9. Водопонижение грунтовых вод и искусственное закрепление грунтов

При устройстве выемок расположенных ниже УГВ необходимо: осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать таким образом возможность его разработки и устройства выемок, предотвращать попадание грунтовой воды в котлованы , траншеи и выработки в период выполнения в них строит работ. Эффективным технологическим приемом таких задач явл откачка грунтовой воды, выемки при небольшом притоке грунтовых вод разраб с применением открытого водоотлива, а если приток значителен то до начала производства работ уровень грунтовых вод искусственно понижают с использование различных способов закрытого те грунтового водоотлива. Открытый водоотлив предусматривает откачку протекающей воды непосредственно из котлаванов или траншей. При открытом водоотливе грунтовая вода просачиваясь через откосы и дно котлавана, поступает в водосборные каналы и по ним в приямки от куда ее откачивают насосами. Открытый водоотлив являясь простым и доступным способом борьбы с грунтовыми водами имеет серьезный технологический недостаток – восходящие потоки грунтовой воды протекующей через дно и стенки котлованов и траншей разжижают грунт и выносят из него на поверхность мелкие частицы это явление назыв суффозией грунта. в результате суффозии несущ способность грунта в основаниях может снизиться поэтому на практике во многоих случаях чаще применяют грунтовый водоотлив исключающий просачивание воды через откосы и дно котлованов и траншей. Грунтовый водоотлив обеспечивает снижение УГВ ниже дна будущей выемки. УГВ понижается в резул непрерывной откачки воды водопонизительными установками из системы трубчатых колодцев и скважин расположенных вокруг котлавана или вдоль траншей. Для искусственного понижения УГВ разработан ряд эффективных способов основными из кот явл иглофильтровый , вакуумный и электроосмотический.

10.Механизированная разработка грунтов. Гидромеханизированная разработка грунта. Особенности производства земляных работ в зимнее время.

Механизированная разработка грунтаИменно этот способ принято считать основным. Здесь применяются землеройно-транспортные и землеройные машины. Одноковшовый экскаватор – это землеройная машина циклического действия, производящая разработку грунта с его дальнейшей погрузкой в транспортное средство. Роторные и цепные экскаваторы представляют собой землеройные машины непрерывного действия. Бульдозеры, прицепные, самоходные скреперы и автогрейдеры могут перемещать груз на определенное расстояние после разработки.

Основные процессы при механической разработке грунтов:•Резание грунтов;•Транспортировка грунтов;•Укладка и последующее разравнивание;•Уплотнение грунтов.Гидромеханизированная разработка грунта. Разработка грунта гидромеханическим   способом может быть гидромониторной, землесосной и комбинированной.В гидромониторном случае, применяемом в сухих забоях, грунт размывается струей воды, выбрасываемой под высоким давлением из насадки водобойного снаряда, называемого гидромонитором. Вода к гидромонитору подается по трубопроводу от насосной станции, располагаемой у ближайшего водоема или на понтоне. При землесосном способе грунт вместе с водой всасывается специальными насосами (землесосами), устанавливаемыми на плавучих или передвижных землесосных снарядах.При комбинированном способе разработки сочетается использование двух методов: грунт разрабатывается механическим способом, а транспортирование разрыхленного и разжиженного грунта осуществляется землесосом.Особенности производства земляных работ в зимнее время.Зимой, при установлении отрицательных температур, происходит замерзание грунта вследствие потери тепла и перехода содержащейся в его порах воды в лед, сопровождающееся изменением его физико-механичес­ких свойств. Необходимо проводить мероприятия по предварительной защите грунта от промерзания. Факторами, определяющими выбор методов и спо­собов зимней разработки грунта, являются объемы работ, свойства грунта, вид земляного сооружения и конкретные условия строительства.Предохранение грунта от промерзания выполняют задолго до на­ступления холодов путем его вспахивания с боронованием, глубокого рых­ления, укрытия утепляющими материалами и химической обработки. В качестве утепляющих материалов используют местные материа­лы: сухие листья, торф, опилки, солома, камыш, шлак и др. Могут приме­няться и полимерные материалы, пленки, пенопласт и т.п. Иногда грунт пе­ред вспахиванием подвергают химической обработке, т.е. пропитке поверх­ностного слоя грунта хлористым кальцием и натрием, нитрит-нитратом на­трия, которые понижают температуру замерзания воды в грунте (до - 30°С). Защищенный от промерзания грунт разрабатывают обычным механизиро­ванным способом.

