Разработку траншей и котлованов выполняют преимущественно механизированным способом. Подбор техники для выполнения земляных работ зависит от объема котлованов, вида грунта и предусматривается проектом производства работ (табл. 1). Этот вид работ включает в себя: выемку грунта; выгрузку грунта на бровку или транспортные средства; транспортирование грунта к месту складирования; складирование в отвал или насыпь; разработку откосов, подчистку и планировку днища; крепление стенок траншей и котлованов; обратную засыпку траншей.
|
Расстояние транспортировки, км |
Грузоподъемность автосамосвалов (т) при вместимости ковша экскаватора (м 3) |
||||||
Места разработки траншей, канав и котлованов защищают от стока поверхностных вод путем устройства временных или постоянных водоотводящих систем (оградительной обваловки, водоотводящих канав, планировки, обеспечивающей водоотвод и т.д.).
Работы по устройству траншей, канав следует начинать с низовой стороны, причем в местах с пониженными отметками при наличии грунтовых вод устраивают приямки для их сбора и откачки. При устройстве выемок в лессовых грунтах необходимо принимать дополнительные меры против застоя воды во время производства работ.
Разработка грунта в траншеях и котлованах в случаях пересечения их любыми подземными коммуникациями допускается лишь при наличии письменного разрешения эксплуатирующей организации. При этом в непосредственной близости от коммуникаций грунт должен разрабатываться ручным способом (1 м над трубой, кабелем и т.п.). При неожиданном (не обозначенном в проекте) обнаружении подземных коммуникаций земляные работы следует приостановить и вызвать на место представителей соответствующих организаций.
Необходимость крепления вертикальных стенок траншей и котлованов или разработка грунта с устройством откосов обосновывается проектом (табл. 2).
Таблица 2. Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов
|
Наибольшая крутизна откосов при глубине выемки (м), до |
||||||
|
Угол между направлением откосов и горизонталью, ° |
Отношение высоты откоса к его заложению |
Угол между направлением откосов и горизонталью, ° |
Отношение высоты откоса к его заложению |
|||
|
Насыпные |
||||||
|
Песчаные и гравийные влажные (насыщенные) |
||||||
|
Глинистые: супесь, суглинок, глина |
||||||
|
Лёссы и лёссовидные сухие |
||||||
|
Моренные: песчаные, супесчаные, суглинистые |
||||||
Если проектом предусмотрено крепление траншей, его следует устанавливать сразу после отрывки. Укрепление грунтов и стенок котлована выполняют в несвязанных грунтах, где существует угроза обрушения боковых стенок. Выполняют это с помощью горизонтальных досок толщиной 40-60 мм, установленных в виде опалубки и опирающихся на вертикальные брусья с применением распорок. Стенки опалубки дополнительно укрепляют горизонтальными распорками, установленными между стенами.
Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без крепления может выполняться в песчаных и крупнообломочных грунтах на глубину 1 м, в супесях - 1,25 м, в суглинках и глинах - 1,5 м и в очень прочных суглинках и глинах - 2 м. При необходимости работы людей в траншее с вертикальными стенками наименьшее расстояние в свету между боковыми поверхностями или щитами крепления должно быть не менее 0,7 м. При устройстве траншей под трубопроводы их ширина по дну без учета крепления принимается согласно табл. 3.
Таблица 3. Ширина траншей для укладки трубопроводов
|
Способ укладки трубопроводов |
Наименьшая ширина траншеи с вертикальными стенками по дну (м) без учета крепления |
||
|
Стальных и пластмассовых |
Раструбных чугунных, бетонных и асбоцементных |
Бетонных на муфтах и фальцах, керамических |
|
|
Плетями или отдельными секциями при наружном диаметре (Д) труб, м: |
|||
|
Д + 0,3, но не менее 0,7 |
|||
|
Отдельными трубами при наружном диаметре Д, м: |
|||
|
1,6—3,5 (общих водосточных коллекторов) |
|||
Траншеи с уложенными трубопроводами засыпают в следующей очередности: мягким грунтом засыпают и подбивают приямки и пазухи одновременно с обеих сторон, а затем траншею засыпают таким же грунтом на 0,2 м выше верха труб, при этом грунт уплотняют послойно ручным и навесными электротрамбовками. Для трубопроводов керамических, асбестоцементных и полиэтиленовых высота слоя засыпки над трубой должна быть 0,5 м. Последующую засыпку производят механизированным способом после испытания трубопроводов любым грунтом без крупных включений. Обратная засыпка траншей и котлованов на участках пересечения с существующими дорогами, проездами, площадями и др. должна выполняться на всю глубину малосжимаемыми грунтами (песок, галечник, гравий, отсевы щебня и пр.) с послойным тщательным уплотнением.
Обратную засыпку траншей и котлованов, на которые не передаются дополнительные нагрузки (кроме массы грунта), можно выполнять без уплотнения, но с отсыпкой земляного валика, равного по объему последующей естественной усадке грунта.
Ширину по дну котлованов и траншей для ленточных и отдельно стоящих фундаментов следует определять с учетом ширины конструкции фундаментов, гидроизоляции, опалубки и крепления с добавлением 0,2 м. Дно котлована должно быть ровным и горизонтальным. Если строительство ведется на откосе, дно может состоять из горизонтальных и вертикальных участков, расположенных под углом 45°. В этом случае не рекомендуют делать вертикальные переходы, в которых могут образоваться трещины при кладке фундаментов.
Траншеи и котлованы в нескальных грунтах должны разрабатываться без нарушения естественной структуры грунта в основании с недобором (табл. 4).
Места переборов в скальных грунтах следует заполнять глинистым, песчаным или щебенистым грунтом с тщательным его уплотнением. Переборы в нескальных грунтах (кроме валуновых и глыбовых) не допускаются (табл. 5).
Таблица 4. Допустимые недоборы в нескальных грунтах
|
Рабочее оборудование экскаватора |
Допустимые недоборы экскаватором вместимостью ковша, м 3 |
||||
|
обратная |
|||||
|
Драглайн |
|||||
Таблица 5. Допустимые величины переборов в скальных грунтах
В зависимости от состояния грунта может быть применен один из способов его укрепления, предназначенный для увеличения несущей способности. Чаще всего такая надобность возникает при возведении зданий в два и более этажей. Строительная практика обладает многими способами искусственного укрепления грунтов. Необходимость искусственного укрепления грунтов может определяться проектом.
