Файл: Глотов, Н. М. Строительство фундаментов транспортных зданий и сооружений.pdf

В зависимости от величины отрицательной температу­ ры грунтов, а также количества и размеров твердых вклю­ чений один трактор может работать с одним, двумя или тремя рыхлителями, обеспечивая производительность рых­ ления грунта от 50 до 200 м3/ч. Разрыхленный грунт уда­ ляют ножом бульдозера.

Рыхлители целесообразно использовать для разработ­ ки вытянутых в длину неглубоких котлованов шириной по­ низу более 2 м, например, для устройства фундаментов зданий (рис. 7), водопропускных труб, а также фундамен­ тов малых и средних мостов, когда для всех опор можно сделать общий котлован вдоль оси моста.

На Байкало-Амурской магистрали применяют мощные американские и японские тракторы с навесными рыхлите­ лями, например трактор «Харвестер» мощностью 450 л. с. с двумя рыхлителями; «Камацу» мощностью 400 л. с. с одним рыхлителем. Эффективность работы этих высоко­ производительных машин во многом зависит от степени их использования.

В настоящее время получает распространение с п о с о б непосредственной разработки мерзлых грунтов без предварительного снижения их прочности отогревом или рыхлением с использованием специальных машин или рабочих органов к существующим машинам. Главным достоинством этого способа разработки грунтов в котлованах является простота организации и производ­ ства работ, практически ие отличающихся от работ в не­ мерзлых грунтах.

Для разработки котлованов в устойчивых грунтах под ленточные или столбчатые фундаменты зданий могут быть использованы машины с баровымп рабочими органами и роторные траншейные экскаваторы, которые применяют как для прорезки траншей и щелей, так и в комплексе с ковшовыми экскаваторами. В последнем случае баровымп машинами нарезают щели в мерзлом деятельном слое на проектную ширину котлованов под фундамент здания, а

47

экскаватором производят разработку грунта в промежутке между щелями.

Баровые машины могут делать прорези (щели) глуби­ ной до 2 м в мерзлых грунтах без включений валунов, про­ изводительность этих машин 50—100 м3/ч.

Роторными экскаваторами разрабатывают траншеи ши­ риной 1 —1,5 м на глубину до 2,5 м, производительность этих экскаваторов 100—150 м3/ч.

В подавляющем большинстве случаев разработку кот­ лованов ведут с предварительным рыхлением мерзлого грунта.

Оценка стоимости рыхления 1 м3 мерзлого грунта раз­ личными способами (в сопоставлении со стоимостью рых­

нию от промерзания грунта, этот способ применяется ред­ ко, так как требует заблаговременного выполнения ряда подготовительных работ (рыхления, боронования, снегоза­ держания) .

Для разработки неограждаемых котлованов наиболее приемлемы следующие способы: рыхление мерзлых грун­ тов с помощью навесных рыхлителей и рыхление взрыва­ ми с удалением разрыхленных грунтов бульдозером или экскаватором.

48

Разработка ограждаемых котлованов

Такие котлованы разрабатывают в местах залегания неустойчивых немерзлых п сыпучемерзлых грунтов или на­ личия поверхностных и грунтовых вод, которым, по тем или иным причинам, нельзя прекратить доступ в котлова­ ны, не имеющие ограждения.

В зависимости от физико-механических свойств грунтов, наличия грунтовых вод, размеров котлованов в плане и их глубины, для ограждения используют закладные крепле­ ния разных конструкций, шпунт и бездонные ящики.

Устройство и разборку ограждений следует выпол­ нять в соответствии с чертежами утвержденного ППР.

Закладное крепление. Характерной особенностью за­ кладных креплений является их устройство по мере разра­ ботки грунта. Крепление состоит из горизонтально располо­ женных досок, закладываемых за вертикальные стойки, ко­ торые переставляют по мере углубления котлована. Стойки противоположных стен котлована распирают горизонталь­ ными распорками, размещая их в несколько ярусов (по высоте примерно через 1 м). Элементы конструкции креп­ ления рассчитывают на действие горизонтального давле­ ния грунта.

Эти крепления применяют для ограждения стен котло­ ванов шириной до 4 м и глубиной до 5 м, разрабатывае­ мых на суходолах при отсутствии или незначительном притоке грунтовых вод. Закладные крепления можно при­ менять при залегании немерзлых грунтов по всей глубине котлована, а также при сочетании мерзлых и немерзлых грунтов, например, промерзшем деятельном слое с подсти­ лающим слоем немерзлого неустойчивого грунта, или от­ таявшего неустойчивого грунта деятельного слоя с под­ стилающим слоем вечномерзлого грунта.

Чтобы дождевые воды не могли поступать в котлован, верхние доски креплений должны возвышаться на 15— 20 см над поверхностью грунта.

49

В связных грунтах мягкопластичной консистенции при глубине котлована до 3 м допускается горизонтальные доски устанавливать с просветом, равным ширине доски.

Для ограждения стен больших котлованов используют закладные крепления со стоиками из стальных двутавро­ вых балок № 30—55, располагая их полки параллельно стенам котлована. Двутавры забивают до начала разра­ ботки грунта на глубину не менее 1 м ниже дна котлована. Доски длиной на 3—5 см меньше расстояния между стен­ ками соседних двутавров заводят в это пространство, располагают горизонтально п прижимают к грунту клинь­ ями, которые забивают между досками и внутренней сто­ роной внутренних полок двутавров. Чтобы клинья не сме­ щались, вплотную к их толстым концам на каждой гори­ зонтальной доске пришивают гвоздями бруски сечением 5X5 см.

Шпунтовые ограждения. В местах наличия поверхност­ ных вод, а также при возможности интенсивного поступле­ ния грунтовых вод, в водонасыщенных несвязных грунтах или связных грунтах текучей консистенции котлованы ограждают деревянным или стальным шпунтом.

Деревянный шпунт применяют для ограждения котло­

обходимости устройства котлованов в грунте глубиной бо­ лее 4 м или на местности с поверхностными водами глу­ биной 3 м и более.

Для ограждения котлованов используют преимущест­ венно стальной шпунт корытного профиля. Шпунт плоско­ го профиля применяют для ограждения котлованов глуби­ ной до 5 м. Шпунт следует рассматривать как инвентарь строительной организации и после использования по на­ значению его необходимо извлекать для повторного при­ менения.

50

Шпунт погружают в разные грунты с помощью вибро­ молотов или сваебойных молотов.

Работы по устройству ограждений из деревянного или стального шпунта для котлованов фундаментов сооруже­ ний в немерзлых или оттаявших грунтах выполняют в ус­ ловиях Байкало-Амурской магистрали так же, как и в районах с обычными климатическими условиями.

С целью сокращения глубины погружения шпунта в пределах деятельного слоя, особенно промерзшего, котло­ ваны целесообразно разрабатывать без ограждений с уст­ ройством берм между подошвой откоса неограждениого котлована и шпунтовой стенкой. Ширину бермы принима­ ют из условия расположения на ней необходимых меха­ низмов и оборудования. Шпунт погружают в этом случае ниже деятельного слоя для предотвращения обрушения в котлован расположенных глубже неустойчивых водонасы­ щенных грунтов.

На местности, покрытой водой глубиной до 2 м, для ограждения котлованов под фундаменты опор мостов, кро­ ме шпунта, иногда применяют грунтовые перемычки, кото­ рые отсыпают из мелких песков, супесей и суглинков. При использовании таких перемычек необходимо учитывать стеснение ими живого сечения реки и возможный размыв самой перемычки пли дна. Если скорость воды превышает 0,5 м/с, откосы перемычек необходимо укреплять.

Немерзлые грунты в котловане, огражденном заклад­ ным креплением или шпунтом, разрабатывают грейфером. Залегающие под немерзлыми грунтами вечномерзлые грун­ ты рыхлят отбойными молотками или применяют парооттаивание с последующим удалением разрыхленных или талых грунтов грейфером. По мере углубления котлована ставят распорные крепления и ограждения, предусмотрен­ ные ППР.

В период разработки грунтов грейфером в котловане необходимо обращать особое внимание па предотвращение возможности повреждения распорных креплений.

51

Рис. 8. Ограждение котлована бездонным ящиком:

/ — нижняя оставляемая в грунте часть ящика; 2 — верхняя снимаемая часть ящика; 3 — контур сооружае­ мого фундамента опоры; 4 — съемное распорное крепление; 5 — контур котлована, разработанного взрывом на выброс; 6 — тампонажный бетон из смеси, уложенной подводным спосо­ бом; 7 — подготовка на грунтовом основании

В огражденном перемычками котловане грунт разрабатывают экскаватором или грейфером.

