Описание технологии стена в грунте

Метод устройства «стены в грунте» грейферным способом заключается в том, что стены сооружения возводят в узких и глубоких (до 60 м) траншеях, заполняемых при выемке грунта бентонитовым раствором, который создает избыточное гидростатическое давление на вертикальные стенки траншеи, благодаря чему они остаются ровными. Затем траншею заполняют заглинизированным грунтом, грунтобетоном монолитным бетоном или железобетоном.

Схема устройства и работы гидрофрезы

1. Буровая головка

. Циркуляционный насос

. Корпус гидрофрезы

. Кран

. Гидросиловая установка (300 кВт)

. Шланг отвода бурового раствора с обломками породы на установку регенерации бурового раствора с грохочением для удаления из него песка

. Домкрат, регулирующий нагрузку на буровую головку

. Секция траншеи, постоянно заполненная раствором на бентонитовой основе

. Гидравлические шланги

При монолитном варианте бетонирование стен ведут по ярусам (рис. 8,2, в). Высота яруса определяется из условий допустимого удельного давления на грунт под ножевой частью. Практически колодцы высотой до 10 м бетонируют в один ярус, более высокие — в несколько ярусов при их высоте 6...8 м. Укладку бетона очередного яруса производят после набора бетоном предыдущего яруса прочности 1,2...1,5 МПа.
Устройство стен из сборных железобетонных плоских панелей длиной до 12 м, шириной 1,4...2 м и толщиной 0,4...0,8 м предусматривает создание специального основания, выполненного в предварительно отрытой траншее глубиной до 0,8 м (рис. 8.2, г). Вначале бетонируют форшахту, затем отсыпают песчаную подушку (с послойным уплотнением), укладывают сборные плиты опорного кольца и устраивают щебеночное основание. После этого устанавливают стеновые панели, соединяя их между собой пластинами (на сварке), и бетонируют вертикальный стык. При устройстве колодцев глубиной более 12 м стены наращивают такими же панелями, но без ножевой части.
По окончании устройства стен приступают к погружению колодца под действием его собственной силы тяжести. При опускании колодца насухо применяют три схемы разработки и выдачи грунта из колодца.
По первой схеме грунт разрабатывают бульдозерами, экскаваторами на гусеничном ходу и выдают на поверхность кранами в бадьях. При внутреннем диаметре колодца до 20 м используют экскаваторы с объемом ковша 0,25...0,4 м³, свыше 20 м — с объемом ковша 0,65...1,25 м³. В колодцах диаметром более 32 м работы ведут не менее двух экскаваторов. Бульдозер используют для срезки и сброса грунта в отвалы для удобства погрузки его в бадьи. Грунт разрабатывают в следующей последовательности: первоначально — в средней части колодца на глубину 1,5...4 м (в зависимости от размера колодца), оставляя вблизи ножа берму шириной 1...3 м; далее, уточнив места и размеры фиксированных зон (рис. 8.2, д), производят послойную (10...15 см) срезку грунта бермы на участках между фиксированными зонами (момент начала погружения колодца). Если после полной разработки этих участков бермы (до уровня банкетки ножа) колодец не опускается, то начинают разработку грунта фиксированных зон. При первых подвижках колодца переходят к разработке грунта в средней части и т. д. По мере погружения колодца размеры фиксированных зон уменьшаются до полного исключения, при необходимости разрабатывают (вручную) грунт под ножевой частью.
Грунт грузят в саморазгружающиеся бадьи вместимостью от 2 до 5 м краном соответствующей грузоподъемности, поднимающим их на поверхность (рис. 8.2, е). Количество кранов определяется из расчета обеспечения требуемой производительности работы экскаватора. Поднятый на поверхность грунт грузят в самосвалы и отвозят в отвал или для других целей.
По второй схеме предусматривается разработка грунта грейфером. Для этого используют двух-, трех- и четырехлопастные грейферы вместимостью 0,5... 1,5 м³. Грейферами разрабатывают грунт I и II групп. Для грунтов III группы используют грейферы вместимостью более 1 м. Последовательность разработки грунта кольцевыми траншеями — от центра к стенам или радиальными траншеями от середины поочередно к дальней и ближней стенкам относительно крана.
При третьей схеме разработки грунта используют гидромеханизированный способ. Возможны три варианта рассматриваемого способа: разработка гидромониторами и транспортировка на поверхность земснарядами или углесосами; разработка гидромониторами и подъем на поверхность гидроэлеваторами; разработка экскаватором и выдача на поверхность средствами гидромеханизации.
Опускание колодца без водоотлива производят при большом притоке воды, когда выполнять водопонижение экономически нецелесообразно. В этом случае грунт разрабатывают и подают из-под воды грейфером.
При строительстве колодца в сильно обводненных грунтах или вблизи существующих зданий и сооружений, когда есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы фундаментов, применяют кессон (рис. 8.2, ж). Кессонную камеру устраивают из железобетона (в редких случаях — из металла). Высота камеры от банкетки до потолка не менее 2,2 м. Плотный грунт в кессонной камере разрабатывают вручную с использованием отбойных молотков, пневмобуров и взрывного способа, а слабые — средствами гидромеханизации. При ручной разработке первоначально по контуру камеры на некотором расстоянии от банкетки отрывают траншею шириной около 1 м на глубину посадки кессона, но не более 40 см. Затем разрабатывают грунт между траншеей и ножом, оставляя перемычки нетронутого грунта. После посадки кессона (на 30...40 см) ведут послойную разработку грунта центральной части, а также новых траншей, затем цикл повторяется.
Во всех случаях погружение колодца сопровождается преодолением сил трения на поверхности стен. Для уменьшения этих сил применяют способ погружения в тиксотропных рубашках. Принцип его заключается в том, что ножевую часть колодца делают с уступом наружу на 10... 15 см относительно вышерасположенной стены, вследствие чего при погружении в грунт вокруг стен образуется полость. Чтобы грунт не обрушивался, полость заполняют глинистым раствором с тиксотропными свойствами. В результате трение наиболее значительной величины имеет место только на наружной боковой поверхности ножа. Преимущество такого способа погружения колодца способствует значительному уменьшению толщины стен; возможности применения сборных стеновых панелей; отсутствию опасности «зависания» колодца; легкому исправлению возможных кренов колодца при опускании.

7. Рыхление и разработка мерзлых грунтов.

Разработку грунта в зимних условиях осущ сл методами: 1) предохранением грунта (Г) от промерзания и последующей разработкой обычными методами, 2) разработкой Г в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением, 3) непосредственной разработкой мерзлого Г, 4) оттаиванием Г и его разработкой в талом состоянии. Методы рыхления: механический и взрывной. Механич. базируется на резании, раскалывании или сколе слоя мерзлого Г статич. или динамич. воздействием. Статич. - воздействие непрерывного режущего усилия в мерзлом Г спец рабочим органом – зубом (непрерывное режущее усилие создается за счет тягового усилия трактора-тягача). Такие маш-ны производят послойную проходку мерзлого Г слоями 0,3-0,4 м. Рыхлят Г параллельными (≈ через 0,5 м) проходками с последующими поперечными проходками под углом 60-90° к предыдущим. Производ-ть рыхлителя 15-20 м3/ч. Применимыми независимо от глубины промерзания. Динамич. возд-ие - создание ударных нагрузок на открытой поверхности мерзлого Г. Его разрушают молотами свободного падения (рыхление раскалыванием) либо молотами направленного действия (рыхление сколом). Первый может иметь форму шара или клина массой до 5 т, подвеш-го на канате к стреле экскаватора и сбрасываемого с высоты 5-8 м. Шары реком-ся применять при рыхлении песчаных и супесчаных Г, а клинья – глинистых. В качестве второго применяют дизель-молоты (глубина до 1,3 м), используемые в качестве навесного оборудования к экскаватору или трактору. Рыхление взрывом эффективно при глубинах промерзания 0,4-1,5 м и > и при значительных объемах разработки мерзлого Г. Применяют на незастроенных участках, а на застроенных ограниченно - с использованием укрытий и локализаторов взрыва (тяжелых пригрузочных плит). При рыхлении на глубину до 1,5 м применяют шпуровой и щелевой методы, а при больших глубинах - скважинный или щелевой. Непосредственная разработка мерзлого грунта (без предварительного рыхления) ведется двумя методами: блочным (монолитность М.Г. нарушается с помощью разрезки его на блоки, которые затем удаляют экскаватором, стр краном или трактором) и механическим (основан на силовом (иногда в сочетании с ударным или вибрационным) воздействии на массив МГ. Реализуется применением как обычных землеройных и землеройно-транспортных машин, так и машин, оборудованных специальными рабочими органами).

4. Расчет экскаваторного забоя при разработке грунта ОЭ «прямая лопата»

Разрабатывая забой впереди себя, экскаватор перемещается на расстоянии, зависящее от наибольшего и наименьшего радиусов копания на уровне стоянки. разность между этими радиусами составляет рабочую передвижку t_п=R_maxcт –R_mixст. Лобовым забоем разрабатываются выемки ограниченной ширины. Наибольшую ширину такого забоя поверху получают изширину копания в сторону транспортных средств. Подаваемых под погрузку В_т и ширины в противоположную сторону, к откосу В_о, то есть В= В_о +В_т .Ширину В_т вычисляем по радиусу выгрузки экскаватора В_т =R_B- (b/2+1)_ где R_B- радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки, м;b- ширина хода транспортного средства, м; 1- запас ширины, учитывающий возможность обрушения откоса, м. Ширину В_о (м) определяют как катет прямоугольного треугольника, гипотенузой которой является принятый радиус копания, а вторым катетом-рабочая передвижка: В_о=√Rp²-lp², где R_Р –рабочий радиус копания, м, принимают 0,9 R_k(R_k- наибольший радиус копания по паспорту,м); l_п- длина рабочей передвижки,м. Предельная ширина забоя поверху составляет при движении по зигзагу 2,5 R_Р, а при поперечном движении- до 3,5R_Р. Оптимальная высота забоя составляет0,7….0,8 максимальной высоты капания экскаватора. Для вьезда экскаватора в забой необходимо устраивать вьездную траншею, постепенно углубляя выемку ниже уровня стоянки экскаватора с продольным уклоном i=0,01…0,15. Длина вьездаL(м) при глубине котлована hсоставляет h/i(где i –уклон вьездной траншеи) Дополнительный обьем земляных работ по устройству вьездной траншеи V=(h²/6)*(3b+2mh*((m’-m)/m’))*(m’-m). Боковым забоем разрабатывают широкие выемки. Ширина бокового забоя В= В_о +В_т,где В_о ширина забоя поверху от оси движения экскаватора до бровки откоса,В_о=√Rp²-lp², В_т -ширина забоя поверху от оси движения экскаватора в сторону транспорта, чтобы не допускатьгребней от недобора грунта принимают В_т= 0.7R_maxcт–mh

Расчет экскаваторного забоя при разработке грунта ОЭ «драглайн»

Драглайн имеет стрелы больших размеров и ковш на гибкой подвеске. Используют драглайн для отрывки траншей и котлованов значительной глубины с погрузкой вынутого грунта не только на транспорт, но и в односторонние иди двухсторонние отвалы.Драглайном разрабатывают выемки торцевыми и боковыми забоями. размеры их определяют по формулам для обратной лопатыНаибольший радиус копания на уровне подошвы забоя зависит от глубины копания и его вычисляют по формуле R_maxп=R_к-mh, где R_к –наибольший радиусна уровне стоянки экскаватора.м; h- глубина выемки,м; m- коэффициент откоса. Наименьший радиус копания на уровне подошвы забоя R_mixпзависит также от глубины копания и размеров ходовой части: R_{mix п=} R_mixст+mh, где R_mixст- минимальный радиус копания на уровне стоянки экскаватора,м, R_mixст=с+mh+0,5(с –половина длины ходовой части экскаватора,м) При работе обратной лопатой применяют торцовые и боковые забои. Наибольшую ширину торцовой проходки поверху при движении экскаватора по оси забоя составляет В=2√Rp²-lp². При разработке котлована продольно-торцевыми проходками наибольшая ширина каждой последующей проходки поверхуВ=2√Rp²-lp²-mh. При определении ширины торцевого забоя понизу учитывают удаление оси крепления шарнира стрелы относительно дна выемки. Имеющей глубинуВ^᾽=2sinβ√Rk²-(hш+h)^2. оптимальная глубина забоя составляет 0,15…0,2 длины стрелы

13. Назначение опалубки, виды опалубочных форм.

Опалубка – совокупность элементов и деталей, предназначенных для придания требуемой формы монолитным бетонным или ж\б к-циям, возводимым на стр площадке. Классификация: 1) по функциональному назначению в зависимости от типа бетонируемых конструкций: для верт. поверхностей; для гориз. и наклонных поверхностей; для одновременного бетонирования стен и перекрытий; для бетонирования комнат и отдельных квартир; для криволинейных поверхностей (пневматическая опалубка). 2) По материалу: металлическая, деревянная, фанерная, пластмассовая, комбинированная, из специальных материалов. 3) по конструктивным признакам: мелко- и крупнощитовая, разборно-переставная и подъемно-переставная, скользящая, катучая и тоннельная и т. д.; 4) способу выполнения работ: переставная, скользящая и горизонтально-скользящая; Для отдельных работ используют несъемную опалубку, которая служит гидроизоляцией, облицовкой, утеплителем и т. п., а также для придания бетону нужной прочности и требуемых свойств

9. Способы устройства забивных свай

Основан на использовании энергии удара, под действием которой С своей нижней заостренной частью внедряется в Г. Ударную нагрузку на оголовок С создают спец. механизмы: 1) паровоздушные молоты - приводятся в действие силой сжатого воздуха или пара, непосредственно воздействующих на ударную часть молота; 2) дизель-молоты – работа основана на передаче энергии сгорающих газов ударной части молота; 3) вибропогружатели - передача колебательных движений рабочего органа на С; 4) вибромолоты - сочетание вибрации и ударного воздействия на С. 3 и 4 чаще используют при погружении трубчатых свай-оболочек большого Ø, при погружении и извлечении шпунтовых С. Дизель-молоты, по сравнению с паровоздушными, отличаются более высокой производ., простотой в экспл-ции, автономностью действия и более низкой стоимостью. Для подъема и установки С в заданное положение и забивки С в строго вертик. положении применяют спец. устр-ва –копры. Осн. раб. часть копра - стрела, вдоль которой устанавливают молот, его опускают и поднимают по мере забивки С. Наклонные С погружают в Г копрами с наклонной стрелой. Копры бывают: на рельсовом ходу (универсальные металлические копры башенного типа) и самоходные - на базе кранов, тракторов, экскаваторов и автомашин. Универс. копры имеют массу до 20 т. Монтаж и демонтаж, устр-во подкрановых путей - достаточно трудоемкие процессы, поэтому универс. копры применяют для забивки С длиной >12 м при большом объеме свайных работ. Наиболее распространены в пром. и гражд. стр-ве С длиной 6-10 м, которые забивают с помощью самоходных сваебойных установок. Они маневренны и имеют механич. устр-ва для подтаскивания и подъема на необходимую высоту С, закрепления головы С в наголовнике, и вертик выравнивания стрелы со С перед забивкой. Забивка С состоит из 3 осн. повторяющихся операций: а) передвижка и установка копра на место забивки С; б) подъем и установка С в позицию для забивки; в) забивка С.

8.. Виды свай, шпунтовых ограждений.

Виды свай: 1) по мат-лу: деревянные, металл., бетонные и ж/б, комбинированные, грунтовые; 2) по конструкции - квадратные, трубчатые, прямоугольные и многоугольные, с уширением и без него, цельные и составные, призматические и конические, сплошного сечения и пустотелые, винтовые и сваи-колонны; 3) по способу устр-ва – забивные и набивные (делают непосредственно в грунте в скважине); 4) по хар-ру работы: сваи-стойки и висячие сваи; 5) по виду воспринимаемой нагрузки - центральная, вертикально действующая нагрузка, нагрузка с эксцентриситетом, и усилия выдергивания; 6) по виду армирования ж/б сваи: с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без него. Классификация шпунта: 1) по мат-лу: деревянный, металл., ж/б. Дерев. шпунты изготовляют из брусьев, на одной грани устраивают гребень, на другой - паз, преимущественно прямоугольного сечения. Перед забивкой шпунтины соединяют по 2-3 шт. в пакет, делают общий скос на острие и надевают общий бугель. Обычно толщина шпунтин 5-14 см, но может доходить до 26 см. Стальной шпунт применяют для устройства водонепроницаемых стенок котлованов, подпорных стенок, пирсов, набережных. Для шпунта выпускают специальные профили - плоские, корытообразные, зет-образные длиной до 30 м, в отдельных случаях используют обычный стальной прокат.

11. Технология возведения заглубленных конструкций методом «стена в грунте».

Метод "стена в грунте" предназначен для возведения заглубленных в грунт сооружений различного назначения. Сущность его заключается в том, что стены заглубленного сооружения возводят в узких и глубоких траншеях, вертикальные борта которых удерживаются от обрушения при помощи глинистой суспензии, создающей избыточное гидростатическое давление на грунт и выполняющей роль крепления траншеи. После устройства в грунте траншей необходимых размеров их заполняют (в зависимости от конструкции и назначения сооружения) монолитным железобетоном, сборными железобетонными элементами или глиногрунтовыми материалами. В результате этого в грунте формируют несущие стены сооружений или противофильтрационные диафрагмы. Метод "стена в грунте" используется при возведении подземных частей и конструкций промышленных, энергетических и гражданских зданий, гидротехнических, транспортных, водопроводно-канализационных инженерных сооружений. В промышленном строительстве методом "стена в грунте" возводятся: - для комплексов черной металлургии — туннели окалины, скиповые ямы доменных печей, подземные части бункерных эстакад и установок грануляции шлаков, подземные части установок непрерывной разливки стали, корпуса приема и первичного дробления руды, склады для хранения сыпучих материалов; - для энергетики — вагоноопрокидыватели, транспортерные галереи, атомные реакторы, емкости для хранения отходов; - для легкой и машиностроительной промышленности — рециркуляционные каналы прядильных фабрик, технологические подвальные помещения, коммуникационные туннели.

26. Производство бетонных работ в зимнее время

К зимним способам бетонирования, обеспечивающим достижение бетоном критической прочности, относятся: разогрев бетона при его приготовлении; выдерживание бетона в утепленных опалубках (метод термоса); внесение в бетон химических добавок, снижающих температуру замерзания; тепловое воздействие греющих опалубок на свежеуложенный бетон; электродный прогрев; воздействие инфракрасных источников теплоты и т. д.При приготовлении бетонных смесей на заводах организуют подогрев составляющих и воды затворения. Транспортируют бетонную смесь зимой в утепленных бетоновозах. К зимнему бетонированию с безобогревным выдерживанием бетона относится способ «термоса», который основан на укладке бетонной смеси, разогретой до температуры 20...80° С, в утепленную опалубку.Индукционный прогрев бетона происходит за счет выделения тепла при прохождении вихревых токов в металлической опалубке и арматуре конструкции.В качестве источников обогрева инфракрасными лучами служат ТЭНы. Инфракрасные излучатели в комплекте с отражателями используют для обогрева тонкостенных емкостных сооружений, бетонной подготовки и др.Использование химических добавок в бетоне снижает температуру замерзания воды и тем самым обеспечивает твердение бетона при отрицательных температурах. В качестве противоморозных добавок применяют поташ (П), нитрит натрия (НН), нитрат кальция (НК), и.др.