Уплотнение грунта выполняют методом укатывания различными катками, транспортными и землеройно-транспортными машинами, механическими или электрическими трамбовками, вибрированием. Слабые или особо слабые грунты закрепляют.
Силикатизация предусматривает укрепление мелких и пылеватых песков и плывунов однорастворным или двухрастворным составами на основе жидкого стекла. При однорастворном составе используют силикат натрия - жидкое стекло и алюминат натрия. В двухрастворном - во втором составе вместо алюмината натрия используют хлористый кальций. Растворы нагнетают инъекторами под давлением 3-6 атмосфер, закрепляя грунт в радиусе 0,3-1 м. Способом силикатизации можно закреплять отдельные участки, а также целые массивы грунта. При сплошном закреплении массива грунта инъекторы располагают в шахматном порядке с расстоянием между рядами, равным 1,5 радиуса закрепления одним инъектором.
Цементация выполняется специальными инъекторами (перфорированными трубами) обычно для укрепления песчаных (реже глинистых) грунтов. Цементная смесь марки 400 при соотношении 0,8:1 (вода: цемент) под давлением заполняет все пустоты в грунте. После того как инъектор извлекают из грунта, скважину тоже заполняют раствором.
Электросиликатизация ускоряет темпы и качество работ за счет пропуска через инъекторы постоянного тока.
Все перечисленные методы укрепления грунтов предусматривают наличие специального оборудования и могут выполняться организациями, обладающими необходимыми технологиями.
В результате выполнения земляных работ создаются земляные сооружения, которые классифицируются по ряду признаков.
По назначению и длительности эксплуатации земляные сооружения подразделяются на постоянные и временные.
Постоянные сооружения предназначены для длительного использования. К ним относятся каналы, плотины, дамбы, спланированные площадки для жилых кварталов, комплексов промышленных сооружений, стадионов, аэродромов, выемки и насыпи земляного полотна дорог, устройства водоемов и др.
Временными земляными сооружениями являются те, которые возводятся лишь на период строительства. Они предназначаются для размещения технических средств и выполнения строительно-монтажных работ по возведению фундаментов и подземных частей зданий, прокладки подземных коммуникаций и др.
Временная выемка, имеющая ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину называется траншеей. Выемка, длина которой равна ширине или не превышает десятикратной ее величины, называется котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки.
Разделение земляных сооружений на постоянные и временные необходимо, так как к ним предъявляются различные требования в отношении устойчивости откосов, тщательности их уплотнения и отделки, обеспечение водонепроницаемости тела выемки.
По расположению земляных сооружений относительно поверхности земли различаются: выемки – углубления, образуемые разработкой грунта ниже уровня поверхности; насыпи – возвышения на поверхности, возводимые отсыпкой ранее разработанного грунта; кавальеры – насыпи, образуемые при отсыпке ненужного грунта, а также для временного хранения грунта, обратной засыпки траншей и фундаментов.
Наиболее характерные профили и элементы земляных сооружений представлены на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Виды земляных сооружений:
I – поперечный профиль выемок: а – траншея прямоугольного профиля;
б – котлован (траншея) трапецеидальной формы;
в – профиль постоянной выемки; 1 – бровка откоса; 2 – откос; 3 – берма;
4 – Основание откоса; 5 – дно выемки; 6 – банкет;
7 – Нагорная канава; II – сечение подземных выработок;
г – круглой; д – прямоугольной; III - профили насыпи;
е – временной насыпи; ж – постоянной; IV – обратная засыпка;
з – пазух котлована; и – траншеи
Временные выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для сооружения транспортных и коммунальных тоннелей и других целей, называются подземными выработками.
После устройства подземных частей зданий грунт из отвала (кавальера) укладывается в так называемые «пазухи» – пространства между боковой поверхностью сооружения и откосов котлована (траншеи). Если отсыпка грунта из отвала используется для полного закрытия подземной части здания или коммуникаций, называется обратной засыпкой.
Соответствие назначению и надежность в эксплуатации земляных сооружений обеспечивается соблюдением комплекса требований при проектировании и строительстве. Все земляные сооружения должны быть устойчивыми, прочными, способными воспринимать расчетные нагрузки, противостоять климатическим воздействиям (атмосферные осадки, отрицательные температуры, выветривание и т. д.), иметь конфигурацию и размеры в соответствии с проектом и сохранять их в период эксплуатации. Требования, предъявляемые в конкретных условиях к земляным сооружениям, устанавливаются проектом в соответствии с нормами строительного проектирования.
Определение объёмов разрабатываемого грунта
Для основных производственных процессов объёмы разрабатываемого грунта определяют в кубических метрах в плотном теле. Для некоторых подготовительных и вспомогательных процессов (пропашка поверхности, планировка откосов и т.п.) объемы определяют в квадратных метрах поверхности.
Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом допускается, что объем грунта ограничен плоскостями и отдельные неровности не влияют на точность расчета.
В практике промышленного и гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы котлованов, траншей (и других протяженных сооружений) и объемы выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.
Определение объемов при разработке котлованов и траншей
Котлован представляет собой с геометрической точки зрения обелиск (рис.3.12), объем которого V подсчитывают по формуле: V =H / (2a+a1)b + (2a1+a)b1/6,
где H – глубина котлована, вычисленная как разность между средней арифметической отметкой верха котлована по углам (отметки местности на участке планировочной насыпи и проектной на участке планировочной выемки) и отметкой дна котлована; а, b - длины сторон котлована (принимают равными размерам нижней части фундамента у основания с рабочим зазором около 0,5 м с каждой стороны), a = а" + 0,5·2, b = b" + 0,5·2; а", b" -размеры нижней части фундамента; a1, b1 - длины сторон котлована поверху, а1 = а + 2H·m; b1 = 2H·m; m – коэффициент откоса (нормативная величина по СНиП).
Рис.3.12. Определение объема котлована:
а – геометрическая схема определения объема котлована; б – разрез котлована постоянного (откос 1:2) и временного (откос 1:1); 1 – объем выемки; 2 – объем засыпки
Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения Vоб.з = V -(а"·b")·Н.
