Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Земляні роботи

2.1. Основні положення технології процесів переробки ґрунту.

Будівництво будь-яких будівель і споруд викликає необхідність переробки ґрунтів, що включає в свій склад їх розробку, переміщення, вкладання і трамбування. Весь комплекс цих процесів називають земляними роботами.

Питома вага земляних робіт у загальному обсязі будівельно-монтажних робіт велика і складає біля 12-15% їх вартості і 15-20% трудомісткості. Переробка ґрунтів в сучасному будівництві можлива лише при умові комплексної механізації і ефективної технології виробництва робіт.

Зниження вартості і трудомісткості земляних робіт слід досягати, використовуючи раціональні проектні рішення, які забезпечують максимальну збалансованість необхідних виїмок і насипів, при мінімальних відстанях переміщення ґрунту, комплекси машин, що зводить до мінімуму обсяги робіт виконуваних вручну і інше.

Важливими умовами подальшого вдосконалення технології земляних робіт є:

- раціональна організація виробництва земляних робіт за порою року-скорочення обсягів робіт, виконуваних в зимовий період;

- підвищення долі використання високопродуктивних землерийних машин, особливо малогабаритних;

- створеня і ширше залучення у виробництво комплекту машин для засипки траншей і котлованів, ущільнення та розробки складних і мерзлих ґрунтів.

За своїм призначенням земляні споруди поділяють на гідротехнічні, шляхові, іригаційні, меліоративні, промислового, сільськогосподарського та цивільного будівництва. В залежності від термінів користування бувають постійні і тимчасові земляні споруди. Постійні споруди призначені для експлуатації протягом тривалого часу. До них відносяться: сплановані майданчики; земляні полотна доріг; дамби; канали; греблі; штучні водойми; відстійники і ін. Тимчасові споруди влаштовують-для нетривалого використання, після чого їх ліквідовують. Це траншеї; котловани; різного виду перемички; тимчасові водоперехоплюючі канави і інші.

Залежно від розташування земляних споруд щодо даної поверхні землі розрізняють виїмки (котловани, траншеї тощо) і насипи (планувальні, дорожні тощо).

Земляні споруди в практиці будівництва мають такі назви:

Котлован - виїмка шириною більше 3м, довжина не менше ширини.

Траншея - виїмка шириною менше 3м і довжина багато раз більша ширини.

Шурф - глибока виїмка з малими розмірами в плані.

Насип - споруда з насипного ущільненого ґрунту.

Резерв - виїмка із якої беруть ґрунт для зведення насипу.

Кавальєр - насип, що утворюється при відсипці непотрібного ґрунту, а також при його тимчасовому зберіганні.

При проведенні підземних робіт (будівництво метро) вертикальні і похилі ходи називають шахтами, а горизонтальні – тунелями або штольнями.

Ґрунтаминазивають породи, що залягають у верхніх шарах земної кори. До них відносять рослинний шар, пісок, гравій, глину, суглинок, торф, плавуни, скельні ґрунти.

За характером структурних зв'язків ґрунти поділяють на два класи:з жорсткими (кристалізаційними) структурними зв’язками (скельні гранти); без жорстких структурних зв’язків (нескельні ґрунти).

Скельні ґрунти (граніти, діорити, діабази, базальти, порфірити, трахіти, гнейси, кришталеві сланці, кварцити, мармури, щільні кварцові пісковики, вапняки, доломіти та ін.) відзначаються високою міцністю зв'язків між частками і водостійкістю, залягають у вигляді суцільного або тріщинуватого масиву. Розробляють такі ґрунти після попереднього розпушування.

До нескельних відносять осадочні незцементовані породи (великоуламкові, піщані, пилуваті, глинисті, біогенні ґрунти), а також штучні ґрунти (ущільнені в природному заляганні, насипні і намивні).

Основними об’єктами розробки в практиці будівельного виробництва є глинисті, піщані, піщано-глинисті, а також великоуламкові ґрунти.

До основних властивостей і показників ґрунтів, що впливають на технологію виробництва, трудомісткість і вартість земляних робіт, відносяться: густина, вологість, міцність, зчеплення, кускуватість, розпушуваність, кут природного відкосу і розмивність.

Густина ґрунту - це відношення маси ґрунту в природному стані, включаючи масу води в порах, до об’єму, що він займає.

Вологістю називається відношення маси води в порах ґрунту до маси його твердих частин. Ґрунти вологістю до 5% вважаються сухими, більше 30%- мокрими, а від 5% до 30%- нормальної вологості. Для значної вологості глинистих ґрунтів появляється такий показник як налипання

Міцність ґрунтів характеризується їх здатністю до опору зовнішнім силовим факторам.

Зчеплення характеризує міцність зв'язків між частинками ґрунту і виражається опором зсуву в граничному стані.

Кускуватість ґрунту характеризується відсотковим вмістом різних фракцій (гранулометричний склад).

Розпушуваність – це здатність ґрунту збільшуватисяв об’ємі при розробці внаслідок втрати зв’язку між частинками. Збільшення об’єму ґрунту характеризується коефіцієнтами початкового і залишкового розпушення. Коефіцієнт початкового розпушування - це відношення об’єму розпушеного ґрунту до об’єму в природному стані. Коефіцієнт залишкового розпушування характеризує остаточне збільшення об’єму ґрунту після його ущільнення. Значення коефіцієнта переважно менше на 15…20%.

