Глубина котлована, м Крутизна откоса
До 1,5 От 1 : 0 до 1 : 0,25
1,5...3 От 1 : 0,5 до 1 : 1
3...5 От 1 : 1 до 1,25
Для более глубоких котлованов крутизну откосов назначают переменной (более пологой по дну) либо по расчету.
Технологический процесс устройства котлована включает: разработку грунта с выгрузкой в транспортные средства или на бровку котлована; транспортирование грунта, срезку откосов и планировку дна; обратную засыпку пазух между стенками фундамента и котлована с разравниванием и уплотнением грунта, а также выполнение вспомогательных работ (крепление вертикальных стенок, водоотлив и т. д.).
Разработка грунтаявляется ведущим процессом и выполняется обычно экскаваторами с различным сменным оборудованием и бульдозерами, реже — гидромеханическим способом и скреперами.
Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, \ разрабатывают котлованы преимущест-: венно в грунтах сухих и нормальной ' влажности лобовыми (торцовыми) или \ боковыми проходками с погрузкой грун-| та в транспортные средства (рис. III. 14). | Из-за конструктивных особеннос-I тей этого оборудования его почти не I применяют для работы с отсыпкой в I отвал. Вместимость ковша выбирают |в зависимости от объемов работ, глу-
бины котлована и свойств грунта. В мокрых забоях и при высоком уровне грунтовых вод необходимо устраивать открытый водоотлив или понижение уровня грунтовых вод (см. гл. 3, § 3).
Возможность разработки котлована той или иной проходкой зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора, глубины копания и ширины котлована.
Разработку котлована лобовыми проходками ведут с размещением транспортных средств непосредственно в забое (рис. II 1.14, а, б, в, г, д) и редко выше подошвы забоя (рис. III. 14, е). В последнем случае наибольшая глубина котлована определяется выражением
/г<Яв-(/гт + 0,5), (Ш.53)
где Нв — наибольшая высота выгрузки, м; hr — высота транспортной единицы до верха борта, м; 0,5 — минимально допустимое расстояние между нижней кромкой открытого днища ковша экскаватора и верхом борта транспортного средства, м.
Если глубина котлована превышает максимальную высоту копания экскаватора, то разработку ведут ярусами (рис. III. 14, е), стремясь к тому, чтобы в сечение котлована вписать минимальное число проходок.
Котлованы шириной 1,5/? (рис. III.14, а) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства. При ширине котлована от 1,51? до 1,9/? разработку ведут лобовой проходкой с двусторонней подачей транспортных средств (рис. II 1.14, б). Наибольшая ширина лобовой проходки при перемещении экскаватора по прямой
Вл<2]//?2-/*, (111.54)
где /п — длина рабочей передвижки экскаватора, м.
Котлованы шириной от 1,9/? до 2,5/? разрабатывают уширенной лобовой проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу (рис. III.14, в), а до 3,5/?—с перемещением поперек котлована (рис. III.14, г).
Широкие котлованы (более 3,5/?) разрабатывают вначале лобовой, а затем боковыми проходками. Максимальная
Рис. III.14. Разработка котлованов одноковшовыми экскаваторами:
[ л — лобовая проходка экскаватора, оборудованного прямой лопатой с односторонней погрузкой грунта в са-мосвалы; б — то же, с двусторонней погрузкой; в — то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора; : i — поперечно-торцовая проходка; д — боковая проходка; е — разработка ярусами (I...IV — последова-jv тельность проходок); ж — торцовая проходка экскаватора, оборудованного обратной лопатой или драглайном; I При перемещении экскаватора по прямой; з — то же, с двумя проходками экскаватора; и — то же, при знгзаго-образном перемещении экскаватора; к — поперечно-торцовая проходка; л — продольно-торцовая проходка; л — схема забоя драглайна; к — поперечно-челночная, схема отработки забоя; о, л — продольно-челночная ; схема отработки забоя; / — ось проходки; 2 — стоянки экскаватора; 3 — путь движения автотранспорта; 4 -» '■ шехи; 5 — ось предыдущей проходки; 6 — самосвал; 7 — опускание ковша и набор грунта; 8 — окончание набо> pa s подъем ковша; 9 -=> разгрузка ковша; а — угол наклона стрелы; р" — средний угол поворота ^
ширина каждой боковой проходки
В6 = Вл + 0,7#ст, (111.55)
где Rcr — наибольший радиус копания на уровне стоянки экскаватора, м.
Разработка прямыми лопатами котлованов, (траншей) производится с недобором грунта в подошве котлована (траншеи), не превышающим 5...20 см при вместимости ковша соответственно 0,25... ...5 м3.
Недоборы грунта, как правило, разрабатывают механизированным способом: наиболее часто бульдозерами, а также автогрейдерами, экскаваторами-планировщиками, экскаваторами со специальными зачистными ковшами.
Для въезда в забой устраивают траншеи с уклоном 0,1...0,15. Ширину въездных траншей по низу принимают при одностороннем движении равной 3... ...3,5 м.
Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, разрабатывают котлованы торцовыми или боковыми проходками с расположением экскаватора выше уровня дна забоя и погрузкой грунта в транспортные средства. Указанные условия позволяют использовать эти экскаваторы и при разработке увлажненных и мокрых грунтов.
Возможность разработки котлована торцовой или боковой проходкой зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора, глубины копания и ширины котлована.
Наибольшую ширину торцовой проходки по верху при движении экскаватора по прямой (рис. III. 14, ж) и двусторонней подаче транспорта определяют по формуле (II 1.54), а по низу устанавливают из выражения
В'<2(ЯСТ — Actg<p). (III.56)
" Для гидравлических экскаваторов при заданной глубине котлована h ширина торцовой проходки может быть опре-
делена из выражений:
В = 2 sin р |^/?2 — Лш ж 1,6 }/"/?•—/Й,
(111.57) и
B' = 2sinpJ/#2 — (Лш + Л)2« «1,6]/Яа-(Лш + /02, (Ш.58)
где Р — угол поворота экскаватора от оси движения (принимается р* =50... ...55°); Лц, — высота оси крепления шарнира стрелы относительно уровня стоянки экскаватора, м.
Ширина торцовой проходки при двусторонней погрузке транспортных средств находится в пределах 1,6... ...1,7/?. При односторонней подаче транспортных средств она уменьшается до 1,37?, и ось пути экскаватора перемещается в сторону расположения транспорта. При разработке котлованов с выгрузкой грунта в отвал ширина проходки ограничивается необходимостью размещения грунта в отвал с образованием бермы — площадки от бровки котлована до подошвы отвала.
Котлованы, ширина которых превышает максимальную ширину проходки при перемещении экскаватора по прямой, разрабатывают несколькими торцовыми проходками либо зигзагообразным или поперечно-торцовым перемещением экскаватора (рис. III.14, и, к). Угол поворота экскаватора при торцовых проходках и подаче транспортных средств со стороны разработки может быть от 30 до 60°.
Наибольшую ширину каждой последующей торцовой проходки (если разрабатывают один борт выемки) вычисляют по формуле
В<2]/> — ll — Actgq>. (Ш.59)
Длина рабочей передвижки экскаватора /п, особенно у гидравлических экскаваторов, изменяется в значитель-
ных пределах и зависит от конструктивных размеров экскаватора (R, hm), глубины котлована h, расстояния от бровки откоса выемки до ближайшей опоры экскаватора 1у и угла рабочего откоса выемки, которые определяются грунтовыми условиями.
Длина рабочей передвижки во всех случаях
/П<ЯД-ЯД, (Ш.60) где RR, RA — соответственно наиболь-
ший и наименьший радиусы копания на уровне дна выемки (переменные величины, зависящие от глубины), м. Эк с к а в а торы-драглай"-н ы применяют при тех же условиях, что и экскаваторы с обратной лопатой. Разработку грунта драглайном осуществляют ниже уровня стоянки торцовыми или боковыми проходками в транспортные средства и реже в отвал. Преимуществами драглайна являются большие радиус действия и глубина копания. Особенно эффективна разработка драглайном мягких и плотных грунтов, в том числе обводненных и со слабой несущей способностью.
Рис. III. 15. Схемы производства работ бульдозерами и экскаваторами-планировщиками:
а — бульдозером при разработке котлованов; о — то же, при зачистке дна от недобора грунта; в *— то же, при засыпке траншеи (1...I0 — последовательность движения бульдозера); г — экскаватором-планировщиком при планировке откосов выемки и насыпей с нижней стоянки; д — то же, с верхней стоянки; / — положение оси экскаватора в возможном приближении^ откосу (Г, 2' — зоны планировки); // — то же, в возможном
удалении от откоса
Драглайны разрабатывают забои по поперечно-челночной и продольно-челночной схемам.
При поперечно-челночной схеме разработки котлованов драглайном (рис. III.14, н) набор грунта производится поочередно с каждой стороны самосвала, подаваемого по дну выемки, без прекращения поворота стрелы в момент выгрузки грунта. При продольно-челночной схеме (рис. III. 14, о, я) грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. Благодаря уменьшению высоты подъема ковша и угла поворота экскаватора до 6... 10° производительность экскаватора увеличивается в 1,5...2 раза. Эти схемы целесообразно применять при разработке широких котлованов.
При разработке котлованов боковыми проходками и выгрузке грунта в отвал рекомендуется вести работу по круговому циклу — поворотом экскаватора на 360°.
Бульдозерами котлованы разрабатывают преимущественно траншейным способом с перемещением по челночной схеме: грунт перемещают вдоль оси котлована, начиная с середины, в оба конца (рис. III. 15, а). При этом вначале разрабатывают первую захватку на глубину 0.8...1 м, затем вторую на ту же глубину и т. д. Между траншеями оставляют перемычки нетронутого грунта шириной 0,5... 1,2 м, который срезают после разработки ряда траншей.
Гидромеханическим способом работы выполняют в соответствии с рекомендациями гл. 4, § 5. При разработке земснарядами и гидромониторами сначала устраивают в сухом месте пионерный котлован. Для подъема пульпы землесосную установку располагают на уровне бровки котлована. После каждых 3...3.5 м землесос переводят на дно котлована и продолжают углубление.
Срезку откосов и планировку дна котлована производят после разработки грунта экскаваторами. Если дно котлована является основанием для фунда-
ментов, грунт в зависимости от типа и вместимости ковша экскаватора не добирают на 10...30 см. Дно котлована зачищают бульдозером, который перемещает грунт к экскаватору (рис. III. 15, б), а при небольших расстояниях перемещения и глубине котлована удаляет его сам.
Все более широкое применение находят гидравлические экскаваторы-планировщики с телескопическим рабочим органом, с удлинителем стрелы и без него (ЭО-3332А и др.). Возможность движения рабочего органа по прямым, горизонтальным и наклонным траекториям позволяет использовать экскаватор-планировщик на работах по планировке дна котлована, откосов выемок и насыпей, обратной засыпке пазух фундаментов и других работах (рис. III.15, г, д).
Если фундаменты располагаются в траншеях и грунт разрабатывают ниже проектной отметки дна котлована, планировку производят бульдозером или вручную (используя вынутый из траншеи грунт), а уплотнение — пневматическими трамбовками или катками.
Обратная засыпка пазух между стенками подвала и откосами котлована выполняется после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен. Для этого используют излишки грунта, оставленные при рытье котлована, которые перемещают обычно бульдозером. Засыпку производят слоями толщиной 20...30 см с последующим уплотнением пневматическими или электрическими трамбовками, а также подвесными плитами.
Засыпку и уплотнение грунта пазух глубоких подвальных частей промышленного здания осуществляют с двух его сторон после устройства стен подвала. Вначале грунт подают и разравнивают бульдозерами с одной стороны здания (рис. III.16, а), а затем, во время уплотнения этого слоя, подают и разравнивают грунт другой стороны здания.
Обратная засыпка котлована при сложных в плане фундаментах выполняется сразу же после возведения подземной части здания или сооружения (распалубливания и гидроизоляции поверхностей подземных конструкций) перед началом работ по возведению наземной части. В этом случае создаются
Рис. ІІІ. 16. Обратная засыпка и уплотнение грунтов в котлованах промышленных зданий: а — засыпка пазух котлована; б — уплотнение грунта подвесной плитой при сложных в плане фундаментах; / — бульдозер; 2 — грунтоуплотняющая машина; 3 — кран; 4 — подвесная плита; 5 — экскаватор, оборудованный грейфером; 6 — микробульдозер; 7 — направление отсыпки
более благоприятные условия для механизации работ и применения крупногабаритных машин.
Обычно грунт подается экскаватором, оборудованным грейфером, и разравнивается малогабаритным бульдозером (рис. III.16, б). Уплотняют грунт подвесными плитами концентрированными полосами в пределах рабочей карты, ограниченной подземными конструкциями (рис. III.16, б); виброплитами (например, ПВТ-3) или вибропогружателями (ВП-1и др.). В первую очередь выполняют работы в пределах участка с пониженными отметками для достижения общего уровня, а затем работы ведут по всему котловану.
Устройство траншей
Траншея — это временная выемка, устраиваемая для укладки труб и других инженерных сетей, а также возведения ленточных фундаментов. Траншеи разрабатываются с вертикальными стенками (с креплением стенок или без них), с откосами и смешанного профиля.
Траншеи с вертикальными стенками без крепления устраивают в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и небольшой глубине — 1...2 м, иногда до 3,5 м (при использовании траншейных экскаваторов). В этом случае во избежание осыпания или оползания грунта рекомендуется вслед за отрывкой производить работы по укладке труб, устройству фундаментов и т. п.
Устойчивость вертикальных стенок траншей большой глубины (10 м и более) может быть обеспечена при использовании специального глинистого раствора, которым заполняется траншея во время ее отрывки (способ «стена в грунте» описан в разд. V, гл. 4, § 4).
Траншеи с откосами разрабатывают при тех же условиях, что и котлованы. Крутизну откосов устанавливают в зависимости от глубины и строительных свойств грунта по СНиПам.
Траншеи смешанного профиля устраивают при значительной их глубине и наличии грунтовых вод.
Технологический процесс устройства траншей включает: разработку грунта с выгрузкой на бровку или в транспортные средства, крепление вертикальных стенок, транспортирование грунта, планировку дна, обратную засыпку и уплотнение грунта, а также вспомогательные работы по установке лестниц, ограждений и т. д. Планировку дна траншей при монтаже труб и кабелей обычно не делают, а для того чтобы обеспечить проектный профиль дна, планируют поверхность трассы трубопровода до начала рытья траншеи.
Разработка грунта,как и при устройстве котлованов, является ведущим процессом.
Экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайном, разрабатывают ниже уровня стоянки траншеи с
вертикальными стенками или откосами торцовыми либо боковыми проходками. Грунт выгружается в транспортные средства или отвал (в одну или в две стороны). Наиболее часто траншею разрабатывают торцовой проходкой с расположением экскаватора по оси траншеи и укладкой грунта в отвал с одной стороны при углах поворота стрелы р = = 60...90° (рис. III. 17, а). Если отвал не размещается за пределами возможной призмы обрушения грунта, то дополнительно используют бульдозер (рис. III. 17, б), или экскаватор может перемещаться по оси, смещенной в сторону отвала.
Последовательность разработки грунта с одной стоянки экскаватора обычно такова. В вертикальной плоскости грунт разрабатывают ярусами глубиной 1,5... ...2 м. В горизонтальной плоскости связные грунты разрабатывают сначала с одной стороны траншеи с постепенным углублением ее и устройством соответствующего откоса, затем аналогично с другой (рис. III. 17, в, г). В легких (сыпучих) грунтах разработку можно начинать с осевой линии траншеи.
Двусторонние отвалы обычно устраивают при разработке глубоких траншей с перемещением экскаватора по зигзагу. Траншеи под фундаменты неглубокого заложения роют универсальными одноковшовыми экскаваторами с ковшом вместимостью ,0,15 м3 с погрузкой грунта в самосвалы.
Одиночные выемки под фундаменты колонн или опор роют экскаваторами, оборудованными обратной лопатой, с выгрузкой грунта в транспортные средства (рис. II 1.17, е). В мягких грунтах используют также экскаватор, оборудованный грейфером. Перемещается экскаватор по оси расположения фундаментов или с небольшим смещением.
Многоковшовыми экскаваторами разрабатывают траншеи (как правило, с вертикальными стенками) для трубопроводов значительной протяженности при наличии мягких плотных грунтов. При этом получается I более правильное очертание траншеи, I недобор грунта меньше, чем при использовании других землеройных машин. Требуется лишь незначительная зачистка дна.
В зависимости от типа машины (цепной — рис. III. 17, д — или роторный экскаватор продольного копания) ширина траншеи изменяется от 0,4 до 1,8 м, а глубина до 3,5 м.
В слабых грунтах для создания устойчивых стенок траншей на экскаваторе дополнительно устанавливаются легкосъемные цепные откосообразователи, придающие траншее трапециевидный профиль. Например, цепным многоковшовым экскаватором ЭТУ-354, комбинируя составные части рабочего органа, можно создать четыре прямоугольные (глубина 3,5 и 2,5 м, ширина 0,8 и 1,1м) и четыре трапециевидные траншеи (глубина 3,5 и 2,5 м, ширина по верху траншеи 2,8 м, а по дну — 0,8 и 1,1 м).
Эксплуатационная производительность многоковшового экскаватора, м3/смену, послойное уплотнение пневмо- или электротрамбовками. Плотность грунта контролируется плотномерами ДорНИИ и приборами с использованием радиоактивных изотопов. Вне населенных пунктов уплотнение часто не делают, а излишки грунта укладывают валиком по оси траншей.
Рис. III. 17. Разработка траншей экскаватором:
а — оборудованным обратной лопатой или драглайном (грунт укладывается в отвал при торцовой проходке); б — то же, с укладкой грунта в отвал при боковой проходке; в — последовательность разработки обратными лопатами продольных широких траншей; г — то же, узких траншей; д — многоковшовым цепным экскаватором; е — схема разработки обратной лопатой одиночных выемок под фундаменты колонн или опор; У — ось проходки; 2 — стоянка экскаватора; 3 — веха; 4 — ось последующей захватки
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 755;