При расчете объемов траншей и других линейно-протяженных сооружений в составе их проектов должны быть представлены продольные и поперечные профили. Продольный профиль разделяют на участки между точками перелома по дну траншеи и дневной поверхности. Для каждого такого участка объем траншеи вычисляют отдельно, после чего их суммируют. Траншея, протяженная выемка и насыпь на участке между пунктами 1 и 2 представляют собой трапецеидальный призматоид (рис.3.13), объем которого может быть определен приближенно:
V1-2 = (F1+F2) L1-2/2 (завышенный),
V1-2 = Fср L1-2 (заниженный),
где F1, F2 – площади поперечного сечения в соответствующих пунктах продольного профиля, определяемые как F = aH + H2m; Fср – площадь поперечного сечения на середине расстояния между пунктами 1 и 2.
Рис.
3.13. Схема определения объема траншеи
Более точное значение объема призматоида находят по формулам:
V1-2 = Fср + L1-2,
V1-2 = L1-2.
Подсчет объемов планировочных работ производят или способом треугольных призм, или по средней отметке квадратов.
При первом способе планируемый участок разбивают на квадраты со стороной (в зависимости от рельефа местности) 25-100 м; квадраты делят на треугольники, в вершинах которых выписывают рабочие отметки планировки (рис.3.14, а ).
Если отметки (Н1, Н2, Н3) имеют одинаковый знак (выемка или насыпь),
объем каждой призмы (рис. 3.14, б) определяют по формуле:
V= a²/6·(H1 +H2 +H3).
При разных знаках рабочих отметок (рис. 3.14, в) подсчет по этой формуле дает суммарный объем насыпки и выемки; раздельные объемы могут быть получены путем вычитания объема пирамиды ABCD из общего объема призмы ADHYGE.
Рис. 3.14. Схема подсчета объемов
земляных работ способом
треугольных призм:
а - разбивка участка (цифры в кружках – номера призм; цифры на пере-
сечении линий – рабочие отметки);
б - треугольная призма при рабочих
отметках
одного знака; в
-
тоже при разнозначных отметках
По методу средней отметки
квадратов подсчет планировочных объемов производят, пользуясь планом с горизонталями через 0,25–0,5 м для равнинной и 0,5–1 м для горной местности.
На план наносят сетку квадратов со стороной 10–50 м и линии границ насыпей и выемок. Объем планировки каждого квадрата подсчитывается, исходя из средних по квадрату рабочих отметок планировки.
Объем насыпей и выемок линейных сооружений (дороги, каналы) на прямолинйных участках сооружения определяется обычно по вспомогательным таблицам.
Для сооружений с криволинейной осью (рис. 3.15) можно пользоваться формулой Гюльдена: V = (F ⋅π⋅ r ⋅α)/180º;
где V -объем земляного сооружения, м3, F - площадь сечения поперечника, м2,
r - радиус кривизны оси тела земляного сооружения, м, α- центральный угол
поворота крайних профилей, ограничивающих криволинейный участок, град .
Подсчет объема земляных конусов у искусственных сооружений производится:
При одинаковой крутизне откоса земляного полотна и откоса конуса – по формуле:
V= π H/24;
где V1 – объем обоих конусов, м3, Н - высота насыпи в сечении по обрезу фундамента, м, b – ширина полотна, м, b1 – ширина устоя, м, m – показатель откоса
земляного полотна и конусов,
Рис. 3.15. Линейное земляное сооружение с Рис.3.16. Откосы земляного полотна
Криволинейной осью у мостовых конусов.
При разной крутизне откоса земляного полотна и откоса конуса (рис. 3.16)
– по формуле: V 1 = π H/6 · [ 3(b- b1)/2 · (x- α) +1,5·(b- b1)/2 · nH +1,5(x- α)·mH+ mnH ² ;
где n – показатель откоса конуса, x – полная величина захода земляного полот-
на на устой на уровне бровки, м, α - величина захода прямолинейной части
земляного полотна, м .
Примечания:
1. При напластовании различных видов грунта крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому виду грунта.
2. К насыпным грунтам относятся грунты, пролежавшие в отвалах менее 6 мес. и не подвергавшиеся искусственному уплотнению (проездом, укаткой и т. п.).
3. Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м во всех случаях и глубиной менее 5 м при неблагоприятных гидрогеологических условиях и при грунтах, не предусмотренных таблицей, устанавливается проектом.
Планировка территории, срезка растительного грунта и обратная засыпка грунта выполняются бульдозером мощностью 80-130 л. с. Перемещение грунта производится на расстояние в соответствии с ПОС.
Разработка грунта в котлованах и траншеях производится одноковшовым экскаватором с различным сменным оборудованием и разной емкостью ковша. Для выполнения небольших объемов земляных работ (малоэтажное строительство, прокладка инженерных сетей) используются экскаваторы с емкостью ковша 0,15-0,4м 3 . В массовом жилищно-гражданском строительстве для производства земляных работ обычно применяют экскаваторы с емкостью ковша 0,5-0,65 м 3 . При строительстве крупных жилых, общественных и производственных зданий разработку грунта выполняют экскаваторы емкостью ковша 0,8-1,2 м 3 .
При разработке выемок часть вынутого грунта может использоваться для обратной засыпки. Остальной грунт вывозится на свалку. При этом возможны следующие варианты производства работ:
1. При наличии на строительной площадке места для складирования грунта объем грунта, необходимый для обратной засыпки, разрабатывают экскаватором в отвал, оставшийся - с погрузкой в автомобили-самосвалы и вывозят на свалку грунта.
2. При невозможности складирования вынутого грунта на строительной площадке грунт для обратной засыпки вывозится во временный отвал. В этом случае весь объем разработки грунта принимается с погрузкой в автомобили-самосвалы, но отвозка грунта предусматривается на разные расстояния: для обратной засыпки - в место временного складирования, остальной- на свалку.
3. Вынутый грунт не годится для обратной засыпки. Весь грунт разрабатывается с погрузкой в автомобили-самосвалы и вывозится на свалку грунта. Для обратной засыпки привозится кондиционный грунт (обратная засыпка с заменой грунта).
