2. Разбивка земляных сооружений

Вспомогательные процессы, цель которых — качест­венное и безопасное производство работ, в зависимости от местных условий и типа возводимого земляного соору­жения включают: разбивку земляных сооружений, водо­отлив и понижение уровня грунтовых вод, временное кре­пление стенок выемок, искусственное закрепление грунтов.

Разбивку сооружений (установление и закрепление их положения на местности) осуществляют с помощью геодезических инструментов и различных измерительных приспособлений.

Для перенесения проекта в «натуру» на местности оп­ределяют главные и основные оси — взаимно перпенди­кулярные линий, относительно которых сооружение или здание симметрично. Их разбивают тогда, когда объект имеет сложную конфигурацию и значительные размеры. Основные оси определяют контур здания или сооруже­ния в плане. Приемы разбивки и способы закрепления на местности осей и очертаний сооружений разнообразны и зависят от вида земляного сооружения, способа произ­водства работ и других условий.

Разбивку котлованов начинают с выноса и закреп-

— 86 —

ления на местности (в соответствии с проектом) створ­ными знаками основных рабочих осей, в качестве кото­рых обычно принимают главные оси здания (рис. У.8). После этого вокруг будущего котлована на расстоянии 2...3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают обноску. Обноска разового исполь­зования состоит из забитых в грунт металлических стоек или вкопанных деревянных столбов и прикрепленных к ним досок. Доска должна быть толщиной не менее 40 мм, иметь обрезную грань, обращенную кверху, и опи­раться не менее чем на три столбика. Более совершен­ной является инвентарная металлическая обноска. Для пропуска транспортных средств в обноске должны быть разрывы. При значительном уклоне местности обноски делают с уступами.

На обноску переносят основные разбивочные оси и, начиная от них, размечают все остальные оси здания. Все оси закрепляют на обноске гвоздями или пропилами и нумеруют. На металлической обноске оси закрепляют краской. Размеры котлована поверху, понизу и другие характерные его точки отмечают хорошо видимыми ко­лышками или вехами. Обноски используют только в начальный период строительства, так как в процессе производства работ она быстро выходит из строя. По­этому после возведения подземной части здания основ­ные разбивочные оси переносят на его цоколь.

Для линейно-протяженных сооружений (например, для коллектора) устраивают только поперечные обноски, которые располагают на прямых участках через 50 м, на закруглениях — через 20 м. Обноску устраивают также на всех пикетах и точках перелома профиля.

Отклонение размеров здания по строительной об­носке не должно превышать 5 мм при длине здания до 10 м и 20 мм при длине здания до 100 м и более. В про­цессе строительства периодически проверяют правиль­ность положения обноски и разбивочных знаков.

3. Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод

При устройстве выемок, расположенных ниже уров­ня грунтовых вод, необходимо осушать водонасыщенный грунт, чтобы обеспечить его разработку и предотвратить поступление грунтовых вод в котлован, траншею или подземную выработку на период выполнения в них стро­ительных работ. Осушение грунта выполняют открытым водоотливом или искусственным понижением уровня грунтовых вод.

Водоотлив применяют при незначительном притоке воды в выемки.

Осушение выемки открытым водоотливом заключа­ется в том, что при разработке котлована в водоносном грунте подошве выемки придают небольшой уклон (рис. У.9) к устраиваемому в самой пониженной части приямку (зумпфу). Приямки устраивают вне габаритов сооружений на расстоянии 3...10 м друг от друга и за­глубляют ниже основания сооружения на 0,5...0,6 м. Во­ду из приямков откачивают поршневыми, диафрагмовы-ми или центробежными насосами, а затем отводят по лоткам или водоотводным канавам от выемки. Затем разработку котлована ведут наклонными слоями с за­глубленным зумпфом. При разработке траншей зумпф устраивают в специальном отсеке траншеи, называемом «усом». Открытый водоотлив применяют в глинистых,и пео чаных пылеватых грунтах.е коэффициентом фильтрации менее 1 м в сутки и отсутствии ниже дна осушаемой вы­емки напорных грунтовых вод. Недостаток этого метода осушения — возможность разжижения грунта и выноса его частиц фильтрующейся водой.

Понижение уровня грунтовых вод — более совер­шенный, но и более сложный метод борьбы с их прито­ком в выемки. Уровень грунтовых вод понижают путем .непрерывной откачки из специальных скважин, соору­жаемых в массиве грунта.

