Центральные (базисные) склады конструкций и приобъектные

В зависимости от объемов монтажных работ и их продолжи-тельности организуются центральные (базисные) склады конструкций и приобъектные.

Центральные склады организуются для хранения и подготовки к монтажу стальных конструкций, прибывающих с отдаленных заводов, и при наличии на площадке нескольких строящихся объектов.

Устройство одного центрального склада вместо нескольких приобъектных требует меньше средств на его эксплуатацию и оборудование транспортными путями, коммуникациями, складскими приспособлениями и сборочными стеллажами.

При организации монтажа сборных железобетонных конструкций необходимость создания центрального склада конструкций, как правило, отпадает; сборные железобетонные конструкции, доставляемые автотранспортом, подаются сразу к месту монтажа.

Однако при доставке железобетонных конструкций железнодорожным транспортом и выполнении монтажных работ на нескольких объектах может быть необходим и центральный склад для разгрузки и сортировки конструкций по объектам.

Структура склада стальных железобетонных конструкций

Укрупнительная сборка железобетонных конструкций, если она предусмотрена проектом производства работ, как правило, выполняется у места монтажа или на специальной площадке.

Общая площадь центрального склада конструкций определяется из условия одновременного хранения 3-месячного запаса стальных и 1,5-месячного запаса железобетонных конструкций.

Большой запас стальных конструкций обусловлен дальностью доставки к месту монтажа, в результате чего наблюдаются перебои в поступлении конструкций.

Запас конструкций определяется по наиболее интенсивному периоду производства монтажных работ согласно календарному плану строительства. Приобъектные склады (при наличии центрального) рассчитывают на хранение 5- или 10-дневного запаса конструкций.

На центральных складах должны быть предусмотрены площадки для сортировки и укрупнительной сборки конструкций, что обусловливается значительным разнообразием их марок и наличием большого количества мелких деталей.

Площади для сортировки и укрупнительной сборки конструкций отводятся дополнительно с учетом характера конструкций (стальные или сборные железобетонные), расположения стеллажей и стендов, продолжительности работ и количества одновременно укрупняемых конструкций.

На складе конструкций должен быть железнодорожный путь или автодорога (либо то и другое) в зависимости от способа подачи конструкций к складу и месту монтажа. Кроме того, на складе устраиваются поперечные проезды в нужных местах.

Склады конструкций оборудуются кранами

Наиболее целесообразными для центральных складов являются козловые краны (К-505, К-405, К-305), обеспечивающие равномерную загрузку складских площадей и выгодное использование путей. Склад имеет железнодорожный путь, расположенный в пролете крана, и обгонный путь.

Исходя из местных условий на складах иногда применяют и другие краны – железнодорожные, гусеничные; при использовании гусеничного крана требуется проезд для самого крана и для транспортных средств (или железнодорожный путь для них); при использовании железнодорожного крана нужно иметь два железнодорожных пути – один для крана, другой для подвижного состава.

Территория склада должна быть благоустроена: спланирована, иметь уклоны для стока воды и водоотводные канавы; хорошо освещена для работы в темное время суток, а также иметь указатели мест въезда, выезда, разворота и стоянок транспортных средств.

Виды земляных сооружений. При строительстве зданий и сооружений выполняются различные земельные работы: планировка площадки, рыхление твердых или мерзлых грунтов, заглубление фундаментов, обратная засыпка, устройство постоянных, временных и вспомогательных сооружений. На рис.1, а, б, в - поперечные профили выемок; г, д - сечения подземных выработок; е, ж - профили насыпи; з, и - обратная засыпка.

Постоянными называют земляные сооружения, которые после строительства эксплуатируются: каналы, дороги и т.п. Временные сооружения после производства работ ликвидируются: котлованы под фундаменты, траншеи под трубопроводы и т.д. Кюветы, водоотводные канавы и т.п. являются вспомогательными земляными сооружениями.

Временные выемки шириной до 3 м и длиной, значительно превышающей ширину, называются траншеями. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ширины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые стенки или откосы. Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и т.п. земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками. После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована. Такую работу называют обратной засыпкой "пазух".