Однако, когда грунт не удалось своевременно предохранить от за­мерзания и по графику работ грунты необходимо разрабатывать в зимнее время, т.е. в мерзлом состоянии, то в этом случае приходится либо их отта­ивать, либо разрабатывать в мерзлом виде с использованием специальных средств и методов.Способы оттаивания мерзлых грунтов ос­нованы на том, что за счет теплоты, передаваемой в слой мерзлого грунта, растапливается лед в его порах и грунт делается талым.

Рыхление в мерзлом состоянии осуществ­ляют взрывным или механическим способом. При рыхлении грунта взрывным способом участок разбивают на захватки, где на первой из них бурят шпуры, заряжают и взры­вают их; на второй работы по условиям безопасности не производят; на тре­тьей ведут разработку грунта. При механическом рыхлении осуществляют дробление или скол мерзлого слоя динамическим или статическим воздействием специального сменного рабочего оборудования, установленного на базовой машине (тракторе, экс­каваторе и т.п.).

Разработку в мерзлом состоянии осуществляют мелко- и крупноблочные методоми. Мелкоблочный мето: продольными и поперечными прорезями дискофрезерной машины или барами разрезают мерзлый слой на блоки, а затем экскаватором с прямой лопатойгрузят мерзлые блоки и разрабатывают талый грунт. Крупноблочный метод: используют при разработке котлованов вбли­зи зданий или сооружений, когда не допускаются сотрясения грунта, неиз­бежные при ударном и виброударном рыхлении. Разработку грунтов в мерзлом состоянии можно вести только с по­мощью мощного землеройного оборудования, которое позволяет разрабаты­вать мерзлый грунт без его предварительной подготовки (рыхления).

11. Определение размеров траншей и котлованов. Подсчет объемов земляных работ. Выбора оптимального варианта механизации процессов переработки грунта при устройстве котлованов. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ Чтобы определить объёмы земляных работ по устройству под водопроводно-канализационные сооружения или траншеи для прокладки сетей водопроводов и коллекторов, необходимо знать их основные размеры - ширину, длину и глубину. Размеры котлованов определяют исходя из общих размеров сооружений в плане, глубины его заложения, крутизны откосов, а также принятых методов выполнения основных производственных процессов. При этом важно учесть: схему возведения будущего сооружения, определяющую схему движения кранов и других машин.можно выделить следующие четыре основные схемы: Схема I (кольцевая) - кран и транспортные средства перемещаются вокруг него по берме котлована, не заезжая на его дно; схема II - механизмы движутся по дну котлована за пределами сооружения, по его периметру; схема III - механизмы в процессе строительства сооружения перемещаются непосредственно по его днищу; схема IV предусматривает монтаж сооружения одновременно, т.е.0параллельно работающими двумя кранами. По схеме I возводят обычно небольшие сооружения, ширина которых в плане или диаметр не превышают 15 м. По схеме II возводят сооружения средних габаритов, размеры которых в плане превышают 15 м. Размеры котлована при этом должны быть достаточными для размещения сооружений, а также для проезда кранов и транспорта вокруг них по дну выемки. По схеме III обычно строят крупные сооружения, размеры которых в плане в несколько раз (n) превышают 15 м. По схеме IV строят крупные сооружения. Подсчет объемов земляных работ. Подсчёт объёмов земляных работ по устройству выемок (котлованов, траншей) и насыпей при известных размерах достаточно прост. При сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют. Подсчёт объёмов земляных работ необходим для того, чтобы обоснованно выбрать методы и средства их выполнения, установить необходимость отвозки или возможность распределения вынутого из котлованов или траншей грунта на прилегающей территории и последующего его использования для устройства обратных засыпок, определить стоимость и продолжительность производства земляных работ.

Подсчет объемов земляных работ для разных земляных сооружений: Объем земляных работ для котлована: Объем основной части: V=l∙b∙h;Объем откосов по длине и ширине: Объем угловых откосов: Объем земляных работ для траншеи: V=l∙b∙h, при условии отсутствия откосов.Объем земляных работ для пандуса: (объем призмы V=S_основ∙h)Объем земляных работ для насыпи: тоже, что для котлована.