Кут природного відкосу характеризується фізичними властивостями ґрунту при якому він знаходиться в стані рівноваги. Величина кута природного відкосу залежить від кута внутрішнього тертя, сили зчеплення і тиску вище лежачих шарів. При відсутності сил зчеплення граничний кут природного відкосу рівний куту внутрішнього тертя. У відповідності з цім крутизна відкосів виїмок і насипів, виражається відношенням висоти до закладання (k/a=1/m, де m-коефіцієнт відкосу).

Коефіцієнт фільтрації – показник здатності ґрунту пропускати воду. Він вимірюється кількістю води, що пропускається за добу.

Всі ґрунти групують і класифікують за складністю розробки різними землерийними машинами (6-категорій) і вручну (3-категорії).Чим більший номер категорії ґрунту, тим вища трудомісткість його розробки. Найбільш часто для оцінки трудності розробки ґрунту використовують показник питомого опору різанню (копанню).

Зведення земляної споруди є комплексним процесом, до складу якого залежно від конкретних умов входять такі окремі процеси:

- підготовчі (розчищення території, розбивка земляних споруд, знесення будинків та споруд чи їх переміщення, зняття рослинного шару ґрунту, поверхневе водовідведення, будівництво землевозних доріг, відтавання ґрунту в зимових умовах і інше);

- основні (розробка ґрунту; попереднє розташування щільних, скальних і мерзлих ґрунтів; переміщення ґрунту у відвали, насипи або зворотне засипання пазух фундаментів; пошарове розміщення і ущільнення відсипаного ґрунту; доведення земляної споруди до проектних розмірів);

- допоміжні в ході копання ґрунту (тимчасове кріплення виїмок; відкритий водовідлив або штучне зниження ґрунтових вод або огородження від них та інше).

На території, зайнятій забудовою, підготовчі роботи починають із винесення комунікацій, які не використовуються у процесі будівництва. Газопостачання відмикають на вводі його на територію; водопровід, каналізацію, тепло-, електропостачання і зв’язок – на вводах їх в об’єкти, що підлягають знесенню. Розбирання будівель і споруд здійснюють екскаваторами з різним навісним обладнанням:шар-молотами, клин-бабами, а також вибійними молотками.

Проведенню земляних робіт передує геодезична розбивка. Точки проектованої споруди на місцевості закріплюють кілочками, металевими штирями або відрізками труб у кутах ділянки і за напрямом основних розбивочних осей. На кресленнях прив’язки вказують віддаль від точок перетину осей споруди до осей координатної сітки або до характерних предметів місцевості. Наприклад розбивка котлованів чи траншей під фундаменти робиться на основі робочих планів підземної частини будинків після геодезичної розбивки і закріплення реперами чи рисками на сусідніх спорудах його основних осей. З необхідною точністю навколо котловану і траншеї робиться обноска.

Збереження геодезичних і розбивочних знаків у межах будівельного майданчика забезпечує будівельна організація, яка виконує роботи протягом усього періоду будівництва.

При підготовці території до будівництва будівельні організації зобов’язані знімати рослинний шар ґрунту з метою його дальшого використання для благоустрою будівельного майданчика і інших потреб. Затрати на виконання цих робіт відносять до вартості об’єктів будівництва. Цей процес називається рекультивацією.

Знімають рослинний шар ґрунту в основному бульдозерами, скреперами, грейдерами, а також фронтальними навантажувачами, якими знімають ґрунт і навантажують його в автосамоскиди для перевезення до місця зберігання. Залежно від дальності транспортування ґрунту доцільно використовувати ті комплекти машин, що забезпечують комплексну механізацію робіт.

До початку проведення земляних робіт на будівельному майданчику треба забезпечити стікання поверхневих вод. Для цього, враховуючи рельєф місцевості, влаштовують передбачені проектом постійні або тимчасові захисні обвалування.

Влаштування водовідведення і спосіб водопониження передбачається проектом. Для прискорення стоку "своєї" води будівельному майданчику при вертикальному плануванні надається певний ухил і влаштовується сітка відкритого або закритого водовідливу.

У відкритих виїмках при високому рівні ґрунтової води необхідно зразу ж влаштовувати фундаменти, вкладати трубопроводи, будувати підземні споруди і зразу ж за цим проводити обернену засипку пазух фундаментів і траншей.

Відкрите водовідведення є найбільш простим і економічним способом водопониження. Полягає воно в безпосередньому відкачуванні води з виїмок. Цей метод ефективний при наявності ґрунтів з доброю водопроникністю, при відсутності нижче дна осушувальної виїмки напірних водоносних горизонтів.

Для збору води на дні котлованів влаштовуються приямок (зумпф), стіни яких при необхідності зміцнюються дерев’яним коробом з фільтруючою обсипкою. Для підводу води до приямків дна котловану надаються відповідні ухили чи влаштовуються канави. Для відкачування води застосовуються центробіжні і самовсмоктувальні центробіжні насоси. Тип насосу вибирають в залежності від потреб виробництва і висоти піднімання. Кількість насосів застосовується за розрахунком з врахуванням резервних на випадок поломок чи випадання великих опадів.

Серед недоліків відкритого водовідведення є те, що у виїмці практично завжди присутньою є вода, яка ускладнює проведення робіт і сприяє порушенню природної структури основи. Тому в багатьох випадках доводиться використовувати штучне пониження рівня ґрунтових вод. З цією метою використовують легке голкофільтрове устаткування, яке дозволяє при одноярусному розміщені понизити рівень ґрунтової води на 4…5м, а при двохярусному на 7…9м; устаткування з вакуумним водопониженням; інжекторні голкофільтри, що забезпечують пониження дзеркала ґрунтової води на 16…20м і трубчаті колодязі з глибинними насосами, що здатні відкачувати воду ще з більших глибин.

