Лекція 16
Будівництво мереж водовідведення відрізняється витягнутим уздовж траси фронтом робіт, тому прокладка мереж складається з окремих, як правило, однакових захваток. Для підземних мереж найбільш доцільно застосовувати потоковий метод виробництва робіт.
Щоб в умовах міста не заважати руху транспорту та пішоходів, не порушувати правил техніки безпеки і забезпечити прокладку мереж потоковим методом, необхідно розробити проект виробництва робіт (ППР).
В умовах інтенсивного вуличного руху важливо правильно розташувати відвали грунту і призначити землерийні, підйомні і ущільнюють механізми.
При наявності ґрунтових вод заздалегідь розробляють схему організації водовідливу. Вирішують спосіб засипки траншеї (місцевим або привізним грунтом), а також ущільнення засипки і відновлення дорожніх одягів.
Класифікація грунтів Таблиця .1.
Категорія | Вид грунта |
I II III IV V VI VII VIII | Пісок, супісок, суглинок м'який Суглинок без включень, гравій дрібний, глина м'яка Суглинок міцний, глина середньої міцності Суглинок міцний зі щебенем, глина дуже міцна Сланці, гіпс, вапняки Ракушняк, сланці міцні Мерзлий грунт Скельні і мерзлі породи |
Розробку грунту можна вести наступними методами:
1. механічним, при якому грунт розробляється пошарово різанням робочим органом землерийної машини;
2. гидромеханическим, при якому грунт розробляється за допомогою води, перетворюючись в пульпу (частки грунту, зважені у воді), гідромонітором або земснарядом;
3. вибуховим - грунт розробляється за допомогою вибухових речовин, а також застосовується для розпушення мерзлих і скельних грунтів;
4. бурінням - грунт розробляється за допомогою спеціальних машин обертального або ударно-обертального дії;
5. комбінованим - це комбінація перерахованих вище способів (частіше вибухового і механічного).
Механічний спосіб є основним. Цим способом розробляється більше 80% грунтів, в цьому випадку застосовуються землерийні і землерийно-транспортні машини.
Землерийні машини циклічної дії - це одноковшеві з дизельним двигуном екскаватори, які провадять розробку грунту з навантаженням його в транспортні засоби або навимет (вивантаження у відвал).
Землерийні машини безперервної дії - це ланцюгові і роторні екскаватори, які застосовуються для розробки грунту лінійних виїмок (траншей, канав) великої протяжності.
Ланцюгові екскаватори копають траншеї глибиною до 3,5 м, роторні - до 1,5 м.
Землерійно-транспортні машини - (самохідні та причіпні), автогрейдери - розробляють і переміщують грунт на певні відстані: бульдозери - до 200 м, скрепери - від 3 до 5 км.
Склад основних процесів при механічному способі розробки грунту:
1. різання грунту;
2. транспортування грунту;
3. укладання грунту і розрівнювання;
4. ущільнення грунту.
Основний обсяг грунту при виробництві земляних робіт розробляється за допомогою одноківшових екскаваторів. навісним
обладнанням до них є: пряма і зворотна лопати, драглайн і грейфер.
Відвал грунту при розробці траншеї найчастіше розміщують
з лівого боку, а праву залишають вільною для проїзду і можливості виконання зварювально-монтажних та ізоляційних робіт.
Для запобігання стінок траншеї від обрушення відвал грунту розташовують на відстані 0,5 м і більше від найближчої бровки траншеї.
При відривці виїмок в обмежених умовах міської забудови доводиться їх робити з вертикальними схилами.
При цьому необхідно мати на увазі, що без кріплення вертикальних стінок траншей і котлованів, розташованих вище РГВ (рівень грунтових вод), розробка допускається при глибині їх не більше:
• 1 м - в піщаних і великоблочних грунтах;
• 1,25 м - в супісках;
• 1,5 м - в суглинках і глинах (крім дуже міцних);
• 2 м - в дуже міцних суглинках і глинах.
Рис. 1. Кріплення стянок траншеї
а - підкісний б - анкерне
1 - щити з дощок; 2 - стійка; 3 - бобишка; 4 - підкіс; 5 - анкерна паля 6-анкерна тяга; 7-засипка
г - роспорне горизонтальне, шпунтове
1 - щит з дощок; 2 – стійка; 8 - розпірка. 1-анкерна паля; 2-відтяжка; 3-маячна паля
(опорна стійка); 4 - напрямна; 5 – шпунтова
огорожа;
Кріплення вертикальних стінок обов'язкове при влаштуванні
виїмок в обмежених виробничих умовах, відриванні глибоких виїмок і в сильно водонасичених грунтах.
