Содержание:
1. Общие положения
2. Виды земляных сооружений
3. Классификация грунтов
4. Подготовительные и вспомогательные работы при возведении земляных сооружений
5. Определение объемов земляных работ
6. Основные способы разработки грунтов
7. Искусственное закрепление грунта
8. Водоотлив и водопонижение
9. Транспортировка и уплотнение грунта
10. Выполнение земляных работ в зимнее время
11. Техника безопасности
1. Общие положения
Строительство любых зданий и сооружений вызывает необходимость переработки грунтов, включающей в свой состав их разработку, перемещение, укладку и уплотнение. Весь комплекс этих процессов называют земляными работами.
Удельный вес земляных работ в общем объеме строительно-монтажных работ очень велик и составляет около 15% по стоимости и до 20% по трудоемкости. На земляные работы приходится около 10% всех рабочих, занятых в строительстве. Объемы земляных работ постоянно растут и составляют свыше 15 млрд.м в год. Переработка такого количества грунта возможна лишь при условии комплексной механизации и эффективной технологии производства работ.
Одним из важных резервов снижения объемов земляных работ, а следовательно, и стоимости строительства, использование которого полностью зависит от архитектора, является обеспечение привязки зданий и проектирование вертикальной планировки с учетом рельефа местности.
Снижение стоимости и трудоемкости земляных работ следует достигать, используя рациональные проектные решения, обеспечивающие максимальную сбалансированность необходимых выемок и насыпей при минимальных расстояниях перемещения грунта, комплексы машин, что сводит к минимуму объемы работ, выполняемых вручную.
В настоящее время земляные работы в основном выполняют механизированные комплексы, а ручная разработка грунта предусмотрена только в местах, недоступных для машин, так как производительность ручного труда в 20...30 раз ниже механизированного, что существенно влияет на общие затраты труда.
Промышленность выпускает различные высокопроизводительные землеройные, землеройно-транспортные, уплотняющие машины и механизмы.
Выбор комплекта машин и способа производства работ осуществляют на основании технико-экономического анализа различных вариантов.
Важными условиями дальнейшего совершенствования технологии земляных работ являются:
· рациональная организация производства земляных работ по времени года — сокращение объемов работ, выполняемых в зимнее время;
· повышение доли применения высокопроизводительных землеройных машин;
· создание и внедрение в производство комплектов машин для засыпки траншей и котлованов, уплотнения и разработки мерзлых грунтов.
2. Виды земляных сооружений
В промышленном и гражданском строительстве земляные работы приходится выполнять при устройстве котлованов и траншей под фундаменты и подземные коммуникации, при возведении земляного полотна дорог, а также планировке площадок.
Выемки и насыпи, получаемые в результате разработки и перемещения грунта, называют земляными сооружениями. Они имеют следующие названия:
котлован — выемка шириной более 3 м и длиной не менее ширины;
траншея — выемка шириной менее 3 м и длиной, многократно превышающей ширину;
шурф — глубокая выемка с малыми размерами в плане;
насыпь — сооружение из насыпного и уплотненного грунта;
резерв — выемка, из которой берут грунт для возведения насыпи;
кавальер - насыпь, образуемая при отсыпке ненужного грунта, а также создаваемая для его временного хранения.
Земляные сооружения бывают:
· постоянные — насыпи дорог, плотины, дамбы, ирригационные и мелиоративные каналы, водоемы, планировочные площадки жилых кварталов, промышленных комплексов, стадионов, аэродромов и т. д.
· временные — выемки для прокладки подземных коммуникаций и устройства фундаментов, насыпи для временных дорог.
В зависимости от назначения земляных сооружений к ним предъявляют различные требования в отношении крутизны и тщательности отделки откосов, степени уплотнения и фильтрующей способности грунта, его устойчивости к размыванию и других механических свойств.
Рис. 1. Элементы откоса: а - выемки; б – насыпи.
Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей и выемок) их возводят с откосами, крутизну которых характеризует отношение высоты h к заложению l, h/l=1/m, где m — коэффициент откоса (рис.1).
Крутизна откосов определена строительными нормами и правилами (СНиП III-8-76 «Земляные сооружения») для постоянных и временных земляных сооружении в зависимости от их глубины или высоты и вида грунта. Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок. Более крутые откосы допускают при устройстве временных котлованов и траншей.
3. Классификация грунтов
Грунтами в строительном производстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Составляющими грунтов являются минеральные частицы различной крупности и органические примеси. По характеру структурных связей частиц грунты делятся на два класса:
¾ скальные грунты, где отдельные частицы сцементированы между собой, в результате чего грунт обладает большой прочностью;
¾ нескальные грунты, состоящие из разрушенных горных пород. В зависимости от крупности частиц, их содержания и количества органических примесей нескальные грунты делят на крупнообломочные, песчаные, супесчаные, глинистые, суглинистые, лессовые, илы и торф.
Свойства и количество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ.
Выбор наиболее эффективного способа разработки или укрепления грунта осуществляют с учетом его основных свойств: плотности, влажности, коэффициента фильтрации, сцепления и разрыхляемости.
