Разработка и рытье котлованов: этапы подготовки проведения работ

Обустройство котлована
При строительстве фундаментов или прокладке коммуникаций в грунте требуется рыть котлованы и траншеи. Земляные работы обязательно сопровождаются мероприятиями по технике безопасности. Они определяют правила закрепления боковых сторон и дна. Чтобы определить угол откоса котлована, используется таблица. Ее применение позволяет для грунта на строительном участке подобрать нужный уровень наклона стен вырытого углубления к его дну, чтобы не произошло обрушение.

Виды земляных сооружений

Строительство зданий и коммуникационных сооружений сопряжено с проведением трудоемких земляных работ. Под ними подразумевают разработку грунта при рытье котлованов и траншей, его транспортировку, складирование.

Земляными сооружениями являются насыпи, выемки. Они могут быть постоянного типа и временного. Первые делают для продолжительной эксплуатации. К ним относятся:

• каналы;
• плотины;
• водохранилища;
• дамбы и прочие сооружения.

Временные выемки – это траншеи и котлованы. Они предназначены для проведения последующих строительных работ.

Котлован – это выемка, ширина и длина которой практически не отличаются заметно по размерам. Они необходимы для сооружения фундаментов под постройки.

Траншея же представляет собой борозду большой протяженности по сравнению со своим поперечным сечением. Предназначена она для монтажа коммуникационных систем.

По требованиям ГОСТ 23407-78 рытье котлованов, траншей в населенных пунктах, местах движения транспорта, либо людей, должно сопровождаться созданием защитных ограждений. Их устанавливают по периметру рабочего участка. На них размещают предупреждающие знаки и надписи, а ночью задействуют даже сигнальное освещение. Также специально оборудуют мостики для движения людей.

Откосы – это наклонные боковые стенки выемок или насыпей. Важной характеристикой их является уклон (крутизна). Окружающие откосы горизонтальные поверхности называются бермами.

Под дном выемки понимают ее нижнюю, плоскую часть. Бровка является верхней кромкой созданного откоса, а подошва – нижней частью.

Проведение земляных работ на стройплощадке

При эксплуатации земляных сооружений они не должны:

• изменять своих очертаний и линейных размеров;
• просаживаться;
• размываться водой или поддаваться действию осадков.

Прокладка водопроводов, подземных линий электропитания, канализации, строительство фундаментов под здания не обходятся без рытья траншей, либо котлованов. В строительстве приняты специальные определения для обозначения элементов конструкций данного типа. Все работы обязательно должны проводиться со строгим соблюдением правил безопасности, чтобы свести к минимуму возможность возникновения несчастных случаев.

Разновидности котлованов

Рытье выемок под основание сооружения – это ответственное дело, требующее больших временных, денежных, трудовых затрат. Котлованы принято разделять сегодня по следующим признакам:

• наличию откосов;
• применению креплений, предназначенных для предотвращения осыпей грунта;
• типу боковых поверхностей (стенок).

Стенки котлованов могут быть:

• вертикальные;
• наклонные;

• ступенчатые.

Котлован
Чтобы земляные работы выполнить правильно, вначале проводят исследования на стройплощадке. Эти мероприятия включают такие операции:

• анализ свойств грунта: установление его группы и вида;
• определение нагрузок от возводимой постройки;
• вычисление глубины выемки;
• установление наличия старых коммуникаций;
• определение глубины залегания подземных вод;
• анализ погодных условий местности.

Выбор способа проведения работ определяется в зависимости от следующих факторов:

• типа и габаритов строимой конструкции;
• глубины заложения фундамента;
• объема предстоящей деятельности.

Если планируется сооружение мелкозаглубленного основания ленточного, либо столбчатого типа, то грунт можно разрабатывать без привлечения техники, вручную. Когда необходимо построить дом, имеющий подвал, либо цокольный этаж, тогда в работах понадобится задействовать землеройные механизмы.

Для извлечения основной массы грунта из выемки часто используют экскаваторы различных видов, оснащенные обратной, либо прямой лопатой. Работы, связанные с рытьем котлована, следует выполнять, не нарушая при этом плотность грунта на дне фундамента. Это требование реализуется на практике путем его недобора, величина которого составляет от 5 до 20 см.

Зачистку земли с боков и со дна выемки до плановой отметки производят вручную рабочие. При этом следует обязательно следить за укреплением ее стен с помощью откосов, либо за счет монтажа специальных конструкций. Выпадение осадков и подъем грунтовых вод весной, летом, воздействие морозов зимой – все это способствует разрушению котлована.

Грунт из котлована сразу же должен быть вывезен или размещен на стройплощадке не ближе, чем через 1 м от его края. Для отвода почвенных вод создают дренажную систему.

Важным моментом при рытье котлованов является создание рабочего пространства нужных по правилам размеров. Оно должно занимать не менее полуметра от фундаментной опалубки до подошвы уклона. Крутизну откосов котлована выбирают по таблицам или графикам, приведенным в СНиП 3.02.01-87.

Когда на разработку котлована требуется проект

Часть проекта, согласно которой на объекте производятся земляные работы, называется ПРК (проект разработки котлована). Такой проект составляют, когда глубина разработки превышает 2 м (это может быть дом с подвалом), а также когда для безопасности работ надо укрепить стенки или сделать глубинное водопонижение.

ПРК (или ППР котлована) включает в себя чертежи в плане и разрезе, технологические и другие схемы, в которых содержится информация, вплоть до мест расстановки землеройной техники и самосвалов.

Если котлован разрабатывают рядом с существующим сооружением, либо его глубина превышает уровень заложения последнего, в проекте определяют меры против осадки грунта и деформации конструкций.

