Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Cтроительные работы

Рытье котлованов и траншей


Рытье котлованов и траншей

Рытье котлованов. Котлованы под фундаменты Рытье котлованов под здания и сооружения, как правило, осуществля ют при помощи одноковшовых экскаваторов. В современном строитель стве экскаваторы являются наиболее распространенными землерой ными машинами. Для разработки грунта при устройстве котловано преимущественно применяют экскаваторы на гусеничном и пневмоко лесном ходу. На гусеничном ходу наиболее часто применяются экска ваторы с ковшами емкостью 0,25—3 м3, на пневмоколесном ходу — с ковшами емкостью 0,15—0,65 м3. Одноковшовые экскаваторы имею различное сменное оборудование — прямую и обратную лопаты, драг лайн, грейфер. Наиболее часто используют экскаваторы с прямой i обратной лопатой, реже — с драглайном и в исключительных случаях—с грейфером.

Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, применяют для рытья котлованов под здания и сооружения, т. е. котлованы больших размеров. При этом разработка грунта производится с погрузкой его в автотранспортные средства. Из-за небольшой длимы стрелы в экскаваторах с прямой лопатой разработку грунта ими в отвал ведут редко.

Экскаваторы с обратной лопатой обычно применяют для рытья котлованов глубиной до 4 м (рис. 135), а также траншей для трубопроводов и ленточных фундаментов.

Экскаваторы, оборудованные драглайном, используют для разработки больших и глубоких котлованов (глубиной 5—10 м и более), а также при значительной насыщенности грунта водой. Разработку грунта можно вести в отвал или с погрузкой в транспортные средства.

Экскаваторы, оборудованные грейфером, обычно применяют для рытья котлованов в слабых сыпучих грунтах, а также в грунтах, насыщенных водой (плывунах).

Рис. 135. Схема работы одноковшового экскаватора с обратной лопатой

Выбор экскаваторов по виду рабочего оборудования и емкости ковша зависит от объема и сроков выполнения земляных работ, размеров котлована, вида грунта и уровня грунтовых вод. Марку экскаватора выбирают при составлении проекта производства работ (ППР).

Котлованы под опоры ЛЭП. До начала рытья котлованов для опор ЛЭП механикам машин, выполняющим эту работу, выдают выписки из проектов производства работ. В выписках указываются места расположения опор (котлованов), характер грунтов, размеры котлованов в плане и по глубине, характеристика подъездов^ и работ по их улучшению.

К началу работ по отрывке котлована производят разбивку его осей и подготавливают площадки для стоянок котлованокопателя. Разбивку осей выполняют в соответствии с проектом. Правильность разбивки заверяется актом. Площадку для стоянки котлованокопателя подготавливает машинист бульдозера с опережением котлованокопателя не менее чем на две опоры.

При устройстве котлована при помощи котлованокопателя МКТС-2 продольную ось машины располагают параллельно оси опор ЛЭП, а ось поворотного круга — в центре котлована. Рабочий орган котлованокопателя поднимают в вертикальное положение, поворачивают к месту разработки и устанавливают над центром будущего котлована, опорные выносные домкраты ковшового бара опускают и опирают на грунт. До установки рабочего органа в положение копания машинист проверяет горизонтальность положения машины по указателю уклонов, находящемуся в кабине.

Буровые и бурильно-крановые машины располагают у будущего котлавана так, чтобы при выдвижении (повороте) фермы или рамы с буровым инструментом и опускании в вертикальном положении до Уровня земли ось бура совпадала с центром котлована. Эти машины работают циклично: сначала бур заглубляют на определенную глубину (для машины БМ ЦНИИС на 0,7—0,8 м), затем бур с грунтом на лопастях поднимают на 30—40 см выше уровня стоянки машины и, используя центробежную силу, разбрасывают грунт с лопастей при больших оборотах бура. Затем цикл повторяют, и бурение производят до заданной глубины. По достижении предельной глубины копания рабочий орган останавливается с помощью концевых выключателей.

Многоковшовые котлованокопатели типа МКТС-2 применяют для устройства котлованов только в однородных грунтах I—III групп. Для повышения производительности труда при рытье котлованов под опоры ЛЭП рекомендуется модернизированный многоковшовый котло-ванокопатель МКГС-2. Эта машина передвигается по фронту работ без перевода рабочего органа в транспортное положение, что позволяет повысить производительность труда в два раза.

Работы по рытью котлованов под опоры ЛЭП выполняют специализированным звеном комплексной бригады по установке опор.

Производительность машины для рытья котлованов под опоры

Рытье траншей. Устройство траншей открытым способом. Для разработки траншей при прокладке подземных инженерных сетей (водопровод, канализация) широко используют многоковшовые траншейные экскаваторы.

Многоковшовые экскаваторы по типу применяемого оборудования разделяются на цепные (с наклонной или вертикальной ковшовой рамой) и роторные. Отечественной промышленностью выпускаются экскаваторы малые — для рытья траншей шириной 0,3—0,5 м и глубиной до 1,4 м; средние — шириной 0,8—1,1 м и глубиной 2.5—3,5 м и большие — шириной 1,5, 1,8 и 2,2 м и глубиной 3,5 м (намечается увеличение глубины до 5 м).

Многоковшовые траншейные экскаваторы применяют для рытья траншей в легких и средних грунтах с однородной структурой. По трудоемкости разработки для траншейных экскаваторов грунты разбиты на две группы. К первой группе относятся легко разрабатываемые грунты (растительный грунт, суглинки, торф), ко второй — разрабатываемые с большей трудностью (пески всех видов, галька, глина, отвердевший чернозем). Для работы в тяжелых и неоднородных грунтах с включением крупных камней твердых прослоек многоковшовые экскаваторы непригодны.

В водоносных грунтах до их разработки многоковшовыми экскаваторами необходимо произвести понижение уровня грунтовых вод.

Роторные экскаваторы вследствие высоких скоростей резания грун-та производительнее траншейных. Теоретическая производительность траншейных экскаваторов 108—150 м3/ч, роторных — 185—540 м3/ч. роторные экскаваторы (типа ЭР-5) могут разрабатывать траншеи шириной до 1,2 и глубиной до 2,2 м. Применяют их на строительстве магистральных трубопроводов различного назначения в грунтах I и II групп без наличия крупных камней. Для трубопроводов малых диаметров и кабельных сетей применяют экскаватор ЭР-6 и траншейный экскаватор ЭТ-121, которые могут разрабатывать траншеи шириной 0,5 й глубиной 1,2 м.

Экскаватор ЭТ-351 применяют при рытье траншей прямоугольного сечения глубиной до 3,5 м, шириной 0,8, 1,1 и 1,5—1,8 м для трубопроводов различного назначения. Универсальный экскаватор ЭТУ-353 предназначен для рытья траншей прямоугольного и ступенчатого профиля в грунтах I—II групп, содержащих твердые породы (камни) диаметром до 200 мм.

При- использовании сменного оборудования экскаватор производит разработку траншей для трубопроводов и ленточных фундаментов прямоугольного и ступенчатого профилей (при слабых грунтах) при ширине понизу 0,8—1,1 м, поверху 3,2 м и глубине до 2,5 и 3,5 м (рис.136).

Рис. 136 Разработка траншеи с вертикальными стенками цепным экскаватором ЭТУ-353: а — продольный разрез; б — поперечный разрез; 1 — ковшовая цепь; 2 — поперечный транспортер; 3 — отвал грунта

При установке на гусеничные звенья специальных накладок-Уширителей экскаватор можно использовать в заболоченных местах. Для рытья траншей в заболоченных местах с вертикальными стенками при ширине 0,4 и глубине 1,4 м применяют экскаватор ЭТ-141.

Закрытый способ проходки грунта применяют при прокладке различных трубопроводов под уличными магистралями, автомобильными и железными дорогами, под зданиями и сооружениями.

Существует несколько видов проходок: щитовая, вибровакуумная гидромеханизнрованная, способом проталкивания футляров, прокалывания грунта трубой (подлежащей укладке) и способом горизонтального бурения. Для укладки труб диаметром 500—600 мм обычно пользуются способом горизонтального бурения и прокалывания.

Рис. 137. Схема установки эксцентрично-сверлильной машины ЭСМ-2 для бестраншейной проходки грунта: а — разрез; б — план; 1 — ручная лебедка; 2 — электрическая лебедка для подачи тележки в трубу; 3 — насос для откачки воды; 4 — кран «Пионер»; 5 — тележка для удаления грунта; 6 — прокладываемая труба; 7 — инвентарная упорная стенка; 8 — электромотор; 9— пропеллерный нож; 10 — редуктор; 11— направляющая рама

При бестраншейной проходке способом горизонтального бурения применяют эксцентрично-сверлильную машину ЭСМ-2 (рис. 137). Грунт разрабатывают вращающимися режущими винтовыми лопастями, насаженными на вал, который приводится во вращение электродвигателем мощностью 5—7 кВт (в зависимости от диаметра укладываемых труб). Выработанная порода удаляется из трубы при помощи тележки и электролебедки. По мере углубления машины в грунт труба продвигается в пробуренную скважину ручными лебедками и полиспастом и при необходимости удлинения наращивается электросваркой. Машину обслуживают 6—8 рабочих, скорость проходки 1,5—2 м/ч.

Способ прокладки трубопроводов прокалыванием грунта заключается в том, что опущенная в котлован, вырытый вне уличного проезда, труба диаметром до 400 мм с приваренным с одной стороны коническим наконечником проталкивается постепенно в грунт на всю длину под воздействием гидравлического домкрата. Скорость проходки около 12 м в смену.

Понижение уровня грунтовых вод. При наличии грунтовых вод в котлованах или траншеях требуется провести специальные мероприятия: откачать воду, понизить ее уровень, заморозить грунт.

В случае притока воды водослив из котлованов и траншей осуществляют насосами. В пониженных местах котлована или траншеи отрывают приямки для стока воды. В эти приямки опускают заборные решетки (сосуны) всасывающих труб насосов. В слабых грунтах во избежание их вымывания при интенсивной «откачке водосборный приямок устраивают вне котлована.

Мощность насоса должна обеспечить откачку из котлована всей прибывающей воды и назначается с двукратным запасом на случай аварии насоса. Расход воды определяют пробной откачкой насосом до установления постоянного уровня воды в котловане.

Для водоотлива применяют преимущественно поршневые, диафраг-мовые, центробежные насосы и гидроэлеваторы. Высота всасывания поршневыми насосами не превышает 6—7 м. При небольшом расходе воды можно применять ручные и приводные диафрагмовые насосы (лягушки) открытого излива и нагнетательные. Наиболее удобными и распространенными на строительстве являются центробежные насосы. Центробежные насосы С-2ЛЗ при диаметре всасывающей трубы 50 мм имеют производительность 15—24 м3/ч с высотой подъема воды до 2 м. Насосы С-204 с диаметром всасывающей трубы 100 мм и электродвигателями мощностью 7,4 кВт перекачивают 60—120 м3/ч.

Для понижения уровня грунтовых вод применяются иглофильтры с вакуум-насосами. Эта водопонижающая установка состоит из насосной станции, ряда всасывающих иглофильтров и воздушных трубопроводов (конструкция и работа иглофильтровых установок рассматривается в курсе «Основания и фундаменты»).

При значительной глубине котлована, обильном притоке грунтовых вод и особенно при илистых грунтах, залегающих большими пластами, применяют способ замораживания грунта. Способ заключается в том, что по периметру котлована создается водонепроницаемая стенка из замороженного грунта, обеспечивающая почти полное прекращение поступления воды в котлован. Для замораживания грунта по периметру котлована на определенном по проекту расстоянии бурят скважины на всю глубину замораживания, в которых устанавливают специальные трубы для циркуляции охлаждающего рассола.

Охлаждающий рассол под давлением 0,2—0,5 МПа по трубам проходит до дна буровых скважин, имея температуру около —20°, и по кольцевому пространству между трубами поднимается вверх по скважинам. Грунт, прилегающий к скважинам, замораживается, образуя вокруг них цилиндры постепенно увеличивающегося диаметра. Эти цилиндры соприкасаются между собой, образуя сплошную прочную водонепроницаемую стенку. Поднимающийся по скважинам рассол с помощью насоса перекачивается по трубам в аппарат холодильной установки, где он вновь охлаждается и направляется в замораживающие скважины, совершая непрерывное круговое движение.

Крепление стенок котлованов и траншей. По условиям техники безопасности рытье тр.аншей в грунтах естественной влажности можно осуществлять без креплений на глубину (в м) не более: в насыпных песчаных и гравелистых — 1 м, в супесчаных и суглинистых — 1,25 в глинистых — 1,5 в особо плотных нескальных — 2 м. При больше; глубине траншеи для сохранения вертикальности стенок необходим устройство креплений. Крепления применяют инвентарные различны систем.

В состав инвентарного крепления системы входят металличесекие винтовые распорные рамы и щиты ограждения стенок траншеи.

Рис. 138. Винтовая распорная рама для крепления траншей: а — план; б — вид сбоку; 1 — газовая труба; 2 — ребро жесткости; 3 — направляющий гребень; 4 — усиленная газовая труба; 5 — рукоятка; 6 — винтовая нарезка

Распорная рама (рис. 138) состоит из двух трубчатых упоров, соединенных между собой винтом. При вращении рукоятки винта в одном направлении упоры раздвигаются и прижимают щиты ограждения к стенам траншей, при вращении в другом направлении упоры сближаются, и щиты освобождаются. Крепления такой системы позволяют крепить траншеи шириной 0,7—1,5 м и глубиной 2— 4,5 м.

Стоимость работ по укреплению с учетом возможности многократного использования инвентарных креплений в течение 3—5 лет в 4 раза меньше, чем в случае применения деревянных неинвентарных креплений.

Конструкции креплений зависят от качества грунта и глубины выемок. Если в связных грунтах естественной влажности отсутствуют грунтовые воды, то при глубине до 3 м применяют щиты с прозорами, в грунтах сыпучих и повышенной влажности — щиты без Прозоров, а в случае значительного притока грунтовых вод устраивают шпунтовое ограждение.

Крепление траншей глубиной более 3 м при отсутствии инвентарных креплений осуществляют по индивидуальным проектам. Неинвентарные крепления требуют большого расхода лесоматериала (свыше 1,5 м3 леса на 1000 м3 вынутого грунта средней плотности) и значительной затраты труда.

При опускании в траншеи трубопроводов наличие креплений затрудняет производство работ. В этом случае целесообразно отказаться от креплений и производить рытье траншей с откосами несмотря на то, что объем земляных работ значительно увеличится.

Крутизну откосов котлованов и траншей в глинистых грунтах, переувлажненных дождевыми и снеговыми (талыми) водами, следует уменьшать против указанной в таблице до крутизны 1:1—45°





Похожие статьи:
Кирпичная кладка

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Cтроительные работы

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум