Производство земляных работ в условиях реконструкциипредприятий

При реконструкции действующих це­хов и предприятий земляные работы вы­полняются в стесненных условиях, вы­званных наличием близко расположен­ных зданий и сооружений, отдельных конструкций, видов оборудования, тран­спортных коммуникаций и инженерных сетей. В этих условиях затруднено или вообще невозможно применение земле­ройных и землеройно-транспортных ма­шин, уплотняющего оборудования, рез­ко снижается их производительность; при этом увеличиваются объемы ручных работ и возникает необходимость произ­водства дополнительных работ по пре­дохранению конструкций, оборудования и коммуникаций от повреждения. В ряде случаев ограничения на применение су­ществующего землеройного и другого оборудования накладываются специфи­кой реконструируемого предприятия (например, требованием полного отсут­ствия загазованности и запыленности).

Специальные методы производства ра­бот.В условиях реконструкции вновь возводимые фундаменты, а также осно­вания заглубленных сооружений (подва­лов, тоннелей, каналов, отстойников, колодцев и т. п.) могут располагаться ниже подошв ранее возведенных фунда­ментов и в непосредственной близости от них. Если разность отметок фунда­ментов А/г и расстояние между их край­ними точками а не удовлетворяют усло­вию Д/г ^ a tg ф, где <р — угол сдвига (зависит от угла внутреннего трения, удельного сцепления грунта и среднего давления на грунт под подошвой выше­расположенного фундамента), то при отрывке котлована необходимо приме­нять специальные методы:

предварительное вывешивание (пере-опирание) фундамента сопирающимися

на него конструкциями на временные опоры (рис. III. 18, а, б, в, г);

предварительное (до отрывки котлова­на) переопирание фундамента на буро-набивные сваи;

использование опускной крепи (же­лезобетонной рубашки), в которую за­ключается фундамент, расположенный возле котлована (рис. III.18, д, е);

применение ограждения из стального шпунта, железобетонных вдавливаемых или буронабивных свай с установкой распорных конструкций, грунтовых ан­керных и других креплений.

Метод вывешивания рассмотрим на таком примере. Пусть необходимо возвести фундамент под оборудование с пониженной от­меткой заложения (—6 м), расположив его в непосредственной близости от существующего фундамента с отметкой —2,5 м.

Работы по вывешиванию фундамента выпол­няют в такой последовательности (рис. III. 18, а, г):

механизированным способом (экскаватором, оборудованным обратной лопатой с ковшом вместимостью 0,25 м³) разрабатывают грунт до отметки существующего фундамента (—2,5 м);

грунт набирается в поворотные бадьи, кото­рые мостовыми кранами разгружают в транспорт­ные средства;

вручную отрывают площадки, на которые укладывают опорные подушки (железобетон­ные плиты или пакеты деревянных шпал), слу­жащие опорами для металлических балок;

под фундамент устанавливают с помощью домкратов временные подкладки из дерева и бетона так, чтобы нагрузка от фундамента вре­менно передавалась через подкладки на грунт;

под фундаментом с обеих его сторон вруч­ную выкапывают траншеи для установки спе­циальных гильз (из листовой стали толщиной 1,5...2 мм), через которые с помощью лебедки последовательно протаскиваются металличе­ские балки (концы балок расклиниваются);

после передачи нагрузки от фундамента на все балки убирают прокладки и приступают к разработке грунта под фундаментом С крепле­нием стенок котлована;

после разработки грунта до проектной от­метки (—5,5 м) устанавливают опалубку и про­изводят бетонирование дополнительной части фундамента (подбетонка) (рис. III. 18, г);

после набора прочности бетона опалубку и крепление стенок котлована убирают, метал­лические балки извлекают из гильз, а сами гильзы заполняют смесью;

параллельно с этими работами производят отрывку котлована под проектируемый фунда­мент.

Продолжительность всего цикла подбетонки фундамента при двухсменной работе — 9...12 сут.

Устройство железобетонной рубаш­ки для массива грунта фундамента,

погружаемой по методу опускного колод­ца (см. раздел V, гл. 4, § 5), позволяет со­здать условия для отрывки котлована вблизи фундамента. Если в опускном колодце грунт разрабатывается внутри его, то в железобетонной рубашке — снаружи.

Последовательность устройства железобетон­ной рубашки следующая (рис. III.18, д, е):

после вскрытия бетонного пола роют котло­ван до отметки — 1,5 м; для обнаружения гра­ней нижней ступени фундамента по ее углам отрывают шурфы;

на спланированном дне котлована монти­руют стальной нож железобетонной рубашки, оставляя между внутренними стенами рубашки и гранями ступени фундамента зазор 100 мм;

поярусно (в рассматриваемом примере в два яруса) монтируют арматурный каркас рубашки, опалубку и бетонируют рубашку.

Рубашку следует опускать равномерно, раз­рабатывая и удаляя грунт со всех сторон и конт­ролируя вертикальность граней.