Плотность — масса 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов составляет 1,6...2,1 т/м3, а скальных неразрушенных грунтов — до 3,3 т/м3.
Влажность — степень насыщения грунта водой, которую характеризует отношение массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта, выраженное в процентах. При влажности до 5% грунты считают сухими, 5...30% — влажными, а более 30% — мокрыми.
Коэффициент фильтрации — показатель способности грунта пропускать (дренировать) воду. Он измеряется количеством воды, пропускаемым в сутки и зависит от состава и плотности грунта. Для песчаного грунта этот коэффициент находится в пределах 0,5...75, глинистого— 0,001...1 м/сут.
Сцепление — показатель начального сопротивления грунта сдвигу. Зависит от вида грунта и его влажности и составляет для песчаных грунтов 3...50 кПа, для глинистых — 5...200 кПа.
Разрыхляемость — показатель способности грунта увеличиваться в объеме за счет уменьшения плотности при его разработке. Этот показатель характеризуется коэффициентом разрыхления. Различают коэффициент первоначального и остаточного разрыхления: Кр и Ко.р.
Коэффициент первоначального разрыхления представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии.
Для песчаных грунтов Кр составляет 1,08. ..1,17, суглинистых— 1,14... 1,28 и глинистых — 1,24...1,3.
Уложенный в насыпь грунт даже под влиянием массы вышележащих слоев или механического уплотнения не достигает того объема, который он занимал до разработки.
Отношение объема уплотненного грунта к объему грунта до его разработки характеризует коэффициент остаточного разрыхления. Для песчаных грунтов он составляет 1,01... 1,025, суглинистых — 1,015...1,05 и глинистых — 1,04...10,9.
Плотность и сцепление грунта в основном влияют на трудность его разработки. Классификация грунтов по трудности разработки приведена в ЕНиР (сборник 2, вып. 1, раздел 1, Техническая часть, табл. 1 и 2) с учетом вида используемых машин. При разработке одноковшовыми экскаваторами грунты по трудности разработки подразделяются на шесть групп, многоковшовыми и скреперами — на две группы, а при ручной — на семь групп.
В процессе производства земляных работ часто возникает необходимость в осушении и закреплении грунта с использованием метода электроосмоса или в температурном воздействии на грунт при его оттаивании и искусственном замораживании. В этих случаях требуется знать электропроводность и теплофизические свойства грунта, которые в основном зависят от степени влажности грунта, но не от его вида.
4. Подготовительные и вспомогательные работы при возведении земляных сооружений
Возведение земляных сооружений требует выполнения подготовительных и вспомогательных работ. К подготовительным работам относятся: подготовка территории, геодезическая разбивка, обеспечение водоотвода и осушение, прокладка дорог.
К вспомогательным работам относятся: устройство временных креплений котлованов и траншей, обеспечение водоотлива или понижения уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов.
Разбивка земляных сооружений предусматривает установление и закрепление их положения на местности. Выполняют разбивку по разбивочным чертежам, привязанным к сетке координат данной площадки. Методы разбивки зависят в основном от вида сооружения и способа производства работ. Различают разбивочные работы для отдельных котлованов, земляных сооружений линейного типа (дороги, каналы, плотины и т. п.), сооружений с развитыми по всем направлениям в плане контурам и т. п.
Разбивку котлованов начинают с выноса и закрепления на местности створными знаками основных разбивочных осей, за которые в большинстве случаев принимают главные оси здания: I—I и II—II (рис.2,а). Затем вокруг будущего котлована на расстоянии 2...3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают обноску, состоящую из забитых в грунт металлических стоек или вкопанных деревянных столбов и прикрепленных к ним досок на высоте, обеспечивающей свободный проход людей. Доска должна быть толщиной не менее 40 мм, иметь обрезную грань, обращенную кверху, и крепиться не менее чем на трех стойках. В местах пропуска транспорта делают разрывы. На местности со значительным уклоном обноску устраивают уступами. На доски обноски переносят основные разбивочные оси, а от них размечают все остальные оси здания, закрепляя их гвоздями или пропилами и нумеруя. После возведения подземной части здания основные разбивочные оси переносят на его цоколь.
Рис. 2. Схемы разбивки котлованов (а) и траншеи (б): 1 — обноска; 2 — доска; 3 — стойка
Для линейно-протяженных сооружений устраивают только поперечные обноски, располагающиеся на прямых участках через 50 м, а на закругленных — через 20 м. Обноску устраивают также на всех пикетах и точках перелома профиля. Применяют металлические инвентарные обноски (рис.2,6).
Высотную разбивку и вынос отметок выполняют методом геометрического нивелирования от реперов геодезической разбивочной основы, которых должно быть не менее двух.
Правильность разбивки проверяют проложением контрольных полигонометрических теодолитных и нивелирных ходов. Ошибка при этом не должна превышать погрешности разбивки.
Временное крепление стенок выемок. В стесненных условиях и в водонасыщенных грунтах стенки траншей и котлованов приходится делать вертикальными, с установкой временных креплений. Временное крепление выполняют из деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов с опорными стойками, щитов с распорными рамами (рис.3).