Тип кріплення вибирається залежно від призначення і розмірів виїмки, властивостей ґрунтів, величини припливу ґрунтових вод і умов виробництва робіт.
Після перевірки правильності укладання трубопроводу, установки колодязів і візуального контролю якості закладення стикових з'єднань траншею засипають ґрунтом. Ретельно виконана засипка траншеї забезпечує рівномірну передачу навантаження на трубопровід і основу і виключає просідання грунту над підземними мережами. Тому засипку траншей слід вести, суворо дотримуючись вимог до якості грунту, ступеня його ущільнення, послідовності технологічних операцій.
Засипку траншей проводять в три стадії (рис. 2.3).
Для зворотної засипки слід використовувати однорідний (піщаний або супіщаний) грунт оптимальної вологості.
Перша стадія А - підбиття пазух грунтом.
Пазуха - простір між трубою і контурами траншеї (котловану), в яку покладена труба. На цій стадії забезпечується стійке положення труб в процесі попереднього випробування. Засипку пазух роблять вручну (при малих обсягах робіт) або екскаватором (краще з грейферним ковшем) шарами по 0,1 ... 0,2 м.
Друга стадія Б - засипка труби.
Після проведення попередніх випробувань підбивають пазухи в зоні стиків і продовжують засипку траншеї до позначки на 0,2 ... 0,3 м вище поверхні труби.
Третя стадія В - завершення засипки траншеї.
На цій стадії засипку продовжують зазвичай бульдозером до проектної позначки з пошаровим ущільненням вібро- і пневмокатками.
Розробка траншеї.
Розробка траншей проводиться екскаваторами «зворотна лопата». Найменша ширина траншей по дну для укладання трубопроводів призначається по табл. 2.
Розробка траншей з вертикальними стінками без кріплення
проводиться в грунтах природної вологості за відсутності ґрунтових вод на глибину не більше:
При влаштуванні кріплень ширина траншеї по дну приймається з додаванням: при влаштуванні інвентарних і не інвентарних дерев'яних кріплень - 0,1 м, дерев'яного шпунтової огорожі - 0,15 м, металевого шпунтового огорожі - 0,4 м.
Найменша ширина траншеї по дну при розробці грунту екскаватором повинна відповідати ширині ріжучої кромки ковша
з додаванням в піщаних і супіщаних грунтах - 0,15 м, в глинистих і суглинних - 0,1 м.
При монтажі колодязів в траншеях з вертикальними стінками
найменша відстань у світлі між бічною поверхнею колодязя і дошками кріплення або шпунтом має бути не менше 0,7 м.
Ширина по дну траншей, які розробляються нижче рівня грунтових вод з пристроєм відкритого водовідведення, повинна прийматися з урахуванням розміщення водозбірних пристроїв (зумпфа).
Ширина по дну траншей, які розробляються з укосами в грунтах, розташованих вище рівня грунтових вод, повинна бути не менше зовнішнього діаметра труб з розширенням на 0,5 м при укладанні трубопроводів з окремих труб і на 0,3 м при укладанні секціями.
Таблиця 2. Найменша ширина траншей з вертикальними стінами по дну, без урахування кріплень, мм
Діаметр умовного проходу, мм | Матеріал труб, вид стикового з'єднання | ||||||
Стальні | Чавунні, бетонні, розтрубні | залізобетонні розтрубні | бетонні, залізобетонні на муфтах і фальцах | пластмасові розтрубні | Пластмассові�с гладкими�кінцями | ||
Укладання окремими секціями | Укладання окремими трубами | ||||||
До 100�150�200�250�300�350�400�500�600�700�800 900�1000�1200�1400�1600�От 1600�до 3500 | 700�700�700�700�700�700�700�800�900�1000�1200 1350�1500�1800�2100�2400�1,5Dнар | 700�700�700�730�800�850�900�1300�1400�1500�1600 1700�1800�2000�2200�2400�Dнар+1,4 | 720�770�820�870�930�980�1030�1530�1640�1740�1840 1950�2050�– | –�- - 1030�1100�1620�1720�–�1960 –�2200�2420�2620�2840�Dнар+�+1,4 | –––� 1150�1200�1270�1300�1800�2000�2100�2200 2300�2400�2620�2820�3000�Dнар+�+1,4 | –�800�800�–�900�–�1000�1500�1600�1700�1800 1900�2000�– – – | –�700�700�–�800�–�900�1300�1400�1500�1600 1700�1800�– – – |
3. Особливості прокладки мереж водовідведення в водонасичених грунтах.