I - поперечные профили выемок; а - траншея прямого профиля; б - котлован (траншея) трапецеидальной формы; в - профиль постоянной выемки; II - сечения подземных выработок; г - круглой; д - прямоугольной; III - профили насыпи; е - временной; ж - постоянной; IV- обратная засыпка; з - пазух котлована; и - траншеи; 1 - бровка откоса; 2 - откос; 3 - берма; 4 - основание откоса; 5 - дно выемки; 6 - банкет; 7 - нагорная канава

По трудоемкости выполнения земельные работы составляют до 20% всей трудоемкости возведения здания, поэтому земляные работы всегда стремились механизировать. В настоящее время до 97 % объемов земляных работ в строительстве комплексно механизированы, однако при мелких рассредоточенных объемах работ, устройстве фундаментов в стесненных условиях, зачистке дна и откосов котлованов, устройстве дренажных канав в гористой местности еще применяется ручной труд. Поэтому основная задача при выполнении земляных работ - полностью исключить ручной труд.

Основные строительные свойства грунтов.Строительные свойства грунтов определяются их физико-механическими свойствами. Свойства грунтов неразрывно связаны с их характеристиками, которые определяются действующими   нормами    и   стандартами.

Существенное влияние на свойства нескальных грунтов оказывают плотность и влажность грунтов.

Свойства пылевато-глинистых грунтов находятся в большой зависимости от влажности. Если в талом грунте содержится только прочносвя-занная вода, то грунт находится в твердом состоянии. При наличии рыхлосвязанной воды грунт становится пластичным. При свободной воде в порах грунт переходит в текучее состояние.

Таким образом, при насыщении водой пылевато-глинистый грунт вначале размягчается, потом переходит в пластичное и, наконец, текучее состояние.

Пластичность — это способность грунта деформироваться под действием внешних усилий без разрыва сплошности и сохранять форму после прекращения действия этих усилий. Пылевато-глинистые грунты находятся в пластичном состоянии в определенном диапазоне влажности, границы которого называются пределами пластичности: w P—нийний предел пластичности (предел раскатывания) соответствует влажности, ниже которой грунт переходит в твердое состояние; wL— верхний предел пластичности (предел текучести) отвечает влажности, выше которой грунт переходит в текучее состояние.

Особенностью грунтов как пористых тел является их способность фильтровать воду. Фильтрация зависит от степени уплотнения грунтов. Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации К.

Основными пааметрами механических свойств грунтов являются прочность и деформационные характеристики грунтов: угол внутреннего трения ф, удельное сцепление с, модуль деформации Е и предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc.

 

 

Угол внутреннего трения — это угол, тангенс которого равен коэффициенту внутреннего трения грунта.

Угол внутреннего трения ф для различных видов нескальных грунтов колеблется в следующих пределах: песчаных 25—43; пылевато-глинистых 7—30°.

Коэффициент внутреннего трения — отношение приращения разрушающего касательного напряжения к соответствующему приращению нормального напряжения на поверхности сдвига.

Под сцеплением понимается сопротивление структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц грунта. Сцепление присуще пылевато-глинистым грунтам.

Сопротивление сдвиуу нескальных грунтов определяется силами трения и сцепления, величины которых зависят от вида грунта и его влажности.

Ориентировочные значения удельного сцепления грунтов составляют: песчаных 0—0,08, пылевато-глинистых грунтов 0,05—1 кПа.

Прочность грунтов характеризуется их способностью сопротивляться внешним   силовым воздействиям.

Оценка прочности скальных грунтов производится по пределу прочности на одноосное сжатие Rc, а нескальных грунтов по их механическим прочностным характеристикам с и ср.

В строительстве в основном разрабатываются крупнообломочные песчаные и пылевато-глинистые грунты. На выбор технологии производства работ, трудоемкости и стоимости земляных, буровых и свайных работ оказывают значительное влияние плотность, влажность, прочность, разрыхляемость, кусковатость и другие свойства. Некоторые их этих свойств были рассмотрены выше.

Влажность грунта оказывает значительное влияние на способ разработки грунта и на способность грунтов к уплотнению. В практике принято грунты влажностью до 5% считать сухими (или маловлажными), свыше 30%— мокрыми, а от 5 до 30%— нормальной влажности. С повышением влажности до определенного предела плотность грунта увеличивается. При дальнейшем увеличении влажности плотность уменьшается.

Влажность, которая соответствует наибольшей (оптимальной) плотности грунта при наименьших затратах труда на уплотнение, называется оптимальной влажностью wonr-

Для повышения производительности машин, снижения трудоемкости работ, а также повышения их качества (уплотнение грунта, устройство насыпей и др.) грунты доводят до оптимальной влажности, которая определяется гранулометрическим составом грунта.