Объем работ при механизированной разработке котлованов и траншей при строительстве зданий (сооружений) определяют по проектным данным за вычетом объема недобора грунта.
Таблица 3
Недоборы грунта при работе одноковшовых экскаваторов:
Объем недобора и способ его разработки принимают в соответствии с проектом организации строительства.
Разработку недоборов грунта, как правило, производят механизированным способом. При зачистке недоборов дна котлованов бульдозерами, экскаваторами со специальными зачистными ковшами или другими планировочными машинами остающийся недобор до проектной отметки не должен превышать 5 см, который в местах установки фундаментов дорабатывается вручную.
При определении затрат на доработку вручную котлованов и траншей, разработанных механизированным способом, применяют сметные нормы и расценки раздела «Разработка грунта вручную» с коэффициентом, 1,2.
При разработке грунтов с высоким уровнем грунтовых вод применяют водоотлив. В смете стоимость водоотливных работ при разработке грунтов исчисляют только на объем грунта, лежащего ниже проектного уровня грунтовых вод. При водоотливе из котлованов с площадью по дну до 30м 2 или траншей с шириной по дну до 2м следует применять нормы на 100м 3 мокрого грунта. При водоотливе из котлованов с площадью по дну более 30м 2 или из траншеи с шириной по дну более 2 м составляется калькуляция на основании проектных данных о силе притока воды, продолжительности производства водоотливных работ и применяемых водоотливных средств.
Определение размеров котлованов и траншей.
Чтобы определить объемы земляных работ при разработке котлованов и траншей, необходимо знать их основные размеры: глубину (Н), ширину (В) и длину (L).
Глубина разработки котлованов и траншей принимается по проектным данным: от «черной» отметки поверхности земли до отметки заложения основания под фундаменты или подстилающего слоя под полы и уменьшается на толщину срезки растительного грунта, если объем среза подсчитывается отдельно.
При определении размеров в плане (ширины и длины) котлована или траншеи с вертикальными стенками учитывают размеры подвала и фундаментов, включая толщину гидроизоляции, толщину опалубки и креплений, расстояния со всех сторон между сооружением и стенкой котлована (траншеи) - 0,2 м, а при необходимости спуска людей в котлован - не менее 0,7 м.
Для котлована, с откосами определяются размеры котлована понизу и поверху: ширина (В) и длина (L).
Размеры понизу (В, L) определяются габаритами сооружения с учетом расстояния между сооружением и подошвой откоса (не менее 3 м). Размеры поверху определяются с учетом крутизны откосов:
В в = В н + 2В отк
где:
В отк
- ширина (заложение) откоса, м.
Крутизна откоса характеризуется коэффициентом откоса- отношением глубины выемки к заложению откоса:
k отк = H/ В отк
В отк = H / k отк
В в = В н + 2 H / k отк
Объем земляных работ (V) при разработке котлованов с откосами определяется по формулам:
§ для котлована прямоугольной формы
V к = H /6 * (S н + S в + (B н + B в)*(L н + L в))
S н и S в - площадь котлована соответственно понизу и поверху, м 2 ;
§ для котлована квадратной формы
V к = H /3 * (S н + S в + (S н * S в) * 0,5)
§ для котлована круглого в плане
V к = πH / 3 * (R 2 + r 2 + Rr)
R и r - радиусы верхнего и нижнего основания котлована;
§ для котлована, имеющего форму многоугольника
V к = H /6 * (S н + S в + 4 S ср)
S ср - площадь сечения по середине его высоты, м 2 . Приведенные формулы пригодны для определения объемов небольших котлованов (шириной менее 15 м). В этом случае они могут разрабатываться экскаватором, находящимся на поверхности земли (типа «драглайн» и «обратная лопата»).
При ширине котлована более 15 м земляные работы выполняются экскаватором типа «прямая лопата», который требуется опустить на дно котлована.
Если котлован разрабатывается экскаватором с прямой лопатой, то, к объему котлована необходимо прибавить объем земляных работ для устройства въездов в него.
Число въездов должно быть предусмотрено проектом организации строительства, а объем одного въезда подсчитывается по формуле:
V в = (6 + 1,5 H) ∙ 4 H 2
Н - глубина котлована.
В случаях, когда котлован разрабатывается сверху (экскаватором-драглайном или обратной лопатой), а зачищают котлован бульдозером, следует к объему котлована прибавить объем земляных работ для устройства въезда бульдозера. Число въездов определяется проектом организации строительства, а объем въезда подсчитывается по формуле:
V в = (4 + H) * 2 H 2
Размеры траншей определяются в зависимости от размеров фундаментов, диаметра прокладываемых труб, способа производства работ. Расстояния между конструкциями и стенками траншей понизу принимаются в том же порядке, что и для котлованов.
Открытые способы строительства подземных сетей водоснабжения и канализации
Пояснительная записка к курсовому проекту
Проверил : доцент кафедры ОСП, к.э.н. Кузьменков А.А.
Петрозаводск 2011
Исходные данные
2. Последовательность производства работ .
Разборка асфальта
Разработка котлованов под камеры
Разработка траншеи под трубопровод
Устройство креплений стенок траншеи
Монтаж камер
Устройство приямков под места соединения трубопроводов
Укладка труб с устройством стыков
Соединение труб с камерами
Устройство лотков в камерах
Частичная засыпка труб
Предварительное испытание трубопроводов
Разборка креплений стенок траншеи
Обратная засыпка траншей и котлованов грунтом с послойным уплотнением
Устройство люков камер с отмостками
Испытание трубопровода
Восстановление асфальтового покрытия
II ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
III Определение затрат труда и машинного времени. Расчет заработной платы.
IV ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТК)
Исходные данные
1. назначение трубопровода: водоотведение
2. материал трубопровода: стеклопластик
3 диаметр трубопровода 1600 мм, общая его длина 644,7 м, толщина стенки 27,1 мм
4. вид соединения: муфтовое
5. условия производства работ: городские
6. глубина заложения трубопровода:в начале 2,30 м; в середине 2,69 м; в конце 3,07 м
7. тип и вид грунта: супесь
8. уровень грунтовых вод: 6,6 м
9. канализационные камеры (4 шт), их размеры: длина 1,9 м, ширина 2,1 м; лотки ж/б
10. трубы: длина трубы 12 м, масса трубы 253,2 кг/м.п.
