Предварительные и вспомогательные процессы должны обеспечивать высококачественное и неопасное создание работ и зависимо от местных критерий и типа возводимого земельного сооружения включают разбивку земельных сооружений, водоотлив и снижение уровня грунтовых вод, временное крепление стен выемок, искусственное закрепление грунтов.
Разбивка земельных сооружений
Разбивка сооружений состоит в установлении и закреплении их положения на местности. Разбивку производят при помощи геодезических инструментов и разных измерительных приспособлений.
Разбивку котлованов начинают с выноса я закрепления на местности (в согласовании с проектом) створными знаками главных рабочих осей, в качестве которых обычно принимают главные оси строения I-I и II-II. После чего вокруг грядущего котлована на расстоянии 2...3 м от его бровки параллельно главным разбивочным осям устанавливают обноску.
Обноска разового использования состоит из забитых в грунт железных стоек либо вкопанных древесных столбов и прикрепленных к ним досок. Доска должна быть шириной более 40 мм, иметь обрезную грань, обращенную наверх, и опираться более чем на три столбика. Более совершенной является инвентарная железная обноска. Для пропуска тс в обноске должны быть разрывы. При значимом уклоне местности обноски делают с уступами.
На обноску переносят главные разбивочные оси и, начиная от их, размечают все другие оси строения. Все оси закрепляют на обноске гвоздями либо пропилами и нумеруют. На железной обноске оси закрепляют краской. Размеры котлована поверху, внизу и другие соответствующие его точки отмечают отлично видимыми колышками либо вехами. После возведения подземной части строения главные разбивочные оси переносят на его цоколь.
Для линейно протяженных сооружений (к примеру, для коллек тора) устраивают только поперечные обноски, которые располагают на прямых участках через 50 м, на закруглениях - через 20 м. Обноску устраивают также на всех пикетах и точках перелома профиля.
Водоотлив и снижение уровня грунтовых вод
При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод, нужно: осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать таким макаром возможность его разработки и устройства выемок; предотвращать попадание фунтовой воды в котлованы, траншеи и выработки в период выполнения в их строй работ.
Действенным технологическим приемом решения таких задач является откачка фунтовой воды.
Выемки (котлованы и траншеи) при маленьком притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива, а если приток значителен и толщина водонасыщенного слоя, подлежащая разработке, большая, то до начала производства работ уровень фунтовых вод искусственно снижают с внедрением разных методов закрытого, т. е. фунтового водоотлива, именуемого еще строительным водопонижением.
Открытый водоотлив предусмафивает откачку протекающей воды конкретно из котлованов либо траншей. Приток воды к котловану (дебит) рассчитывают по формулам установившегося движения фунтовых вод.
При открытом водоотливе фунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами. Водосборные канавы устраивают шириной по дну 0,3...0,6 и глубиной 1...2 м с уклоном 0,01...0,02 в сторону приямков. Приямки в устойчивых грунтах укрепляют древесным срубом из бревен (без дна), а в оплывающих - шпунтовой стеной.
Открытый водоотлив, являясь обычным и легкодоступным методом борьбы с грунтовыми водами, имеет суровый технологический недочет. Восходящие потоки грунтовой воды, протекающей через дно и стены котлованов и траншей, разжижают грунт и выносят из него на поверхность маленькие частички. Явление такового вымывания и выноса маленьких частиц именуют суффозией грунта. В итоге суффозии несущая способность грунта в основаниях может снизиться. Потому на практике в почти всех случаях почаще используют фунтовый водоотлив, исключающий просачивание воды через откосы и дно котлованов и траншей.
Грунтовый водоотлив обеспечивает понижение УГВ ниже дна будущей выемки. УГВ снижается благодаря непрерывной откачки воды водопонизительными установками из системы трубчатых колодцев и скважин, расположенных вокруг котлована либо повдоль траншеи.
Для искусственного снижения уровня фунтовых вод разработан ряд действенных методов, основными из которых являются иглофильтровый, вакуумный и электроосмотический.
Иглофильтровый метод искусственного снижения фунтовых вод реализуется с внедрением иглофильтровых установок, состоящих из железных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем.
Железные трубы погружают в обводненный грунт по периметру котлована либо повдоль траншеи.
Фильтрующее звено состоит из внешней перфорированной и внутренней глухой трубы. Внешняя труба понизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапанами. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке (обеспеченной запасными насосами). При работе насосов уровень воды в иглофильтрах снижается и из-за дренирующих параметров фунта он снижается и в окружающих фунтовых слоях, образуя новейшую фаницу уровня фунтовых вод. Иглофильтры погружают в фунт через буровые скважины либо методом нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3 МПа (гидравлическое погружение). Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой клапан, а кольцевой клапан, отжимаемый при всем этом наверх, закрывает зазор меж внутренней и внешней трубами. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает фунт и обеспечивает погружение иглофильтра. Когда вода всасывается из фунта через фильтровое звено, клапаны занимают оборотное положение.
Применение иглофильтровых установок более отлично в незапятнанных песках и песчано-гравелистых фунтах. Наибольшее снижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних критериях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5 м. При большей глубине снижения используют двухъярусные установки.
Вакуумный метод водопонижения реализуют применением вакуумных водопонизительных установок. Эти установки употребляют для снижения уровня грунтовых вод в тонкодисперсных грунтах (тонкодисперсные и пылеватые пески, супеси, илистые и лёссовые грунты с коэффициентом фильтрации 0,02...1 м/сут), в каких использовать легкие иглофильтровые установки нецелесообразно. При работе вакуумных водопонизительных установок вакуум появляется в зоне эжекторного иглофильтра.
Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из внешней и внутренней труб с эжекторной насадкой. Рабочую воду под давлением 750...800 кПа подают в кольцевое место меж внутренней и внешней трубами, и через эжекторную насадку она устремляется ввысь по внутренней трубе. В итоге резкого конфигурации скорости движения рабочей воды в насадке создается разрежение и тем обеспечивается подсос грунтовой воды. Грунтовая вода смешивается с рабочей и направляется в циркуляционный резервуар, из которого излишек воды (за счет поступления грунтовой) откачивается низконапорным насосом либо соединяется самотеком.
Явление электроосмоса употребляют для расширения области внедрения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации наименее 0,05 м/сут. В данном случае вместе с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5...1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают железные трубы либо стержни. Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы либо стержни - к положительному полюсу источника неизменного тока (анод).
Электроды располагают друг относительно друга в шахматном порядке. Шаг, либо расстояние анодов и катодов в собственном ряду, схож - около 0,75... 1,5 м. Аноды и катоды погружают на одну и ту же глубину. В качестве источника электропитания используют сварочные агрегаты либо передвижные преобразователи. Мощность генератора неизменного тока определяют исходя из того, что на 1 м2 площади электроосмотической завесы нужна сила тока 0,5... 1 А, напряжение 30... 60 В. Под действием электронного тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается в сторону иглофильтров. За счет движения этой воды коэффициент фильтрации грунта возрастает в 5...25 раз.
Временное крепление стен выемок
При разработке выемок в водонасыщенных фунтах либо в стесненных критериях, когда при всем этом нереально обеспечить требуемое заложение откосов, вертикальные стены закрепляют особыми временными креплениями. Временная крепь может быть выполнена в виде древесного либо железного шпунта, древесных щитов с опорными стойками, щитов с распорными рамками и других конструкций.
Шпунтовое огораживание - более дорогой из имеющихся методов. Используют при разработке выемок в водонасыщенных грунтах поблизости имеющихся построек и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемок, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.
Крепление консольного типа состоит из стоек-свай, защемленных нижней частью в грунте поглубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев), конкретно воспринимающих давление фунта. Крепление консольного типа целенаправлено при глубине выемки до 5 м.
Крепление распорного (горизонтально-рамного) типа - более обычное в выполнении, его используют при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих либо маловлажных фунтах. Крепление состоит из стоек, горизонтальных досок либо дощатых (сплошных и несплошных) щитов и распорок, прижимных доски либо щиты к стенам траншеи.
Более эффективны инвентарные распорные рамы из трубчатых стоек и распорок ввиду их малой массы, легкого монтажа и демонтажа. Железные трубчатые стойки по высоте имеют отверстия для крепления распорок. Распорка телескопического типа состоит из внешней и внутренней труб, поворотной муфты и опорных частей. Зависимо от ширины траншеи расстояние меж стойками устанавливают методом выдвижения внутренней трубы из внешней и фиксируют болтом, вставляемым в отверстия труб. Полное прижатие щитов к стенам выемки производят поворотом муфты с винтообразной вырезкой.
При отрывке широких котлованов может применяться подкос-ное крепление вертикальных стен. Оно состоит из щитов либо досок, прижатых к фунту стойками, раскрепленными подкосами и упорами. Схожее крепление употребляют ограниченно, потому что подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют создание работ.
Искусственное закрепление грунтов
Искусственное закрепление фунтов представляет собой совокупа воздействий, в итоге которых увеличивается крепкость фунта; он становится неразмываемым, а в неких случаях и водонепроницаемым.
Закрепление фунтов используют при разработке вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес либо увеличения несущей возможности фунтовых оснований. Зависимо от физико-мехахических параметров фунта, его состояния, требуемой степени и предназначения закрепления используют замораживание, цементацию, битумизацию, хим, тепловой, электронный, химический и другие методы искусственного закрепления грунтов.
Замораживание грунтов используют в очень водонасышенных грунтах (плывунах) при разработке глубочайших выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных меж собой трубопроводом, по которому нагнетают специальную жидкость - рассол (смеси солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до -20... -25°С. Рассол в холодильной установке охлаждают так именуемыми хладоагентами - аммиак, пореже углекислота (диоксид углерода).
Охлаждающие иглы состоят из внешних труб, закрытых и заостренных снизу, и внутренних, вставленных в их коаксиально и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в нижней части колонки перебегает в внешную трубу, по которой движется вверх, после этого направляется к последующей колонке. Окружающий грунт леденеет концентрическими цилиндрами с равномерно увеличивающимися поперечниками.'Эти цилиндры смерзаются в сплошную стену промерзлого грунта, которая делает функцию конструкции огораживания временной выемки. Расстояние меж колонками находится в зависимости от гидрогеологических и температурных критерий производства работ, глубины выемки и назначается в среднем от 1,5 до 3 м.
Цементация и битумизация заключаются в инъецирований соответственно цементного раствора либо нагретых битумов. Их используют для пористых фунтов с высочайшим коэффициентом фильтрации, также трещиноватых скальных пород.
Хим методом закрепляют песочные и лёссовые грунты средством нагнетания в их через инъекторы хим смесей. Хим метод может быть двух- и однорастворный.
Двухрастворное закрепление заключается в поочередном нагнетании в грунт поначалу аква раствора силиката натрия Na2SiO3, а потом хлористого кальция СаСl2. Смеси вступают в реакцию и образуют гель кремниевой кислоты nSiO2 x mH2O, который оплетает зерна грунта и, твердея, связывает их в монолит. Этот метод используют в довольно отлично дренирующих фунтах (коэффициент фильтрации >2 м/сут). При всем этом крепкость фунта добивается 1,5...3 МПа.
Однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отвердителя) используют для слабодренирующих фунтов с коэффициентом фильтрации наименее 0,3 м/сут. Крепкость закрепленного фунта составляет 0,3... 0,6 МПа.
Раствор при хим закреплении нагнетают особыми трубами - инъекторами.
Тепловое закрепление используют для лёссовых грунтов. Оно реализуется в итоге обжига раскаленными газами, нагнетаемыми через скважину в поры фунта. Газы образуются при сжигании водянистого либо газообразного горючего, подаваемого в толщу фунта совместно с воздухом через жаропрочные трубы в заблаговременно пробуренную скважину.
Электронным методом закрепляют мокроватые глинистые фунты. Заключается он в использовании эффекта электроосмоса, зачем через фунт пропускают неизменный электронный ток с напряженностью поля 0,5...1 В/см и плотностью 1...5 А/м2. При всем этом глина осушается, очень уплотняется и теряет способность к пучению.
Химический метод отличается от предшествующего тем, что сразу с электронным током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом и служащую инъектором, смеси хим добавок, увеличивающие проводимость тока (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления фунта растет.
Разработка грунта механическим способом
Переработка грунта гидромеханическим способом
Разработка грунта бурением
Разработка грунта взрывом
Разработка грунта бестраншейным способом
Разработка грунта в зимних критериях
Контроль свойства
Грунты и их строй характеристики
Предварительные процессы переработки грунта
Смотрите также резвое строительство