При значительной влажности пылевато-глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет выгрузку грунта из ковша или кузова машины, усложняет работу конвейера и ухудшает условия передвижения машин и транспорта.

Липкостью называют способность грунтов при определении влажности прилипать к поверхности различных материалов. Липкость является отрицательным свойством грунтов, а во всех необходимых случаях требуется, оценивать грунт с этой стороны. В количественной форме липкость выражают в кПа, измеряя усилие, необходимое для отрыва прилипшей пластинки к грунту.

Липкость грунтов обнаруживается обычно только в присутствии рыхло связанной воды. По мере увеличения влажности липкость быстро растет и достигает максимального значения, когда силы притяжения воды к грунтовым частицам и к предметам, соприкасающимся с ними, становятся одинаковыми. При дальнейшем увеличении влажности липкость резко уменьшается. Липкость связана с консистенцией грунта. Начало прилипания наблюдается при мягкоплас-тичной консистенции; при текуче-пластичной консистенции прилипание резко уменьшается.

Наибольшей прилипаемостью (0,04 0,1 МПа) отличается глинистая фракция. Поэтому с увеличением дисперсности грунтов липкость возрастает Увеличение давления рабочих органов землеройных машин на грунт вызывает повышение липкости.

Размокаемость представляет собой процесс полной или частичной утраты грунтом прочности под действием спокойной воды. Этот процесс характеризуется определенной продолжительностью, характером распада грунта и его конечной влажностью. Способность к размоканию понижается по мере перехода от мелких суглинков к глинам и от очень пористых к малопористым грунтам. Чем меньше исходная влажность, тем энергичнее происходит распад грунта. При естественном сложении грунт распадается медленнее, чем при нарушенном. О способности грунтов к размоканию необходимо знать при обеспечении устойчивости стенок и откосов котлованов и земляных сооружений, заполненных водой.

Размываемость — это разрушение грунтов под действием текучих вод. Размываемость зависит от состава грунта, его строения, характера структурных связей, а также степени минерализации и т. д. Размываемость характеризуется критической размывающей скоростью водного потока, при которой начинается отрыв отдельных частиц и их перемещение водой.

Глинистые грунты благодаря структурным связям менее подвержены размыву, чем мелкозернистые пески и пылеватые грунты. Критическая скорость размыва глинистых грунтов составляет 0,7—1,2 м/с.

Данные о размываемости грунтов необходимы для проектирования водоотводных канав и каналов, а также откосов земляных сооружений.

При устройстве оснований и фундаментов следует считаться со способностью некоторых грунтов к набуханию. Набухание — это способность грунтов увеличиваться в объеме в результате поглощения воды. Набухание характеризуется коэффициентом набухан,я, представляющим собой отношение объема грунта после набухания к первоначальному объему. Ориентировочные значения коэффициентов набухания грунтов следующие:

глина:

тяжелая вязкая

обычная пластичная суглинок:

тяжелый

средний

легкий           

лесс и лессовидный грунт супеси

песок  пылеватыи

Набухание грунтов также характеризуется давлением набухания, влажностью набухания и относительной усадкой при высыхании.

Знание тиксотропных свойств грунтов необходимо при погружении свай, буровых работах, приготовлении глинистых растворов, а также при устройстве фундаментов и подземных сооружений способом «стена в грунте».

Под тиксотропией понимают переход геля в золь и обратно после прекращения воздействия. Тиксотроп-ные явления характерны для глинистых грунтов с коагуляционными связями. Связь между частицами и механическая прочность уменьшаются по мере увеличения влажности грунта,

При нарушении структурных связей в результате механического воздействия (вибрация, динамические нагрузки, знакопеременные давления) тиксотропное разрушение может быть полным (разжижение) или частичным (размягчение).

Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами, при этом плотность грунта уменьшается. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления. Коэффициент первоначального разрыхления определяют по формуле

Разрыхленныу грунт, уложенный в земляное сооружение, уплотняется. Однако такой грунт не занимает первоначального объема, который он имел до разработки, и сохраняет некоторое разрыхление, характеризуемое коэффициентом остаточного разрыхления /С0.Р, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01 — 1,025; суглинистых 1,015—1,05   и   глинистых   1,04—1,09.

Величина коэффициента Ко р обычно меньше КР на 15—20%.

При устройстве различного рода выемок и насыпей важно знать допустимую крутизну откосов. Крутизна откосов связана с понятием угла естественного откоса.

Угол естественного откоса — это наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанного грунта в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью.