Это может быть возведение шпунтовых стен, усиление грунтов цементацией либо силикатизацией, устройство нового, более глубокого фундамента под старым.

Защита фундаментов существующих зданий

Как форма стенок котлована зависит от его глубины

Свойства грунтов и наличие в них подземных вод определяют структуру котлована, который может иметь вертикальные стенки или пологие.

Вертикальные без креплений можно делать в плотных сухих грунтах, и только, когда котлован не остаётся открытым на продолжительное время.

Стенки котлована ступенчатой формы

Если есть вертикальные откосы (если рядом нет сооружений), глубина не может превышать:

• в твёрдых глинах и суглинках – 3м;
• в полутвёрдых глинах и суглинках – 2м;
• в тугопластичных глинах – 1,5 м;
• в текучих глинах и твёрдых супесях – 1,25 м;
• в песчаных, гравийных и лёссовых грунтах – 1,0 м.

Когда надо рыть на большую глубину, в котловане предусматривают пологие (иногда ступенчатые) стенки, либо выбирают один из вариантов крепления стенок.

Отвесные стенки котлована с анкерным креплением

Когда глубина более 5 метров, крутизна откосов принимается по таблице в СНиП и зависит от типа грунта. Этот параметр – отношение глубины к проекции откоса на горизонталь (на схеме снизу).

Чертеж: крутизна откоса котлована 1:1

Определение размеров котлована

Глубина котлована – важный параметр, который определяется сложением толщин фундамента и подстилающих слоёв. Это: песчано-щебневые подушки, бетонные подготовки и пластовый дренаж.

Разницы нет, под ленточный фундамент роют котлован или под монолитную плиту. Она тоже может значительно заглубляться, когда в здании предусмотрен цокольный этаж или подвал.

Глубина – сумма всех слоёв, начиная от уровня земли

Основные параметры при расчете размеров котлована

Размеры дна в плане назначают при проектировании, учитывая параметры фундамента и способ возведения, необходимое пространство для опалубки, удобство бетонирования или монтажа сборных элементов.

Часто размеры котлована по дну и поверху различаются незначительно, потому что пологие стенки увеличивают объём земляных работ. На практике чаще делают вертикальные откосы, не смотря на необходимость укрепления.

Виды и назначение траншей

Прокладка под различные коммуникации траншей – это наиболее распространённый вид земляных работ. Рытье их вручную происходит медленно и обходится недешево, поэтому зачастую используют технику, которую покупают или арендуют.

По назначению выемки данного вида разделяют на такие типы:

• для заземления;
• водопроводные;
• кабельные;
• газопроводные;
• дренажные (водоотводные);
• канализационные.

Рытье траншеи экскаватором
По конструкции траншеи бывают 3 видов:

• прямоугольные;
• трапецеидальные;
• смешанные.

Внутри траншей без уклонов боковых стенок для повышения уровня безопасности людей устанавливают распорки. Укрепление откосов проводить не требуется, потому что их делают с целью защиты от обвалов. Траншеи, предназначенные для прокладки коммуникаций, вырывают различной глубины, используя разную технику.

Грунт: группы и виды

Из-за того, что земляные сооружения создают в грунтах, обязательно следует знать основные их характеристики. От них напрямую зависит подходящий тип фундамента. Выбор осуществляют с учетом достижения максимально возможного уровня надежности и стойкости возводимого основания.

Основные свойства грунта определяются следующими факторами:

• формой, размером, прочностью, расположением частиц, входящих в его состав;
• степенью взаимосвязи между ними;
• способностью составляющих веществ к растворимости, поглощению влаги.

Грунт характеризуют с помощью таких коэффициентов:

• сжимаемости;
• трения;
• пластичности;
• разрыхления.

Классификация предусматривает деление грунтов по различным критериям. Существуют следующие их виды:

• песчаные;
• пылеватые;
• глинистые;
• скалистые;
• обломочные.

Грунт разных видов
В зависимости от содержания воды выделяют грунт:

• сухой (присутствует до 5% влаги);
• влажный (5-30%);
• мокрый (содержит больше 30 % воды).

Деление по группам представлено в таблице далее.

Категория	Входящие разновидности грунта
1	супесь, песок, суглинок лёгкий (влажный), торф, грунт растительного слоя
2	легкая влажная глина, мелкий и средний гравий, суглинок
3	плотный суглинок, средняя и тяжелая (разрыхленная) глина
4	мерзлые грунты (глинистые, суглинистые, торфяные, песчаные, супесчаные, растительный слой), тяжелая глина
5	непрочный известняк и песчаник, сланец крепкий глинистый, вечномерзлые (с примесями щебня, гальки, валунов, гравия до 10%), моренные и речные (с содержанием крупных размеров валунов и гальки до 30%)
6	крепкие сланцы, глинистый песчаник, известняк мергелистый, непрочные змеевик и доломит, речные и моренные (включения валунов и гальки – до 50%), вечномерзлые (с долей гравия, валунов, гальки, щебня – до 20%)
7	твердый известняк и песчаник, доломит, змеевик, слюдяные и окварцованные сланцы, мрамор, вечномерзлые (каменные компоненты составляют до 70% объема)

Также грунты разделяют на следующие разновидности:

• плывуны;
• мягкие;
• средние;
• крепкие.

Структура и свойства почвы на строительном участке играют главную роль при проведении расчетов во время проектирования фундамента. Это связано с тем, что в зависимости от вида грунта находится его несущая способность. Также каждая разновидность по-своему реагируют на погодные условия.

План проведения земляных работ, требования к ним

Проведение земляных работ проходит в ряд этапов. Они прописаны в СНиП 3.02.01-87. Основные стадии процесса следующие:

• выполнение подготовительных мероприятий;
• опытно-производственная часть;
• создание котлована или траншеи;
• проведение контрольных мероприятий;
• приемка выполненных работ.

СНиП 3.02.01-87 предусматривает такие требования:

• разрабатывать рабочий проект допускается только специалистами, которые имеют нужную квалификацию, опыт;
• между ними должна быть обеспечена связь и координация действий в вопросах проектирования, строительства, инженерных решений;
• постоянно необходимо контролировать качество производства строительных работ на площадке;
• реализовывать проект должен персонал, имеющий соответствующую квалификацию;
• возведенное сооружение допускается использовать только назначению согласно с проектом;
• мероприятия по техническому обслуживанию конструкции и сопутствующих ей инженерных коммуникаций должны поддерживать ее в безопасном, рабочем состояние все время эксплуатации.

При рытье котлованов и траншей необходимо придерживаться предписаний:

• правил организации их строительства;
• норм проведения геодезических работ;
• нормативов по охране труда;
• разделов правил пожарной безопасности, касающихся проведения строительных работ.

Огороженная стройплощадка с закрепленными стенами котлована
Земляные сооружения должны создаваться строго по действующему проекту.

Ведение работ взрывным метолом требует соблюдения соответствующих правил безопасности при их производстве.

Применяемые в работе материалы, конструкции, изделия должны отвечать требованиям стандартов и проекта. Их замену допускается проводить только после предварительного согласования с организацией, разработавшей документацию, заказчиком.

Выделяют такие виды контроля во время проведения земляных работ:

• входной;
• операционный;
• приемочный.

Контроль осуществляют в соответствии с СП 48.13330.

Приемка работ происходит с оформлением необходимой документации (актов), подтверждающих их выполнение.

Рассмотренные требования в индивидуальном строительстве сильно упрощаются. Небольшие постройки часто возводят без каких-либо проектов, а глубина выемок при этом не превышает 1,5-2 м, но соблюдать технику безопасности необходимо всегда.

Меры безопасности при рытье котлованов

Грунт с боковых стенок котлована или траншеи в результате действия на них силы тяжести может сдвинуться и засыпать дно выемки. Из-за неконтролируемого обрушения земляных масс возможны несчастные случаи с людьми. Также разрушения приводят к возрастанию затрат труда и средств: потребуется восстанавливать плановый контур выемки, делать обратную засыпку основания большим объемом грунта.

Чтобы предотвратить осыпания и свести возможность материальных убытков к минимуму, следует еще на стадии проектирования правильно рассчитать согласно СНиП 111-4-80 крутизну откосов создаваемой выемки.

Если глубина траншеи или котлована, в среднем, превышает 1,25 метра, то необходимо укрепить их стенки с целью предотвращения возможных обрушений, земляных оползней. По контуру вырытых сооружений должны оставаться свободные от вынутой грунтовой массы полосы, минимальная ширина которых составляет более 0,6 м. Земля с выемки не должна скатываться обратно.

Параметры боковых откосов перед разработкой котлована должны быть определены правильно. Это позволит:

• предотвратить возможность возникновения обрушений;
• выполнить оптимальный объем земляных работ;
• избавит от затрат на переделку уклонов во время проведения строительных работ.

Предотвращение оползней – это главная задача обеспечения техники безопасности для персонала.

Соответствие откосов оптимальным углам наклона для данного вида грунта минимизирует денежные и трудовые затраты на проведение обратной засыпки, переделки.

Формирование откоса

Перед началом работ проводят геологические и гидрологические обследования участка под застройку. При наличии почвенных вод, неустойчивых грунтов, либо при необходимости рытья выемки более 5 м глубиной – создают проект под выявленные индивидуальные условия.

По СНиП 111-4-80 для невлажных грунтов, имеющих равномерную структуру, можно при рытье траншей или котлованов оставлять вертикальные боковые стены. При этом должны отсутствовать сооружения вблизи от выемок и подземные воды. Допустимая глубина выемок для разных грунтов с вертикальными стенами составляет для:

• гравийных, песчаных – 1 м;
• супесей – 1,25 м;
• глинистых и суглинистых – не более 1,5 м;
• сильно плотных – 2 м.

В котлованах, имеющих глубину около 1,25 м, требуется использовать стремянки, которые будут возвышаться над землей на высоты не меньше 1 м. В более глубоких выемках применяют лестничные марши.

Боковые поверхности котлованов допускается укреплять обстройкой. В случае возможности возникновения дополнительных нагрузок, либо вымываний откосов, их укрывают пленкой или проводят торкретирование (бетонирование тонким слоем).

Этап №3: Рытье и перенос инженерных коммуникаций

Перед тем, как приступить к процессу рытья – нужно определить места залеганий труб, электросетей и канализации, а также их технические особенности. Коммуникации следует отключить, произвести их демонтаж и перенос на другое место. В этом случае, без согласования проводимых работ с ответственными органами не обойтись.

После получения разрешения на демонтаж инженерных коммуникаций, технический процесс подлежит внесению в общий план строительства. Сверяются проект и смета, уточняются объемы и план проведения работ, после чего составляется и утверждается соответствующий акт.

Приступая к рытью, устраняется дерн, а грунт разрыхляется. Организация уступов необходима на косогорах в месте основания насыпи – они производятся под уклоном до 0,02, направляясь по уровню падения косогора, и имеют габариты до 4 метров по ширине. Если насыпи характеризуются высокой влажностью, необходимо осушение или проведение противолавинных мероприятий.