Легке голкофільтрове устаткування використовується для осушення піщаних ґрунтів з коефіцієнтом фільтрації 1,5…2,0 м/добу. В комплект ЛГУ входять голкофільтри (до 100 шт.), водозбірний колектор діаметром 150 мм і для забезпечення безперебійної роботи устаткування – два центробіжних насоси, один з яких резервний. Голкофільтри частіше за все заглиблюють в ґрунт гідравлічним способом, а в щільних ґрунтах, слабо віддаючих воду голкофільтри влаштовують в попередньо пробурені свердловини; для покращення притоку води в свердловину навколо голкофільтра підсипають піщано-гравійну суміш.

Устаткування з вакуумним водопониженням доцільно використовувати в ґрунтах при коефіцієнті фільтрації від 1 до 0,01 м/добу. В глинистих водонасичених ґрунтах з коефіцієнтом фільтрації менше 0,1 м/добу, де звичайне голкофільтрове устаткування малоефективне використовують спосіб, в основі якого покладене явище електроосмосу, тобто переміщення води в ґрунті під впливом струму, що переходить через нього.

Інжекторне голкофільтрове устаткування використовують для пониження рівня ґрунтової води з коефіцієнтом фільтрації від 1 до 40 м/добу з глибини до 20 м .

Трубчаті колодці з глибинними насосами застосовують для пониження ґрунтової води більш чим на 20м, а також при коефіцієнті фільтрації більш 40м/добу у випадку великої товщини водоносного шару і тривалого часу відкачки.

В практиці сучасного будівництва використовується штучне огородження виїмок від ґрунтових вод. При влаштуванні виїмок в водоносних шарах роботи ведуть під захистом водонепроникних мерзлих стінок із замерзлого ґрунту чи при допомозі тиксотропних протифільтраційних екранів.

Необхідність кріплення стінок котлованів і траншей визначається і регламентується нормативними документами і залежить від гідрогеологічних умов (виду і вологості ґрунту, наявності ґрунтових вод, а також глибини виїмки).

Вертикальні стінки без кріплення допускаються в ґрунтах природної вологості з непорушеною структурою при відсутності ґрунтових вод: при глибині виїмок в піщаних і великоуламкових ґрунтах не більше 1м, в супісках - 1,25м, в суглинках - 1,5м, в особливо щільних ґрунтах - 2м.

При необхідності створення більш глибоких виїмок з вертикальними стінками, а також при наявності ґрунтових вод для забезпечення стійкості стін влаштовують тимчасові кріплення. Тип кріплення визначається проектом виробництва робіт в залежності від розмірів виїмки, властивостей ґрунту, потоку ґрунтових вод і конкретних умов виконання процесів.

Кріплення стінок котлованів і траншей класифікують за способом їх роботи як несучих конструкцій.

Підкісні кріплення влаштовують всередині котловану, вони затрудняють виробництво наступних робіт в котловані і тому їх використання обмежується. Горизонтальну забивку влаштовують з дощок товщиною 5 см з прорізами на ширину дошки при зв’язних ґрунтах природної вологості і глибини котловану до 3м.

Анкерні кріплення – це конструкція, що складається з забивки, стійок, дерев’яних і металевих тяг і паль, розміщених не у котловані, а на певній відстані.

Консольні (шпунтові) кріплення являють собою шпунтову стінку, защемлену ґрунтом. Такі кріплення влаштовують з металевого, рідше з дерев’яного шпунту, частіше всього їх використовують для огородження неглибоких котлованів у водонасичених ґрунтах, коли не можна провести штучне пониження рівня ґрунтових вод.

Розпірні кріплення сприймають всі діючі навантаження через розпірки, а щити кріплення і шпунтові стінки виконують тільки огороджуючі функції. Розпірки влаштовуються в один або декілька рядів по висоті перерізу.

Консольно-розпірні кріплення являють собою поєднання двох видів кріплення. Використовуються переважно для вузьких і неглибоких котлованів. В практиці будівництва консольно-розпірні кріплення використовують у поєднанні з ґрунтовими анкерами.

Для широких і глибоких котлованів використовують кріплення з телескопічними розпірками (дерев’яні, металеві).

Розробку ґрунту у виїмках у разі перетину ними всіх видів підземних комунікацій ведуть тільки при наявності письмового дозволу організації, яка експлуатує ці комунікації, або відповідних структур держадміністрації у присутності відповідальних представників будівельної організації.

При влаштуванні кріплень стінок котлованів широко впроваджуються методи торкретування з допомогою цемент-гармати чи бетон-шприц машини. Набризк бетонної суміші проводиться під високим тиском; її частини при нанесені першого шару проникають в м'який ґрунт, а при нанесені наступних шарів – у незатверділу бетонну суміш попереднього шару. Між шарами бетону можна вкладати арматурну сітку.

2.1.2. Визначення обсягів земляних робіт

Обсяги робіт, підраховані при проектуванні земляних споруд служать основою для прийняття технічних рішень з вибору способу виконання робіт і підрахунку комплексу машин, співставлення почерговості і організації виробництва робіт, визначення їх вартості і протяжності. Обсяги земляних робіт визначають також в процесі їх виробництва за натурними замірами: при проміжному прийманні виконуваних робіт, закритті нарядів, контрольних обмірів, здачі об’єкту замовнику.

При визначенні обсягів робіт користуються відомими формулами геометрії: при цьому складні за формою споруди ділять на ряд простіших геометричних фігур, окремі обсяги яких потім сумуються.

Якщо розрахунок з обміру ґрунту в природному стані неможливий об’єм перераховують з врахуванням коефіцієнту розпушування, значення якого для різних ґрунтів приведено в ЕНиР.

В залежності від виду земляної споруди і рельєфу місцевості підрахунок об’єму земляних робіт ведуть різними методами.

Об’єми земляних робіт при проектуванні будівельних майданчиків визначають на основі картограми земляних робіт, яка являє собою план ділянки з горизонталями і нанесеною сіткою квадратів з позначенням чорних, червоних і робочих відміток вершин квадратів, а також лінією нульових робіт. Сторону квадрату приймають від 10 до 50 м в залежності від рельєфу місцевості (в квадраті повинно бути не більше двох горизонталей). При складному рельєфі місцевості квадрати ділять діагоналями на трикутники. Діагональ повинна проходити приблизно по напрямку водорозділу. Наприклад.

Найбільш раціонально проектувати планування площадки так, щоб зберігався нульовий баланс земляних мас, коли планування проводиться перерозподілом земляних мас на самому майданчику, без завезення ґрунту, що не вистачає і вивезення зайвого ґрунту за його межі.

2.1.3. Розробка ґрунтів механічним методом. Основні положення методу. Розробка ґрунту землерийно-транспортними і землерийними машинами. Визначення технологічних параметрів. Вкладання і ущільнення ґрунтів, контроль процесу та якості ущільнення.

Для перетворення природного рельєфу майданчика, відведеного під будівництво будівель і споруд чи для благоустрою території, виконують земляні роботи, передбачені проектом планування.

Земляні роботи виконують трьома основними способами розробки ґрунту: механічним, гідромеханічним і вибуховим. При механічному способі ґрунт відділяють від масиву різанням з допомогою робочого органу машини, при гідромеханічному – з використанням дії струї води для розмиву, при вибуховому шляхом руйнування енергією вибуху.

Основні роботи включають в себе розробку ґрунту на ділянках виїмки, транспортування і вкладання його з ущільненням в насипи, остаточне планування майданчика і відкосів.

Способи виконання ведучих процесів – виїмки і транспортування ґрунту – залежать від обсягів і термінів виконання робіт, характеристики ґрунтів, рельєфу місцевості, робочих відміток майданчика, місцевих і кліматичних умов.

В залежності від вказаних способів при виконанні земляних робіт вибирають відповідні машини і механізми, які класифікують на землерийні, землерийно-транспортні, гідромоніторні установки, земснаряди, обладнання для ущільнення ґрунтів, буріння, транспортні засоби.

За принципом роботи землерийні машини (екскаватори) поділяють на дві групи: неперервної і перервної дії. До першої групи віднесемо багатоковшові екскаватори. Ці машини проводять неперервне копання ковшами, послідовно з’єднаними між собою. В екскаватора періодичної дії один ківш. Одноківшові екскаватори – універсальні машини для риття котлованів, траншей, каналів, а також влаштування насипів і інших земляних споруд.

Будівельні екскаватори випускаються з такими основними видами робочого обладнання: прямою лопатою, оберненою лопатою, драглайном і грейфером. За типом ходового механізму – пневмоколісні, гусеничні, крокуючі. За принципом управління робочими органами – з гідравлічним і механічним приводом. За ємністю ковша – 0,15; 0,25; 0,4; 0,5; 0,65; 1,0; 1,25; 1,6; 2,5 м³ та інші.

Розробка виїмок одноковшевими екскаваторами полягає у знятті стружки ґрунту від масиву і вивантаження його у відвал чи навантаження у транспортні засоби.

Робота екскаватора має циклічний характер. Робочий цикл складається із послідовно виконаних операцій: набору ґрунту ковшем, піднімання ковша і повороту на розвантаження, розвантаження, повороту в забій і опускання ковша.

Послідовне переміщення екскаватора при розробці ґрунту з однієї стоянки на іншу називають проходкою.

Забій – це робоча зона екскаватора, де знаходиться його стоянка і розроблюваний з цієї стоянки масив ґрунту. В цій зоні розміщені транспортні засоби чи відвал ґрунту.

Параметри забою і проходи встановлюються проектом виробництва робіт в залежності з технічною характеристикою екскаватора і залежать від геометричних розмірів плануючої ділянки, виду транспортних засобів, розміщення транспортних шляхів, групи ґрунту.

Раціональною можна рахувати роботу екскаватора коли кут повороту його 70...90^о і вміщає на кузов транспортного засобу 4…10 ковшів.

Ґрунт від екскаватора частіше за все транспортують самоскидами (через їх добру маневреність) рідше стрічковими конвеєрами, з/д транспортом і іншим.

На експлуатаційну змінну продуктивність одноковшевого екскаватора (м³) впливає протяжність робочого циклу, ємність ковша і його наповнення, коефіцієнт використання в часі.

В залежності від розміщення екскаватора в забої по відношенню до масиву ґрунту і характеру розробки цього масиву розрізняють два види забоїв: лобовий і боковий. В лобовому забої екскаватор розробляє ґрунт перед собою по обидві сторони осі руху, вивантажуючи його в транспортні засоби, які рухаються за ним. В боковому забої екскаватор розробляє ґрунт з однієї сторони осі руху і навантажує його на транспортні засоби, що подані з другої сторони.

Екскаватори з прямою лопатою розробляють ґрунт, розміщений вище рівня стоянки екскаватора. Екскаватор, обладнаний прямою лопатою, має ряд переваг перед екскаваторами з іншими видами обладнання. Він більш маневрений, може розробляти мерзлі роздроблені скальні ґрунти, може працювати в таких умовах, де інші види обладнання є неефективними.

Екскаватор, обладнаний оберненою лопатою, здійснює різання ґрунту при русі ковша "на себе". Розробку ґрунту ведуть нижче рівня стоянки екскаватора лобовими чи боковим забоєм. Ширина виїмки при боковому забої менше, чим при лобовому, так як не перевищує величини радіусу різання, крім цього, екскаватор розробляє ґрунт в положенні найменшої стійкості (поперечне положення гусеничного візка), що потребує постійної уваги до стійкості машини.

Екскаватори, обладнанні драглайном, обладнують подовженою решітчастою стрілою і ковшем на гнучкій підвісці. Наповнення ковша ґрунтом проходить в процесі підтягування його канатом до екскаватора. Використовуючи інерційну силу, ківш може бути закинутий в забій на значну відстань, що дозволяє розробляти велику площу ділянки.

Сучасні одноковшеві екскаватори крім основних видів робочого обладнання можуть бути оснащені додатковим навісним обладнанням: грейферним ковшем для оберненої засипки ґрунту "пазух", трамбівкою, клин-бабою, направляючими копра для забивки паль, стрілою з вантажним гаком для роботи в якості крана.

Багатоковшеві екскаватори мають робочий орган у вигляді ланцюга ковшів чи ковшового колеса. Вони застосовуються для розробки траншей під фундаменти та інженерні сітки.

Землерийно-транспортні машини (бульдозери, скрепери, грейдери) використовують для пошарового копання, транспортування, відсипки і планування ґрунту.

Бульдозер – гусеничний чи колісний трактор (тягач), що має навісний ріжучий орган – відвал із системою приводу. Різання ґрунту здійснюється ножем відвалу при русі трактора вперед. Зрізаний ґрунт накопичується перед відвалом бульдозера і переміщається до місця відсипки.

Бульдозер широко використовується для планування майданчиків, а також для розробки виїмок невеликої глибини (до 2м), зведення високих насипів 1…2м в ґрунтах I, II і III групи при переміщені на відстань до 100м, зачистці дна котловану після екскаваторних робіт, виконання обернених засипок траншей і пазух котлованів. Щільні ґрунти доцільно попередньо розпушувати.

Розробку ґрунту ведуть пошарово при товщині зрізаного шару до 30 см, застосовуючи ті ж профілі стружки, що і для скреперів. Найбільш раціональний режим різання клиновидний і гребінчастий, що виконується на горизонтальних ділянках. При різанні під ухил і на підйомі застосовують стружку постійної товщини. При влаштуванні неглибоких виїмок, засипці траншей із переміщенням ґрунту на відстань до 50 м найбільше поширення отримала човникова схема руху бульдозера, при якій його робочий хід здійснюється при русі вперед, а холостий – назад. При цьому ґрунт можна переміщати по прямій, по зигзагу, чи змішати покривій в сторону відвалу. При переміщені ґрунту на відстань більше 50 м його доцільно розробляти по еліптичній схемі з двома поворотами, без заднього ходу чи влаштовувати проміжні відвали. В залежності від потужності двигуна базового тягача використання бульдозера ефективне при переміщенні ґрунту на відстань 25…100м і ухилі не більше 20%.

Втрати ґрунту при переміщені бульдозером можна скоротити використовуючи спарену роботу бульдозерів (разом горнуть паралельно на відстані до 0,5м).

Різання і переміщення ґрунту до 50м економічно виконувати по човниковій (маятниковій) схемі: тобто відсипавши ґрунт, бульдозер повертається заднім ходом. Це економить час на розворот зменшує знос механізму. За маятниковою схемою на більші відстані ґрунт переміщати недоцільно, а використовувати еліптичну схему.

Ґрунт, вкладений бульдозером розрівнюють і остаточно планують при-піднятим відвалом чи тильною стороною при русі назад.

Для зменшення втрат ґрунту при розробці сипучих ґрунтів відвали забезпечують боковими щипками (підкрилками). До відвалу можна також кріпити додаткове навісне обладнання для планування відкосів закладанням від 1 : 1,5.

Тяжкі і напівскельні ґрунти можна розпушувати причіпними чи навісними тракторними розпушувачами, а також відкидними зубами, встановленими на тильній стороні відвалу бульдозера.

Грейдери спеціалізовані машини для дорожнього будівництва. В залежності від конструкції ходової частини і робочого органу розрізняють причіпні грейдери, автогрейдери і грейдери-елеватори. Всі вони потребують попереднього рихлення щільних ґрунтів.

Розробка ґрунту скреперами. Скрепер призначений для пошарової розробки і переміщення ґрунту з вкладанням його в насип чи відвал з одночасним розрівнюванням і попереднім частковим ущільненням. Робочий орган скрепера – ківш з ножем в передній частині.

Розрізняють два види скреперів: причіпні до тракторів і самохідні на базі одноосних тягачів. Причіпні скрепери в залежності від з ємності ковша доцільно використовувати:

- до 3м³ на відстань до 250 м,

- до 6м³ на відстань до 350 м,

- 6…8м³ на відстань до 550 м,

- при 15м³ на відстань до 1000 м.

Самохідні скрепери місткістю 4,5…15 м³ використовують для транспортування на відстань до 5 км.

На протяжність наповнення ковша і довжину шляху, що проходить скрепер в період його заповнення, впливає спосіб різання ґрунту: тонка стружка постійної товщини, клиновидна стружка, стружка гребінчастого профілю.

На умови набирання ґрунту впливає послідовність розробки виїмки. Використовують три основні схеми розробки: послідовні проходки, через полосу і ребристо-шахові проходки.

Протяжність переміщення навантаженого і розвантаженого скрепера досягає 70% протяжності всього робочого циклу. Тому велике значення має вибір раціональної схеми руху по найкоротшому шляху.

Схеми руху по еліпсу використовують при розробці виїмок з вкладанням ґрунту в насип чи відвал, зведенні насипів з ґрунту бокових резервів і обмеженій ділянці робіт, при вертикальному плануванні майданчика. Схему руху по вісімці використовують при цих же самих умовах, що і по еліпсу, але при більшій протяжності фронту робіт. Односторонній знос ходового обладнання при цьому виключається.

Схема руху по спіралі ефективна при влаштуванні широких і невисоких насипів з пологими з’їздами і двосторонніми резервами, широких і дрібних виїмок, а також при вертикальному плануванні майданчика. Схему руху по зигзагу використовують при зведенні масивів із односторонніх і двосторонніх резервів великої протяжності і використанням скреперів, що рухаються один за другим.

Поперечно-човникову схему руху використовують при наборі ґрунту перпендикулярно осі виїмки і вкладанні його в двохсторонні відвали. При такій схемі руху скорочується число поворотів скрепера і довжина його шляху; доцільна вона при влаштуванні широких виїмок невеликої глибини і планувальних роботах.

Поздовжньо-човникову схему використовують при зведенні насипів із двохсторонніх резервів чи виїмок з двосторонніми відвалами ґрунту. Рухаючись по цій схемі, скрепер за один хід, робить дві відсипки і дві зрізки ґрунту, скорочуючи число поворотів і довжину шляху завантаженого і порожнього ходу.

Остаточну паніровку проводять при допомозі тих же скреперів, якими виконували основні земляні роботи. Опущений ківш ножем зрізує дрібні нерівності і засипає зрізаним ґрунтом найбільш заглибленні, тим самим вирівнюючи поверхню ґрунту.

Ґрунтоущільнюючі машини і механізми призначені для пошарового ущільнення ґрунтів. До них відносяться кулачкові і вібраційні катки, катки на пневмошинах, трамбувальні плити, вібраційні установки, навісні гідротрамбовки, вібратори і інше. Катки ущільнюють ґрунт глибиною до 0,5 м, а важкі трамбівки – до 2,5 м. Піщані і грубоуламкові ґрунти ущільнюють вібруванням. Переважно вібратори ущільнюють ґрунт на глибину до 0,5 м, важкі – до 1 м. Перезволожені ґрунти ущільнюються важко. В таких випадках поверхню ґрунту перед трамбуванням посипають шаром щебеню (гравію) чи сухого ґрунту товщиною до 10см. При ущільненні ґрунту глибину виїмки котловану проектують з врахуванням зсідання основи.

Контроль процесу і якості ущільнення полягає в систематичному спостережені і перевірці виконуваних робіт проектній документації, вимогам нормативних документів.

В процесі зведення насипів, в тому числі і при плануванні майданчиків, попередньо вивчають будівельні властивості ґрунтів, призначених для влаштування цих споруд. Контролюють товщину і ступінь ущільнення відсипаних шарів, вологість ґрунту, ритм роботи машин по ущільненню. Щільність ґрунту провіряють лабораторним дослідженням відібраних проб.

Під час приймання робіт при плануванні необхідно переконатися в тому, що відмітки і ухили відповідають проектним, немає перезволоження ділянок і місць просадок ґрунту.

2.1.4 Розробка ґрунту гідромеханічним методом.

Гідромеханічним називають такий спосіб проведення земляних робіт, при якому ґрунт розробляють, транспортують і вкладають в тіло споруди чи у відвал з допомогою води.

Гідромеханічні установки складаються з гідромоніторів, магістральних трубопроводів, насосних станцій і інших споруд.

2.1.5 Розробка ґрунтів бурінням. Способи буріння.

Буріння використовується в будівництві при влаштуванні палевих фундаментів, штучному закріпленні ґрунтів, при вибухових роботах, інженерних вишукуваннях, водопониженні і водопостачанні населених пунктів та інших виробничих потребах.

В розроблюваних породах будівельним інструментом бурують циліндричні отвори – виробітки. Виробітку діаметром до 75мм і глибиною до 6м називають шпуром, виробітку більших розмірів – свердловиною. Шпури і свердловини бувають вертикальними, з нахилом і горизонтальні. Початок шпуру чи свердловини біля поверхні землі називають устям, низ – забоєм, бокові поверхні – стінками.

Процес буріння складається з двох операцій: руйнування породи на дні свердловини і забору зруйнованої породи із свердловини.

Ефективність буріння свердловин шпурів визначається швидкістю буріння, яка залежить від фізико - механічних властивостей ґрунту, в основному від опору породи руйнуванню під дією бурильного інструменту; виду і форми бурового інструменту і способу його дії на забій свердловини; діаметру свердловини і в ряді випадків, його глибини; способу, швидкості і старанності видалення з забою свердловини бурових дрібних частин; загальної організації і масштабів виробництва бурових робіт.

Продуктивність буріння породи – характеризується часом чистого буріння свердловин (шпуру) і залежить вид міцності породи.

Зруйнований ґрунт видаляється з свердловини глинистим розчином чи водою, потоком стиснутого повітря шнековими пристроями і іншим.

Стінки свердловини у рихлих і насичених водою ґрунтах кріплять стальними обсадними трубами.

В залежності від геологічних і гідрогеологічних умов виробітку і їх глибини застосовують ті чи інші способи буріння, які можна підрозділити на дві основні групи.

До першої групи відноситься ударний (ударно-канатний), ударно-обертовий, обертовий а також вібраційний способи буріння, при яких породу руйнують механічно.

До другої групи відносять термічний, вибуховий і гідравлічний способи, при яких для буріння використовують фізико-хімічні методи руйнування.

Ударний (ударно-канатний) спосіб полягає в тому, що буровий снаряд масою 1000...3000 кг падає з певної висоти в забій свердловини і руйнує породу завдяки енергії падіння. Після кожного удару буровий снаряд повертається на певний кут, внаслідок чого створюються умови для рівномірного руйнування всієї площини свердловини. Під час буріння в свердловину періодично подають воду і шлам вичерпують.

Цим способом руйнують свердловини d=400мм і глибиною до 50 м. Порівняно мала продуктивність, тому мало використовується і замінюється іншими методами руйнування.

Ударно-обертове буріння порівняно з ударним має більш високу швидкість (при цьому можна бурувати від 0⁰до 90⁰ до горизонту).

Відсутня необхідність в підвезенні тяжкого інструменту і забезпеченні водою. Ударна дія і обертання долота приводяться в дію двома незалежними механізмами. Цим методом можна будувати свердловини діаметром до 155-200 мм глибиною до 36м і в скельних і середньої міцності ґрунтах.

Обертове буріння полягає в тому, що буровий снаряд із штанг шнекового типу з різцевою коронкою, притиснутий до забою свердловини за рахунок маси станка, отримує обертання від двигуна станка. Різці коронки при обертанні в забої свердловини зрізають породу, яка у вигляді дрібних частин безперервно видаляється із свердловини спіральними витками штанг.

Обертове буріння свердловини здійснюється в основному станками шнекового буріння, а в окремих випадках для буріння нових свердловин в особливо в’язких абразивних ґрунтах здійснюється станками алмазного і дробового буріння.

Переваги обертового буріння - достатньо висока швидкість буріння в цільних і напівсальних ґрунтах і безперервність процесу, можливість буріння як вертикальних, так і похилих свердловин.

При вібраційному бурінні застосовують вібратори направленої дії, жорстко приєднані до колони бурових труб, що має на кінці робочий наконечник. Під дією вібраційного снаряду неміцні ґрунти і породи виділяють зв’язану воду; частина породи в зоні контакту з вібраційним наконечником переходять в рухомий стан, що тягне за собою різке зниження опору ґрунту і сприяє заглибленню вібробурового снаряду в породу.

Цей спосіб дуже продуктивний але з ростом глибини швидкість заглиблення різко падає (15…20м).

Термічне (основне) буріння здійснюється пропаленням породи високотемпературним газовим струменем, що виходить з надзвуковою швидкістю з сопла вогнеструменевої горілки. Для отримання високотемпературного газового потоку використовують розпилений гас і газоподібний кисень. Порода нагрівається до температури 2000⁰С збільшується в об’ємі, розтріскуються на дрібні частини, які разом з продуктами згоряння виділяються із свердловини потоком охолоджених газів. Термічне буріння застосовується тільки у кварцовмісних скельних, а також в мерзлих ґрунтах.

Використовуються і ручні термобури (для діаметру 60мм і глибини 1,5...2,0м) і пересувні станки - для буріння свердловин діаметром 250-300мм і глибиною 17…22м.

Гідравлічне буріння основане на використані ударної дії тонкого високонапірного потоку води, що подається в забій свердловини із надзвуковою швидкістю. Цей метод ефективний при глибині до 8м і м'яких водонасичених ґрунтах.

Електрогідравлічне буріння –засноване на явищі гідравлічних ударів, що виникають в рідному середовищі внаслідок імпульсного розряду між розімкнутими контурами електричного поля, до якого під’єднана висока напруга.

Охорона праці при бурових роботах

При проведені бурових робіт треба виконувати правила техніки безпеки у будівництві .

До управління буровими станками допускаються люди, які мають спеціальне посвідчення.

Майстер відповідає за збереження правил техніки безпеки членами бригади. До початку роботи він зобов’язаний переконатися в справності і надійності всіх механізмів, в наявності огородження рухомих частин і забезпеченні вільного доступу до станка, а також провірити справність заземлених електродвигунів, електроінструменту і пускової апаратури станків.

Місця буріння в темний період дня повинні бути освічені.

2.1.6 Вибуховий метод розробки ґрунтів

Під вибуховими розуміють надзвичайно легке хімічне перетворення речовини, що супроводжується виділенням енергії, утворенням ударної хвилі і стиснутих газів, здатних виконувати механічну роботу.

До вибухових речовин відносять хімічні чи механічні суміші, здатні під впливом зовнішньої дії змінювати свій стан з великою швидкістю, утворюючи сильно стиснуті газоподібні продукти і виділяючи енергію.

