Подготовительные работы (срезка растительного слоя, пересадка деревьев, разборка зданий и сооружений, подлежащих сносу, водоотвод и др).

По организационно-технологической структуре земляные работы являются комплексным процессом, включающим подготовительные, основные и вспомогательные работы.

Подготовительные работы предшествуют основным и выполняются до начала разработки грунта. Они имеют целью осуществить подготовку Территории к производству земляных работ, включая снятие растительного слоя, пересадку деревьев, очистку от кустарников, разборку строений, подлежащих сносу, осушение и водоотвод; геодезическое обеспечение работ - устройство обноски, реперов, осевых знаков; устройство подъездных путей; разбивку сооружений на местности; подготовку к производству работ в зимних условиях.

Основные работы включают разработку, перемещение и укладку грунта при устройстве выемок и насыпей, а также при планировке площадки под застройку.

Вспомогательные работы сопутствуют основным или выполняются на завершающей стадии возведения земляных сооружений. К ним относят подготовку забоя для работы землеройных машин, рыхление твердых и мерзлых грунтов, водоотлив и водопонижение, искусственное закрепление грунтов, устройство ограждений, подмостей, переходов и другие мероприятия по охране труда, крепление стенок выемок и насыпей, уплотнение грунта и т.п.

Законодательство об охране окружающей среды требует от строителей бережного отношения к природе, в частности, сохранения древесной растительности и почвенного слоя в процессе выполнения земляных работ. Растительный слой грунта срезают автогрейдерами или бульдозерами, собирают в штабеля и в последующем используют для работ по озеленению и благоустройству территории.

Разбивка сооружений и закрепление их на местности являются основой геодезического обеспечения земляных работ. Исходными материалами для разбивки служат стройгенплан, рабочие чертежи сооружения и разбивочные чертежи. До начала земляных работ определяют положение сооружения на местности, используя геодезический план стройплощадки. В процессе подготовки территорию строительной площадки разбивают на квадраты со сторонами 100-200 м, закрепляя вершины квадратов устройством реперов.

При переносе проекта в натуру выполняют геодезические разбивочные работы: основные и детальные. Основные включают определение и закрепление на местности главных и основных осей зданий и сооружений. Детальные работы обеспечивают закрепление конфигурации, размеров и высотных отметок элементов сооружений. Главные оси - это две взаимно-перпендикулярные линии, относительно которых здание (сооружение) симметрично. Основные оси определяют контур здания в плане.

Для детальной разбивки осей здания, обозначения контура котлованов и закрепления их на местности служит строительная обноска. Обноска может быть сплошной или прерывистой. Последняя удобней, так как не затрудняет передвижение строительных машин и транспорта на объекте. Обноску разового пользования устраивают из дерева, инвентарную - из металлических труб. Устанавливают обноску с использованием геодезических инструментов параллельно основным осям, образующим внешний контур здания на расстоянии, обеспечивающим неизменность ее положения в процессе строительства. На обноске обозначают оси здания и отметки. Разбивку проверяют и принимают по акту. В процессе строительства периодически проводят контроль правильности положения обноски и разбивочных знаков.

Водоотвод предназначен для предотвращения увлажнения грунта и затопления выемок на строительной площадке поверхностными водами. Для этого по границам строительной площадки устраивают нагорные (ловчие) канавы или обвалования. Этой же целью территория строительной площадки планируется с приданием ей уклона для организации стока дождевых и талых вод, а с нагорной стороны выемок устраивают обвалования или водоотводные канавы.

Вспомогательные работы (водоотлив, искусственное понижение уровня грунтовых вод, рыхление грунта и др.)

 

При устройстве выемок ниже уровня грунтовых вод необходимо осушать водонасыщенный грунт, чтобы обеспечить его разработку и предотвратить поступление грунтовых вод в выемки или подземную выработку на период выполнения в них строительных работ.

Осушение грунта может быть проведено открытым водоотливом или искусственным понижением уровня грунтовых вод. Выбор способа осушения зависит от гидрологических условий строительной площадки, параметров выемки и характера производства работ.

Водоотлив представляет собой непосредственную откачку воды из выемки. С этой целью при разработке грунта дну выемки придается небольшой уклон (0,2-0,5%) к устраиваемому в пониженной части выемки водосборному приямку (зумпфу). Приямки устраивают вне габаритов сооружения на расстоянии 3-10 м друг от друга и заглубляют на 1 м ниже основания сооружения. Воду из приямка откачивают насосами, количество и рабочие параметры которых выбирают в зависимости от притока воды. Открытый водоотлив применяют в грунтах с небольшим коэффициентом фильтрации - до 1 м/сут. Недостатком этого метода является возможное разжижение грунта и вынос его водой.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод является более совершенным технологическим приемом осушения выемок, особенно в грунтах с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут. Понижение уровня грунтовых вод при этом обеспечивается путем непрерывной откачки воды из водоносного слоя до начала земляных работ и в период производства работ в выемке. Водопонижение может осуществляться рядом способов: легкими иглофильтровыми установками (рис 4), эжекторными иглофильтровыми установками, установками вакуумного водопонижения и др.

Рис. 4. Технологические схемы водопонижения с использованием легких иглофильтровых установок

а - план котлована с расположением иглофильтров; б -двухъярусное расположение иглофильтров; в -однорядная установка иглофильтров вдоль траншеи.

Способы временного и постоянного закрепления грунтов, назначение и разновидности. Для изменения физико-механических свойств грунтов при решении ряда инженерных задач в строительстве применяют искусственное закрепление (стабилизацию) грунтов. Закрепление может быть постоянным и временным.

 

Временное закрепление грунтов применяют, как правило, при устройстве выемок в водонасыщенных грунтах на период производства работ. С этой целью используют искусственное замораживание водонасыщенных неустойчивых грунтов без последующего изменения их физико-механических свойств. С этой целью по периметру выемки в грунт погружают замораживающие колонки, состоящие из труб: внешней -замораживающей и внутренней - подающей. В пространстве между трубами циркулирует охлаждающий раствор (хлористый кальций и др.), поступающий от холодильной машины. В результате грунт в зоне колонок замерзает. Смежные зоны промерзания, увеличиваясь в диаметре, перекрывают друг друга, образуя льдогрунтовую стенку вокруг котлована. Расстояние между колонками зависит от гидрогеологических и температурных условий производства работ и составляют в среднем 1-3 м.

Постоянное закрепление грунтов применяют для повышения их несущей способности и устойчивости. Такие работы выполняют при устройстве оснований вновь возводимых или усиления оснований реконструируемых зданий и сооружений. Применяют следующие основные способы постоянного закрепления грунтов: цементацию, битумизацию, силикатизацию, смолизацию и др.

Сущность цементации состоит в нагнетании под давлением тампонажных цементных растворов в поры грунта через инъекторы, установленные в пробуренные скважины. Цементация служит для закрепления трещиноватых скальных, крупнообломочных пород, средне- и крупнозернистых песков.

Горячая битумизация используется как вспомогательный способ при цементации сильно трещиноватых скальных пород. Нагнетание горячего битума производят под давлением до 8 МПа через смонтированные в скважинах инъекторы, имеющие электрообогрев.

Закрепление грунтов силикатизацией производят одно- или двухрастворным способами. Оно эффективно при закреплении песчаных и лессовых грунтов. Сущность способа заключается в стабильном изменении физико-механических свойств грунтов в результате химической реакции растворов, закачиваемых в поры грунта.

Способ смализации заключается в нагнетании в грунт через инъекторы гелеобразной смеси, состоящей из карбамидной смолы и растворов соляной кислоты, аммиака, хлористого аммония и др. Метод применяется для закрепления мелких песков.

Электрический и электрохимический способы основаны на явлении электроосмоса и применяются для закрепления глинистых и илистых грунтов. При продолжительном воздействии электрического тока грунт изменяет свои свойства - становится более плотным, теряет способность к пучению.

Устройство креплений вертикальных стенок выемок и насыпей. Особенности крепления откосов постоянных выемок и насыпей. При устройстве котлованов и траншей в стесненных условиях городской застройки, на территории действующих предприятий и в других случаях выемки устраивают с вертикальными стенками. СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» устанавливает допустимую глубину выемок с вертикальными стенками: для песчаных грунтов - 1 м, для глинистых - 1,5 м. При большей глубине устраивают временные крепления вертикальных стенок, чтобы избежать их обрушения.

Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях, крепят сплошным ограждением из деревянного или металлического шпунта, который забивают по периметру выемки до начала разработки грунта.

В зависимости от условий производства работ и назначения выемки применяют различные типы креплений стенок выемок.

Крепления распорного типа наиболее простое в изготовлении и применяется, как правило, при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или незначительной влажности грунтах.

Крепления консольного типа состоят из стоек-свай, защемленных нижней частью в грунте на 2-3,5 м глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (из досок и брусьев), непосредственно воспринимающих давление грунта. Эти крепления целесообразны при глубине выемки до 5 м.

В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, включающее дополнительно распорки.

Для крепления стенок глубоких котлованов и траншей большой ширины устраивают консольно-анкерное крепление. Для крепления стенок котлованов может применяться также подкосное крепление. Использование этого крепления ограничено, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, мешают производству работ.

Тип крепления вертикальных стенок выемок определяется проектом производства работ на основе сравнения технико-экономических показателей вариантов.

Защита откосов постоянных выемок и насыпей от размыва поверхностными водами осуществляется тщательной планировкой поверхностей откосов с последующим их укреплением. Укрепление откосов может производиться сплошной укладкой дерна, или укладкой его в клетку, т.е. пересекающимися полосами, промежутки между которыми засыпают растительным грунтом с посевом многолетних трав.