. Для искусственного понижения уровня грунтовых вод разработан ряд эффективных способов, основными из которых являются иглофильтровый, вакуумный, электро-осмотический и открытых водопонизительных скважин. При иглофильтровом способе искусственного пониже­ния грунтовых вод используют иглофильтровые установ­ки, состоящие из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасы­вающего вихревого насоса с электродвигателем. Сталь­ные трубы погружают в обводненный грунт по перимет­ру котлована или вдоль траншеи (рис. У.10).

Фильтрующее звено состоит из наружной перфори­рованной и внутренней глухой труб. Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапа­ном. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке, обеспе­ченной резервными насосами. При работе насосов уро­вень воды в иглофильтрах понижается; из-за дренирую­щих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу уровня грун­товых вод, называемую депрессионной кривой. Игло­фильтры погружают в грунт через буровые скважины или путем нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3 МПа (гидравлическое погружение). Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой кла­пан, а кольцевой клапан, отжимаемый при этом кверху, закрывает зазор между внутренней и наружной труба­ми. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает грунт и обеспечивает погружение игло­фильтра. Когда вода всасывается из грунта через фильт­ровое звено, клапаны занимают обратное положение: ша­ровой клапан за счет разрежения поднимается, а коль­цевой опускается, открывая воде, профильтровавшейся

в зазор между обеими трубами фильтрового звена, путь в открытый снизу конец внутренней трубы.

Применение иглофильтровых установок наиболее эф­фективно в чистых песках и песчано-гравелистых грун­тах. Наибольшее понижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом игло­фильтров, составляет около 5 м. При большей глубине понижения применяют двухъярусные установки.

При вакуумном способе водопонижения применяют вакуумные водопонизительные установки, из которых наиболее распространены установки с эжекторными иг­лофильтрами. Установки (рис. У.П) используют для по­нижения уровня грунтовых вод в мелкозернистых грун­тах (мелкозернистых и пылеватых песках, супесях, или­стых и лессовых грунтах с коэффициентом фильтрации 0,02... 1 м/сут), в которых применять легкие иглофильт­ровые установки нецелесообразно. При работе вакуум­ных водопонизительных установок вакуум возникает в зоне эжекторного иглофильтра:

Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устрое­но по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной и внутренней трубы с эжекторной насадкой. Рабочую воду под давлением 750... 800 кПа подают в кольцевое пространство между внут­ренней и наружной трубами, и через эжекторную насад­ку она устремляется вверх по внутренней трубе. В ре­зультате резкого изменения скорости движения рабочей воды в насадке создается разрежение и тем самым обес­печивается подсос грунтовой воды. Грунтовая вода сме­шивается с рабочей и направляется в циркуляционный бак. Из циркуляционного бака избыток воды (за счет поступления грунтовой) откачивается низконапорным насосом или сливается самотеком.

В эжекторной иглофильтровой установке вакуум соз­дается в глубине иглофильтра, что обеспечивает более интенсивный отсос воды и имеет исключительно важное значение при осушении грунтов с незначительной фильт­рационной способностью. Один ярус иглофильтров поз­воляет уменьшить размеры котлована или траншеи, а следовательно, и объем земляных работ.Для расширения области применения иглофильтро­вых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут используют явление электроосмоса:

В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5... 1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни (рис. V. 12). Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни — к положительному полюсу ис­точника постоянного тока (анод).

Электроды размещают друг относительно друга в шахматном порядке. Шаг, или расстояние анодов и катодов в своем ряду одинаков — около 0,75...1,5 м. И аноды, и катоды погружают на одну и ту же глубину. В качестве источника электропитания применяют сва­рочные агрегаты или передвижные преобразователи. Мощность генератора постоянного тока определяют, ис­ходя из того, что на 1 м² площади электроосмотической завесы необходим ток силой 0,5... 1 А и напряжением 30...60 В. Под действием электрического тока вода, со­держащаяся в порах грунта, освобождается и перемеща­ется в сторону иглофильтров. За счет движения этой во­ды коэффициент фильтрации грунта увеличивается в 5...25 раз.

Для понижения уровня грунтовых вод на глубину 4м и более применяют открытые (соединяющиеся с атмо­сферой) водопонизительныескважины. Метод применяют, когда надо осушить большие строительные пло­щадки с сильным притоком вод (коэффициент фильтра­ции более 2 м/сут). Для сооружения скважин — колод­цев на территории строительной площадки пробуривают скважины, которые оборудуют фильтровой колонной, включающей фильтр, отстойник и надфильтровые трубы. Внутрь фильтровой колонны опускают высоконапорный специальный скважинный насос, которым и откачивают воду. Водопонизительные скважины просты в устройстве и надежны в эксплуатации.