Вытрамбование грунта является эф­фективным способом устройства неболь­ших котлованов глубиной до 1,5 м. После разборки покрытия пола падаю­щим по направляющей штанге крана или экскаватора грузом массой 5...6 т уплотняют грунт, образуя уплотнение по форме груза. Переставляя штангу в новое положение, получают котлован требуемых размеров.

Рис. III.18. Специальные мероприятия, выполняемые перед отрывкой котлована вблизи фундамен­тов:

а — вывешивание фундамента под оборудование (общий вид); 6 — то же, с использованием металлических ба­лок (проектное положение); в — то же, при подводке, металлических балок под вывешиваемый фундамент; г —» то же, на первом этапе бетонирования дополнительной части фундамента; д — устройство железобетонной ру­башки у фундаментов колонны на первом этапе бетонирования железобетонной рубашки; е — то же, при про­ектном положении железобетонной рубашки; 1 — существующий фундамент, подлежащий вывешиванию; 2 — габариты технологического оборудования; 3 — проектируемый фундамент с отметкой 6 м; 4 — технологи­ческое оборудование; 5 — подбетонка; 6 — домкраты; 7 — подкладки (опоры); 8 — сборные железобетонные плиты или деревянные шпалы; 9 — металлические балки; 10 — ручная лебедка; // — технологическое обо­рудование; 12 — вывешенный фундамент; 13 — приемный бункер; 14 — виброжелоб; 15 — окно в опалубке; К •- крепление стенок котлована; П — железобетонная колонна; 18 — железобетонная рубашка; 19 — маа-

сив грунта

Специальные рабочие органы экска­ваторовшироко используют при произ­водстве земляных работ в стесненных ус­ловиях для разрушения и разборки ас­фальтобетонных покрытий, железобетон­ных конструкций и особенно при разра­ботке мерзлых и скальных грунтов.

Гидромолотами, навешиваемыми в ка­честве сменного рабочего оборудования |, на гидравлические экскаваторы, можно I взламывать бетонные покрытия и фун-I даменты, разрушать мерзлые и скаль­ные грунты, дробить негабаритные кус­ки пород, уплотнять насыпные грунты в стесненных условиях.

Гидромолоты работают в повторно-!" кратковременном режиме: сначала ра­бочий инструмент наводится в точку i внедрения, внедряется в течение 30 с I (опускается) и отодвигает отколотый ку­сок, после чего поднимается. Затем ра­бочий цикл повторяется. Конструкции и параметры гидромолотов довольно раз­личны. Так, глубина рыхления за один

проход у гидромолотов ГМП-120 и СП — 71 составляет соответственно 40 и 60 см; техническая производительность при раз­работке асфальтобетонных покрытий толщиной до 0,3 м — 5...6 и 15. ..17 м³/ч.

В особо сложных условиях, при уст­ройстве котлованов небольших в плане размеров применяют экскаваторы с грей­ферным оборудованием (с гибкой или жесткой подвеской ковша). При гибкой подвеске ковша его массу подбирают в зависимости от группы разрабатывае­мого грунта. Грейферный ковш с жесткой подвеской лучше заполняется, точнее садится в грунт, увеличивается возмож­ность разработки относительно крепких (полускальных) грунтов.

Грейферное оборудование широко ис­пользуется для отрывки ям и траншей, в том числе при способе «стена в грунте», обратной засыпке грунтом траншей и пазух котлованов, погрузке сыпучих грунтов и материалов. Грейфер с напор­ной телескопической штангой является сменным рабочим оборудованием гидрав­лического экскаватора ЭО-5122.

Строительными организациями ис­пользуются грейферные установки не только отечественного, но и зарубежного производства. Так, рядом строительных организаций применяются краны фирмы «Поклейн» (Франция) с шарнирно со­члененной стрелой и грейфером на жест­кой штанге, которые могут разрабаты­вать траншеи шириной 0,4... 1 и глуби­ной до 13 м.

Для механизированной разработки в котлованах и траншеях вблизи стен зда­ний и сооружений или существующих конструкций применяются экскаваторы-планировщики (рис. III. 15, г, д), а так­же сменное оборудование к экскаваторам с поперечным смещением рабочего органа. Серийно выпускаемые экскаваторы-пла­нировщики ЭО-3322А с телескопичес­ким рабочим оборудованием успешно применяют в условиях реконструк­ции.

Применение мобильного оборудования.В качестве погрузочного, погрузочно-транспортного и вспомогательного обо­рудования эффективны одноковшовые по­грузчики на пневмоколесном ходу. При относительно небольшой производитель­ности и расстояниях транспортирования до 150 м это оборудование вряде

случаев успешно заменяет одноковшовые экскаваторы, работающие совместно с самосвалами.

Технологические схемы применения одно­ковшовых погрузчиков на пневмоколесном ходу в основном следующие:

1. Погрузчик (выемка и погрузка грунта) — самосвал. Схема передвижения погрузчиков в забое при использовании их в качестве основ­ного выемочно-погрузочного оборудования зави­сит, в первую очередь, от их конструктивных особенностей. Схема применяется при возмож­ности подачи самосвалов непосредственно в забой.

2. Погрузчик (выемка, транспортирование и погрузка грунта) — самосвал. Эта схема при­меняется в тех случаях, когда из-за стесненных условий невозможно подать самосвал непосред­ственно в забой.

3.Погрузчик — мостовой кран. Схема при­менима в условиях реконструкции цехов при расстоянии транспортирования более 150 м, а также при меньших расстояниях, если нельзя использовать погрузчик в качестве транспортно­го средства (загроможденность цеха оборудова­нием, конструкциями и др.).

Погрузчик подает грунт в специальные емкости — бадьи (например, использованный кузов самосвала), которые затем транспорти­руются мостовым краном к месту разгрузки (перегрузки) грунта. Эффективность погрузчи­ков и мостовых кранов резко возрастает при использовании двух емкостей, когда одна загру­жается погрузчиком, а вторая транспортируется краном.

4. Погрузчик — отвал. Схема используется как при образовании временного отвала, так и при обратной засыпке пазух котлована и тран­шей. В последнем случае погрузчик можно при­менять в сочетании с уплотняющими механиз­мами (вибротрамбующими плитами, микробуль­дозерами и т. п.).

Одноковшовые погрузчики на пневмо­колесном ходу благодаря своей универ­сальности и мобильности могут исполь­зоваться не только на погрузочных и погрузочно-транспортных работах, но и при выполнении вспомогательных работ (штабелировании сыпучих материалов, зачистке поверхности, уборке снега и т. п.). Применение сменных рабочих органов у погрузчиков и создание мало­габаритных погрузчиков позволит еще больше расширить номенклатуру выпол­няемых операций, повысить уровень ме­ханизации вспомогательных работ и использование погрузчиков во вре­мени.

В реконструируемых цехах в качестве транспортных средств следует шире ис­пользовать различные малогабаритные средства горизонтального транспорта

строительных грузов — мототележки и думперы, а также мостовые краны (для доставки бадей с грунтом).

Обратная засыпка и уплотнение грун­та в условиях реконструкции произво­дятся по обычным или специальным тех­нологическим схемам. В наиболее слож­ных условиях вследствие непримени­мости обычных машин необходимо использование малогабаритного оборудо­вания (малогабаритных бульдозеров, по­грузчиков и др.).

Обратная засыпка тоннелей, коллек­торов и трубопроводов осуществляется различными комплектами машин, но более часто с использованием обычных и малогабаритных бульдозеров, вибро­трамбовок (рис. III.19, г), самопередви­гающихся электротрамбовок (ИЭ-4502, ИЭ-4504 и др.) или гидровиброуста-новок.

При установленных фундаментах и колоннах обратная засыпка усложняется стесненностью проезда между конструк­циями. Если расстояние между фунда­ментами позволяет проезд самосвалов, то грунт отсыпается ими по схеме, по­казанной на рис. III.19, а. При шаге колонн 12 м и более, когда установлен­ные фундаменты не препятствуют дви­жению самосвалов, отсыпку грунта осу­ществляют полосами вдоль пролета с дальней точки котлована «на себя». При этом самосвалы передвигаются по осно­ванию, на которое укладывается слой грунта.

Если расстояние между фундаментами недостаточно для перемещения самосва­лов, грунт транспортируют и разравни­вают малогабаритными бульдозерами или погрузчиками. При ширине просве­та между фундаментами колонн менее 0,9 м грунт обычно разравнивают вруч­ную. В первую очередь уплотняют грунт в непосредственной близости от фунда­ментов колонн, а затем в промежутках между ними.

Обратная засыпка грунтом узких (ши­риной менее 1,4 м) и глубоких пазух про­изводится следующим образом: грунт доставляют к месту работы, распреде­ляют мелкими порциями на бровке тран­шеи, затем сталкивают бульдозером (рис. III. 19, б) с бровки, в нижней части пазухи разравнивают микробульдозером МБ-4 или вручную, а в средней и верх-

Рис. III.19. Обратная засыпка и уплотнение грунта в стесненных условиях:

о — засыпка грунта при установленных фундаментах и колоннах; б — засыпка и уплотнение грунта в узкой пазухе котлована; в — засыпка средней части траншеи с тоннелем; г — то же, верхней части; / — самосвал; 2 — малогабаритный бульдозер; 3 — фундамент; 4 — колонна; 5 — отсыпаемый самосвалами грунт; 6 — направление движения бульдозера; 7 — кран-экскаватор; 8 — бульдозер; 9 — микробульдозер; 10 — вибро­трамбовка; // — подземная часть сооружения; 12 — резерв грунта на первый слой; 13 — тоннель

ней частях — малогабаритным или обыч­ным бульдозером; послойное уплотнение грунта выполняется концентрическими полосами без перекрытия полосы после-■- дующими проходками вибротрамбующи-ми плитами (ВТМ-2, ПВТ-2, ПВТ-3 и др.) или свайными вибропогружателя-

ми на металлических поддонах, подве­шиваемых к крану, установленному на бровке котлована. Продолжительность воздействия на грунт 5... 10 с. В верхней части пазухи при достаточной ее ширине грунт уплотняют самоходны­ми катками.