11. глубина промерзания грунта 1 м
Последовательность производства работ .
1. Подготовительные работы: разборка асфальта
2. Разработка котлованов под камеры
3. Разработка траншеи под трубопровод
4. Устройство креплений стенок траншеи
5. Монтаж камер
6. Подготовка оснований под трубопроводы
7. Устройство приямков под места соединения трубопроводов
8. Укладка труб с устройством стыков
9. Соединение труб с камерами
10. Частичная засыпка труб
11. Предварительное испытание трубопроводов
12. Разборка креплений стенок траншеи
13. Обратная засыпка траншей и котлованов грунтом с послойным уплотнением
14. Устройство лотков в камерах
15. Устройство люков камер с отмостками
16. Испытание трубопровода
17. Вывоз излишек грунта
18. Восстановление асфальтового покрытия
Разборка асфальта
Для подобных целей применяются отбойные молотки марки МО-6П (энергия удара бойка 36 Дж, частота ударов 22 с)
Фрезерование старого асфальтобетонного покрытия производится толщиной 5см с вывозом крошки.
Ширина траншеи В
В = D + 2 * a , где D – диаметр трубы 1600 мм, а – расстояние от трубы до кромки траншеи 0,3 м
В= 1,6 + 2 * 0,3 = 2,2 м
Размеры камер: 1,9 х 2,1 м
Котлован под колодец: длина L =1,9+2*0,2 = 2,3 м, ширина В= 2,1 +2*0,2 = 2,5 м
Длина участка 650 м.
Площадь снимаемого асфальта F асф:
F асф = F асф. тр +F асф. котл-тр = 1820 +2,76= 1822,76 м 2
F асф. тр = L тр *B тр = 1820 м 2 – площадь снимаемого асфальта под траншею
F асф. котл-тр = n котл *L котл *(B котл -B тр) = 4*2,3(3,1- 2,8) = 2,76 м 2 - площадь снимаемого асфальта под котлован
Разбивка котлованов и траншей на местности .
Для выноса на натуру главных разбивочных осей на стройплощадке вначале создают разбивочную сеть с размерами сторон 50, 100, 200 м.
Главные разбивочные оси закрепляются геодезическими знаками в виде металлического стержня с длиной 57 см, забиваемые на 50 см.
Строительная организация обеспечивает сохранность всех геодезических знаков в ходе земляных работ. Для этой цели она производит разбивку контуров сооружений и закрепление главных осей.
До начала производства земляных работ представители строительной организации совместно с представителями заказчика проверяют правильность разбивки в натуре и составляют соответствующий акт, с приложением к нему разбивочных схем.
Разбивку котлована на местности начинают с закрепления кольями его бровок и дна, используя для этого взаимно перпендикулярные, крайние или центральные главные оси сооружения по разбивочной геодезической схеме и геометрические размеры котлована. После этого вокруг будущего котлована устанавливают обноски, состоящие из врытых в грунт металлических или деревянных стоек и прикреплённых к ним строго по одному уровню реек-досок. На верхнюю кромку досок выносят створы осей и закрепляют их осями или рисками. Периодически натягивая по обноске осевые проволоки, с помощью отвесов контролируют точность отрывки котлована, в дальнейшем осевые проволоки используют для устройства основания сооружения.
Разбивку траншей для прокладки трубопроводов производят на основании геодезической разбивочной схемы, продольного и поперечного профилей. Закрепление на местности оси трассы производят вехами (длина 2-2,5 м), забиваемые в грунт через 10 м на прямых и 5 м на кривых участках, а также в углах поворота трассы и местах расположения колодцев. В процессе отрывки уровень дна траншеи между смежными обносками контролируют с помощью ходовой визирки.
Вычисление объемов земляных работ.
Для основных производственных процессов объёмы разрабатываемого грунта определяют в м 3 в плотном теле. Для некоторых подготовительных процессов (планировка откосов и т.п.) объёмы определяют в м 2 поверхности. Подсчёт объёмов разрабатываемого грунта сводится к определению объёмов различных геометрических фигур, определяющих форму земляного сооружения. При этом допускается, что объём грунта ограничен плоскостями и отдельные неровности не влияют значительно на точность расчёта.
2. Разработка котлованов под камеры .
Разработка грунта экскаватором с прямой лопатой во многом предопределяется особенностями его конструкции. Экскаватор перемещается по дну выемки, копает «от себя» снизу вверх с погрузкой разрабатываемого грунта на транспортные средства. Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабатывает грунт впереди себя и по обе стороны от оси.
При глубине выемки (котлована), превышающей оптимальную высоту забоя, грунт разрабатывают по ярусам (уступам) в последовательности, определяемой профилем выемки.
Под 4 камеры разрабатываются котлованы
∑V котл = V котл.ср *4=16,91*4= 67,64 м 3 – объем грунта из котлованов
V котл.ср = L тр *B тр *H cp , м 3 где - объем грунта из 1 котлована
h ср – глубина котлована + 0,2 м под приямок
V котл.ср = 2,3*2,5*2,94 = 16,91 м 3
3. Разработка траншей под трубопроводы .
Разработка грунта производится экскаватором с прямой лопатой, марки ЭО-5111А, с вместимостью ковша 1 м 3 .
Полный профиль траншеи разрабатывают за одну проходку механизма.
D трубопровода 1600 мм
Расчет объема вынимаемого грунта сведен в таблицу 1:
Таблица 1 Расчет объема вынимаемого грунта
| № участка | глубина траншеи, м | ширина тран. по дну, м | попереч. площадь сечения,м 2 | F cp ,м 2 | расст-е, м | объем, м 3 | |
| 2,50 | 2,2 | 5,28 | |||||
| 5,5 | 197,7 | 1087,35 | |||||
| 2,70 | 2,2 | 5,72 | |||||
| 6,05 | 197,7 | 1196,08 | |||||
| 3,00 | 2,2 | 6,38 | |||||
| 6,56 | 247,7 | 1624,91 | |||||
| 3,27 | 2,2 | 6,75 | |||||
| Итого: 3908,34 |
∑V тр = 3908,34 м 3
4. Устройство креплений стенок траншеи .
Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним.
Тип крепления – распорные. Состоят из щитов, стоек, раздвижных винтовых распорок или рам.
Нормами предусмотрено устройство креплений по мере выемки грунта и соответствующей зачистки стенок траншей, котлованов и ям.
В грунтах устойчивых, природной влажности установка первого крепления - при выемке грунта слоем на глубину 0,6-1,2 м. В последующем предусмотрена установка крепления по мере углубления на глубину 0,4-0,8 м.
Замена временных стоек крепления на постоянные предусмотрена по ходу разработки траншей или котлованов.
Состав работы
1Заготовка элементов креплений с перепиливанием и затеской. 2. Подача элементов креплений в траншею, котлован или яму. 3. Установка элементов временного крепления с заменой их на постоянные (перекрепление); со срезкой неровностей на стенках и засыпкой грунтом пустот за досками крепления. 4. Подъем элементов временного крепления на поверхность.
Расчет площади F креп креплений стенок траншеи:
F креп = (l 1 *h cp 1)+ (l 2 *h cp 2)+ (l 3 *h cp 3)
F креп = (197,7 * 2,5)+ (197,7 * 2,7)+ (247,7 * 2,94)= 1756,3 м 2
Расчет объема грунта под крепление стенок.
V креп = F креп *в=1756,3*0,04=70,26 м 3
Монтаж камер
Смотровой камерой называют шахту, расположенную над канализационной трубой или коллектором, внутри которой труба или коллектор заменены открытым лотком.
Смотровые камеры на канализационных сетях предусматривают в местах присоединения, в местах изменения направления уклонов и диаметров трубопроводов, на прямых участках на расстояниях, удобных для эксплуатации.
В зависимости от назначения смотровые колодцы делятся на линейные, поворотные, узловые и контрольные. Кроме того, применяют промывные, перепадные и специальные колодцы.
Прямоугольные камеры собирают из сборных железобетонных стеновых панелей; формы и размеры сборных элементов позволяют изготовлять их в заводских условиях и на полигонах. Высота стеновых панелей принята 600, 900 и 1800 мм.
Максимальный вес сборных железобетонных элементов принят из условий использования передвижных кранов грузоподъемностью до 6,3 т, обычно применяемых при строительстве канализационных сетей. Железобетонные плиты перекрытий колодцев изготовляют из бетона марки 300, а все остальные элементы - из бетона марки 200; для набивки лотков применяют бетон марки 200.
Камеры перекрывают железобетонными плитами и устанавливают горловины с люками и вторыми крышками.
Смотровые камеры состоят из основания, рабочей камеры, перекрытия или переходной части, горловины и люка с крышкой.
Монтаж производится при помощи стрелового крана КС-2161АХЛ, грузоподъёмностью до 6,3 т.
Наращивание кирпичных горловин колодцев и камер
1. Подноска материалов. 2. Приготовление цементного раствора. 3. Очистка основания. 4. Кирпичная кладка горловин.
Состав работы
1 Устройство щебеночной подготовки под основание колодцев с зачисткой дна котлована, подачей щебня в котлован, разравниванием и уплотнением. 2. Укладка плит днища с заделкой швов и затиркой поверхности цементным раствором. 3. Монтаж колодцев 4 Установка лестниц и скоб с закреплением. 5. Укладка плит перекрытия с заделкой швов. 6. Установка опорного кольца и люка с закреплением на месте.
Подготовка оснований под трубопроводы
Искусственное основание выполняют в виде щебёночной подушки слоем 0,20 м на предварительно уплотнённом грунте.
Согласно СНиПу основание под трубопроводы должно быть принято заказчиком и оформлено актом на скрытые работы. При гравийно-щебёночном основании измеряют толщину его отдельных участков.
Состав работы
1. Планировка дна траншеи или котлована по визирке. 2. Установка бортовых досок и маячных колышков. 3. Подача материалов в траншею или котлован при помощи кранов с приемом их из автосамосвалов. 4. Разравнивание и уплотнение материалов с проверкой по визирке.
Щебень 200 мм
Объем щебня:
V щ =L труб *B тр *h щ = 644,7*2,2*0,2=283,67 м 3
7. Устройство приямков под места соединения трубопроводов .
Соединение муфтовое.
Длина 1 трубы 12 м, расстояние под муфту 180 мм.
Общее количество труб: 55 штук.
Расчет объема вынимаемого грунта.
Приямок: длина 1 м, ширина 2,1 м, высота 0,3 м
V пр =l*b*h*n соед = 1*2,1*0,3*52 = 32,76 м 3
При организации водоснабжения дома, после приобретения необходимого оборудования и надежного насоса, встает вопрос о подведении коммуникаций непосредственно к жилью. Как правило, в наших суровых условиях прокладка труб производится в грунте. В статье рассматривается правильные приемы организации таких работ.
Траншеи для прокладки трубопроводов бывают трех типов: прямоугольного сечения с отвесными стенками, трапецеидального сечения с наклонными стенками и смешанного типа (рис. 1).
Прямоугольные траншеи
Прямоугольные траншеи с отвесными стенками имеют минимальный объем земляных работ, небольшую ширину в плане, что облегчает производство работ в пределах уличных проездов.
К недостаткам таких траншей следует отнести необходимость устройства крепления стенок, которое предотвращает возможность обрушения стенок и обеспечивает безопасность работающих в траншее людей.
Рытье траншей без крепления отвесных стенок допустимо в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод.
При этом глубина выемки не должна превышать:
- в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах - 1 м;
- в супесных и суглинистых грунтах - 1,25 м;
- в глинистых грунтах - 1,5 м.
Рис. 1. Поперечные сечения траншей:
А - прямоугольная;
Б - трапецеидальная;
В - комбинированная
Выбор типа крепления траншеи находится в зависимости от характера и состояния грунта, глубины и ширины траншеи, близости к траншее тех или иных подземных и надземных сооружений, возможных сотрясений от динамической нагрузки и метода производства земляных работ. Необходимо всегда иметь в виду, что устойчивость одних и тех же грунтов может меняться в зависимости от ряда условий.