У водонасичених грунтах влаштовуються приямки. До початку робіт по влаштуванню приямків повинен бути забезпечений водовідлив з траншеї і забезпечена стійкість стінок траншеї. Приямки відриваються в готової траншеї ланкою землекопів. Розроблений грунт укладається у бортів по дну траншеї і використовується для подальшго підбиття грунтом покладеного трубопроводу.
Приямки для монтажу і закладення стикових з'єднань труб
діаметром до 300 мм відривають перед укладанням кожної труби в траншею. Для труб діаметром понад 300 мм допускається відривати приямки за 1 ... 2 дня до укладання труб з урахуванням фактичної довжини труб. Довжина ділянки визначається довжиною труб, що укладаються протягом доби.
Водовідвід необхідний для захисту котлованів і траншей від затоплення їх зливовими і талими водами.
Для водовідведення використовують розташовані з нагірній боку канави, резерви і кавальєри, воду з яких відводять в знижені місця, віддалені від будівельного майданчика.
Водовідлив - це попереднє осушення котлованів і траншей. При невеликому припливі ґрунтових вод котловани і траншеї
розробляють із застосуванням відкритого водовідливу (вода відкачується за допомогою насоса). Якщо приплив значний і товщина водонасиченого шару більша, то до початку виконання земляних робіт рівень грунтових вод штучно знижують.
Вибір способу будівельного водозниження залежить від виду
грунту, глибини зниження РГВ і методу механізованої розробки, виїмки. Відкритий водовідлив застосовується для видалення води
з траншей різної глибини при незначному припливі води, коли не знижується несуча здатність грунту під трубопроводом і забезпечується стійкість укосів траншей. Слід мати на увазі, що дно траншей, складене дрібнозернистими і пилуватими пісками і супісками, може розпушуватися фільтрується водою, а шар води над глинистими грунтами і фільтрація призводять до їх водонасичення і набухання.
Роботи з відкритого водовідливу з припливом грунтових вод
до 30 м³ / год проводяться в такій послідовності:
• відрив приямку 0,7 - 1 м в зниженій частині траншеї глибиною 0,7 ... 1 м;
• установка в приямку кілець із залізобетону діаметром 1 м з відстанню між кільцями в грунтах, що легко розмиваються, через 20 ... 25 м, а в стійких - через 25 ... 50 м;
• установка насоса на брівці траншеї, яка провадить відкачування води з приймального колодязя через відстійник в каналізацію.
Приймальний клапан шланга повинен бути опущений в приймальний колодязь не менше ніж на 0,5 м нижче рівня води в ньому.
При відсутності відкритого водовідливу або каналізаційних мереж відкачувана вода повинна відводитися на відстань не менше 100 м від траншеї. При влаштуванні відкритого водовідливу з припливом грунтових вод від 30 до 60 м³/год прийомні колодязі розробляються розміром в плані 2х1,5 м, глибиною 0,7 ... 1 м нижче дна траншеї і розташовуються за межами траншеї.
Приймальні колодязі рекомендується влаштовувати через 40 ... 50 м по довжині траншеї, причому установка колодязів повинна випереджати розробку траншей.
Вода з дренажного лотка шириною і глибиною 0,2 м, що проходить біля стінки траншеї, потрапляє в прийомні колодязі, з яких відкачується насосами або мотопомпами.
Грунтовий водовідлив забезпечує зниження УГВ завдяки безперервній відкачці води водознижувальних установками з системи колодязів і свердловин навколо котловану або уздовж траншеї.
Легкі голкофільтрові установки Ліу-3, Ліу-5, Ліу-6, ПВУ-1 застосовують для зниження рівня ґрунтових вод в траншеях глибиною до 8,5 м, що розробляються в водонасичених грунтах з коефіцієнтом фільтрації від 1 до 50 м / сут.
Сталеві труби занурюють в обводнених грунт по периметру котловану або уздовж траншеї. Іглофільтри занурюють в грунт через свердловини. Застосування найбільш ефективно в піщаних грунтах.
Вакуумний спосіб реалізує водозниження із застосуванням вакуумних установок. Ці установки використовують для зниження рівня ґрунтових вод в дрібнозернистих грунтах (дрібнозернисті і пилуваті піски, супіски, мулисті і лесові ґрунти).