Угол естественного откоса зависит главным образом от гранулометрического состава и формы частиц. С уменьшением размера зерен угол естественного откоса становится положе. Угол естественного откоса характеризуется физико-механическими свойствами грунта, при которых грунт находится в предельном равновесии. Для грунтов, не обладающих сцеплением (сыпучих) , угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.

Понятие об угле естественного откоса относится только к сухим сыпучим грунтам, а для связных пылевато-глинистых оно теряет всякий смысл, так как у последних он зависит от влажности, высоты откоса и величины пригрузки на откос и может изменяться от 0 до 90°.

Практически крутизна откосов земляных сооружений выражается отношением высоты к заложению (горизонтальной проекции откоса) h:a = = 1 :m, где m — коэффициент откоса.

Строительными нормами и правилами установлены значения крутизны откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты. Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок. При устройстве временных выемок допускаются более крутые откосы.

В связных грунтах крутизна откоса изменяется от максимальной величины в верхней части земляного сооружения до минимальной +- в нижней, приближаясь к углу внутреннего трения. В связи с этим откосы высоких насыпей и глубоких выемок устраивают с переменной крутизной, с более пологим очертанием внизу.

Грунты классифицируют по трудности разработки в зависимости от типа применяемой машины. Классификация грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена отдельно для немерзлых (I—VI) группы и мерзлых (1м—IVM) грунтов. Разрыхленные немерзлые грунты нормируют на одну группу ниже, чем эти же грунты в массиве, т. е. в неразрых-ленном состоянии. В ЕНиР (Сб. 2. Земляные работы. Вып. I, 1986 г. разд. 1. Техническая часть, табл. 1 и 2) дана классификация грунтов по трудности их разработки в зависимости от видов землеройных машин и свойств грунта.

Для оценки трудности разработки грунта используют показатель удельного сопротивления резанию (копанию) Кр которое представляет собой отношение касательной составляющей усилия, развиваемого на режущей. кромке ковша землеройной машины, к площади поперечного сечения срезаемой грунтовой стружки.

Значение KF зависит от свойств грунта и конструктивного исполнения рабочего органа землеройной машины.

Распространенной классификацией горных пород по крепости является их классификация по шкале М. М. Протодьяконова. Коэффициент крепости пород по шкале М. М. Протодьяконова составляет одну сотую долю от временного сопротивления одноосному сжатию. Коэффициент крепости / используют для оценки прочности горных пород.

Косвенными показателями прочности грунтов являются скорость их бурения, а также число ударов ударника ДорНИИ.

Буримость — сопротивляемость горной породы разрушению буровым инструментом, которая характеризуется    чистой    скоростью    бурения.

Свойства грунтов оказывают существенное влияние на трудоемкость устройства забивных и набивных свай.

По трудности погружения свай молотами грунты разделяют на две группы:

I—почвы (растительный слой), торф, пластичные и текучие супеси, суглинки и глины от тугопластичных до текучих лессы от мягкопластичных до текучих без включения гравия и гальки (дресвы и щебня) или с содержанием их до 10%;

II— пески различной крупности от рыхлых до плотных, песок пылева-тый, насыщенный водой, гравий, супеси твердые, суглинки и глины, твердые и полутвердые, твердые лессы без крупных включений или с содержанием в них до 30% гравия и гальки (дресвы и щебня) крупностью фракции до 100 мм, также грунта I группы с включением гравия и гальки от 10 до 30%.

При использовании буронабивных свай грунты классифицируют в зависимости от устойчивости стенок скважин и трудности бурения грунтов различными способами.

По устойчивости скважин грунты делятся на две группы:

устойчивые — глинистые маловлажные грунты (твердые и полутвердые суглинки и глины, твердые супеси), а также скальные неразрушенные грунты;

неустойчивые - насыщенные водой, пылевато-глинистые грунты, плывуны, крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески и разрушенные скальнце грунты.

Различные грунты имеют различную электропроводность, которая имеет практическое значение при выполнении технологических процессов, связанных с пропусканием через грунт электрического тока (осушение грунтов и погружение опускных колодцев с помощью электроосмоса, оттаивания грунтов, закрепление грунта с использованием электрического тока и др.). Так как минеральные частицы, входящие   в   состав   грунта,   обычно не являются проводниками, электропроводность зависит от степени насыщения его водой.

В процессе производства земляных работ приходится иметь дело с явлениями замерзания и оттаивания грудта, а также с закреплением грунтовтермическим способом. Поэтому при проектировании производства работ имеют значение термодинамические характеристики грунтов — их теплопроводность и теплоемкость. Эти характеристики в большей степени зависят от состава и влажности грунта;

Под теплопроводностью понимают способность грунта переносить тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность твердой, жидкой и газообразной фаз грунта различна. Наименьший коэффициент теплопроводности имеет воздух и наибольший -^ твердая фаза грунта. Теплопроводность грунтов зависит от пористости и влажности. Чем больше пор, не занятых водой, тем меньше теплопроводность. Максимальную теплопроводность имеет грунт при полном водонасыщении.

 Теплоемкость — свойство грунтов поглощать тепло при нагревании, характеризуется удельной теплоемкостью с, которая представляет собой количество тепла, необходимого для нагревания 1 кг грунта на 1 К,Дж/ (кг-К). Под объемной теплоемкостью с0 понимают количество тепла, потребное для нагревания 1 м3 грунта на 1°С. Для различных грунтов удельная теплоемкость составляет 250—900 Дж/(кг-К). Чем суше грунт, тем меньше его теплоемкость.

Классификация грунтов. Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:

• класс — по общему характеру структурных связей;

  • группа — по характеру структурных связей (с учётом их прочности);

    • подгруппа — по происхождению и условиям образования;

      • тип — по вещественному составу;

        • вид — по наименованию грунтов (с учётом размеров частиц и показателей свойств);

          • разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

КЛАССЫ:

• подразделяемые на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности.

  • Класс природных скальных грунтов — грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными)

  • Класс природных дисперсных грунтов — грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями.

  • Класс природных мерзлых грунтов— грунты с криогенными структурными связями.

  • Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов — грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.

• и другие классы частных классификаций по вещественному составу, свойствам и структуре скальных, дисперсных и мерзлых грунтов.

Подготовка территории строительной площадки до начала земляных работ. Для создания благоприятных условий начала строительных работ предварительно выполняют подготовительные работы.

В состав работ по подготовке строительной площадки под новое строительство входят: ограждение участка; расчистка территории и снос существующих строений; перетрассировка мешающих инженерных сетей; защита территории от стока поверхностных вод; прокладка временных коммуникаций и дорог; устройство временных бытовых, складских, культурно-административных и других помещений.

После расчистки территории выполняют работы по созданию опорной геодезической сети, устанавливают обноску и производят геодезическую разбивку зданий и сооружений.

Состав подготовительных работ при реконструкции действующего предприятия в значительной степени зависит от местных условий. Строители стараются максимально использовать имеющиеся инженерные сети, бытовые и административные службы часто размещают во временно освобождающихся помещениях, возводят по плану капитального строительства реконструируемого предприятия здания, которые временно используют для нужд строительства и т.д.

Надземные и подземные инженерные коммуникации, линии связи и электропередачи и другие сооружения, затрудняющие производство работ, демонтируют или переносят на места, определяемые проектом, под наблюдением специалистов соответствующих организаций.

В подготовительный период, иногда достигающий 40 % продолжительности всего строительства, бывает необходимо создать индустриальную базу производства по изготовлению строительных изделий и деталей, растворных и бетонных смесей; связать строительную площадку с основными дорогами, энергетическими и инженерными сетями и т.п.

От тщательности выполнения заданий подготовительного периода в большой степени зависит успех проведения всех основных строительно-монтажных работ по возведению или реконструкции зданий и сооружений, инженерных сетей и пусковых комплексов. Объем работ подготовительного периода определяется в ПОС и уточняется в ППР.

Осушение площадки и рабочих мест. Понижение уровня грунтовых вод или отвод поверхностных вод (верховодки) обычно осуществляют устройством водопонижения или водоотвода. Чаще для этого используют водоотводные канавы или обваловывание с нагорной части площадки (рис.1).

 

При значительном притоке грунтовых вод устраивают открытые или закрытые дренажи. Открытые дренажи представляют собой канавы, на дно которых укладываются слои фильтрующего материала: крупнозернистого песка, щебня или гравия. Закрытые дренажи (рис.1, б, в) - это траншеи, разрабатываемые ниже уровня сезонного промерзания грунта и засыпаемые послойно фильтрующими материалами. По дну дренажа можно укладывать трубу с отверстиями в боковых стенках (перфорированную) для отвода воды.

4. Обеспечение устойчивости земляных сооружений. Сущность мероприятий этого вида заключается в создании конструкций, воспринимающих боковое давление грунта при устройстве выработок и предотвращающих обрушение их стенок в случае нулевых значений коэффициента откоса (выработку с вертикальными стенками). Эти конструкции не исключают поступления в выработку грунтовых вод, поэтому могут применяться только в сухих и слабофильтрующих грунтах с достаточной для проектируемого сооружения несущей способностью. При отрывке траншей и узких котлованов небольшой глубины наиболее широко используются наклонные крепления в виде щитов с специальными распорками. При глубине выработок до 3 м применяются инвентарные крепления, у которых сплошные или сквозные (с прозорами) деревянные щиты прижимаются к стенкам с помощью раздвижных винтовых распорок и стоек из труб диаметром 50 - 60 мм. Такие щиты используют при устройстве выработок в сухих грунтах и при наличии водо-притока в выработку независимо от ее глубины. При глубине выработки до 6 м инвентарное крепление устанавливается в два яруса. В таких случаях элементы нижнего яруса проверяются на прочность (а распорки и на продольный изгиб) исходя из фактической схемы загружения. При глубине выработки более 6 м конструкция, и сечение элементов крепления определяются специальным проектом, разработанным применительно к конкретным условиям. Если ширина котлованов большая, то для восприятия сжимающих усилий вместо распорок ставят подкосы или анкеры.

Искусственное закрепление грунтов.Совокупность воздействий, в результате которых повышается прочность грунта, он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым, представляет собой искусственное закрепление   грунтов.

Закрепляют грунты для создания вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес и повышения несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-механических свойств грунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления существуют следующие способы искусственного закрепления грунтов: замораживание, цементация, битумизация, химический, электрохимический и др.

Замораживание грунтов применяют в сильноводонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенные между собой трубопроводом, по которому нагнетают специальную жидкость — рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до   —20...—25°С 

Охлаждающие иглы состоят из наружных труб, закрытых и заостренных снизу, и внутренних, вставленных в них коаксиально и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в нижней части колонки переходит в наружную трубу, по которой поднимается вверх, после чего направляется к следующей колонке. Окружающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами с постепенно увеличивающимися диаметрами. Эти цилиндры смерзаются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая выполняет функцию ограждения временной выемки.

Способ замораживания имеет следующие недостатки: временное сохранение эффекта (на период действия замораживающей установки), длительный процесс естественного оттаивания, повышение влажности грунта за счет миграции воды из теплых слоев грунта к охлажденным (под действием градиента температур) и др. Однако технология замораживания и технические средства для ее выполнения достаточно отработаны, и поэтому, несмотря на указанные недостатки, этот способ широко используют.

Цементация и битумизация заключаются в инъецировании соответственно цементного раствора или разогретых битумов в пористые грунты с высоким коэффициентом фильтрации, а также в трещиноватые скальные  породы.

6. Производство земляных работ экскаваторами. Производительность экскаватора измеряется объемом разработанного в единицу времени грунта. Эксплуатационная производительность зависит от конструкции и параметров рабочего оборудования экскаватора, условий его работы и организации экскаваторных работ. К конструктивным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся: мощность силовой установки, емкость ковша, количество ковшей (для многоковшовых экскаваторов), размеры и скорости движения рабочего органа, продолжительность рабочего цикла (для одноковшовых экскаваторов). Мощность силовой установки и все другие параметры экскаватора рассчитываются на наиболее тяжелые условия работы .машины. Поэтому эффективность использования экскаватора в конкретных производственных условиях зависит от знания обслуживающим персоналом конструктивных возможностей машины и умения использовать их, не допуская ухудшения технического состояния машины. Например, многие одноковшовые экскаваторы предназначаются для разработки грунтов II—IV группы. Кинематический расчет этих экскаваторов и расчет их на прочность выполняются для условий работы в грунтах IV группы. Следовательно, при работе в грунтах II и III группы экскаватор имеет определенный резерв мощности силовой установки и прочности конструкций. Используя этот резерв, передовые машинисты при работе в легких для разработки грунтах применяют облегченные ковши повышенной емкости. Благодаря этому производительность экскаватора возрастает на 15—20%.

7. Производство земляных работ в зимнее время.