Например, глинистые грунты нормальной влажности достаточно устойчивы, но, будучи смочены водой, создают большую нагрузку на крепления траншеи. Траншеи в скальных грунтах могут разрабатываться на значительную глубину без всякого крепления. Однако и скальные грунты могут представлять опасность при наличии наклонных инородных прослоек, расположенных под углом более 30° к горизонту.
Сухие гравелистые и песчаные грунты легко осыпаются внутрь траншеи даже через небольшие щели в креплении, образуя за ними опасные пустоты и каверны. Это диктует необходимость тщательного крепления боков траншеи и не позволяет углублять траншею в сыпучих грунтах без немедленного соответствующего крепления.
Из всего вышесказанного нетрудно сделать вывод, что своевременное и правильное раскрепление стенок траншей является чрезвычайно важным фактором, обеспечивающим предотвращение аварийных ситуаций и требований безопасного производства работ. Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и характера грунтов, приведены в таблице.
Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и характера грунтов
Горизонтальное крепление траншеи вразбежку
Применяется в плотных грунтах и состоит из горизонтальных досок, установленных с прозорами 25-30 см и более (в зависимости от устойчивости грунта и местных условий) (рис. 2).
Рис. 2. Горизонтальное крепление вразбежку:
1 - горизонтальные доски;
2 - прозоры;
3 - вертикальные стояки;
4 - поперечные распорки
Горизонтальные доски раскрепляются вертикальными стояками из досок и поперечными распорами. Для крепления применяют доски толщиной 40-50 мм. Длина горизонтальных досок обычно составляет 4,5-6,5 м. При глубоких траншеях удобней применять доски длиной 4,5 м, так как опускание более длинных досок в траншею занимает много времени и может вызывать обрушение стенок до их раскрепления. Длина поперечных распорок, поддерживающих крепление, должна обеспечить плотное прижимание досок к стенкам траншеи.
Сплошное горизонтальное крепление применяется в слабых осыпающихся грунтах или при близком расположении траншей с ответственными сооружениями. При горизонтальном креплении верхняя бортовая доска должна выступать над поверхностью земли для предотвращения попадания в траншею камней, комьев грунта и т.п. Чтобы предохранить распорки от перекоса и выпадания после их установки, под ними к стоякам пришиваются бобышки. Забивка распорных досок значительно облегчится, если с их торцов снять фаски.
Рис. 3. Сплошное вертикальное крепление:
1 _ бобышка;
2 - распорка;
3 - доски толщиной 50 мм;
4 - накладка;
5 - гвозди
Применяется при разработке глубоких траншей в слабых сыпучих грунтах или вблизи ответственных надземных или подземных сооружений (рис. 3). Сплошное вертикальное крепление состоит из вертикально поставленных досок толщиной 50 мм, прижатых к стенкам траншеи брусчатыми или дощатыми рамами при помощи распорок.
В этом случае траншею копают с одновременным осаживанием вертикальных досок. По мере углубления траншеи внутри устанавливаются дополнительные рамы, расстояние между которыми по вертикали зависит от грунта и местных условий и в среднем составляет 1,2 м.
Для предотвращения оседания рам под ними пришивают бобышки либо устанавливают короткие стойки из досок или бревен, длина которых равна расстоянию между рамами. Многоярусное вертикальное крепление применяется при разработке глубоких траншей в слабых грунтах.
Траншеи с откосами
Траншеи с откосами не требуют крепления и позволяют широко использовать механизацию земляных работ. Объем земляных работ на один погонный метр траншеи с откосами значительно увеличивается. Кроме того, этот вид траншей требует немалой земельной полосы, учитывая большую их ширину поверху. При производстве работ в пределах автомобильных проездов, имеющих дорожное покрытие, раскопка траншей с откосами может оказаться экономически невыгодной из-за большого объема работ по разборке и восстановлению дорожных покрытий. Значительный объем вынутого грунта при небольших габаритах проезда создает затруднения для размещения его в отвале и может потребовать частичной временной вывозки грунта с обратной подвозкой для засыпки. Поэтому в стесненных городских условиях чаще всего применяют траншеи с отвесными стенками. Ширина откоса зависит от плотности грунта.
Смешанный тип траншей
Смешанный тип поперечного сечения траншей применяется при разработке грунта на большую глубину и при наличии грунтовых вод, уровень которых выше проектных отметок дна траншеи. В этом случае верхняя часть траншеи до уровня грунтовых вод роется с откосами, а нижняя часть в пределах грунтовых вод - с отвесными стенками. Этот вид траншей может оказаться целесообразным при наличии широких незамощенных проездов, свободных от подземных сооружений.
Ширина траншеи
Ширина траншеи принимается, исходя из условий минимального объема работ, в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения, геологических условий и принятого метода производства работ. Ширина по дну траншеи (без учета крепления) должна приниматься согласно техническим условиям. Наименьшая ширина траншей в свету между досками крепления, а также между основаниями откосов должна составлять не менее 0,7 м, а при механизированной разработке траншей - соответствовать размерам режущей кромки рабочего органа землеройной машины.
Глубина траншеи
Минимальная глубина заложения труб с учетом динамической нагрузки с поверхности земли (при перемещении транспорта) составляет приблизительно 1,0 м до верха трубы. При определении глубины заложения труб в первую очередь ориентируются на опыт эксплуатации водопровода. Обычно глубина заложения водопроводных сетей должна быть немного больше глубины промерзания грунта в данной местности.
Для ориентировочных расчетов глубину заложения водопроводных труб диаметром до 500 мм можно принимать:
Н = Нпр + 0,3 м,
где Нпр - глубина промерзания грунта в метрах.
Для северных районов РФ глубину заложения металлических труб принимают приблизительно 3-3,5 м; для средней полосы 2,5-3 м; для южных регионов - 1,25-1,3 м до низа трубы.
Обеспечение уклона траншей
Водопроводные и канализационные трубы укладывают с определенным уклоном, обозначенным в проекте на продольном профиле. Уклон напорным водопроводным трубопроводам придается таким, чтобы оставалась возможность их опорожнения. При правильном уклоне трубопровода становится невозможным скопление воздуха в его внутренних полостях. Канализационные трубопроводы являются самотечными, и уклон, с которым они укладываются, является очень важным фактором для их работы. От уклона зависит пропускная способность канализационного трубопровода и обеспечение его самоочищаемости, то есть предотвращение выпадания осадков из протекающей сточной жидкости. Особое значение имеет выполнение проектных уклонов для районов с плоским рельефом, где уклоны приходится проектировать весьма малые.