Процесс рытья котлована осуществляется двумя способами:

1. – Ручной. Проводится на участках, где нет подъездных путей для техники. Обычно такие работы осуществляются для небольших по размерам котлованов. Применяемые инструменты – заступы, лопаты, тачки для вывоза грунта и тромбователи.
2. – Механизированный. Если строительная площадка имеет подъездные пути, то используется такая техника, как экскаваторы, грузовики, бульдозеры и погрузчики. Данный способ позволяет сократить время и усилия на обустройство котлована – в среднем, работа занимает около двух дней, в зависимости от размеров котлована.

В процессе выемки почвы под котлован нужно учитывать особенности грунта:

• – если он плотный – допустима глубина до 2 метров;
• – для суглинистых и глинистых почв – до 1,5 метров;
• – до 1,25 метра допускается выемка в супесчаной почве;
• – если грунт песчаный или гравелистый – только до 1 метра.

После осуществления рытья котлована необходимо позаботиться о надёжном укрепление стен.

Таблица откосов

Когда нужно выкопать выемку от 1,5 м глубиной, тогда следует принимать угол откоса котлована по таблице, приведенной в СНиП 111-4-80. В ней учтены как разновидность грунта, так и глубина заложения основания.

В строительной литературе, нормативах, правилах крутизна откоса выемки измеряется в градусах (углом), либо отношением его высоты к заложению.

Таблица крутизны откосов для котлованов разной глубины и на различных видах грунта представлена ниже.

Несмотря на наличие откосов, остается вероятность обрушений грунтовой массы под действием веса задействованной техники. Поэтому расстояние от стоянки машин до их подошвы также регламентируется СНиП.

Когда на стройплощадке присутствует грунт разных видов, тогда крутизну откосов выбирают по самой неустойчивой его разновидности. Имеющиеся включения валунов, камней рекомендуется убирать с помощью экскаватора для предотвращения возможности оползней, обрушений.

Стенки выемок глубиной до 3 м закрепляют согласно проектным указаниям.

Если в худшую сторону изменяется на рабочем участке связность грунта при попадании в него воды, во время высыхания, под действием низких температур, то рекомендуется обустраивать откосы меньшей крутизны, либо с отступами.

Когда формируют боковые поверхности котлованов глубиной до 3 м со ступеньками, то ширина последних должна быть минимум 1,5 м. При этом откосы также должны быть сделаны.

Работа машин вблизи откосов

Если проектная глубина выемки превышает 5 м, либо значение крутизны стенки котлована отличается от табличной величины, тогда устойчивость откосов необходимо рассчитывать.

Котлованы, либо траншеи, вырытые в осенние или зимние морозы, во время весенних оттепелей обязательно осматривают и определяют устойчивость их откосов.

При рассмотренных в таблице углах откосов для каждого вида грунта и глубины котлована рабочие могут находиться в выемке без необходимости закрепления уклонов. Если уклоны подверглись увлажнению, то перед началом работ проводят их осмотр на наличие трещин, отслоений.

Откосы котлована.

Угол естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса.

Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению:

m – коэффициент откоса.

Источник: Сборник вспомогательных материалов для разработки пособия по рекультивации земель, нарушаемых в процессе разработки карьеров и строительства автомобильных дорог

3.30. Углы естественного откоса грунтов

Грунт	Относительная влажность грунта
	сухой		влажный		мокрый
	градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению
1	2	3	4	5	б	7
Галька	35	1:1,5	45	1:1	25	1:2,25
Гравий	40	1:1,25	40	1:1,25	35	1:1,5
Глина жирная	45	1:1	35	1:1,5	15	1:3,75
Грунт насыпной	35	1:1,5	45	1:1	27	1:2
Грунт растительный	40	1:1,25	35	1:1,5	25	1:2,25
Песок крупный	30	1:1,75	32	1:1,5	27	1:2
Песок средний	28	1:2	35	1:1,5	25	1:2,25
Песок мелкий	25	1:2,25	30	1:1,75	20	1:2,75
Суглинок легкий	40	1:1,25	30	1:1,75	20	1:2,75
Суглинок, глина легкая	50	1:0,75	40	1:1,25	30	1:1,75
Песок с гравием и галькой	35	1:1,5	40	1:1,25	30	1:1,75
Супесь полутвердая	40	1:1,25	30	1:1,75	15	1:3,5
Щебень	40	1:1,25	45	1:1	—	—
Каменная наброска	40	1:1,25	45	1:1	—	—

3.31. Углы естественного откоса пород (вразрыхленном состоянии)

Породы	Угол естественного откоса, град, для породы
	сухой	влажной	мокрой
1	2	3	4
Растительная земля	40	35	25
Песок крупный	30-35	32-40	25-27
Песок средний	28-30	35	25
Песок мелкий	25	30-35	15-20
Суглинок	40-50	35-40	25-30
Глина жирная	40-45	35	15-20
Гравий	35-40	35	30
Торф без корней	40	25	15
Скальные	45-60

Угол естественного откоса — наибольший угол, который может быть образован свободным откосом сыпучего материала с горизонтом в состоянии равновесия.

Способы проведения земляных работ, используемые механизмы

В зависимости от грунта, в работах по обустройству траншей и котлованов используется разная техника, применяются различные методы ведения разработки участков под строительство. Они отличаются трудоемкостью и уровнем требуемых материальных затрат. Согласно СНиП 111-4-80 выделяет такие способы:

• гидромеханический;
• механический;
• проведение взрывных работ.

Механический способ разработки котлованов и траншей является основным. Суть его заключается в рытье грунта с применением землеройных (экскаваторов) машин, либо землеройно-транспортных (скреперов, бульдозеров, грейдеров).

Гидромеханический способ базируется на размывании грунтовой массы струей воды от гидромонитора. Затем происходит всасывание полученного раствора земснарядом.

Взрывные работы применяют в основном при проведении загородного строительства. Предварительно в земле бурят отверстия (скважины). Далее в них закладывают взрывчатку и подрывают ее. Образовавшуюся рыхлую массу вывозят с помощью техники.

Механический способ рытья выемок

Механический способ состоит из ряда этапов:

• рыхления грунта;
• разработки горной массы;
• ее транспортировки;
• выравнивания, уплотнения боковых уклонов и дна.

Работы по созданию выемок гидромеханическим способом проходят в следующей последовательности:

• обозначают с помощью ограждений, надписей, предупреждающих знаков зону рабочего участка;
• по нормам устанавливают гидромонитор, управляемый вручную оператором: расстояние от его насадки до стенки котлована должно быть не меньше высоты выемки, а до ближайшей воздушной ЛЭП – не менее двух промежутков, на которые способна подаваться струя воды данной техникой;
• за охранным периметром линий электропередачи размещают пульпопроводы, водоводы;
• ограждают места отвалов намытой земляной массы;
• производят размывание и выемку.

Управлять гидромонитором при грозе запрещается.

Проведение взрывных работ регламентируется соответствующими правилами.

Когда выполняют механическое разрыхление земляной массы ударным методом, тогда рабочие не должны находиться в радиусе 5 м от места проведения рыхления.

Любая техника должна располагаться при работе согласно действующим нормативам и правилам. Отступление от них часто вызывает возникновение несчастных случаев.

Крутизна откосов в зависимости от вида грунта и глубины выемки

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 58Следующая ⇒

Наименования грунтов	Крутизна откосов (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более
1,5
Насыпной неушштненный Песчаный и гравийный Супесь Суглинок Глина Лессы и лессовидные	1:0,67 1:0,5 1:0,25 1:0 1:0 1:0	1:1 1:1 1:0,67 1:0,5 1:0,25 1:0,5	1:1,25 1:1 1:0,85 1:0,75 1:0,5 1:0,5

5.3. Подготовка строительной площадки

Для создания благоприятных условий начала строительных ра­бот предварительно выполняют подготовительные работы.

В состав работ по подготовке строительной площадки под но­вое строительство входят: ограждение участка; расчистка терри­тории и снос существующих строений; перетрассировка мешаю­щих инженерных сетей; защита территории от стока поверхност­ных вод; прокладка временных коммуникаций и дорог; устрой­ство временных бытовых, складских, культурно-административ­ных и других помещений.

После расчистки территории выполняют работы по созданию опорной геодезической сети, устанавливают обноску и произво­дят геодезическую разбивку зданий и сооружений.

Состав подготовительных работ при реконструкции действую­щего предприятия в значительной степени зависит от местных условий. Строители стараются максимально использовать имею­щиеся инженерные сети, бытовые и административные службы часто размещают во временно освобождающихся помещениях, возводят по плану капитального строительства реконструируемо­го предприятия здания, которые временно используют для нужд строительства и т.д.

Надземные и подземные инженерные коммуникации, линии связи и электропередачи и другие сооружения, затрудняющие про­изводство работ, демонтируют или переносят на места, опреде­ляемые проектом, под наблюдением специалистов соответствую­щих организаций.

В подготовительный период, иногда достигающий 40% про­должительности всего строительства, бывает необходимо создать индустриальную базу производства по изготовлению строитель­ных изделий и деталей, растворных и бетонных смесей; связать строительную площадку с основными дорогами, энергетически­ми и инженерными сетями и т. п.

От тщательности выполнения заданий подготовительного пе­риода в большой степени зависит успех проведения всех основ­ных строительно-монтажных работ по возведению или реконст­рукции зданий и сооружений, инженерных сетей и пусковых ком­плексов. Объем работ подготовительного периода определяется в ПОС и уточняется в ППР.

Осушение площадки и рабочих мест.Понижение уровня грунто­вых вод или отвод поверхностных вод (верховодки) обычно осу­ществляют устройством водопонижения или водоотвода. Чаше для этого используют водоотводные канавы или обваловывание с на­горной части площадки (рис. 5.3, а).

При значительном притоке грунтовых вод устраивают откры­тые или закрытые дренажи. Открытые дренажи представляют со-

Рис, 5.3. Водоотвод с помощью:

о — обвалования площадки; 6

— обычного дренажа;
в
— дренажа с перфориро­ванной трубой; ( — уклон; /
—
земляное обволование;
2
— водоотводная канава;
3
— котлован;
4
— строительная плошадкз; 5 — местный грунт;
6
— дренирую­щий материал;
7, 8
— соответственно мелко- и крупнозернистый песок;
9
— гра­вий;
10
— ушютнителшый слой;
II —
перфорированная (С отверстиями) труба

бой канавы, на дно которых укладываются слои фильтрующего материала: крупнозернистого песка, щебня или гравия. Закрытые дренажи (рис. 5.3, 6, в)

— это траншеи, разрабатываемые ниже уровня сезонного промерзания грунта и засыпаемые послойно фильтрующими материалами. По дну дренажа можно укладывать трубу с отверстиями в боковых стенках (перфорированную) для отвода воды.

Для защиты от притока воды могут использоваться ледяные стенки из замороженного грунта или противофильтрационные экраны.

Искусственное замораживание (рис. 5.4, а)

осуществляют с по­мощью охлажденного до отрицательной температуры раствора со­лей с низкой точкой замерзания (хлористый кальций и др.). Для этого в пробуренные скважины опускают замораживающие ко­лонки, состоящие из двух труб: внутренней и наружной с закры­тым торцом. Между этими трубами пропускают солевой раствор (хладагент), охлажденный ниже требуемой температуры грунта. Грунт возле стенок наружной трубы замерзает и, постепенно уве­личиваясь в диаметре, образует ледяную завесу.

