Технология стр. пр.. Головное издательство издательского объединения

• Название: Головное издательство издательского объединения
• Анкор: Технология стр. пр..doc
• Дата: 13.12.2017
• Размер: 18.72 Mb.
• Имя файла: Технология стр. пр..doc
• Тип: Документы; #11230
• страница: 8 из 45

Глава 5 УСТРОЙСТВО ВЫЕМОК И НАСЫПЕЙ

§ 1. Устройство котлованов

Котлованы представляют со­бой временные выемки, устраиваемые для возведения фундаментов, частей зда­ния и сооружения, расположенных ни­же поверхности земли. Котлованы бывают с вертикальными или наклонными стенками (откосами), с креплениями или без них.

Котлованы с вертикальными стенка­ми без крепления устраивают в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлована в пределах 1...2м (см. гл. 3, § 5).

Котлованы с откосами разрабатыва­ют при глубине, превышающей допустимые пределы возведения их с верти­кальными стенками, и когда устройст­во креплений экономически нецелесообразно.


Рис. III. 13. Схемы уплотнения грунтов:

а — кулачковыми катками Д-130Б (/ — план, // — разрез, /// — схема движения машин; 1...8 — ходы кат­ка); б — пневмоколесным катком Д-263; в —• гладким самоходным катком; г — трамбующей плитой, подве­шенной к стреле экскаватора Э-652Б; / — перекрытие полос; 2 — направление укатки от краев насыпи к ее середине; 3 — ширина укатываемой полосы; 4 — рыхлый слой грунта; 5 — уплотненный слой грунта; 6 — зона уплотнения грунта ручными трамбовками; 7 — слои грунта, уплотняемые катком; 8 — ось проходки эк­скаватора; 9 — трамбующая плита; 10 — уплотняемая полоса} // — места стоянки экскаватора)
Наибольшую крутизну откосов (при отсутствии грунтовых вод) устанавливают согласно СНиПам:

Глубина котлована, м Крутизна откоса

До 1,5 От 1 : 0 до 1 : 0,25

1,5...3 От 1 : 0,5 до 1 : 1

3...5 От 1 : 1 до 1,25

Для более глубоких котлованов кру­тизну откосов назначают переменной (более пологой по дну) либо по расчету.

Технологический процесс устройства котлована включает: разработку грун­та с выгрузкой в транспортные средст­ва или на бровку котлована; транспорти­рование грунта, срезку откосов и пла­нировку дна; обратную засыпку пазух между стенками фундамента и котлова­на с разравниванием и уплотнением грунта, а также выполнение вспомога­тельных работ (крепление вертикаль­ных стенок, водоотлив и т. д.).

Разработка грунта является ведущим процессом и выполняется обычно экс­каваторами с различным сменным оборудованием и бульдозерами, ре­же — гидромеханическим способом и скреперами.

Экскаваторы, оборудо­ванные прямой лопатой, \ разрабатывают котлованы преимущест-: венно в грунтах сухих и нормальной ' влажности лобовыми (торцовыми) или \ боковыми проходками с погрузкой грун-| та в транспортные средства (рис. III. 14). | Из-за конструктивных особеннос-I тей этого оборудования его почти не I применяют для работы с отсыпкой в I отвал. Вместимость ковша выбирают |в зависимости от объемов работ, глу-

бины котлована и свойств грунта. В мокрых забоях и при высоком уровне грунтовых вод необходимо устраивать открытый водоотлив или понижение уро­вня грунтовых вод (см. гл. 3, § 3).

Возможность разработки котлована той или иной проходкой зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора, глубины копания и ши­рины котлована.

Разработку котлована лобовыми про­ходками ведут с размещением транспорт­ных средств непосредственно в забое (рис. II 1.14, а, б, в, г, д) и редко выше подошвы забоя (рис. III. 14, е). В по­следнем случае наибольшая глубина кот­лована определяется выражением

/г<Я_в-(/г_т + 0,5), (Ш.53)

где Н_в— наибольшая высота выгруз­ки, м; h_r— высота транспортной еди­ницы до верха борта, м; 0,5 — мини­мально допустимое расстояние между нижней кромкой открытого днища ков­ша экскаватора и верхом борта транс­портного средства, м.

Если глубина котлована превышает максимальную высоту копания экска­ватора, то разработку ведут ярусами (рис. III. 14, е), стремясь к тому, что­бы в сечение котлована вписать мини­мальное число проходок.

Котлованы шириной 1,5/? (рис. III. 14, а) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспорт­ные средства. При ширине котлована от 1,51? до 1,9/? разработку ведут лобо­вой проходкой с двусторонней подачей транспортных средств (рис. II 1.14, б). Наибольшая ширина лобовой проход­ки при перемещении экскаватора по прямой

В_л<2]//?²-/*, (111.54)

где /_п — длина рабочей передвижки экс­каватора, м.

Котлованы шириной от 1,9/? до 2,5/? разрабатывают уширенной лобовой про­ходкой с перемещением экскаватора по зигзагу (рис. III.14, в), а до 3,5/?—с перемещением поперек котлована (рис. III.14, г).

Широкие котлованы (более 3,5/?) раз­рабатывают вначале лобовой, а затем боковыми проходками. Максимальная



Рис. III.14. Разработка котлованов одноковшовыми экскаваторами:

[ л — лобовая проходка экскаватора, оборудованного прямой лопатой с односторонней погрузкой грунта в са-мосвалы; б — то же, с двусторонней погрузкой; в — то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора; : i— поперечно-торцовая проходка; д — боковая проходка; е — разработка ярусами (I...IV— последова-jv тельность проходок); ж — торцовая проходка экскаватора, оборудованного обратной лопатой или драглайном; I При перемещении экскаватора по прямой; з — то же, с двумя проходками экскаватора; и — то же, при знгзаго-образном перемещении экскаватора; к — поперечно-торцовая проходка; л — продольно-торцовая проходка; л — схема забоя драглайна; к — поперечно-челночная, схема отработки забоя; о, л — продольно-челночная ; схема отработки забоя; / — ось проходки; 2 — стоянки экскаватора; 3 — путь движения автотранспорта; 4 -» '■ шехи; 5 — ось предыдущей проходки; 6 — самосвал; 7 — опускание ковша и набор грунта; 8 — окончание набо> pa s подъем ковша; 9 -=> разгрузка ковша; а — угол наклона стрелы; р" — средний угол поворота ^
ширина каждой боковой проходки

В₆= В_л + 0,7#_ст, (111.55)

где Rcr— наибольший радиус копания на уровне стоянки экскаватора, м.