При неточном производстве работ могут иметь место участки с нулевым и даже с обратным уклонами, что создает большие затруднения в эксплуатации канализационной сети. Для обеспечения правильности уклонов прокладываемых трубопроводов большое значение имеет качественное выполнение работ по планировке дна траншеи по проектным отметкам. Для контроля уклона дна траншеи после окончания работы экскаватора на траншее устанавливают обноски. Обноска представляет собой доску толщиной 40-50 мм, врезанную и прочно пришитую к вкопанным по бокам траншеи столбикам. К обноске, с ее низовой стороны, прочно пришивается брусочек-полочка. Верхнюю грань этого брусочка устанавливают по уровню в строго горизонтальном положении. Обноски устраивают обычно над смотровыми колодцами, расстояние между которыми на канализационной сети обычно не превышает 50 м.
При прокладке коллекторов с малыми уклонами расстояние между обносками должно составлять не более 25-30 м. Зная отметку полки обноски и проектную отметку дна траншеи под обноской (из рабочего профиля), определяют величину h2, которая отмеряется от верхней грани полки. При этом получают проектную отметку дна траншеи под данной обноской. Между проектными точками под обносками через каждые 2-3 м при помощи визирок забивают колышки, верх которых находится на проектных отметках.
При разработке траншеи большую роль играет качество подготовки основания, на которое укладывают трубы. В системах водоснабжения трубопроводы укладывают на естественное или искусственное основание. Тип основания выбирают в зависимости от гидрогеологических условий, размеров и материала укладываемых труб, конструкции стыковых соединений, глубины укладки, транспортных нагрузок и местных условий. При естественном основании трубы укладывают на грунт ненарушенной структуры, обеспечивая поперечный и продольный профиль основания по проекту.
При этом по всей длине трубы должны плотно прилегать к основанию. Во избежание недопустимых просадок прочность основания должна быть достаточной для уравновешивания активных сил, то есть внешних нагрузок, действующих на трубу. При несущей способности грунтов менее 0,1 МПа (1 кгс/см2) необходимо устраивать искусственное основание. Для увеличения плотности грунтов оснований широко применяют метод уплотнения.
Несущая способность труб в значительной мере зависит от характера их опоры на основание. Так, трубы, уложенные в грунтовое ложе с углом охвата 120е, выдерживают нагрузку на 30-40% большую, чем трубы, уложенные на плоские основания. При укладке труб на искусственное основание с углом охвата 120е несущая способность труб повышается в 1,7 раза и более по сравнению с укладкой на плоское грунтовое основание. Таким образом нетрудно сделать вывод, что устройство основания является одним из главных факторов, обеспечивающих долговечность и надежность эксплуатации трубопроводов.
С увеличением диаметра трубопроводов это условие приобретает еще более важное значение, поскольку стоимость таких сооружений возрастает. Для создания искусственных оснований гравийно-щебеночного типа по дну траншеи рассыпают слой сухого щебня или гравия, выравнивают его, а после укладки труб подбивают пазухи щебнем или гравием, устраивая требуемое ложе по диаметру трубы. В процессе подготовки основания необходимо проверить соответствие проектным данным продольного и поперечного уклонов. Для этого выполняют нивелирование дна траншеи. Глубину и угол обхвата ложа необходимо проверять шаблоном.
Засыпка траншей
В зимний и весенний периоды засыпка нижней части траншеи на высоту 30-40 см производится немедленно после укладки труб. Засыпка нижней части траншеи на высоту не менее 0,5 м должна производиться исключительно талым грунтом с тщательным уплотнением пазух. Засыпка верхней части траншеи при расположении ее в пределах автомобильных переездов, имеющих дорожное покрытие, тоже должна производиться талым грунтом для предотвращения последующих осадок дорожного покрытия. При засыпке верхней части траншеи, проходящей по незамещенным проездам, допускается к укладке мерзлый грунт в количестве не более 15% от общего объема засыпки.
Перед засыпкой траншея должна быть очищена от снега. Важным моментом является засыпка нижней части траншеи, где уложен трубопровод. В процессе засыпки необходимо принимать меры для сохранения стыковых соединений, изоляции уложенных труб от повреждения сбрасываемым грунтом. Засыпка нижней части траншеи на высоту 0,25-0,30 м должна производиться вручную.
При мелких траншеях грунт сбрасывают сверху осторожно и не на сами трубы, а сбоку, в угол, чтобы удар приходился на стенки траншеи. При засыпке глубоких траншей для предохранения уложенных труб от повреждения камнями и комьями слежавшегося грунта на нижний ярус распорок укладываются доски, прикрывающие трубы.
Грунт для засыпки нижней части траншеи должен быть освобожден от камней, комьев и других примесей. Засыпка нижней части траншей должна производиться одновременно с двух сторон уложенного трубопровода слоями 0,15-0,20 м, так как односторонняя засыпка может сдвинуть трубопровод. Для уплотнения грунта в пазухах траншеи применяются деревянные либо пневматические трамбовки.
После засыпки и уплотнения грунта в пазухах траншеи дальнейшая засыпка на 0,25-0,30 м выше шелы-ги труб может производиться без уплотнения (за исключением случаев, когда срочно требуется восстановить полотно проезжей части дороги).
Механизация работ по засыпке траншей без уплотнения может быть осуществлена при помощи бульдозера или экскаватора. При прокладке трубопроводов по замощенным уличным проездам засыпка должна производиться послойно с тщательным уплотнением грунта для предотвращения последующих просадок дорожного покрытия. Горизонтальное крепление траншеи разбирается постепенно по мере засыпки грунта, начиная снизу.
Количество одновременно удаляемых досок по высоте не должно превышать трех, а в сыпучих или неустойчивых грунтах - одной. При разборке крепления сквозные стояки каждый раз отпиливают на ширину снимаемой Доски. Вертикальное и шпунтовое крепление извлекают после засыпки траншеи.