Рис. 3. Крепление стенок шпунтом (а), щитами с опорными стойками (б), щитами с распорными рамами (в)
1-анкерная связь; 2-оттяжка, 3 опорная стойка; 4-направляющая; 5-шпунтовое ограждение, 6- щиты, 7-стойка распорной рамы, 8 –распорка.
Стенки выемок глубиной более 8 м часто крепят, используя метод «стена в грунте»,
Шпунтовое ограждение применяют при водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт погружают до разработки выемки.
В грунтах естественной влажности стенки котлованов и траншей целесообразно крепить деревянными щитами с опорными стойками. Щитовое крепление устраивают в процессе разработки выемки или после, в зависимости от степени подвижности грунта. Наиболее эффективными являются крепления с инвентарными распорными рамами из металлических трубчатых стоек и распорок. Они имеют сравнительно небольшую массу, легко собираются и разбираются. Телескопическая конструкция распорки дает возможность регулировать ее длину, а наличие муфты с винтовой нарезкой позволяет плотно прижимать щиты к стенкам выемки. Распорки со стойками крепят между собой на различной высоте с помощью штырей.
5. Определение объемов земляных работ
Объемы производства разрабатываемого грунта определяют в плотном теле по объему грунта при основных производственных процессах и площади поверхности при подготовительных и вспомогательных процессах (планировка откосов, пропашка поверхности и т. д.). При проектировании земляных сооружений подсчет объема разрабатываемого грунта сводят к определению объемов различных геометрических фигур, ограниченных ровными плоскостями. Наиболее часто приходится определять объемы котлованов и траншей.
yaneuch.ru
Результатом разработки грунта является земляное сооружение, представляющее собой инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое на поверхности грунта. Земляные сооружения разделяют:
по отношению к поверхности грунта - выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки;
по сроку службы — постоянные и временные;
по функциональному назначению - котлованы, траншеи, ямы, скважины, отвалы, плотины, дамбы, дорожные полотна, туннели, планировочные площадки, выработки;
по геометрическим параметрам и пространственной форме - глубокие, мелкие, протяженные, сосредоточенные, простые, сложные и т. п.
Наиболее характерные типы земляных сооружений представлены на рис. 2.1.
К постоянным относят сооружения, предназначенные для долгосрочной эксплуатации - земляные плотины, каналы, полотно рельсовых и безрельсовых дорог, выемки и насыпи, возводимые при планировке. К временным земляным сооружениям относят выемки, отрываемые при возведении фундаментов жилых и промышленных зданий, мостов, плотин, траншеи для прокладки водопроводных, канализационных, газовых и других сетей, насыпи для временных дорог и запруд. Каждое земляное сооружение должно быть устойчивым, прочным и защищенным от размыва водой.
Выемки шириной более 3 м называют котлованами, более узкие выемки для ленточных фундаментов или сетей коммуникаций - траншеями, выемки под отдельно стоящие фундаменты или столбы - ямами. Эти сооружения имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки. Выемки, разрабатываемые для добычи недостающего для строительства грунта, называют резервами; насыпи, в которые осуществляют отсыпку излишнего грунта, - кавальерами или отвалами.
Рис. 2.1. Виды земляных сооружений:
1 - поперечный профиль выемок: а - траншея прямоугольного профиля; 6 - котлован (траншея) трапецеидальной формы; в - профиль постоянной выемки; 1 - бровка откоса; 2 - откос; 3 - берма 4 - основание откоса; 5 - дно откоса; 6 - банкет; 7 - нагорная канава; II - сечения подземных выработок: г - круглое; д - прямоугольное; III - профили насыпи: е - временной насыпи; ж -постоянной; IV - обратная засыпка: з - пазух котлована; и – траншеи
Места для отсыпки строительного и другого мусора называют свалками, а места, где осуществляют разработку песка, щебня и других строительных материалов - карьерами. Выемки, закрытые с поверхности земли и устраиваемые для прокладки транспортных и коммуникационных туннелей называют подземными выработками.
Выемки имеют дно и наклонные откосы.
После устройства подземных сооружений (или подземной части сооружений) выполняется обратная засыпка пазух - заполнение грунтом пространства между сооружением и откосами котлована.
Производство земляных работ на объекте связано с переработкой грунта, который в полном объеме или частично разрабатывается, перемещается, укладывается, планируется, уплотняется, подвергается другим видам воздействий, в том числе взрыву, размыву водой, трамбованию, бурению, термообработке и т. п.
Процессы, осуществляемые в ходе переработки грунта, могут быть разделены на три группы: основные, подготовительные и вспомогательные.
Основными процессами переработки грунта, в результате которых создаются земляные сооружения заданных параметров, являются:
разработка грунта в выемках, укладка грунта в насыпи, погрузка и его перемещение в пределах строительной площадки,
транспортировка грунта за ее пределы,
послойное разравнивание и уплотнение грунта,
рыхление мерзлых и трудноразрабатываемых грунтов,
обратная засыпка пазух земляного сооружения.
Этим основным процессам сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы, при этом подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные - до или в процессе возведения земляных сооружений. К ним соответственно можно отнести: понижение уровня грунтовых вод, устройство про-тивофильтрационных завес и экранов, укрепление грунтов, разбивку земляных сооружений на местности, временное крепление стенок котлованов и траншей, срезку недоборов грунта, прокладку и содержание подъездных дорог, укладку геотекстильных материалов, контроль качества работ и др.
Для выполнения значительных объемов земляных работ используют разнообразную строительную технику - экскаваторы, бульдозеры, скреперы, средства гидромеханизации, взрывную технику. Механовооруженность земляных работ достигла 98%, в отдельных случаях без использования механизмов приходится осуществлять зачистку дна котлованов, откосов, отрывку отдельных ям, траншей и т. д. Производительность ручного труда даже с привлечением специализированного инструмента и средств малой механизации ниже механизированного в 20...30 раз.
studfiles.net
В промышленном и гражданском строительстве земляные работы приходится выполнять при устройстве котлованов и траншей под фундаменты и подземные коммуникации, при возведении земляного полотна дорог, а также планировке площадок.
Выемки и насыпи, получаемые в результате разработки и перемещения грунта, называют земляными сооружениями. Они имеют следующие названия:
котлован — выемка шириной более 3 м и длиной не менее ширины;
траншея — выемка шириной менее 3 м и длиной, многократно превышающей ширину;
шурф — глубокая выемка с малыми размерами в плане;
насыпь — сооружение из насыпного и уплотненного грунта;
резерв — выемка, из которой берут грунт для возведения насыпи;
кавальер - насыпь, образуемая при отсыпке ненужного грунта, а также создаваемая для его временного хранения.
Земляные сооружения бывают:
· постоянные — насыпи дорог, плотины, дамбы, ирригационные и мелиоративные каналы, водоемы, планировочные площадки жилых кварталов, промышленных комплексов, стадионов, аэродромов и т. д.
· временные — выемки для прокладки подземных коммуникаций и устройства фундаментов, насыпи для временных дорог.
В зависимости от назначения земляных сооружений к ним предъявляют различные требования в отношении крутизны и тщательности отделки откосов, степени уплотнения и фильтрующей способности грунта, его устойчивости к размыванию и других механических свойств.
2 Способы обеспечения устойчивости земляных
сооружений
Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним. Чтобы её обеспечить, земляные сооружения возводят с откосами необходимой крутизны. Крутизна откоса выемки или насыпи зависит главным образом от угла естественного откоса грунта. Её принимают в зависимости от глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта, их влажности, характера сооружений (постоянные или временные) и других факторов. Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей глубиной до 5 м, отрываемых в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (УГВ) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, регламентируемого СНиПами.
При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной).
Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения (сигма) и удельного сцепления грунта (с) с учётом нагрузки на берме откоса.
Однако не всегда имеется возможность отрывки котлована или траншей с наклонными откосами необходимой крутизны, чтобы обеспечить их устойчивость. Такое, в частности, может быть при отрывке выемок в стеснённых условиях городской застройки и тогда приходится их отрывать с вертикальными откосами.
Для предотвращения обрушения вертикальных стенок необходимо устраивать их временное крепление. При этом необходимо иметь в виду, что без креплений вертикальных стенок траншей и котлованов, расположенных выше УГВ, допускается при глубине их не более, м:
| в песчаных и крупнообломочных грунтах | 1,0 |
| в супесях | 1,25 |
| в суглинках и глинах (кроме очень прочных) | 1,5 |
| в очень прочных суглинках и глинах | 2,0 |
Способы и конструкции креплений вертикальных стенок котлованов и траншей зависят от их глубины и размеров, физических и гидрогеологических свойств грунтов, наличия динамических нагрузок у краёв выемки (от машин и механизмов) и принятых способов последующих работ (монтажа строительных конструкций, труб и т.п.).
В зависимости от конструктивного решения различают крепления следующих типов: распорные, консольные, консольно-распорные, консольно-анкерные, подкосные. Тип крепления выбирают в зависимости от назначения и размеров выемки, свойств грунтов, величины притока грунтовых вод и условий производства работ.
3 Основные способы разработки грунтов
Грунт при строительстве разрабатывают тремя основными способами: способом резания, гидромеханическим и взрывным способом.
Выбор того или иного способа преимущественно зависит от вида земляного сооружения и его размеров, вида грунта и гидрогеологических условий.
При разработке грунта и устройстве земляных сооружений любым из перечисленных выше способов используют соответствующий комплект машин, работающих в определенной технологической взаимосвязи. Комплект машин должен обеспечивать выполнение всех процессов непрерывным и равномерным потоком в течение всего времени производства работ при максимальной загрузке всех участвующих машин.
Машина, выполняющая основной объем работ, является ведущей. В зависимости от ее производительности определяют число и мощность других входящих в комплект машин.
Выбор машин основан на технико-экономическом расчете, позволяющем определить наиболее эффективное сочетание машин по стоимости и трудозатратам.
Разработка грунта резанием. Разработку грунта резанием осуществляют с использованием землеройных и землеройно-транспортных машин.
Землеройные машины режут грунт и перемещают его на небольшие расстояния с выгрузкой в отвал или на транспортные средства. К этим машинам относят экскаваторы различных типов — одноковшовые (прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер), многоковшовые (цепные и роторные) и фрезерные.
Наибольшее применение в строительстве вследствие своей универсальности и хорошей маневренности получили одноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша 0,15...2 м3.
В зависимости от ходового устройства экскаваторы разделяют на гусеничные, пневмоколесные, автомобильные и шагающие с гидравлической, пневматической или электрической системой управления.
Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую и обратную лопату, драглайн и грейфер (рис.7).
Рис. 7. Одноковшовые экскаваторы со сменным рабочим оборудованием: а—прямая лопата; б—обратная лопата; в—драглайн; г—грейфер; д—кран; е—сваебойный копер; ж—струг; з—планировщик откосов; и—рыхлитель грунта.
Кроме того, одноковшовые экскаваторы могут быть оснащены грузовым крюком, сваебойным оборудованием, стругом, приспособлением для планировки откосов и другими специальными устройствами.
Прямая лопата (рис.7,а) представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой. Опорожняют ковш, открывая его днище.
Экскаваторы с прямой лопатой используют при разработке грунта I...III групп, чаще, с погрузкой в транспортные средства, реже при отсыпке в отвал.
Такой экскаватор разрабатывает грунт, находящийся выше уровня его стоянки и поэтому всегда находится внизу котлована.
Обратная лопата (рис. 7,6) -это открытый снизу ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой. Грунт разгружают, опрокидывая ковш.
Рабочая зона экскаватора с обратной лопатой расположена ниже горизонта стояния, что позволяет разрабатывать переувлажненный грунт. Экскаватор особенно удобен при разработке котлованов небольшой глубины.
Ковш драглайна (рис. 7,в) имеет гибкую канатную подвеску, с помощью которой его крепят к удлиненной стреле кранового типа и забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы.
К ковшу крепят также тяговый канат, позволяющий осуществлять наполнение и опорожнение ковша.
Драглайном можно разрабатывать грунты, находящиеся под слоем воды. Наибольшей производительности его достигают при работе в отвал, так как гибкая подвеска затрудняет наводку ковша при погрузке в транспортные средства.
Грейфер (рис. 7,г) представляет собой ковш с двумя или более челюстями, смыкающимися с помощью индивидуального канатного или гидравлического привода. Его, как и ковш драглайна, навешивают, используя систему канатов на удлиненную стрелу крана. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками. Применяют грейфер при разработке грунтов малой плотности (I и II групп), выемке песка и гравия из-под воды, а также на погрузочно-разгрузочных работах.
Место работы экскаватора называют экскаваторным забоем, параметры которого зависят от марки экскаватора, вида транспорта и принятой схемы разработки грунта.
Высота (глубина) забоя должна обеспечивать заполнение ковша экскаватора за одно черпание. Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), то целесообразно использовать; экскаватор вместе с бульдозером. Последний разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора, обеспечивая для него достаточную высоту забоя.
Применение рациональных приемов работы в правильно назначенном забое позволяет обеспечить наивысшую производительность машин при минимальной себестоимости земляных работ.
Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Разработку грунта экскаваторами с прямой лопатой ведут лобовой и боковой проходкой. В лобовом забое (рис. 8,а,б,в) экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и грузит его на транспортные средства, подаваемые к экскаватору сзади по дну забоя то с одной, то с другой стороны от оси проходки.
В боковом забое (рис. 8,г) экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси проходки и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону.
Глубокие выемки разрабатывают в несколько ярусов. За ярус принимается высота забоя данного типа экскаватора.
Рис. 8. Схема разработки котлованов одноковшовыми экскаваторами.
а - лобовая проходка прямой лопаты с односторонней погрузкой грунта в самосвалы;
б - то же, с двухсторонней погрузкой,
в - то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора,
г - боковая проходка,
д. - торцовая проходка обратной лопаты или драглайна;
е - то же, при большей ширине котлована,
ж - то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора,
з. - боковая проходка,
и — продольно-челночная проходка драглайна
Обратной лопатой экскаватор разрабатывает грунт «на себя» с торцовой или боковой проходкой. При торцовом забое (рис. 8,д,е,ж) экскаватор перемещается по оси отрываемой им траншеи или котлована, попеременно разрабатывая грунт то с одной, то с другой стороны в зависимости от того, куда подходят транспортные средства. Если грунт разрабатывают с одной стороны оси движения экскаватора, то образуется боковой забой (рис. 8,з).
Экскаваторы с обратной лопатой целесообразно применять для отрывки траншей и котлованов глубиной до 6 м.
Экскаватор, оборудованный драглайном, разрабатывает грунт аналогично экскаватору с обратной лопатой. Но более эффективной схемой разработки является челночная, так как ковш драглайна имеет гибкую подвеску. При этой схеме транспортные средства подходят по дну котлована и угол поворота экскаватора при выгрузке грунта будет минимальным (рис. 8,и).
Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами.Многоковшовые экскаваторы являются машинами непрерывного действия и отличаются высокой производительностью. Рабочим органом у них являются ковши, насаженные через равные интервалы на замкнутой цепи или колесе (ротор), в зависимости от чего различают экскаваторы цепные и роторные (рис. 9).
Рис. 9. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами а - цепным; б - роторным
По характеру перемещения рабочего органа относительно направления движения экскаваторы бывают продольного и поперечного черпания. Экскаваторы продольного черпания (цепные и роторные) используют для устройства траншей небольших размеров; экскаваторы поперечного черпания — для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов, при работе в карьерах. При устройстве траншей вдоль трассы выполняют планировку поверхности бульдозером на ширину хода многоковшового экскаватора. Экскаваторы непрерывного действия способны разрабатывать грунты I...III групп, не содержащие камней, пней и крупных включений.
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами. Землеройно-транспортные машины за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь или кавальер и возвращаются в забой порожняком. Основными землеройно-транспортными машинами являются скреперы, бульдозеры и грейдеры.
Скреперы отличает высокая производительность. Их используют при разработке котлованов и на планировочных работах в грунтах I...IV групп. Плотные грунты перед разработкой скрепером предварительно рыхлят. Толщина разрабатываемого за один проход слоя грунта зависит от мощности скрепера и составляет 120...320 мм.
Рабочим органом скрепера является ковш с ножевым устройством, расположенным в нижней его части, которым при движении осуществляют послойное резание грунта с одновременным перемещением его в ковш. Разгружают ковш с одновременным разравниванием грунта слоем толщиной 220—550 мм также при движении скрепера.
Скреперы бывают прицепными с вместимостью ковша 2,25...10 м3, работающие в сцепе с трактором-тягачом, и самоходными с вместимостью ковша 8 м3 и более. Самоходные скреперы являются более совершенными машинами. Они обладают хорошей маневренностью и высокой скоростью передвижения.
Схема работы скрепера зависит от взаимного расположения выемок и насыпей. Простейшей является схема работы по эллипсу (рис. 10,а). Но в этом случае машина делает поворот только в одну сторону, что приводит к неравномерному износу рабочих частей скрепера. Для устранения этого явления используют схему работы скрепера по «восьмерке» (рис. 10,6).
Рис. 10. Схема разработки грунта скреперами а—проходка по эллипсу; б—то же, по восьмерке; в—сдвоенная проходка по эллипсу при двух насыпях; г—то же, при двух выемках; 1—участок загрузки; 2—груженый скрепер; 3—участок разгрузки; 4—порожний скрепер
Эта схема в два раза уменьшает число полных разворотов скрепера, что повышает его производительность.
При чередовании насыпи и выемки наиболее эффективной схемой работы скрепера является сдвоенная проходка (рис. 6.10.в.г). Дальность транспортировки грунта прицепными скреперами - до 1000 м, самоходными - до 3000 м.
Бульдозерами разрабатывают грунт в неглубоких и протяженных выемках и резервах для перемещения его в насыпь на расстояние до 100 м. Бульдозерами также обваловывают, разравнивают и планируют грунт, зачищают дно котлованов после экскаваторной разработки. Они часто входят в комплект оборудования, обеспечивающего комплексную механизацию земляных работ, разравнивая грунт, доставляемый различными транспортными средствами.
Разработку выемок бульдозером ведут ярусами, равными толщине слоя, снимаемого за один проход. При этом обеспечивают работу бульдозера под уклон.
На планировочных работах грунт разрабатывают преимущественно траншейным или послойным способом.
В первом случае ярусы глубиной 400...500 мм разрабатывают траншеями шириной в отвал бульдозера, оставляя между ними нетронутый грунт полосами 400...600 мм (рис. 11,а). Их срезают бульдозером в последнюю очередь.
Рис. 11. Схема разработки грунта бульдозерами траншейным (а) и послойным (б).
При послойном способе грунт разрабатывают слоями, на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера, последовательно по всей ширине выемки или отдельной ее части (рис. 11,6).
При дальности перемещения грунта более 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта в насыпи ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора.
Грейдерами осуществляют планировку территории, устройство откосов земляных сооружений и протяженных насыпей высотой до 1 м, профилируют дорожное полотно, отрывают кюветы. Плотные грунты перед их разработкой грейдером рыхлят тракторным рыхлителем или плугом. Грейдеры используют при перемещении грунта на небольшие расстояния.
referat-4all.ru
Количество просмотров публикации Общие сведения о земляных работах - 172
Разбивка здания и котлована на местности
Земляные работы
Глава 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
До начала производства земляных работ с помощью геодезических инструментов производят разбивку здания или сооружения на местности и намечают размеры котлована. Разбивку начинают с определения и закрепления на местности указанного на чертеже положения осей здания относительно существующих зданий и красной линии, т. е. линии, которая определяет границу улицы или застройки.
При строительстве на одной площадке комплекса зданий разбивку их на местности производят на базе топографического плана, на котором нанесено расположение строящихся зданий. После определения положения каждого здания на местности производят разбивку осей фундаментов. Положение осей закрепляют на обноске или устраивают специальные реперы за пределами контура котлована.
Для удобства производства работ по устройству фундамента размеры котлована по низу принимают в каждую сторону на 0,5-1,0 м больше внешних размеров подземной части сооружения. Зная глубину котлована и соответствующую данному грунту крутизну откосов, определяют величину его заложения. После этого определяют границы котлована и намечают положение обноски.
Обноску делают из досок, прибиваемых горизонтально к деревянным столбам, расположенным параллельно наружным стенам здания. Применяют также инвентарные металлические обноски. На обноске отмечают осевые линии фундаментов и после проверки правильности размеров (с производством промеров металлической лентой или рулеткой в одном и другом направлении) оси закрепляют на обноске, забивая гвозди или делая на досках засечки. Между противоположными сторонами обноски натягивают проволоки, привязывая их к гвоздям обноски. Натянутые проволоки определяют на местности положение осей фундаментов. Перенесение осей здания с проволок на землю производят с помощью отвеса.
Обноску сохраняют только в период возведения подземной части здания, после чего разбивочные оси переносят непосредственно на строящееся сооружение.
Земляными работами называют работы, связанные с разработкой и перемещением грунта с целью образования выемок или насыпей, которые по своему назначению могут иметь постоянный или временный характер. Размещено на реф.рфК примеру, выемки для железнодорожного пути или канала являются постоянными земляными сооружениями, а выемки для подземной прокладки трубопровода- временными, так как подлежат обратной засыпке после прокладки трубопровода. Технические требования к земляным сооружениям постоянного и временного назначения различны.
Грунты по трудности их разработки и способу производства работ в ДБН на земляные работы объединены в группы, различные для разных машин и ручной разработки.
Выемки небольшой ширины по сравнению с длиной называют траншеями. Выемки, ширина которых мало отличается от длины, или квадратные в плане, называют котлованами. Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами.
Крутизну откосов принимают исходя из глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта и его влажности, характера сооружения (постоянного или временного) и других факторов, влияющих на устойчивость откосов. Для постоянных земляных сооружений крутизна откосов предусматривается проектом. Для временных выемок и насыпей при грунтах естественной влажности крутизну откосов принимают, исходя из требований техники безопасности по СНиП.
Крутизну откосов выражают отношением высоты откоса к его заложению. К примеру, для выемок в песчаном грунте глубиной до 1,5 м это отношение составляет 1:0,5, а при глубине до 3 м - 1:1. Крутизну откосов иногда выражают углом между горизонтом и наклонной линией откоса. При неблагоприятных геологических условиях, к примеру при повышенной влажности грунта и при наличии на поверхности у краев выемки нагрузок, крутизну откосов назначают для каждого отдельного случая по расчету.
При разработке выемок без откосов, ᴛ.ᴇ. с вертикальными стенками, последние во избежание обвалов крепят. По условиям техники безопасности рытье траншей и котлованов с вертикальными стенками без их крепления допускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую 1 м в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах; 1,25 м -в супесях; 1,5 м - в суглинках и глинах; 2,0 м - в особо плотных нескальных грунтах.
Грунт при разработке разрыхляется, и объём его по сравнению с первоначальным увеличивается. В связи с этим различают объём грунта в плотном теле, ᴛ.ᴇ. в естественном состоянии, и его объём в разрыхленном состоянии. Увеличение объёма при разрыхлении у разных грунтов различно и колеблется в пределах от 8% (у песка) до 50% (у скальных фунтов).
Разрыхленный грунт с течением времени под действием нагрузок от вышележащих слоев в влиянием атмосферных осадков снова постепенно уплотняется. Для ускорения этого процесса применяют искусственное уплотнение катками или трамбованием. Степень разрыхленности грунта после его осадки и уплотнения, выраженная в процентах по отношению к грунту в плотном теле, называют остаточным разрыхлением, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ колеблется от 1% (для песка) до 30% (для скальных разрыхленных грунтов). Показатели степени первоначального и остаточного разрыхления грунтов даны в ЕНиР на земляные работы.
Разработка и транспортировка грунта при работе экскаватором. Механизированная выработка грунта осуществляется землеройными машинами - одноковшовыми и многоковшовыми экскаваторами, тракторными прицепными и самоходными скреперами, бульдозерами. Одноковшовые строительные экскаваторы по виду ходового оборудования бывают на гусеничном, пневмоколесном, железнодорожном ходу и шагающие; по роду двигателя - дизельные, электрические и дизель-электрические; по вместимости ковша - от 0,15 до 100 м3.
Одноковшовый экскаватор может иметь различное сменное рабочее оборудование - прямую и обратную лопаты, драглайн и грейфер, применяемые исходя из местных условий производства работ.
Экскаватор с прямой лопатой (рис. 4.1) применяют для разработки широких выемок в грунтах нормальной влажности. Экскаватор перемещается по дну выемки, копает ʼʼот себяʼʼ снизу вверх с погрузкой разрабатываемого грунта на транспортные средства- автосамосвалы, железнодорожные вагоны, подаваемые в радиус действия стрелы экскаватора.
Место, где ведут работы по выемке грунта͵ называют забоем. Забой - это рабочая зона экскаватора, ᴛ.ᴇ. площадка, на которой он размещается, часть поверхности массива, с которой производят выемку грунта͵ а также площадка для подачи транспортных средств под погрузку грунта или для его отвала. Высота забоя для наиболее полного заполнения ковша должка быть не меньше трехкратной высоты ковша. Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. При широких выемках делают несколько проходок.
Экскаватор с обратной лопатой (рис. 4.2) перемещается по верху забоя, копает ʼʼна себяʼʼ, разрабатывая грунт, лежащий ниже уровня его стоянки. Обратная лопата применяется, главным образом, для разработки траншей при прокладке подземных коммуникаций, а также при планировочных работах и рытье небольших котлованов, не допускающих применения прямой лопаты. Обратная лопата может брать грунт из-под воды.
Разрабатываемый грунт обычно отсыпают в отвал на бровку траншеи, а излишки, не нужные для обратной засыпки, - на транспортные средства.
Экскаватор-драглайн (рис. 4.3) имеет удлиненную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросе. Его применяют при разработке глубоких котлованов, каналов и траншей с отсыпкой грунта в отвал или на транспортные средства. Разработка грунта производится ниже уровня стоянки экскаватора с работой его ʼʼна себяʼʼ. Заполнение ковша происходит во время его волочения по грунту. На строительстве применяют экскаваторы-драглайны с ковшами различной вместимости. Более того, заводы могут по отдельному техническому заданию изготовить и поставить машину с ковшом по просьбе заказчика.
Преимуществом экскаватора-драглайна перед экскаватором с прямой лопатой является то, что он может брать грунт со дна водоема или из выемок, заполненных грунтовой водой.
На строительных площадках наибольшее распространение имеют экскаваторы с ковшом вместимостью 1-1,5 м3 дающие производительность на грунтах нормальной влажности от 1000 до 1200 м3 в смену (в зависимости от группы грунта).
Экскаватор с грейферным ковшом, свободно подвешенным на тросе (рис. 4.4), может разрабатывать легкие грунты I и II групп, а более тяжелые - при условии предварительного их разрыхления. Наиболее часто применяют его для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками.
| Рис. 4.4. Разработка грунта экскаватором с грейферным ковшом: а - схема работы; б - грейферный ковш в раскрытом виде; 1 - стрела; 2 - ковш в закрытом виде; 3 - стенка опускного колодца |
Экскаватор с грейферным ковшом может брать грунт из-под воды. Его широко применяют при массовой погрузке сыпучих материалов (песка, щебня, шлака и пр.). Вместимость грейферного ковша - от 0,25 до 2,5 м3. Производительность экскаватора с грейферным ковшом меньше, чем у других экскаваторов, и при ковше 0,5 м3 составляет до 350 м3 в смену.
При разработке грунта экскаваторами с погрузкой его на транспортные средства вид и количество транспортных средств определяют исходя из производительности экскаватора и условий его работы. График работы транспорта при этом должен быть составлен так, чтобы не было простоев экскаватора в ожидании подачи транспортных средств, а также простоев транспортных средств в ожидании погрузки.
Многоковшовые экскаваторы. Разработку узких траншей с вертикальными стенками для прокладки различных трубопроводов (водопроводных, канализационных, газовых и др.) производят многоковшовыми цепными или роторными экскаваторами (рис. 4.5) с отвалом грунта вдоль траншеи.
Роторный многоковшовый траншейный экскаватор роет траншеи с вертикальными стенками глубиной до 3,5 м и шириной 0,8 м, а с уширителями шириной 1,1 м. Производительность такого экскаватора 600-700 м3 в смену.
Разработка и перемещение грунта скреперами и бульдозером. Для послойного срезания и транспортирования грунта при планировочных, дорожных и вскрышных работах, а также при разработке неглубоких выемок и устройстве насыпей применяют тракторные прицепные или самоходные скреперы и бульдозеры.
Скрепер представляет собой ковш вместимостью от 3 до 25 м3 и более на колесном ходу. В передней части ковша имеются заслонка и нож. При наборе грунта заслонка поднимается, ковш наклоняется и нож врезается в грунт на глубину от 5 до 30 см. После заполнения ковша заслонка опускается, а ковш поднимается и принимает транспортное положение. При выгрузке заслонка поднимается и грунт выталкивается из ковша задней передвижной стенкой.
Скреперы эффективны тем, что ими осуществляется весь комплекс механизации земляных работ - выработка, перемещение, разгрузка равномерным слоем и уплотнение грунта (при повторном проходе по отсыпанному грунту).
Максимальной рациональной дальностью возки грунта для прицепного скрепера с ковшом вместимостью до 6 м3 считается не более 300 м, а для самоходных с ковшом 15 м3 - от 1000 до 5000 м.
Бульдозером называют гусеничный или колесный трактор с передним навесным отвалом, приспособленным для резания и перемещения грунта на небольшие расстояния (100-150 м).
В отличие от скрепера, перемещающего грунт в ковше, бульдозер перемещает грунт, толкая его впереди себя. Бульдозер широко и эффективно используют на планировочных работах, на засыпке траншей и котлованов грунтом, вынутым из них и лежащим на бровке, а иногда на рытье небольших и неглубоких котлованов или на устройстве невысоких насыпей. Для увеличения производительности бульдозера рекомендуется на отвале иметь открылки, препятствующие утере грунта во время его перемещения.
referatwork.ru