Производство земляных работ в зимнее время имеет особенности, связанные с изменением физико-механических свойств грунта под действием низких температур, и требует систематического контроля за качеством их выполнения. При отрицательной температуре увлажненные грунты смерзаются и образуют монолитную массу, трудно поддающуюся разрушению. В связи с этим грунты, подлежащие разработке в зимнее время, должны быть подготовлены к экскавации путем предохранения их от промерзания рыхлением или оттаиванием.      Предохранение грунта от промерзания производят поздней осенью после окончания дождливого периода, но до выпадения первого снега и наступления устойчивой отрицательной температуры. Его осуществляют путем создания утепляющего слоя из предварительно разрыхленного грунта или из дешевых теплоизоляционных материалов. Предварительное рыхление грунта производят плугами и рыхлителями на глубину не менее 35 см с последующим боронованием. Небольшие площади (дно котлована, траншеи и т. п.) предохраняют от промерзания путем укрытия грунта слоем утеплителя (опилками, шлаком, листьями и прочими дешевыми теплоизоляционными материалами). Защиту грунта от промерзания на больших площадях разработки осуществляют задержанием снега.      Для рыхления мерзлого грунта используют тяжелые рыхлители, ударные приспособления, которыми оборудуют экскаваторы, а также специальные машины и механизмы. При глубоком промерзании грунта его рыхление производят взрывным способом.      Оттаивание грунта осуществляют, прогревая его паром, горячей водой, с помощью электрического тока или огня. Однако при всех способах прогрева не следует стремиться к оттаиванию всего объема замерзшего грунта. Например, нижняя часть слоя мерзлого грунта толщиной 15-20 см может быть оставлена в мерзлом состоянии и разрыхлена при выемке грунта экскаваторами. Это ускоряет производство земляных работ и снижает расход тепла.      Оттаивание и рыхление грунта производят последовательно, по участкам, размеры которых назначают исходя из суточной производительности землеройных машин. При этом необходимо так организовать производство земляных работ, чтобы разработка подготовленного грунта производилась круглосуточно во избежание промерзания грунта во время перерывов (передача смен, ремонт механизмов и другие операции).      Без предварительного рыхления мерзлый грунт можно разрабатывать экскаваторами с ковшом объемом 0,5 м3 при толщине мерзлого слоя до 0,4 м.      В процессе обратной засыпки котлованов необходимо следить за тем, чтобы объем мерзлых комьев в грунте, которым засыпаются пазухи между стенками котлована и возведенным в нем фундаментом, не превышал 15% общего объема засыпки. Нельзя применять мерзлый грунт при засыпке пазух внутри здания.      Для обеспечения указанных требований грунт, подлежащий использованию для обратной засыпки котлована, укладывают в отвалы, при этом должны быть предусмотрены необходимые мероприятия, исключающие его промерзание.     В процессе приемки земляных работ по устройству котлованов и траншей проверяют соответствие проекту их расположения, размеров, отметок, уклонов траншей и качества грунта основания, кроме того, проверяют правильность устройства креплений.

Техника безопасности при производстве земляных работ. До начала производства земляных работ па местности в соответствии с проектом должны быть отмечены все подземные сооружения, которые попадают в зону разработки грунта. Особую осторожность следует проявлять при наличии на участке электрокабелей, так как их повреждение во время производства работ может вызвать смертельные случаи и нарушить работу предприятии.

Производить земляные работы в зонах нахождения подземных коммуникаций можно только с письменного разрешения организации, в ведении которой они находятся, и в присутствии их представителя, приняв соответствующие меры для предохранения сооружений от возможных повреждений. В местах расположения электрокабелей разработка грунта разрешается только с помощью лопат, без применения ударных инструментов (ломов, кирок и др.).

Если па участке будут обнаружены подземные прокладки, которые не были указаны в проекте, работы в данном месте необходимо остановить до выяснения характера обнаруженного сооружения и получения указаний об условиях дальнейшего производства работ.

При разработке траншей и котлованов с откосами необходимо строго соблюдать установленную правилами техники безопасности крутизну откосов по фактически разрабатываемому грунту независимо от величины откосов, принятой в проекте. Состояние откосов нужно проверять ежесменно, в случае появления трещин в грунте работы останавливают и крутизну откосов уменьшают. При разработке выемок с вертикальными стенками состояние креплений необходимо проверять тоже ежесменно.

В случае появления в разрабатываемых выемках вредных газов рабочих нужно удалить и работу прекратить до выявления причин появления этих газов и обезвреживания места производства работ. Разработка грунта способом подкопа запрещается; при случайном образовании навесов или козырьков грунта их следует своевременно обрушать. Спуск рабочих в траншею и подъем из нее по распорам запрещается. Для этого должны быть использованы металлические или деревянные приставные лестницы с врезными ступенями.

