Технология  процессов земляных работ: виды земляных сооружений; подготовительные и вспомогательные  процессы при разработке грунта

                                 Технология разработки грунта. Виды земляных сооружений.

Земляные работы относятся к комплексу работ нулевого цикла, в состав которого входят: отрывка котлованов и траншей,  устройство дренажей, усиление и подготовка оснований под здание, возведение фундаментов и стен, перекрытий, туннелей, выполнение обратной засыпки грунта в пазухи между фундаментами и откосами котлованов и др. Работы нулевого цикла считают завершенными после устройст­ва подземной части здания со всеми коммуникациями и элементами подземных сооружений.

Работы относят к тяжелым и трудоемким ви­дам работ. Методы: механический, гидравлический, взрыв­ной и ручной, кроме этого, вытрамбовывают, разрабатывают методом бурения.

Земляное сооружение - инженерное сооружение из грунта в грунтовом массиве или на поверхности грунта, разделяют:

•    по отношению к поверхности грунта — выемки, насыпи, подзем­ные выработки, обратные засыпки;

•    по сроку службы — постоянные и временные;

•    по функциональному назначению   котлованы, траншеи, ямы, скважины, отвалы, плотины, дамбы, дорожные полотна, туннели, планировочные площадки, выработки;

•    по геометрическим параметрам и пространственной форме   глубокие, мелкие, протяженные, сосредоточенные, простые, слож­ные.

          Выемки шириной более 3 м называют котлованами, более узкие выемки для ленточных фундаментов или сетей коммуникаций — траншеями, выемки под отдельно стоящие фундаменты или стол­бы — ямами. Эти сооружения имеют дно и боковые поверхности, на­клонные откосы или вертикальные стенки. Выемки, разрабатывае­мые для добычи недостающего для строительства грунта, называют резервами; насыпи, в которые осуществляют отсыпку излишнего грунта, — кавальерами или отвалами. Места для отсыпки строитель­ного и другого мусора называют свалками, а места, где осуществляют разработку песка, щебня и других строительных материалов, — карь­ерами. Выемки, закрытые с поверхности земли и устраиваемые для прокладки транспортных и коммуникационных туннелей, называют подземными выработками. Выемки имеют дно и наклонные откосы; после устройства подземных сооружений (или подземной части со­ оружений) выполняется обратная засыпка пазух — заполнение грун­том пространства между сооружением и откосами котлована.

Состав технологического процесса разработки грунта

Производство работ на объекте связано с переработкой грунта, который в полном объеме или частично разрабатывается, пе­ремещается, укладывается, планируется, уплотняется, подвергается другим видам воздействий, в т,ч. взрыву, размыву водой, трам­бованию, бурению, термообработке и т. п.

Процессы разработки грунта делят на три группы: основные, подготовительные и вспомога­тельные.

            Основными процессами переработки грунта создаются земляные сооружения заданных параметров, являются разработка грунта в выемках, укладка грунта в насыпи, погрузка и его перемещение в пределах строительной площадки, транспортирова­ние грунта за ее пределы, послойное разравнивание и уплотнение грунта, рыхление мерзлых и трудноразрабатываемых грунтов, обрат­ная засыпка пазух земляного сооружения.

Основным процессам сопутствуют подготовительные и вспо­могательные процессы осуще­ствляют до начала разработки грунта, а вспомогательные — до или в процессе возведения земляных сооружений (понижение уровня грунтовых вод, устройство противофильтрационных завес и экранов, укрепление грунтов, разбивку земляных сооружений на местности; временное крепление стенок котлованов и траншей, срезку недоборов грунта, прокладку и содер­жание подъездных дорог, кон­троль качества работ и др.

Исполь­зуют технику — экскаваторы, бульдо­зеры, скреперы, средства гидромеханизации, взрывную технику, механовооруженность 98 %, ручную - зачи­стку дна котлованов, откосов, отрывку отдельных ям, траншей и т. д.

                                  Подготовительные процессы:

·          Разбивка земляных сооружений (обноска);

·          Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод (откачка грунтовой воды насосами, Искусственное понижение уровня грунтовых вод (водопонижение в скважинах). Способы: иглофильтровый, вакуумный и электроосмоти­ческий, основным из которых является иглофильтровый. При водопонижении появляется возможность сохра­нять в целостности откосы выемок и предотвращать вынос частиц грунта из-под фундаментов ближайших зданий.

·          Искусственное замораживание грунтов. Для замораживания используют холодильную установку, подающую хлористый кальций или другой охлаждающий раствор — рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания) в погру­женные в грунт замораживающие колонки. Раствор хлористого каль­ция в холодильнике охлаждается до температуры —20...—25 °С под действием  хладоагентов — углекислоты (диоксид углерода) или ам­миака, под давлением подается во внутреннюю питательную трубу и из нее выливается, попадая в замкнутую наружную трубу, соприка­сающуюся с грунтом. Перемещаясь по этой трубе снизу вверх под действием давления, раствор нагревается за счет поглощения тепло­ты от грунта через стенку наружной трубы, одновременно охлаждая грунт  в пределах 1,5...3 м, возвращается в холодильник с остаточной температурой около —5 °С, где снова охлаждается и вновь поступает в систему труб.

                                 Вспомогательные процессы:

·          Временное укрепление стенок выемок. При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляются к откосам и стенкам выемок. Необходи­мость их крепления, а также конструкции крепления зависят от гидрогеологических условий и конструкции подземной части возводи­мого сооружения. Вертикальные стенки в грунтах естественной влажности при от­сутствии грунтовых вод допускается устраивать без крепления: при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1, в супесях — 1,25, в суглинках и глинах — 1,5, в особо плотных грун­тах — 2 м. Временное крепление стенок в виде деревянного или металлического шпунта, деревян­ных щитов с опорными стойками при подкосном креплении стенок.

·          Искусственное закрепление грунтов. Закрепление грунтов представляет собой совокупность и много­образие существующих методов, в результате применения которых повышается прочность грунта, он становится неразмываемым; при использовании отдельных методов грунт дополнительно становится водонепроницаемым, повышается его противодействие агрессивным грунтовым водам. Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабаты­ваемых выемок водонепроницаемых завес или повышении несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-меха­нических свойств грунта и требуемых прочностных характеристик, назначения закрепления и других свойств укрепленного грунта при­меняют цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, химический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунта. (цементный раствор через инъекторы, последователь­ное нагнетание в грунт водного раствора силиката натрия (жидкого стекла) и ускорителя твердения (раствора соли хлора, обычно хлори­стого кальция, горячим битумом и холодной битумной эмульсией нагнетают инъекторы, раскаленными газами, постоянным электрическим током, подача раствора хло­ристого кальция, силиката натрия, хлорного железа и других химиче­ских добавок совместно с эл. током с увеличением интен­сивности процесса закрепления грунта).