного слоя на трассе трубопровода определяется по формуле:

V с = V с т + V с р ,

где — V с т — объём работ по срезке растительного слоя в пределах траншеи, м 3 ; V с р — то же, в пределах рабочей зоны, м 3 .

формула объёма работ по срезке растительного слоя в пределах траншеи

где F c i — площадь срезки растительного слоя в пределах контура траншеи между пикетами, м 2 ; H с — толщина растительного слоя, м (принимается равной 0,15-0,2 м).

формула площади срезки растительного слоя в пределах контура траншеи между пикетами

где B тр , m — то же, что и в предыдущих формулах; H 1 , H 2 — глубины траншеи на смежных пикетах, м; l i — расстояние между пикетами, м.

где B — ширина рабочей зоны, м (принимается равной 15-25 м); Hс — толщина растительного слоя, м; L — общая длина трубопровода, м.
Объём грунта, разарбатываемого экскаватором, определяется по формуле

V э = V тр — (V с т + V з )

Объём грунта, необходимый для частичной засыпки труб и обратной засыпки траншей (V о ) с учётом коэффициента остаточного разрыхления (К ор ), определяется по формуле
формула объёма грунта, необходимого для частичной засыпки труб и обратной засыпки траншей
где К ор определяется по ЕНиР Сб.Е2, прил. 2; V т — объём грунта, вытесняемый трубопроводом и вывозимый за пределы площадки,
формула объёма грунта, вытесняемого трубопроводом и вывозимый за пределы площадки
где D н , L — наружный диаметр трубы и общая длина трубопровода, м; 1,05 — коэффициент увеличения объёма вытесняемого грунта за счёт раструбов (учитывается при прокладке раструбных труб).
Объём насыпей (см. рис. 11.4, д) можно вычислять по тем же фомулам, что и выемок, учитывая форму насыпи (призматоид, усечённый конус и т.п.). Потребное количество грунта для возведения насыпи в плотном теле определяют с учётом коэффициента остаточного разрыхления. При больших уклонах, значительной неровности рельефа и особенно при устройстве насыпей на косогорах объёмы земляных работ подсчитывают, разбивая насыпи на участки более простой геометрической формы.
Для подсчёта объёмов работ при вертикальной планировке применяют методы поперечных сечений, четырёхгранных и трёхгранных призм. Площадку, подлежащую планировке, на плане с горизонталями с горизонталями разбивают на элементарные участки, объёмы работ по которым суммируются. Метод поперечных сечений (поперечников) используют при ровном рельефе и для ориентировочных подсчётов. В характерных сечениях рельефа вычерчивают поперечные профили (на расстоянии друг от друга не более 100 м) и затем определяют площади каждого из них, а также объёмы грунта между ними.
рис. 11.5 Схемы к подсчёту объёмов вертикальной планировки, засыпки и обсыпки сооружений

Метод четырёхгранных призм предусматривает разбивку площадки на прямоугольники или квадраты (рис. 11.5, а,б) со сторонами а (20-100 м). Объёмы выемок или насыпей, заключённые в отдельных прямоугольных призмах,
фомула объёма заключенного в призмах или насыпях
где а — сторона квадрата; h 1 , h 2 , h 3 , h 4 — отметки в углах квадратов.
Отметки со знаком «-» указывают на необходимость устройства насыпи, а со знаком «+» — выемки. Общий объём насыпи (выемки) определяют как сумму частных объёмов призм и их частей, лежащих в пределах участка насыпи (выемки).
Метод трёхгранных призм применяют при неровном рельефе (с замкнутыми горизонталями). Объём работ подсчитывают путём разбивки прямоугольников или квадратов диагоналями на треугольники. При этом методе достигается наибольшая точность подсчётов.
После возведения в котловане сооружения пустоты с боков его (пазухи), включая въездные и выездные траншеи, подлежат засыпке грунтом. Объём засыпки пазух котлована Vзас.к определяют разностью общего объёма котлована V общ и объёмом заглублённой части сооружения V зч т.е. V зас.к = Vобщ — V з.ч Если сооружения выступает над поверхностью земли на 0,8. 1 м, вокруг них делают обсыпку грунтом. Объём обсыпки V обс вычисляют как объём усечённой пирамиды V у.п за вычетом объёма обсыпаемой части сооружения V обс.ч в пределах высоты h обс (рис. 11.5, в), т.е. V обс = V у.п. — V обс.ч . Над сооружениями с перекрытиями (резервуарами, горизонтальными отстойниками и др.) сверху устраиваются насыпи. Объём насыпи над сооружениями подсчитывают как объём усечённой пирамиды насыпи за вычетом объёма части сооружения, попадающей в тело насыпи (рис. 11.5, г).
Общий объём грунта, укладываемого в резерв на барме котлована, должен включать объём грунта для обратной засыпки пазух, обсыпки сооружений и устройства насыпи над ними. Излишек грунта подлежит вывозке.
Распределение грунта на основе баланса земляных масс. Сравнение объёмов земляных работ по устройству выемок и насыпей на строительной площадке представляет собой баланс земляных масс, который может быть активным, если объём выемок превышает объем насыпей, и пассивным, если объем выемок меньше объема насыпей. В первом случае излишний грунт вывозят со строительной площадки в отвалы, во втором — недостающий для устройства насыпей грунт завозят со стороны.
Поскольку вывозка грунта за пределы площадки нежелательна, так как она повышает сроки и стоимость строительства, следует стремиться к тому, чтобы весь грунт из выемок укладывался без остатка в насыпи, т.е. чтобы на площадке соблюдался нулевой баланс. Для получения такого равенства нужно определить оптимальную отметку планировки площадки, при которой будет достигнут нулевой баланс земляных масс.
Оптимальная отметка планировки, по обе стороны которой (сверху и снизу) будут находиться равные объёмы выемки и насыпи при подсчете объемов по квадратам (см. рис. 11.5, а,б), определяется по формуле
формула оптимальной отметки планировки
где H 1 , H 2 , H 3 , H 4 — отметки естественной поверхности площадки в вершинах, общих соответсвенно для одного, двух, трех и четырех квадратов, м; n — количество квадратов в пределах площадки.
При планировке площадки комплекса сооружений оптимальную отметку планировки необходимо скорректировать с учетом дополнительных объёмов грунта, необходимого для устройства постоянных сооружений, и объёмов грунта, вытесняемого подземными частями возводимых сооружений и коммуникаций. Поправка к этой отметке может быть определена по формуле

где V i — дополнительный объём грунта (принимается с плюсом, когда имеется излишек, и с минусом — при недостатке грунта), м 3 ; F — площадь планируемого участка, м 2 .
После окончания подсчёта все объемы земляных работ сводят в специальную ведомость, называемую сводным балансом земляных масс и состоящую из двух частей: левой — приход грунта (П) и правой — расход грунта (Р). При П>Р баланс положительный, т.е. активный, при П Статья подготовлена и представлена в цифровом виде компанией «SBH COTPAHC»

5. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ.

До начала производства основных работ по устройству земляных сооружений выполняют подготовительные работы: внеплощадочные и внутриплощадочные. К внеплощадочным подготовительным работам можно отнести строительство подъездных дорог, линий связи и электропередачи, выполнение вскрышных работ на участках, отведённых под карьеры и резервы, к внутриплощадочным — восстановление и закрепление геодезической разбивочной основы; расчистку территории стройплощадки; инженерную подготовку площади с выполнением работ по планировке, осушению и обеспечению стоков дождевых вод, устройству временных (или постоянных) дороги коммуникационных сетей; установку временных инвентарных бытовых помещений для обогрева рабочих, приема пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.
Подготовительным работам предшествуют организационные мероприятия на получение от заказчика-застройщика разрешительной документации на отвод земельных участков; ведение строительных работ; использование существующих транспортных и инженерных коммуникаций; вырубку деревьев и др.
Геодезические работы в строительстве включают создание разбивочной основы и проведение разбивочных работ в ходе строительства. Последние выполняет строительная организация.
Создание геодезической разбивочной основы является обязанностью заказчика и предполагает устройство разбивочной сети и разбивку красных линий (контуров) строительной площадк, нанесение внешней и внутренней разбивочных (геодезических) сетей сооружения, осей линейных сооружений и нивелирных сетей.
Разбивку красных линий производят для определения границ строительной площадки. Другие элементы разбивочной основы рекомендуется выполнять после расчистки и планировки территории стройплощадки.
Расчистка территории строительной площадки включает работы по уборке деревьев с корчевкой пней, уборке кустарника и валунов, освобождению территории от строений, подлежащих сносу, переносу действующих коммуникаций и т.п.
Для удобства валки деревьев и безопасности работ территорию предварительно расчищают от кустарника и мелколесья, которые выкорчевывают с помощью кусторезов, бульдозеров, тракторов-корчевателей и убирают в специально отведенные для этого места.
Выемки всех видов до начала основных земляных работ должны быть ограждены от стока поверхностных вод с помощью постоянных или временных устройств. Водоотводные устройства должны обеспечивать перехват нагорных вод вдоль границ строительной площадкидля траншеи и ускорять сток воды с территории площадки. Для водоотвода устраивают кавальеры и отвалы, располагаемые с нагорной стороны, а также специальные оградительные обвалования, водоотводные осушительные канавы, производят планировку территории с уклоном. Поперечные сечения и уклоны всех водоотводных устройств должны быть рассчитаны на пропуск ливневых вод и вод, образующихся при таянии снега.
При вертикальной планировке территории строительную разбивку закрепляют в местах срезки вешками, а в местах насыпи — сторожками.
Вспомогательные работы производят при устройстве земляных сооружений. Они включают временные крепления стен траншей и котлованов, открытый водоотлив и грунтовое водопонижение, искусственное закрепление грунтов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *