Общестроительные работы

Основания и фундаменты

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Колодцы погружаются в грунт под действием собственного веса. В настоящее время применяют два способа опускания колодцев:

насухо, с водоотливом или с искусственным понижением уровня грунтовых вод;

без водоотлива с разработкой грунта под водой.

При опускании колодцев насухо используют три схемы разработки и выдачи грунта из колодцев. По первой схеме грунт в колодце разрабатывают экскаваторами или бульдозерами и выдают на поверхность кранами в бадьях. Вторая схема предусматривает разработку грунта в колодце грейферами. При третьей схеме используется гидромеханизированный способ, состоящий из двух подсхем:

грунт разрабатывают гидромониторами и транспортируют на поверхность землесосами или углесосами;

разработку грунта ведут гидромониторами, а выдают его на поверхность гидроэлеваторами.

При опускании колодцев без водоотлива разрабатывают грунт и выдают его на поверхность из-под воды грейфером. Способ опускания колодцев определяется проектом производства работ в зависимости от гидрогеологических условий стройплощадки и местных условий строительства.

Грейферы наиболее целесообразно применять для разработки легких грунтов, например песчаных, легких супесей, песчано-галечниковых {несцементированных), илистых, заторфованных грунтов. Способ выдачи грунта грейфером из-под воды используется также и в тех случаях, когда из-за большого притока воды в колодец трудно или экономически нецелесообразно организовать водоотлив или водопонижение.

Гидромеханизированный способ разработки грунта в опускных колодцах применяется, если:

можно разрабатывать грунт гидромониторами;

на стройплощадке имеется потребное количество воды;

есть возможность сброса пульпы;

стройплощадка обеспечена достаточным количеством электроэнергии:

Во всех остальных случаях чаще всего осуществляют способ опускания колодцев с помощью экскаваторов и бульдозеров, который требует осушения забоя ( VIII1).

При внутреннем диаметре колодца более 20 м рекомендуется использовать экскаваторы с объемом ковша 0,65—1,25 м3, менее 20 м —с объемом ковша 0,25 м3. В опускных колодцах диаметром более 32—36 м ведут работы двумя экскаваторами или одним экскаватором и одним бульдозером. Не рекомендуется разрабатывать грунт в колодцах экскаваторами на колесном ходу, так как грунты чаще всего сильно увлажнены, а при работе в стесненных условиях экскаватор теряет маневренность и колеса его вязнут в грунте. При разработке сильно увлажненных грунтов с малой несущей способностью под гусеницы экскаватора рекомендуется укладывать настил.

Легкие грунты разрабатывают бульдозером, а экскаватором загружают грунт в бадьи. Бульдозер используют и на   вспомогательных   операциях:   он    собирает грунт в отвалы в зоне действия кранов и в места, удобные для загрузки его в бадьи; производит послойную срезку берм и подготовку площадок для работы экскаватора.

Рекомендуется следующий порядок разработки грунта в опускном колодце. Первоначально разрабатывается грунт в средней части колодца на глубину   1,5—2 м  (в больших опускных колодцах до 3,5—4 м) . Со стороны ножа колодца оставляют берму шириной 1—3 м, которую разрабатывают в последнюю очередь. Берму разрабатывают слоями толщиной не более 10—15 см и шириной по 20—30 см равномерно по всему периметру колодца. Для разработки бермы используется бульдозер, который ходит вдоль стены колодца и малыми пластами (10 см) снимает грунт бермы.

Начало разработки бермы считается началом погружения колодца. Перед разработкой бермы еще раз уточняются фиксированные зоны, которые назначаются проектом производства работ. Разработку грунта под ножом колодца (УП-12) рекомендуется вести одновременно между всеми фиксированными зонами или одновременно на двух диаметрально противоположных участках начиная от середины участка по направлению к фиксированным зонам. Если после полной разработки берм между фиксированными зонами до уровня банкетки ножа колодец не опускается, то приступают к разработке фиксированных зон. Зоны разрабатываются одновременно от краев к середине. При разработке фиксированных зон необходимо вести постоянное наблюдение за состоянием колодца. При первых же подвижках колодца все рабочие должны отойти от стен колодца в безопасную зону. На первых этапах погружение колодца обычно опережает разработку грунта, а в дальнейшем колодец погружается только после разработки фиксированных зон и выемки грунта из-под банкетки ножа колодца. По мере погружения колодца размеры фиксированных зон уменьшаются, и на последних глетрах опускания они исключаются полностью. Грунт под ножевой частью колодца разрабатывается преимущественно вручную.

Разрабатывать грунт под ножом колодца ниже отметки заглубления банкетки ножа более чем 50—70 см не рекомендуется во избежание больших перекосов колодца.

Экскаваторы с прямой лопатой применяются преимущественно для разработки сухих или осушенных грунтов, а с обратной лопатой — при разработке водонасы-щенных грунтов, так как в этом случае экскаватором легче устраивать зумпфы для открытого водоотлива и сам экскаватор будет располагаться на более высоких отметках.

При разработке сухих грунтов экскаватор с прямой лопатой имеет существенное преимущество перед экскаватором с обратной лопатой и драглайном, так как им возможно разрабатывать грунт непосредственно у стен колодца и даже частично под наклонной гранью ножа колодца.

Грунт на поверхность выдается башенными кранами, кранами-экскаваторами или другими кранами. При работе с башенными кранами необходимо в процессе погружения колодцев проверять вертикальность крана не реже двух раз в смену (в начале и в конце смены), и в случае отклонений его от вертикали, даже самых незначительных, производить балластировку подкранового пути и выравнивание крана. Грунт погружается в саморазгружающиеся бадьи вместимостью, соответствующей грузоподъемности крана. Для башенных кранов типа БКСМ-5-5А применяют бадьи на 2—2,5 м3. Поднятый на поверхность грунт отвозится автосамосвалами в отвал или используется для подсыпки и планировки территории стройплощадки.

Один экскаватор Э-652 и один бульдозер, разрабатывающие грунт в колодце, обеспечивают работу двух башенных кранов.

Три башенных крана устанавливаются на колодцах диаметром более 35—40 м. При использовании кранов большой грузоподъемности бадьи для грунта имеют объем до 3—5 м3.

Основными рабочими механизмами при гидромеханизированной разработке грунта являются гидромониторы и гидроэлеваторы или землесосы.

Гидромонитор состоит из стальной крестовины, вертикального сальника, при помощи которого гидромонитор может вращаться вокруг вертикальной оси на 360°, и двух горизонтальных сальников, дающих возможность гидромонитору вращаться на 270° вокруг горизонтальной оси. Ствол гидромонитора приварен к отводам и имеет конусообразную форму, на конец которого могут навертываться съемные насадки различного сечения для получения сосредоточенной струи воды.

Управление гидромонитором осуществляется при помощи двух рукояток. Задвижка служит для перекрытия воды, поступающей под напором из водопровода при смене насадок или выключении гидромониторов.

Гидромониторы монтируются на специальных консолях, закрепленных к стенам колодцев. Консоли располагаются на 50—70 см выше уреза наклонной грани ножа колодца и укрепляются в стенах колодца во время его бетонирования.  Гидромониторы размещают так, чтобы ими можно было разработать грунт в любой точке колодца. Одним гидромонитором типа ГМ-150 обеспечивается разработка 150—250 м2 песчаных и супесчаных грунтов и 100—150 м2 суглинистых грунтов.

Гидромониторы типа ГМ-250 обеспечивают разработку почти вдвое большей площади, но их рекомендуется применять только на больших колодцах (диаметром более 30 м), так как они требуют больших расходов воды и насосов большой производительности.

Рациональный радиус действия гидромониторов 7— 10 м при разработке песчаных грунтов и 4—7 м при разработке суглинистых и глинистых грунтов. В круглых опускных колодцах гидромониторы располагаются равномерно по периметру колодца. При наличии внутри колодца поперечных стен гидромониторы закрепляются и на них. Схема размещения гидромониторов непосредственно на консольной площадке применяется тогда, когда погружение   ножа   колодца   опережает   разработку

грунта. Гидромониторы опускаются ниже консольной площадки, когда разработка грунта опережает опускание ножа колодца.

Рабочее давление воды в гидромониторе принимается в зависимости от плотности разрабатываемого грунта: для песков до 0,2— 0,3 МПа, для суглинков 0,4 — 1 МПа, для глины до 1,2— 1,5 МПа и более.

Основными конструктивными деталями гидроэлеватора являются: диффузор, горловина, камера смешения, сальниковый шарнир, всасывающая труба и насадка. Вода от насоса под давлением подводится к насадку, через который с большой скоростью попадает в камеру смешения. Струя воды, выходящая из насадка, увлекает имеющийся в камере смешения воздух, создает в ней разрежение, вследствие чего происходит засасывание пульпы. Попадая в камеру смешения, пульпа увлекается рабочей струей воды через горловину и диффузор в напорный пульповод.

На конце всасывающей трубы закрепляют приемник пульпы. Во избежание попадания во всасывающую трубу гидроэлеватора крупных включений (камней, обрезок досок и пр.) приемник закрывают сеткой. Всасывающую трубу гидроэлеватора нередко делают из гибкого шланга для размещения приемника пульпы в различных участках колодца.

Транспортировка пульпы из больших опускных колодцев осуществляется землесосами и углесосами.

Применяются две схемы размещения землесосов в опускном колодце:

землесос располагается так же, как и гидромонитор,

на выносной консоле, закрепленной в стене колодца

землесос размещается на плавучем металлическом понтоне

Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки. Землесос, размещенный на консоле, легко обслуживать, но он имеет значительную вакуумметричес-кую высоту всасывания и работает не всегда устойчиво. Кроме того, существенным недостатком является большая дальность транспортировки пульпы к зумпфу землесоса. Во второй схеме осложняется подача воды, удаление пульпы от землесоса и эксплуатация землесоса, но землесос имеет минимальную высоту   всасывания и работает устойчиво. Длина транспортировки пульпы от гидромониторов, закрепленных на стене колодца, к зумпфу землесоса уменьшается.

При разработке грунта в больших опускных колодцах диаметром более 30—35 м на плавучей землесосной установке монтируют гидромониторы, с помощью которых разрабатывается грунт в центральной части колодца. Эта схема является наиболее рациональной.

Вода для гидромониторов и гидроэлеваторов подается от насосных станций насосами высокого давления. Техническая характеристика насосов, рекомендуемых для гидромеханизированной разработки.грунта в опускных колодцах, приведена в табл. VII-2. Пульпа подается в отвал или в специальные отстойники (осветлители), и насосы работают на оборотной воде. Для разработки грунта можно использовать и воду, откачиваемую из системы водопонижения.

Для разработки грунта в опускных колодцах применяются двух-, трех- и четырехлопастные грейферы и грейферы-долота объемом 0,5—1,5 м3. Для лучшего рыхления грунта лопасти грейферов снабжаются специальными стальными зубьями. Как правило, грейферами разрабатывают грунты 1-й и 2-й категории. Для грунта 3-й категории используют специальные тяжелые грейферы вместимостью более 1 м3 и грейфера-долота. Грейферы применяются одноканатные, двухканатные и моторные (с принудительным индивидуальным приводом закрытия лопастей).

Грейферами выбирают грунт из-под воды и всухую. В первом случае грунт разрабатывают тремя способами

Первым способом ведут работы при строительстве небольших опускных колодцев диаметром до 10—12 м, погружаемых в песчаные и плывунные грунты. Сначала грунт разрабатывается в центре колодца. Постепенно очертание поверхности грунта в колодце приобретает форму конуса с вершиной в центре колодца; нож обнажается, уменьшается поверхность его опирания и колодец погружается в грунт. Для этой схемы используется кран со стрелой, перекрывающей колодец с одной- стоянки.

Второй способ заключается в разработке грунта в колодце круговыми концентрическими траншеями. Вначале разрабатывают грунт в центре колодца, затем кольцевой траншеей (при круглом колодце) ближе к стене колодца и в последнюю  очередь  грунт  у стен колодца.

По третьему способу первоначально разрабатывают траншею в середине колодца от стены до стены, затем справа и слева от нее и т. д. Ширина траншеи обычно равна или чуть больше ширины раскрытия грейфера. При диаметре колодца более 15 м ширина траншеи может быть увеличена.

При всех способах разработки грунта грейфером под водой необходимо следить за тем, чтобы в центральной части колодца грунт был разработан ниже, чем у стен его.

Разработку мелкопесчаных и плывунных грунтов необходимо вести в три смены с максимальной интенсивностью. Задержка в разработке грунта ведет к наплыву грунта в колодец и, следовательно, к увеличению стоимости работ и сроков строительства. При сильном на-плывании грунта в колодец рекомендуется поднимать уровень воды в колодце на 1—3 м выше существующего вокруг колодца уровня грунтовых вод, накачивая ее в колодец.

При зависании колодца следует периодически резко понижать уровень воды в колодце интенсивной ее откачкой, что увеличивает вес колодца, и он может легче погружаться в грунт. Однако необходимо иметь в виду, что во время резких откачек воды из колодца происходит наплыв грунта в колодец.

Присутствие рабочих в осушенном колодце во время работы грейфера не допускается.