Разработка прямыми лопатами котло­ванов, (траншей) производится с недобо­ром грунта в подошве котлована (тран­шеи), не превышающим 5...20 см при вместимости ковша соответственно 0,25... ...5 м³.

Недоборы грунта, как правило, разра­батывают механизированным способом: наиболее часто бульдозерами, а также автогрейдерами, экскаваторами-плани­ровщиками, экскаваторами со специ­альными зачистными ковшами.

Для въезда в забой устраивают тран­шеи с уклоном 0,1...0,15. Ширину въезд­ных траншей по низу принимают при одностороннем движении равной 3... ...3,5 м.

Экскаваторы, оборудо­ванные обратной лопа­той, разрабатывают котлованы тор­цовыми или боковыми проходками с рас­положением экскаватора выше уровня дна забоя и погрузкой грунта в транс­портные средства. Указанные условия позволяют использовать эти экскавато­ры и при разработке увлажненных и мок­рых грунтов.

Возможность разработки котлована то­рцовой или боковой проходкой зависит от характеристики рабочего оборудова­ния экскаватора, глубины копания и ширины котлована.

Наибольшую ширину торцовой про­ходки по верху при движении экскава­тора по прямой (рис. III. 14, ж) и двусторонней подаче транспорта опреде­ляют по формуле (II 1.54), а по низу уста­навливают из выражения

В'<2(Я_СТ — Actg
" Для гидравлических экскаваторов при заданной глубине котлована hширина торцовой проходки может быть опре-

делена из выражений:

В = 2 sin р |^/?² — Л_ш ж 1,6 }/"/?•—/Й,

(111.57) и

B' = 2sinpJ/#² — (Л_ш + Л)²« «1,6]/Я^а-(Л_ш + /0², (Ш.58)

где Р — угол поворота экскаватора от оси движения (принимается р* =50... ...55°); Лц, — высота оси крепления шар­нира стрелы относительно уровня сто­янки экскаватора, м.

Ширина торцовой проходки при дву­сторонней погрузке транспортных средств находится в пределах 1,6... ...1,7/?. При односторонней подаче транс­портных средств она уменьшается до 1,37?, и ось пути экскаватора переме­щается в сторону расположения транс­порта. При разработке котлованов с выгрузкой грунта в отвал ширина про­ходки ограничивается необходимостью размещения грунта в отвал с образова­нием бермы — площадки от бровки кот­лована до подошвы отвала.

Котлованы, ширина которых превы­шает максимальную ширину проходки при перемещении экскаватора по пря­мой, разрабатывают несколькими тор­цовыми проходками либо зигзагообраз­ным или поперечно-торцовым переме­щением экскаватора (рис. III.14, и, к). Угол поворота экскаватора при торцо­вых проходках и подаче транспортных средств со стороны разработки может быть от 30 до 60°.

Наибольшую ширину каждой после­дующей торцовой проходки (если раз­рабатывают один борт выемки) вычис­ляют по формуле

В<2]/> — ll — Actgq>. (Ш.59)

Длина рабочей передвижки экскава­тора /_п, особенно у гидравлических экскаваторов, изменяется в значитель-

ных пределах и зависит от конструк­тивных размеров экскаватора (R, h_m), глубины котлована h, расстояния от бровки откоса выемки до ближайшей опоры экскаватора 1_уи угла рабочего откоса выемки, которые определяются грунтовыми условиями.

Длина рабочей передвижки во всех случаях

/_П<Я_Д-Я_Д, (Ш.60) где R_R, R_A— соответственно наиболь-

ший и наименьший радиусы копания на уровне дна выемки (переменные ве­личины, зависящие от глубины), м. Эк с к а в а торы-драглай"-н ы применяют при тех же условиях, что и экскаваторы с обратной лопатой. Разработку грунта драглайном осуще­ствляют ниже уровня стоянки торцо­выми или боковыми проходками в транс­портные средства и реже в отвал. Преимуществами драглайна являются большие радиус действия и глубина копания. Особенно эффективна разработка драглайном мягких и плотных грунтов, в том числе обводненных и со слабой несущей способностью.


Рис. III. 15. Схемы производства работ бульдозерами и экскаваторами-планировщиками:

а — бульдозером при разработке котлованов; о — то же, при зачистке дна от недобора грунта; в *— то же, при засыпке траншеи (1...I0 — последовательность движения бульдозера); г — экскаватором-планировщиком при планировке откосов выемки и насыпей с нижней стоянки; д — то же, с верхней стоянки; / — положение оси экскаватора в возможном приближении^ откосу (Г, 2' — зоны планировки); // — то же, в возможном

удалении от откоса
Драглайны разрабатывают забои по поперечно-челночной и продольно-чел­ночной схемам.

При поперечно-челночной схеме разра­ботки котлованов драглайном (рис. III.14, н) набор грунта производится по­очередно с каждой стороны самосвала, подаваемого по дну выемки, без пре­кращения поворота стрелы в момент выгрузки грунта. При продольно-челноч­ной схеме (рис. III. 14, о, я) грунт наби­рают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над ку­зовом. Благодаря уменьшению высо­ты подъема ковша и угла поворота экс­каватора до 6... 10° производительность экскаватора увеличивается в 1,5...2 раза. Эти схемы целесообразно приме­нять при разработке широких кот­лованов.

При разработке котлованов боковыми проходками и выгрузке грунта в отвал рекомендуется вести работу по кругово­му циклу — поворотом экскаватора на 360°.

Бульдозерами котлованы раз­рабатывают преимущественно траншей­ным способом с перемещением по челноч­ной схеме: грунт перемещают вдоль оси котлована, начиная с середины, в оба конца (рис. III. 15, а). При этом вначале разрабатывают первую захват­ку на глубину 0.8...1 м, затем вторую на ту же глубину и т. д. Между тран­шеями оставляют перемычки нетронуто­го грунта шириной 0,5... 1,2 м, который срезают после разработки ряда траншей.

Гидромеханическим спо­собом работы выполняют в соот­ветствии с рекомендациями гл. 4, § 5. При разработке земснарядами и гид­ромониторами сначала устраивают в су­хом месте пионерный котлован. Для подъема пульпы землесосную установ­ку располагают на уровне бровки кот­лована. После каждых 3...3.5 м зем­лесос переводят на дно котлована и продолжают углубление.

Срезку откосов и планировку дна кот­лована производят после разработки грунта экскаваторами. Если дно котло­вана является основанием для фунда-

ментов, грунт в зависимости от типа и вместимости ковша экскаватора не до­бирают на 10...30 см. Дно котлована зачищают бульдозером, который пе­ремещает грунт к экскаватору (рис. III. 15, б), а при небольших расстояни­ях перемещения и глубине котлована удаляет его сам.

Все более широкое применение нахо­дят гидравлические экскаваторы-плани­ровщики с телескопическим рабочим ор­ганом, с удлинителем стрелы и без него (ЭО-3332А и др.). Возможность движения рабочего органа по прямым, горизон­тальным и наклонным траекториям по­зволяет использовать экскаватор-пла­нировщик на работах по планировке дна котлована, откосов выемок и насыпей, обратной засыпке пазух фундаментов и других работах (рис. III.15, г, д).

Если фундаменты располагаются в траншеях и грунт разрабатывают ниже проектной отметки дна котлована, пла­нировку производят бульдозером или вручную (используя вынутый из тран­шеи грунт), а уплотнение — пневмати­ческими трамбовками или катками.

Обратная засыпка пазух между стен­ками подвала и откосами котлована вы­полняется после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен. Для этого используют излишки грунта, оставленные при рытье котлована, ко­торые перемещают обычно бульдозером. Засыпку производят слоями толщиной 20...30 см с последующим уплотнением пневматическими или электрическими трамбовками, а также подвесными пли­тами.

Засыпку и уплотнение грунта пазух глубоких подвальных частей промыш­ленного здания осуществляют с двух его сторон после устройства стен подвала. Вначале грунт подают и разравнивают бульдозерами с одной стороны здания (рис. III.16, а), а затем, во время уплот­нения этого слоя, подают и разравнивают грунт другой стороны здания.

Обратная засыпка котлована при сложных в плане фундаментах выпол­няется сразу же после возведения под­земной части здания или сооружения (распалубливания и гидроизоляции по­верхностей подземных конструкций) пе­ред началом работ по возведению на­земной части. В этом случае создаются



Рис. ІІІ. 16. Обратная засыпка и уплотнение грун­тов в котлованах промышленных зданий: а — засыпка пазух котлована; б — уплотнение грун­та подвесной плитой при сложных в плане фунда­ментах; / — бульдозер; 2 — грунтоуплотняющая ма­шина; 3 — кран; 4 — подвесная плита; 5 — экс­каватор, оборудованный грейфером; 6 — микро­бульдозер; 7 — направление отсыпки

более благоприятные условия для ме­ханизации работ и применения крупно­габаритных машин.

Обычно грунт подается экскаватором, оборудованным грейфером, и разравни­вается малогабаритным бульдозером (рис. III. 16, б). Уплотняют грунт под­весными плитами концентрированными полосами в пределах рабочей карты, ог­раниченной подземными конструкциями (рис. III. 16, б); виброплитами (напри­мер, ПВТ-3) или вибропогружателями (ВП-1 и др.). В первую очередь выпол­няют работы в пределах участка с по­ниженными отметками для достижения общего уровня, а затем работы ведут по всему котловану.

§ 2. Устройство траншей

Траншея — это временная выем­ка, устраиваемая для укладки труб и других инженерных сетей, а также воз­ведения ленточных фундаментов. Тран­шеи разрабатываются с вертикальными стенками (с креплением стенок или без них), с откосами и смешанного профиля.

Траншеи с вертикальными стенками без крепления устраивают в грунтах есте­ственной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и небольшой глубине — 1...2 м, иногда до 3,5 м (при использовании траншейных экскаваторов). В этом слу­чае во избежание осыпания или опол­зания грунта рекомендуется вслед за отрывкой производить работы по уклад­ке труб, устройству фундаментов и т. п.

Устойчивость вертикальных стенок траншей большой глубины (10 м и бо­лее) может быть обеспечена при исполь­зовании специального глинистого рас­твора, которым заполняется траншея во время ее отрывки (способ «стена в грун­те» описан в разд. V, гл. 4, § 4).

Траншеи с откосами разрабатывают при тех же условиях, что и котлованы. Крутизну откосов устанавливают в за­висимости от глубины и строительных свойств грунта по СНиПам.

Траншеи смешанного профиля устраи­вают при значительной их глубине и на­личии грунтовых вод.

Технологический процесс устройства траншей включает: разработку грунта с выгрузкой на бровку или в транспорт­ные средства, крепление вертикальных стенок, транспортирование грунта, пла­нировку дна, обратную засыпку и уп­лотнение грунта, а также вспомогатель­ные работы по установке лестниц, ог­раждений и т. д. Планировку дна тран­шей при монтаже труб и кабелей обычно не делают, а для того чтобы обеспечить проектный профиль дна, планируют по­верхность трассы трубопровода до на­чала рытья траншеи.

Разработка грунта, как и при устрой­стве котлованов, является ведущим про­цессом.

Экскаватором, оборудо­ванным обратной лопатой или драглайном, разрабатыва­ют ниже уровня стоянки траншеи с

вертикальными стенками или откосами торцовыми либо боковыми проходками. Грунт выгружается в транспортные сред­ства или отвал (в одну или в две сторо­ны). Наиболее часто траншею разраба­тывают торцовой проходкой с располо­жением экскаватора по оси траншеи и укладкой грунта в отвал с одной сто­роны при углах поворота стрелы р = = 60...90° (рис. III. 17, а). Если отвал не размещается за пределами возможной призмы обрушения грунта, то допол­нительно используют бульдозер (рис. III. 17, б), или экскаватор может переме­щаться по оси, смещенной в сторону от­вала.

Последовательность разработки грун­та с одной стоянки экскаватора обычно такова. В вертикальной плоскости грунт разрабатывают ярусами глубиной 1,5... ...2 м. В горизонтальной плоскости связ­ные грунты разрабатывают сначала с од­ной стороны траншеи с постепенным уг­лублением ее и устройством соответ­ствующего откоса, затем аналогично с другой (рис. III. 17, в, г). В легких (сы­пучих) грунтах разработку можно на­чинать с осевой линии траншеи.

Двусторонние отвалы обычно устраи­вают при разработке глубоких траншей с перемещением экскаватора по зигзагу. Траншеи под фундаменты неглубокого заложения роют универсальными одно­ковшовыми экскаваторами с ковшом вместимостью ,0,15 м³ с погрузкой грунта в самосвалы.

Одиночные выемки под фундаменты колонн или опор роют экскаваторами, оборудованными обратной лопатой, с вы­грузкой грунта в транспортные средства (рис. II 1.17, е). В мягких грунтах ис­пользуют также экскаватор, оборудо­ванный грейфером. Перемещается экс­каватор по оси расположения фунда­ментов или с небольшим смещением.

Многоковшовыми экска­ваторами разрабатывают траншеи (как правило, с вертикальными стенка­ми) для трубопроводов значительной протяженности при наличии мягких плотных грунтов. При этом получается I более правильное очертание траншеи, I недобор грунта меньше, чем при исполь­зовании других землеройных машин. Требуется лишь незначительная зачист­ка дна.

В зависимости от типа машины (цеп­ной — рис. III. 17, д — или роторный экскаватор продольного копания) ши­рина траншеи изменяется от 0,4 до 1,8 м, а глубина до 3,5 м.

В слабых грунтах для создания устой­чивых стенок траншей на экскаваторе дополнительно устанавливаются легко­съемные цепные откосообразователи, придающие траншее трапециевидный профиль. Например, цепным многоков­шовым экскаватором ЭТУ-354, комби­нируя составные части рабочего органа, можно создать четыре прямоугольные (глубина 3,5 и 2,5 м, ширина 0,8 и 1,1м) и четыре трапециевидные траншеи (глу­бина 3,5 и 2,5 м, ширина по верху тран­шеи 2,8 м, а по дну — 0,8 и 1,1 м).

Эксплуатационная производитель­ность многоковшового экскаватора, м³/смену, послойное уплотнение пневмо- или элек­тротрамбовками. Плотность грунта кон­тролируется плотномерами ДорНИИ и приборами с использованием радиоактив­ных изотопов. Вне населенных пунктов уплотнение часто не делают, а излишки грунта укладывают валиком по оси тран­шей.


Рис. III. 17. Разработка траншей экскаватором:

а — оборудованным обратной лопатой или драглайном (грунт укладывается в отвал при торцовой проходке); б — то же, с укладкой грунта в отвал при боковой проходке; в — последовательность разработки обратными лопатами продольных широких траншей; г — то же, узких траншей; д — многоковшовым цепным экскава­тором; е — схема разработки обратной лопатой одиночных выемок под фундаменты колонн или опор; У — ось проходки; 2 — стоянка экскаватора; 3 — веха; 4 — ось последующей захватки
§ 3. Производство земляных работ в условиях реконструкциипредприятий

При реконструкции действующих це­хов и предприятий земляные работы вы­полняются в стесненных условиях, вы­званных наличием близко расположен­ных зданий и сооружений, отдельных конструкций, видов оборудования, тран­спортных коммуникаций и инженерных сетей. В этих условиях затруднено или вообще невозможно применение земле­ройных и землеройно-транспортных ма­шин, уплотняющего оборудования, рез­ко снижается их производительность; при этом увеличиваются объемы ручных работ и возникает необходимость произ­водства дополнительных работ по пре­дохранению конструкций, оборудования и коммуникаций от повреждения. В ряде случаев ограничения на применение су­ществующего землеройного и другого оборудования накладываются специфи­кой реконструируемого предприятия (например, требованием полного отсут­ствия загазованности и запыленности).

Специальные методы производства ра­бот. В условиях реконструкции вновь возводимые фундаменты, а также осно­вания заглубленных сооружений (подва­лов, тоннелей, каналов, отстойников, колодцев и т. п.) могут располагаться ниже подошв ранее возведенных фунда­ментов и в непосредственной близости от них. Если разность отметок фунда­ментов А/г и расстояние между их край­ними точками а не удовлетворяют усло­вию Д/г ^ atg ф, где <р — угол сдвига (зависит от угла внутреннего трения, удельного сцепления грунта и среднего давления на грунт под подошвой выше­расположенного фундамента), то при отрывке котлована необходимо приме­нять специальные методы:

предварительное вывешивание (пере-опирание) фундамента с опирающимися

на него конструкциями на временные опоры (рис. III. 18, а, б, в, г);

предварительное (до отрывки котлова­на) переопирание фундамента на буро-набивные сваи;

использование опускной крепи (же­лезобетонной рубашки), в которую за­ключается фундамент, расположенный возле котлована (рис. III.18, д, е);

применение ограждения из стального шпунта, железобетонных вдавливаемых или буронабивных свай с установкой распорных конструкций, грунтовых ан­керных и других креплений.
Метод вывешивания рассмотрим на таком примере. Пусть необходимо возвести фундамент под оборудование с пониженной от­меткой заложения (—6 м), расположив его в непосредственной близости от существующего фундамента с отметкой —2,5 м.

Работы по вывешиванию фундамента выпол­няют в такой последовательности (рис. III. 18, а, г):

механизированным способом (экскаватором, оборудованным обратной лопатой с ковшом вместимостью 0,25 м³) разрабатывают грунт до отметки существующего фундамента (—2,5 м);

грунт набирается в поворотные бадьи, кото­рые мостовыми кранами разгружают в транспорт­ные средства;

вручную отрывают площадки, на которые укладывают опорные подушки (железобетон­ные плиты или пакеты деревянных шпал), слу­жащие опорами для металлических балок;

под фундамент устанавливают с помощью домкратов временные подкладки из дерева и бетона так, чтобы нагрузка от фундамента вре­менно передавалась через подкладки на грунт;

под фундаментом с обеих его сторон вруч­ную выкапывают траншеи для установки спе­циальных гильз (из листовой стали толщиной 1,5...2 мм), через которые с помощью лебедки последовательно протаскиваются металличе­ские балки (концы балок расклиниваются);

после передачи нагрузки от фундамента на все балки убирают прокладки и приступают к разработке грунта под фундаментом С крепле­нием стенок котлована;

после разработки грунта до проектной от­метки (—5,5 м) устанавливают опалубку и про­изводят бетонирование дополнительной части фундамента (подбетонка) (рис. III. 18, г);

после набора прочности бетона опалубку и крепление стенок котлована убирают, метал­лические балки извлекают из гильз, а сами гильзы заполняют смесью;

параллельно с этими работами производят отрывку котлована под проектируемый фунда­мент.

Продолжительность всего цикла подбетонки фундамента при двухсменной работе — 9...12 сут.

Устройство железобетонной рубаш­ки для массива грунта фундамента,

погружаемой по методу опускного колод­ца (см. раздел V, гл. 4, § 5), позволяет со­здать условия для отрывки котлована вблизи фундамента. Если в опускном колодце грунт разрабатывается внутри его, то в железобетонной рубашке — снаружи.

Последовательность устройства железобетон­ной рубашки следующая (рис. III.18, д, е):

после вскрытия бетонного пола роют котло­ван до отметки — 1,5 м; для обнаружения гра­ней нижней ступени фундамента по ее углам отрывают шурфы;

на спланированном дне котлована монти­руют стальной нож железобетонной рубашки, оставляя между внутренними стенами рубашки и гранями ступени фундамента зазор 100 мм;

поярусно (в рассматриваемом примере в два яруса) монтируют арматурный каркас рубашки, опалубку и бетонируют рубашку.

Рубашку следует опускать равномерно, раз­рабатывая и удаляя грунт со всех сторон и конт­ролируя вертикальность граней.

Вытрамбование грунта является эф­фективным способом устройства неболь­ших котлованов глубиной до 1,5 м. После разборки покрытия пола падаю­щим по направляющей штанге крана или экскаватора грузом массой 5...6 т уплотняют грунт, образуя уплотнение по форме груза. Переставляя штангу в новое положение, получают котлован требуемых размеров.


Рис. III.18. Специальные мероприятия, выполняемые перед отрывкой котлована вблизи фундамен­тов:

а — вывешивание фундамента под оборудование (общий вид); 6 — то же, с использованием металлических ба­лок (проектное положение); в — то же, при подводке, металлических балок под вывешиваемый фундамент; г —» то же, на первом этапе бетонирования дополнительной части фундамента; д — устройство железобетонной ру­башки у фундаментов колонны на первом этапе бетонирования железобетонной рубашки; е — то же, при про­ектном положении железобетонной рубашки; 1 — существующий фундамент, подлежащий вывешиванию; 2 — габариты технологического оборудования; 3 — проектируемый фундамент с отметкой 6 м; 4 — технологи­ческое оборудование; 5 — подбетонка; 6 — домкраты; 7 — подкладки (опоры); 8 — сборные железобетонные плиты или деревянные шпалы; 9 — металлические балки; 10 — ручная лебедка; // — технологическое обо­рудование; 12 — вывешенный фундамент; 13 — приемный бункер; 14 — виброжелоб; 15 — окно в опалубке; К •- крепление стенок котлована; П — железобетонная колонна; 18 — железобетонная рубашка; 19 — маа-

сив грунта
Специальные рабочие органы экска­ваторов широко используют при произ­водстве земляных работ в стесненных ус­ловиях для разрушения и разборки ас­фальтобетонных покрытий, железобетон­ных конструкций и особенно при разра­ботке мерзлых и скальных грунтов.

Гидромолотами, навешиваемыми в ка­честве сменного рабочего оборудования |, на гидравлические экскаваторы, можно I взламывать бетонные покрытия и фун-I даменты, разрушать мерзлые и скаль­ные грунты, дробить негабаритные кус­ки пород, уплотнять насыпные грунты в стесненных условиях.

Гидромолоты работают в повторно-!" кратковременном режиме: сначала ра­бочий инструмент наводится в точку i внедрения, внедряется в течение 30 с I (опускается) и отодвигает отколотый ку­сок, после чего поднимается. Затем ра­бочий цикл повторяется. Конструкции и параметры гидромолотов довольно раз­личны. Так, глубина рыхления за один

проход у гидромолотов ГМП-120 и СП — 71 составляет соответственно 40 и 60 см; техническая производительность при раз­работке асфальтобетонных покрытий толщиной до 0,3 м — 5...6 и 15. ..17 м³/ч.

В особо сложных условиях, при уст­ройстве котлованов небольших в плане размеров применяют экскаваторы с грей­ферным оборудованием (с гибкой или жесткой подвеской ковша). При гибкой подвеске ковша его массу подбирают в зависимости от группы разрабатывае­мого грунта. Грейферный ковш с жесткой подвеской лучше заполняется, точнее садится в грунт, увеличивается возмож­ность разработки относительно крепких (полускальных) грунтов.

Грейферное оборудование широко ис­пользуется для отрывки ям и траншей, в том числе при способе «стена в грунте», обратной засыпке грунтом траншей и пазух котлованов, погрузке сыпучих грунтов и материалов. Грейфер с напор­ной телескопической штангой является сменным рабочим оборудованием гидрав­лического экскаватора ЭО-5122.

Строительными организациями ис­пользуются грейферные установки не только отечественного, но и зарубежного производства. Так, рядом строительных организаций применяются краны фирмы «Поклейн» (Франция) с шарнирно со­члененной стрелой и грейфером на жест­кой штанге, которые могут разрабаты­вать траншеи шириной 0,4... 1 и глуби­ной до 13 м.

Для механизированной разработки в котлованах и траншеях вблизи стен зда­ний и сооружений или существующих конструкций применяются экскаваторы-планировщики (рис. III. 15, г, д), а так­же сменное оборудование к экскаваторам с поперечным смещением рабочего органа. Серийно выпускаемые экскаваторы-пла­нировщики ЭО-3322А с телескопичес­ким рабочим оборудованием успешно применяют в условиях реконструк­ции.

Применение мобильного оборудования. В качестве погрузочного, погрузочно-транспортного и вспомогательного обо­рудования эффективны одноковшовые по­грузчики на пневмоколесном ходу. При относительно небольшой производитель­ности и расстояниях транспортирования до 150 м это оборудование в ряде

случаев успешно заменяет одноковшовые экскаваторы, работающие совместно с самосвалами.

Технологические схемы применения одно­ковшовых погрузчиков на пневмоколесном ходу в основном следующие:

1. Погрузчик (выемка и погрузка грунта) — самосвал. Схема передвижения погрузчиков в забое при использовании их в качестве основ­ного выемочно-погрузочного оборудования зави­сит, в первую очередь, от их конструктивных особенностей. Схема применяется при возмож­ности подачи самосвалов непосредственно в забой.

2. Погрузчик (выемка, транспортирование и погрузка грунта) — самосвал. Эта схема при­меняется в тех случаях, когда из-за стесненных условий невозможно подать самосвал непосред­ственно в забой.

3.Погрузчик — мостовой кран. Схема при­менима в условиях реконструкции цехов при расстоянии транспортирования более 150 м, а также при меньших расстояниях, если нельзя использовать погрузчик в качестве транспортно­го средства (загроможденность цеха оборудова­нием, конструкциями и др.).

Погрузчик подает грунт в специальные емкости — бадьи (например, использованный кузов самосвала), которые затем транспорти­руются мостовым краном к месту разгрузки (перегрузки) грунта. Эффективность погрузчи­ков и мостовых кранов резко возрастает при использовании двух емкостей, когда одна загру­жается погрузчиком, а вторая транспортируется краном.

4. Погрузчик — отвал. Схема используется как при образовании временного отвала, так и при обратной засыпке пазух котлована и тран­шей. В последнем случае погрузчик можно при­менять в сочетании с уплотняющими механиз­мами (вибротрамбующими плитами, микробуль­дозерами и т. п.).

Одноковшовые погрузчики на пневмо­колесном ходу благодаря своей универ­сальности и мобильности могут исполь­зоваться не только на погрузочных и погрузочно-транспортных работах, но и при выполнении вспомогательных работ (штабелировании сыпучих материалов, зачистке поверхности, уборке снега и т. п.). Применение сменных рабочих органов у погрузчиков и создание мало­габаритных погрузчиков позволит еще больше расширить номенклатуру выпол­няемых операций, повысить уровень ме­ханизации вспомогательных работ и использование погрузчиков во вре­мени.

В реконструируемых цехах в качестве транспортных средств следует шире ис­пользовать различные малогабаритные средства горизонтального транспорта

строительных грузов — мототележки и думперы, а также мостовые краны (для доставки бадей с грунтом).

Обратная засыпка и уплотнение грун­та в условиях реконструкции произво­дятся по обычным или специальным тех­нологическим схемам. В наиболее слож­ных условиях вследствие непримени­мости обычных машин необходимо использование малогабаритного оборудо­вания (малогабаритных бульдозеров, по­грузчиков и др.).

Обратная засыпка тоннелей, коллек­торов и трубопроводов осуществляется различными комплектами машин, но более часто с использованием обычных и малогабаритных бульдозеров, вибро­трамбовок (рис. III.19, г), самопередви­гающихся электротрамбовок (ИЭ-4502, ИЭ-4504 и др.) или гидровиброуста-новок.

При установленных фундаментах и колоннах обратная засыпка усложняется стесненностью проезда между конструк­циями. Если расстояние между фунда­ментами позволяет проезд самосвалов, то грунт отсыпается ими по схеме, по­казанной на рис. III.19, а. При шаге колонн 12 м и более, когда установлен­ные фундаменты не препятствуют дви­жению самосвалов, отсыпку грунта осу­ществляют полосами вдоль пролета с дальней точки котлована «на себя». При этом самосвалы передвигаются по осно­ванию, на которое укладывается слой грунта.

Если расстояние между фундаментами недостаточно для перемещения самосва­лов, грунт транспортируют и разравни­вают малогабаритными бульдозерами или погрузчиками. При ширине просве­та между фундаментами колонн менее 0,9 м грунт обычно разравнивают вруч­ную. В первую очередь уплотняют грунт в непосредственной близости от фунда­ментов колонн, а затем в промежутках между ними.

Обратная засыпка грунтом узких (ши­риной менее 1,4 м) и глубоких пазух про­изводится следующим образом: грунт доставляют к месту работы, распреде­ляют мелкими порциями на бровке тран­шеи, затем сталкивают бульдозером (рис. III. 19, б) с бровки, в нижней части пазухи разравнивают микробульдозером МБ-4 или вручную, а в средней и верх-


Рис. III.19. Обратная засыпка и уплотнение грунта в стесненных условиях:

о — засыпка грунта при установленных фундаментах и колоннах; б — засыпка и уплотнение грунта в узкой пазухе котлована; в — засыпка средней части траншеи с тоннелем; г — то же, верхней части; / — самосвал; 2 — малогабаритный бульдозер; 3 — фундамент; 4 — колонна; 5 — отсыпаемый самосвалами грунт; 6 — направление движения бульдозера; 7 — кран-экскаватор; 8 — бульдозер; 9 — микробульдозер; 10 — вибро­трамбовка; // — подземная часть сооружения; 12 — резерв грунта на первый слой; 13 — тоннель

ней частях — малогабаритным или обыч­ным бульдозером; послойное уплотнение грунта выполняется концентрическими полосами без перекрытия полосы после-■- дующими проходками вибротрамбующи-ми плитами (ВТМ-2, ПВТ-2, ПВТ-3 и др.) или свайными вибропогружателя-

ми на металлических поддонах, подве­шиваемых к крану, установленному на бровке котлована. Продолжительность воздействия на грунт 5... 10 с. В верхней части пазухи при достаточной ее ширине грунт уплотняют самоходны­ми катками.

§ 4. Возведение насыпей из связных грунтов

Насыпь представляет собой искусст­венно сооруженный участок земляного полотна (плотины и т. п.), в пределах ко­торого его основная площадка выше по­верхности земли.

Из связных грунтов возводят земля­ное полотно автомобильных и желез­ных дорог, земляные плотины и дамбы, перемычки, площадки под некоторые' промышленные объекты и т. д.

При небольших объемах насыпи (зем­ляное полотно при спокойном рельефе местности) грунт отсыпают после до­ставки его из специальных выемок-кю­ветов или резервов (уширенных кюве­тов), расположенных вдоль насыпи. При значительных и больших объемах насы­пи (земляное полотно в пересеченной местности, земляные плотины и т. п.) грунт доставляется из выемок больших размеров и грунтовых карьеров.

Насыпи должны удовлетворять опре­деленным требованиям к составу и ха­рактеристике грунтов, устойчивости, плотности и водонепроницаемости.

Земляное полотно служит основанием для верхнего строения автомобильных и железных дорог. Его прочность и устой­чивость обеспечиваются соблюдением требуемой крутизны откосов, завися­щей от высоты насыпи или глубины вы­емки, вида грунтов, уровня грунтовых вод и способа укладки грунта.

Технологический процесс возведения земляного полотна дорог со­стоит из подготовительных и основных работ. К подготовительным относят раз­бивку земляного полотна, снятие расти­тельного слоя, очистку дорожной поло­сы от кустарников, деревьев, пней, кам­ней и т. п.; к основным — разработку, перемещение, разравнивание и уплот­нение грунта, окончательную отделку

насыпи или откосов выемки в соответ­ствии с проектом.

Способы производства ра­бот зависят от их объемов, заданных сроков выполнения, свойств грунтов и дальности их перемещения, высоты на­сыпи и глубины выемки, рельефа мест­ности, гидрогеологических и климати­ческих условий.

Наибольшее распространение в ка­честве ведущей машины получили скре­перы, бульдозеры и экскаваторы. При определенных условиях применяют так­же грейдеры, автогрейдеры, грейдеры-элеваторы, экскаваторы-планировщики, средства гидромеханизации.

Скреперы используются при пе­ремещении грунта более чем на 100 м. В зависимости от местных условий, рас­положения мест разработки и выгрузки грунта работы производят по различным схемам.

По эллиптической схеме (рис. II 1.20, а) возводят насыпи высотой до 2 м при фронте работ 50... 100 м.

Схема «восьмерка» (рис. III.20, б) при­меняется для возведения насыпей высо­той 4...6 м. По сравнению с эллиптиче­ской эта схема требует большого фронта работ, но обеспечивает и более высокую производительность.

Эллиптическая схема и «восьмерка» применимы во всех случаях возведения насыпей из односторонних и двусторон­них резервов, а также при устройстве выемок с укладкой грунта в дамбы, на­сыпи или кавальеры, при планировоч­ных работах.

Зигзагообразная схема (рис. II 1.20, б) рациональна при возведении насыпей высотой 2,5...6 м из грунтов односторон­них резервов при длине захватки более 200 м.

По спиральной схеме (рис. II 1.20, г) скрепер движется при возведении на­сыпей высотой до 2,5 м из двусторонних

резервов и укладке грунта в кавальеры, когда ширина насыпи соответствует или превышает длину пути разгрузки скре­пера, а ширина резерва недостаточна для наполнения ковша.

Производительность скрепера при зиг­загообразной и спиральной схемах работы до 15 % выше, чем при эллипти­ческой.

Поперечно-челночная схема (рис. III. 20,

д) применяется для возведения на­сыпей и дамб, а также выемок и каналов глубиной до 1,5 м с перемещением грун­та в двусторонние отвалы; набор грун­та производят перпендикулярно к оси выемки во время движения скрепера как в одну, так и в другую сторону. При этой схеме производительность скрепера на 20...25 % выше, чем при эллиптиче­ской.

Продольно-челночная схема (рис. III. 20,

е) служит для возведения насыпей высотой 4...6 м из грунтов двусторонних резервов с заложением откосов не круче 1 : 2. Холостой пробег скрепера в данном случае сокращается до минимума.

Выбирая схему движения скрепера, стремятся к тому, чтобы путь транспор­тирования был наименьшим и без кру­тых поворотов, длина забоя и фронта разгрузки обеспечивала полную загруз­ку и разгрузку ковша, уклоны съездов и въездов были минимальны.

Продольное перемещение грунта на расстояние более 500 м целесообразно выполнять только самоходными скрепе­рами.

Бульдозеры применяют для возведения насыпей высотой до 2 м из резервов (рис. III.20, ж), разработки выемок с укладкой грунта в односторон­ние и двусторонние кавальеры (отвалы), для перемещения ранее разработанного грунта, планировки откосов, насыпей и т. д.

Выемки разрабатывают по ярусно-траншейной схеме путем устройства па­раллельных продольных полос-траншей с разделительными стенками между ними.

Возведение насыпей бульдозерами при перемещении грунта из резервов ведут двумя смежными захватками: на одной отсыпают и разравнивают грунт, а на другой уплотняют катками за несколько проходов.

Экскаваторы, оборудо­ванные прямой лопатой, при­меняют при устройстве земляного по­лотна, когда глубина выемок не меньше нормальной высоты забоя; экскава­торы, оборудованные драг­лайн о м,— при разработке выемок с укладкой грунта в кавальеры и отсыпке насыпей из боковых резервов (рис. III. 20, з). Нижние слои насыпей отсыпают из отдаленных участков резерва, верх­ние — из более близких. Резерв разра­батывают полосами сразу на полную глубину.

Грейдеры и автогрейдеры используют для возведения дорож­ных насыпей высотой до 0,75 м или ниж­него слоя более высоких насыпей из ре­зервов, для устройства корыта и разрав­нивания песка и щебня и планировки откосов.

В комплект машин входят два авто­грейдера и один пневмокаток с трак­тором. Один автогрейдер нарезает грунт, а другой перемещает его и разравнивает. Работы производят на двух смежных захватках: на одной грунт разрабаты­вают, перемещают и укладывают в на­сыпь, а на другой — уплотняют. Длину захватки принимают 400...500 м.

Грейдерами-элева т о ра-м и возводят преимущественно в равнин­ной местности насыпи высотой 2...2,5 м из двусторонних резервов (рис. 111.20, и). Фронт работ каждой машины устанавли­вают в пределах 1.2...3 км, длину за­хватки — не менее 400 м. Работы ведут на двух смежных захватках: на одной отсыпают слой грунта, на другой грунт разравнивают и уплотняют. Грейдера­ми-элеваторами разрабатывают грунты I—III групп, а также грунты IV группы после предварительного разрыхления. Для лучшего резания грунты увлажняют до оптимальной влажности, используя поливочные машины. Насыпь по всей ширине отсыпают слоями, толщина ко­торых зависит от типа уплотняющих средств



Рис. III.20. Схемы возведения земляного полотна:

а •— эллиптическая с помощью скреперов; 6 — то же, «восьмеркой»; в — то же, зигзагообразная; г — то же, спиральная; д — то же, поперечно-челночная; е — то же, продольно-челночная; ж— бульдозером из односто­роннего резерва; з — экскаватором-драглайном из одностороннего резерва (/, // — проходки экскаватора; 1', 2' — слои отсыпки насыпи); и — грейдером-элеватором (1'...8' — последовательность выемки и укладки грунта); к — гидромеханизацией безэстакадным способом: л — то же, эстакадным; м — при доставке грунта самосвалами по кольцевой схеме; / — пульповоды; 2 — дамбы обвалования; 3 — выпускные патрубки; 4 — го­ризонтальные дырчатые трубы; 5 — переносные козлы; 6 — дренажный колодец; 7 — труба для выпуска воды; 8 — инвентарная эстакада; 9 — направление движения груженых самосвалов; 10 — подача под раз­грузку; 11 в» отсыпка грунта; 12 — бульдозер, разравнивающий грунт; 13 — экскаватор; 14 — вешка (указа­тель места погрузки грунтов); 15 — пионерная траншея
.

До начала основных работ на участке с помощью грейдера или автогрейдера удаляют верхний растительный слой и устраивают первичный продольный за­бой с вертикальной стенкой высотой 0,4...0,5 м. Первичный забой должен быть на 25...35 см шире последующих.

Вынутый грунт перемещают (рис. III. 20, и) в соответствующие — второй, тре­тий, четвертый и т. д.— валики насыпи. После уплотнения первого слоя насыпи приступают к разработке второго слоя резерва в такой же последователь­ности.

Средства гидромехани­зации применяют для намыва насыпи безэетакадным и эстакадным способа­ми.

Безэстакадный способ намыва (рис. III. 20, к) заключается в постепенном нара­щивании наклонных патрубков (через 20...30 м) по мере возведения насыпи. Патрубки присоединяются к распреде­лительному пульпопроводу, уложенному у подошвы насыпи, и поддерживаются переставными инвентарными козлами. На концах патрубков укрепляют го­ризонтальные дырчатые, выпускные трубы.

Эстакадный способ намыва состоит в использовании специальной инвентар­ной металлической или деревянной эста­кады, устанавливаемой обычно по оси насыпи, на которой располагается пуль­попровод (рис. II 1.20, л). Этот способ менее экономичен; его применяют, глав­ным образом, для устройства больших по ширине насыпей.

При производстве работ площадь на­мываемой насыпи разбивают на участ­ки — карты, длина которых в 3—7 раз превышает ширину насыпи у основания. Намыв производят слоями. Карты на­мыва по периметру ограждают искус­ственными валиками (первоначально из местного, а затем из намытого грунта) при помощи бульдозеров или экскава­торов.

Для обеспечения непрерывности ра­бот устраивают не менее двух карт, на которых чередуют намыв и подготов­ку к намыву, одновременно обваловы­вая карты. Посредине каждой карты за­ранее располагают один или два водо­отводных колодца с дренажными тру­бами.

Экскаваторами-п л а н и -ровщиками производят планиров­ку откосов насыпей и выемок как с ниж­ней стоянки (рис. III. 15, г), так и с верх­ней (рис. III.15, д). Высота насыпи (глубина выемки) при работе экскава­торов-планировщиков изменяется обыч-

но от 1,1 до 4 м при заложении откосов от 1,1 : 1,25 до 1 : 3.

Земляные плотины и дамбы возводят часто из однородных связных грунтов. Последовательность подготовительных и _ основных работ по отсыпке плотин и дамб та же, что и при возведении земля­ного полотна.

При подготовке основания насыпи пред­усматривается снятие растительного и плодородного слоев, удаление непри­годных грунтов и уплотнение основа­ния.

Основные работы при возведении на­сыпи плотин и дамб — разгрузка, раз­равнивание, увлажнение (или подсуши­вание) и уплотнение грунтов. Доставка и выгрузка грунта в тело насыпи обычно осуществляются самосвалами или скре­перами.

Схему движения самосвалов — коль­цевую (рис. II 1.20, м) или с поворотом на 180°— выбирают в зависимости от ширины слоев отсыпаемого грунта и принятой технологии работ.

Скреперы обычно работают по эллип­тической схеме с отсыпкой грунта в на­сыпь продольными полосами, начиная от бровок к середине.

Организация работы по возведению земляных дамб и плотин зависит во мно­гом от параметров и назначения послед­них. Насыпь по длине обычно разбива­ется на отдельные участки — карты, на каждой из которых последовательно про­изводят разгрузку транспортных средств, разравнивание грунта и его уплот­нение.

Разравнивание, уплотнение и оконча­тельная планировка насыпей выполняют­ся комплектами машин и механизмов, увязанных по производительности с ве­дущей машиной. Окончательно зачи­щают земляные насыпи бульдозерами, экскаваторами-планировщиками, грей­дерами, автогрейдерами и универсаль­ными бульдозерами с навесным откос­ным оборудованием. При больших объ­емах работ земляное полотно или насыпь зачищают драглайном методом попереч­ного черпания. Выбор типа планировоч­ных и уплотняющих машин зависит в основном от заложения откосов и разме­ров земляной насыпи и, в конечном сче­те, определяется технологическим рас­четом.