Глубина выемок, разрабатываемых с вертикальными стенками без креплений, не должна превышать установленной для данного вида грунта. Снимать крепления разрешается лишь в присутствии производителя работ или мастера снизу вверх по одной доске при слабых грунтах, по две и не более трех- при устойчивых грунтах.

При разработке выемок одноковшовыми экскаваторами запрещается находиться кому-либо наверху забоя в зоне призмы обрушения и в радиусе действия стрелы экскаватора плюс 5 м. Отвалы грунта располагают на расстоянии не ближе 0,5 м от бровки выемки, а грунт грузят на самосвалы через боковой или задний борт машины, не допуская прохождения ковша экскаватора над кабиной шофера.

Территория производства земляных работ в населенных, пунктах должна иметь сборно-разборные переносные ограждения с предупредительными надписями. Для прохода людей через траншеи нужно устроить мостики с прочными перилами высотой не менее 1 м со строганым поручнем. В ночное время места работ должны освещаться и иметь предупреждающие фонари с красным светом.

При разработке грунта способом гидромеханизации запрещается пребывание кого-либо наверху забоя в зоне призмы обрушения и в зоне действия струи гидромонитора. Рабочую зону гидромонитора ограждают предупредительными знаками. После монтажа гидромонитора его проверяют на давление, превышающее рабочее на 50%.

Между гидромониторщиками и насосной станцией должна быть обеспечена надежная телефонная связь и аварийная сигнализация. Расстояние между стенкой забоя и гидромонитором должно быть не менее высоты забоя, а при плотных глинистых грунтах - не менее 1,2 его высоты. При одновременной работе в забое нескольких гидромониторов их необходимо оборудовать ограничителями поворота ствола. Доступ людей на свеженамытый грунт без разрешения производителя работ запрещается. Очистку зумпфа (пульпоприемника) землесосной станции можно производить только после выключения гидромониторов и землесоса.

Работа гидромонитора во время грозы запрещается. При производстве работ под линиями электропередач гидромониторы должны быть оборудованы ограничителями, исключающими возможность попадания струи на провода.

Классификация свай. Сваи, опирающиеся своей пятой (концом) на какой-либо относительно прочный грунт, и работающие за счет этого опирания, называются сваями-стойками, а фундаменты из них — свайными фундаментами стоечного типа. Различие в работе между висячим и стоечным свайными фундаментами является очень существенным, поэтому при проектировании нужно с самого начала провести анализ геологического строения участка и правильно выбрать тот или иной тип опирания.

Применение свайных фундаментов сокращает в 7-13 раз объем земляных работ, особенно трудоемких зимой и в городских условиях, и уменьшает объем бетонных работ по устройству фундаментов в 2-2,5 раза. В результате стоимость строительства снижается на 30-50%. Свайные фундаменты могут состоять из отдельных свай, свайных кустов и свайных полей. Отдельные сваи в кустах связываются между собой ростверками, на которые затем монтируется цокольная часть здания. В зависимости от расположения по отношению к отметке земли различают низкие ростверки (расположены ниже поверхности земли) и высокие ростверки (головы свай расположены выше уровня земли).

Сваи классифицируются по определенным признакам на следующие виды: по материалу — деревянные, железобетонные, металлические, бетонные и комбинированные; по форме поперечного сечения — круглые, квадратные, прямоугольные, многоугольные, открытого профиля, пустотелые и трубчатые; по форме продольного сечения — цилиндрические, конические, пирамидальные и телескопические; по способу погружения — забивные и набивные, причем забивные в свою очередь подразделяются на погружаемые: забивкой свайными молотами, струей воды, размывающей грунт, вибрированием, завинчиванием, задавливанием статической нагрузкой; по положению продольной оси — вертикальные и наклонные.

Забивка свай в грунт. Итак, сваи - конструктивный элемент, передающий нагрузки от здания (сооружения) на грунты, находящиеся значительно ниже условной нулевой отметки. Забивные сваи квадратного сечения 300х300мм от 3 длиной до 12 м и составные длинной до 24м являются оптимальным выбором для строительства на слабых грунтах. Технология практически не меняется на протяжении уже многих лет, однако в последние годы введены определенные ограничения на применение свайных молотов в условиях городской застройки. В плотно застроенных городских районах используют буронабивные сваи, которые значительно дороже, однако при их устройстве не возникает риск разрушения соседних ветхих зданий.