Тиксотропный противофильтрационный экран может быть ус­троен после забивки шпунта из металлических или деревянных

‘L

б

7J7

1J

JJ

13\	/	^■14 г’5
/// ///	/// /
г( о с: г- а ■ *■ >	\
«—~

7 17 16 г

Рис. 5.4. Искусственное ограждение выемок от грунтовых вод: а —

схема замораживания грунта;
6 —
устройство противофильтрационного экра­на с
применением
шпунтин-инъекторов;
в, г —
то
же, с применением
баровых машин и водовоздушной струи;
д —
устройство грунтобетонного экрана; / — за­мораживающие колонки;
2 —
столбы смерзшегося грунта;
3 —
котлован;
4
— наружная труба;
S —
внутренняя труба; б— поверхность замороженного фунта; 7— суспензии;
8 —
трубы для подачи суспензии;
9 —
шпунтина, извлекаемая из грунта;
10 —
то же, пофужаемая;
11 —
трактор;
12
— рабочий орган с барами;
13
— вытесненный на поверхность фунт;
14—
штанга; 75—направляющая;
16—
икъек-торная головка;
П —
мониторная головка

пластин. Затем отдельные шпунтины-инъекторы постепенно из­влекают, а на их место нагнетают раствор бентонитовой глины, обладающий водоотталкивающими свойствами (рис. 5.4, 6).

Суспензия бентонитовой глины может нагнетаться в щели, про­резаемые специальными машинами — барами (рис. 5.4, в)

или подаваться через скважины под большим давлением с помощью водовоздушной струи (рис. 5.4,
г).
Суспензия размывает щель в грунте и заполняет ее.

Грунтобетонный экран (рис. 5.4, д)

устраивается так. В грунт погружают буровые штанги с режущими и перемешивающими ло­пастями, через них нагнетается водоцементная суспензия. При об­ратном подъеме штанг с вращением лопасти раскрываются, грунт перемешивается с суспензией и в дальнейшем затвердевает, об­разуя противофильтрационную завесу.

При разработке выемок в грунтах может применяться откры­тый водоотлив или искусственное понижение уровня грунто­вых вод.

Осушение выемки открытым водоотливом применяется при небольшом притоке воды и заключается в том, что подошве вы­емки придается небольшой уклон (рис. 5.5) к зумпфу, размер которого в плане соответствует 1 х 1 м. Воду из приямков откачи­вают насосами: поршневыми при небольшом притоке воды; цен­тробежными для чистой воды; диафрагмовыми для загрязнен­ной воды.

Откаченная из зумпф-колодца вода отводится по трубам или лоткам. При большом притоке воды стенки котлованов во избежа­ние обрушения крепят.

Рис. 5.5. Открытый водоотлив: 1 — зумпф-колодец; 2 — рукав; 3— насос; 4 — лоток

Несмотря на простоту и экономичность открытого водоотли­ва, производство работ при этом способе может быть осложнено постоянным присутствием воды и возможным нарушением струк­туры грунта стенок и основания. Поэтому часто приходится ис­пользовать искусственное понижение уровня грунтовых вод с по­мощью иглофильтров (рис. 5.6, а, б),

погружаемых в грунт по периметру котлована.

В легких иглофильтровых установках (ЛИУ) вода откачивает­ся через одну трубу обычными методами, в эжекторных игло­фильтровых установках (ЭИУ) каждый иглофильтр состоит из двух труб, вода, наоборот, закачивается и, проходя по специ­альному приспособлению — эжектору, создает разряжение воз­духа (рис. 5.6, в, д).

Эжекторными иглофильтрами уровень грунтовых вод (депрес-сионная кривая) может быть понижен до 17… 18 м, легкими — до 4…5 м. Поэтому легкие иглофильтры иногда ставят в два и три яруса.

В грунтах с низким коэффициентом фильтрации можно ис­пользовать явление электроосмоса, для чего необходимо на рас­стоянии 0,5… 1 м от иглофильтров забить металлические стержни или трубы и подключить их к положительному полюсу источника постоянного тока (аноду), а иглофильтры — к отрицательному (катоду). От анода к катоду начинает идти направленный ток, под воздействием которого в грунте в этом же направлении переме­щается вода (направление перемещения воды на рис. 5.6, г

обо­значено стрелками).

Рис. 5.6. Схемы иглофильтровых установок:

а

— котлован с легкими иглофильтрами в один ярус;
6
— то же, в два яруса;
в, д —
эжекторная иглофильтровая установка и фильтровое звено;
г
— схема электроосу­шения;
1
— рабочий насос;
2 —
водоотводный коллектор;
3 —
иглофильтр;
4 —
уровень грунтовых вод после осушения;
5 —
иизконапорный насос;
6 —
стальной стержень (анод); 7—фильтровое звено;
S—
труба наружная;
9
— труба внутренняя с эжекторным устройством;
10—
вакуум;
11 —
клапан шаровой; УГВ — уровень

грунтовых вод

При необходимости понижения грунтовых вод на 20 м и более могут применяться трубчатые колодцы с артезианскими насосами.

Расчистка территории и снос строений.В соответствии с проек­том подготовительных работ часть зеленых насаждений на строи­тельной площадке защищают от повреждений и пересаживают на новые места. Деревья и кустарники, не подлежащие вырубке и пересадке, огораживают, а остальные спиливают механическими или электрическими пилами, толстые корни пней подрезают рых­лителями или бульдозерами, после чего пни корчуют с помощью тракторных лебедок, иногда с помощью полиспастов (рис. 5.7).

Деревья диаметром до 25 см валят бульдозерами, кустарник срезают тракторами-кусторезами. Для раздробления крупных кам­ней и расщепления больших пней иногда используют подрывные методы.

Плодородный слой почвы, подлежащий снятию, перемещают бульдозерами в специально выделенные места (бурты), а затем используют в местах озеленения или отвозят в другие места для рекультивации земли. Комплекс работ по снятию, транспортиро­ванию и нанесению плодородного слоя почвы на малопродуктив­ные угодья с целью их улучшения носит у строителей название «землевание».

Мощность снимаемых плодородных и потенциально плодород­ных слоев устанавливается на основе оценки плодородия отдельных

Рис. 5.7. Корчевка пней тракторной треловочно-корчевальной лебедкой: а —

корчевка прямой тягой;
б
— корчевка при помощи двойного и тройного поли­спаста; / — корчуемый пень;
2
— анкерный канат;
3
— тяговый канат;
4
— трактор с лебедкой;
5
— анкерный пень;
6
— вспомогательный анкерный пень; 7 — блок

Погрузка боя

Демонтаж (разрушение)

Рис. 5.8. Снос строений с помощью экскаваторов, оборудованных: о — ковшом; б

— гидравлическим молотом;
в
— шар-бабой;
г
— рааламывателем;

д

— гидроножницами

горизонтов почв. Обычно, если толщина плодородного слоя пре­вышает 10 см, производится его снятие.

При вертикальной планировке участков, используемых в даль­нейшем под скверы, парки или для зеленых насаждений, почвен­ный покров сохраняют, а отвод ливневых вод осуществляют бла­годаря устройству временных стоков.

Деревянные строения при сносе разбирают на элементы с це­лью дальнейшего использования пригодной древесины. При раз­борке каждый отделяемый элемент должен быть предварительно раскреплен и занимать устойчивое положение.

Металлические конструкции при разборке раскрепляют, а за­тем разрезают кислородными резаками. Железобетонные строе­ния разбирают в соответствии со схемой сноса, обеспечивающей устойчивость строения в целом. В конструкциях предварительно оголяют арматуру, раскрепляют полученные отдельные блоки, режут арматуру и обламывают блоки. Наибольшая масса такого блока в соответствии с требованиями техники безопасности не должна превышать половины грузоподъемности крана при наи­большем вылете крюка.

Последовательность сноса строений принимается обратной пос­ледовательности монтажа. Сборные железобетонные конструкции, не поддающиеся поэлементному разделению, разрушают как мо­нолитные. При разработке желательно использовать экскаваторы с различным специальным эффективным навесным оборудова­нием (рис. 5.8). Например, оборудование «ножницы» на базе экс­каватора КАТО НД 1500 GYS обладает усилием резания 2649кН.

5.4. Укрепление грунтов

Обычно при возведении земляных сооружений их боковые стен­ки устраивают таким образом, чтобы угол откоса был меньше угла естественного откоса. Однако очень часто, особенно в город-

ских условиях, из-за стесненности устроить откосы невозможно. Кроме того, при намокании даже б условиях правильно выпол­ненных откосов верхняя часть выемки может обрушиться. Такие случаи происходят из-за того, что при намокании грунта его угол естественного откоса может резко измениться (например, у гли­ны с 45 до 15°, у суглинка с 50 до 20° и т.д.).

В таких условиях необходимо, наряду с ограничением притока воды, укреплять боковые стенки земляных сооружений крепле­ниями (рис. 5.9).

Шпунтовое ограждение является дорогостоящим способом, применяемым при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемки, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.

Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, зазем­ленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов или досок, непосредственно воспринимаю­щих давление грунта. Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м. В траншеях значительной глубины ис­пользуют консольно-распорное крепление, отличающееся от кон­сольного тем, что между стойками в верхней их части перпенди­кулярно оси траншеи устанавливают распорки.

Распорное (рамное) крепление — наиболее простое в испол­нении — применяется при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или маловлажных грунтах. Оно состоит из стоек, горизон­тальных досок или щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи.

а в г о е ж

Рис, 5,9, Крепление грунта от обрушения:

а —

схема обрушения верхней части откоса при намокании;
б
— инвентарные трубчатые распорные рамы;
в, г, д —
крепления: соответственно шпунтовое, кон­сольное, консольно-распорное;
е, ж —
крепления распорное и подкосное;
1 —
анкерная свая;
2
— оттяжка;
3 —
маячная свая (опорная стойка);
4 —
направляю­щая свая; 5— шпунтовое ограждение;
6—
щиты (доски); 7— стойки распорной

рамы; 8—

распорка

Наиболее эффективны инвентарные трубчатые распорные рамы (рис. 5.9, б) благодаря их малой массе, легкости монтажа и де­монтажа. На необходимую ширину их устанавливают поворотом муфт с винтовой нарезкой.

При отрывке траншей деревянные или металлические крепле­ния устанавливают экскаватором непосредственно при отрывке выемки. Экскаватор устанавливает блоки и по мере углубления траншеи придавливает ковшом их верхние торцы (см. рис. 4.4).

При создании вокруг разрабатываемых выемок постоянных водонепроницаемых завес или в случае повышения несущей спо­собности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов: цементацию и битумизацию; химический, термический, электрический, электрохимический, механический и др.

Цементация и битумизация заключается в инъециро­вании цементного раствора или разогретых битумов. Эти способы применяют для пористых фунтов с высоким коэффициентом филь­трации, а также трещиноватых скальных пород.

Химическим способом (силикатизацией) закрепляют песчаные и лессовые грунты, нагнетая в них химические растворы.

Термическое закрепление заключается в обжиге лессо­вых грунтов раскаленными газами, нагнетаемыми через скважи­ны в их поры. Газы подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренных скважинах.

Электрическим способом закрепляют влажные глини­стые грунты. Способ заключается в использовании эффекта элек­троосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный элект­рический ток с напряженностью поля 0,5… 1 В/см и плотностью 1… 5 А/м2. При этом глина осушается, уплотняется и теряет спо­собностью к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом, растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность про­цесса закрепления грунта возрастает.

Механический способ укрепления грунтов имеет сле­дующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунто­вых свай, вытрамбовывание котлованов и др.

Устройство грунтовых подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, отсыпают прочный грунт с послойным трамбованием.

При устройстве грунтовых свай в слабый грунт забивают сваю-лидер, после извлечения лидера в полученную скважину засыпа­ют грунт с послойным уплотнением.

Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помошью тяже­лых трамбовок, подвешенных на стреле крана. Этот способ менее

сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания.

Уплотнение котлованов значительных размеров может осу­ществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

5.5. Определение объемов земляных работ

Объемы разрабатываемого грунта измеряют кубическими мет­рами плотного тела. Для некоторых процессов (уплотнение повер­хности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратны­ми метрами поверхности.

Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к опреде­лению объемов различных геометрических фигур. При этом до­пускается, что объем грунта ограничен плоскостями, отдельные неровности не влияют значительно на точность расчета.

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Объем котлована (рис. 5.10, о)

где И

— глубина котлована;
a, b —
длины сторон котлована у основания; о,, 6,
—
длины сторон котлована поверху
(al= a +
+
7Нт; Ь{ = b
+
2Нт); т —
коэффициент откоса (нормативное значение по табл. 5.4).

Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения (рис. 5.10, б):

где a’, b’ ~

размеры здания в плане.

При расчете объемов траншей и других линейно протяженных сооружений их продольные профили делят на участки между точ­ками перелома. Для каждого такого участка объем траншеи вычисля­ют отдельно, после чего их суммируют. Так, объем траншеи на участке между пунктами /и 2

(рис. 5.10,
в)
вычисляют по формулам:

К,_2 = (Ft

+
F2)
£1-2/2 (завышенный) или

Fj_2 = F^

Li_2 (заниженный),

где Fu F2

— площади поперечного сечения в соответствующих пунктах продольного профиля;
F^ —
площадь поперечного сече­ния на середине расстояния между пунктами
1
и
2.

Рис. 5.10. Схемы определения объемов земляных работ:

а, в

— геометрические схемы определения объема: соответственно котлована и

траншеи; 6 —

разрез котлована;
г
— план площадки с откосами (с линией нулевых

работ и схематическим представлением геометрических фигур для определения

объемов разрабатываемого грунта); С — сооружение; О — обратная засыпка

Более точно

или

F2/2-m

(Я, — Я2)У6]
Lx_2.
Для получения объемов планировочных работ всю площадь на плане с горизонталями делят на элементарные участки, затем сум­мируют объемы работ по ним. В качестве элементарных участков обычно применяют квадраты (реже прямоугольники и треуголь-

Yi-2 =

ники) со стороной 10… 100 м. Чем спокойней рельеф местности, тем больше сторона квадрата.

В вершинах квадратов приемами, известными из курса геоде­зии, подсчитывают рабочие отметки Я,- (разность между проект­ными отметками — отметками планировки Якр и отметками мес­тности — отметками поверхности земли Н’г).

Рабочие отметки со знаком плюс Ф указывают на необходимость устройства насыпи, отметки со знаком минус
& —
выемки (рис. 5.10, г).

Между двумя вершинами с рабочими отметками разного знака всегда находят такую точку, в которой рабочая отметка равна 0, в этой точке не требуется никаких земляных работ. Расстояние от этой точки до вершин, имеюших соответствующие рабочие от­метки Я3 и #4 (или Я8 и #9), находят по правилу пропорциональ­ности сторон подобных треугольников:

у _ „ тт и тт

J- НЛ

Л[ — ОП^/\п^ ~ Пц),

где XY —

расстояние нулевой точки от вершины, имеющей отмет­ку Я3;
а —
сторона квадрата между вершинами с рабочими отмет­ками Я3 и Я4; Я3, Я4— абсолютные величины параметров.

Соединяя нулевые точки, получают линию нулевых работ, от­деляющую зону планировочной выемки от зоны планировочной насыпи (линия 0 —0 на рис. 5.10, г). Объемы выемок или насыпей, заключенные в отдельных квадратах или в их частях, рассчитыва­ют по формулам, приведенным в табл. 5.5.

Таблица 5.5

Расчетные формулы для определения объемов работ при вертикальной планировке

Фигура	Расчетная формула
Целый элементарный квадрат	V=F(Hl + H2 + Я7 + Яй)/4
Фигуры, отсекаемые нулевой
линией:
треугольник	V=FHi/3
трапеция	V=F(H4+H9)/4
пятиугольник	V = F(H, + HlA + Hn)/5
Элементы откосов:
угловой типа четырехгран-
ной пирамиды
боковой типа призматоида	V=ma{H?3 + H?4)/4
то же, трехгранной пира-	К = ma Я,2,/4
миды

Примечание. F—

площадь в плане соответствующей фигуры;
т
— коэф­фициент заложения откоса.

Общий объем разрабатываемого грунта при планировке пло­щадки определяют как сумму всех частных объемов.

⇐ Предыдущая6Следующая ⇒