За швидкістю вибухового розкладу (в. р.) ділять на ініціюючі, бризантні, метаючі.

Ініціюючі (наприклад, гримуча ртуть) застосовують для спорядження корпусів-детонаторів, капсулів-запалювачів і виготовлення детонуючих шнурів. Особливість речовин – чутливість до зовнішньої дії (вогонь, удар, іскра, тертя).

Бризантні - це ті речовини, що мають високу швидкість вибухового розкладу (динаміт, амоніти, тротил і ін.). Порівняно невелика чутливість їх до удару і відповідно достатня безпека при використанні дозволяє їх застосовувати ширше.

Метальні - мають високу швидкість вибухового розкладу (динамічний порох, суміш селітри, сірки, вугілля) і бездимний порох - тироксиновий чи нітрогліцеринів.

Найчастіше використовується тротил (в порошковому, пресованому плавленому вигляді) і аміачні селітри (порошковидні, пресовані брикети).

Заряд – це прораховане за масою і формою розширення В.Р. вкладене в зарядну порожнину і забезпечене ініціатором вибуху.

Заряди бувають зовнішні ( по розміщенню) і внутрішні.

Заряди, що закладаються в ґрунт вибухають вогневим або електричним способом, а також з допомогою метального шнура.

Вогневий спосіб є основним для вибухання одиноких зарядів В.Р. (при розробці вакуумів і негабаритів, руйнуванні фундаментів, розробки горизонтальних виробіток). Вибухання цим способом здійснюють з допомогою капсуль-детонатора і вогнепровідного шнура.

Електричний спосіб застосовується, коли треба одночасно підривати велику кількість зарядів. Для проведення вибуху потрібно електродетонатори, проводи, джерело струму, провірювальні і вимірювальні прилади.

При складанні електровибухових мереж в залежності від джерела струму застосовують послідовну, паралельну і змішану схему з’єднання електродетонаторів.

Технологія процесів заглиблення і влаштування паль. Види паль за способом влаштування. Методи заглиблення забивних паль і особливості технології вирівнювання оголовків паль. Технологічні процеси влаштування бурових і набивних паль. Основні положення техніки безпеки при влаштуванні паль.

Палі – це занурені в ґрунт готові чи влаштовані в пробурених свердловинах несучі елементи, які служать для передачі навантажень від будинку чи споруди на більш міцні шари ґрунту. Вони можуть служити для ущільнення слабих ґрунтів, підвищуючи їх несучу здатність як основи.

За способом влаштування поділять на такі види:

Забивні, заглиблені в ґрунт за допомогою молотів, віброзанурювачів, вібровтискуючих і втискуючих засобів без виїмки ґрунту.

Палі-оболонки, заглиблені віброзанурювачами з виїмкою ґрунту (заповнені частково чи повністю бетонною сумішшю).

Палі набивні, влаштовані в ґрунти шляхом вкладання бетонної суміші в свердловини, утворені в результаті примусового відтиску (витіснення ґрунту).

Палі бурові, влаштовані в ґрунті шляхом вкладання бетонної суміші в свердловини, утворені шляхом буріння (або ставляться лінійні залізобетонні елементи).

В залежності від розподілу навантажень, палі можуть розміщатися в основі споруди на деякій відстані один від одного ( одинокі палі), або щільно по декілька штук (кущові палі). Розміщення одиноких паль в плані може бути рядове чи шахове. Палі, що безпосередньо приймають навантаження від споруди називають несучими. Несуча здатність паль-стінок, забезпечується міцність самої палі і масиву ґрунту, на який вона опирається, а висячих – силами тертя палі до ґрунту і опором.

Для збільшення несучої здатності паль в нижній їх частині влаштовується розширення, в результаті чого збільшується площа опирання палі на ґрунт. Такі палі дістали назву – палі з розширеною п’ятою.

Забивні палі можуть бути: залізобетонні, дерев’яні, ґрунтові комбіновані;

За формою: квадратного, призматичного і круглого перерізу.

Залізобетонні палі найбільш широко поширені у промисловому, житловому і гідротехнічному будівництві. Це зумовлено рядом їх переваг за умовою з іншими типами паль. Залізобетонні набивні палі не гниють, не руйнуються, мають високу несучу здатність, їх можна виготовити індустріальним способом на заводах збірного залізобетону.

Найбільш широке застосування отримали квадратні залізобетонні палі суцільного перерізу, палі квадратні з круглою пустотою.

Дерев’яні палі застосовують в основному для влаштування фундаментів під тимчасові будинки і споруди при невеликих навантаженнях.

При забивці їх в щільні ґрунти для запобігання гострих для руйнування на нього попередньо натягують металічний ковпак. Верхня частина паль має кільце (бугель), що запобігає голівці палі від руйнування при ударах молота. Після забивки палі бугель знімають і натягують на головку другої палі. Шпунтові дерев'яні палі виконують із перерізом, що мають і гребінь і забезпечують більш щільне прилягання паль в ряді.

Сталеві палі у вигляді труб застосовують для влаштування сталебетонних, а також гвинтових стальних і комбінованих паль які складаються з різних матеріалів (наприклад, ствол палі залізобетонний, а гвинтове закінчення стальне).

Стальні палі спеціальних прокатних профілів виготовлюють з замками на поздовжніх ребрах.

Всі технологічні прийоми влаштування палевих фундаментів можна звести до трьох основних способів: забивка паль; безударне заглиблення (підшив, закручування, втискування), і набивна в проектному положенні.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.024 сек.