Бездонные ящики. В местах залегания водонасыщен­ ных немерзлых грунтов и при большом притоке грунтовых или поверхностных вод ограждение в виде деревянных или железобетонных стен бездонного ящика используют для выполнения работ по подготовке основания и устройству фундамента в разработанном котловане. Деревянные без­

ных для перевозки и монтажа. Блоки соединяют на болтах с резиновыми уплотнителями в стыках. Для обеспечения плотного прилегания к дну котлована стенок бездонного ящика к их нижним кромкам прикрепляют ножи (напри-

52

мер, из уголковой стали), облегчающие заглубление кро­

мок в грунт.

Если невозможно обеспечить плотное прилегание без­ донного ящика к дну котлована, то устраивают тампонаж­ ную подушку из бетонной смеси, укладываемой подводным способом по внешнему периметру бездонного ящика. В этом случае бездонный ящик (рис. 8) должен состоять из двух частей: нижней, остающейся в грунте, и верхней, извлекаемой для повторного использования.

Бездонный ящик собирают из блоков в стороне от кот­ лована и в собранном виде устанавливают на дно котло­ вана в проектное положение. При необходимости деревян­ ный бездонный ящик пригружают (чтобы он не всплыл или чтобы нож врезался в грунт), в необходимых случаях устраивают тампонажную подушку. Из ограждения от­ качивают воду (при устройстве тампонажной подушки — через два дня после ее бетонирования) и планируют осно­ вание котлована. Разработанный грунт удаляют бадьями.

После устройства фундамента котлован заполняют во­ дой и снимают бездонный ящик (или его верхнюю часть).

Подготовка и приемка основания

До начала работ по устройству фундаментов подготав­ ливают основание, а затем после его освидетельствования

принимают котлован по акту.

В общем комплексе работ по строительству фундамен­ тов особое внимание следует обращать на доброкачест­ венную подготовку основания с тем, чтобы в дальнейшем исключить возможность появлення осадок и перекосов, не предусмотренных проектом здания или сооружения. С этой целью стремятся в период разработки котлована не нару­ шать природное сложение грунтов ниже проектного уровня подошвы фундамента; защищать по возможности грунт дна котлована от неблагоприятного воздействия воды и мо-

53

роза; планировать дно котлована с устранением неровно­ стей, остающихся после разработки грунта.

Подготовка основания включает работы по удалению недоборов с одновременной планировкой (устранением местных выступов грунта) дна котлована и укладку слоя песка, щебня или гравия толщиной 5—10 см. Если разра­ ботанный в глинистых грунтах котлован был затоплен во­ дой, то необходимо после удаления размокшего верхнего слоя грунта в основание фундамента втрамбовать слой щебня пли гравия толщиной не менее 10 см. Для этого

могут быть использованы вибрационные или другие трам­ бовки.

Чтобы обеспечить плотное касание подошвы сборного фундамента с немерзлым грунтом основания, целесообраз­ но элементы фундамента устанавливать на подготовку из литого цементно-песчаного раствора.

Если основание сложено вечномерзлыми глинистыми грунтами, которые в период эксплуатации здания или со­ оружения могут оттаять, то в качестве подготовки под фундаменты сборной конструкции можно зимой засыпать слой сухой смеси цемента с песком, а летом — залить це­ ментно-песчаный раствор. При устройстве такой подготов­ ки грунты основания будут предохранены от замачивания, а следовательно, и от снижения несущей способности в случае поступления воды сквозь недоброкачественно вы­ полненную засыпку пазух между боковой поверхностью котлована и фундаментом.

Для уменьшения объема земляных работ при возведе­ нии сборных ленточных или столбчатых фундаментов зда­ ний добирать грунт целесообразно только непосредствен­ но в местах, где будут укладываться элементы фундамен­ тов.

Для сбора поступающей в котлован (сквозь огражде­ ние) грунтовой воды необходимо по периметру котлована сделать водосборные канавки и один-два водосборных ко­ лодца (зумпфа), из которых воду следует откачивать на-

54

сосамн. Дно водосборных колодцев должно располагать­ ся на 0,5—0,7 м ниже дна котлована. Стенки колодцев следует укреплять деревянным или стальным бездонным ящиком, опускаемым по мере разработки котлована.

В месте обнаруженного в дне котлована родника (клю­ ча) следует заглубить отрезок трубы диаметром 15—20 см, откуда затем можно откачивать воду насосом или отвести ее трубой меньшего диаметра к ближайшему водосборно­ му колодцу.

Как зимой, так и летом необходимо стремиться к тому,

го, увеличение перерыва нецелесообразно также и по эко­ номическим соображениям, так как при этом существенно

дна.

Открытый до проектной отметки котлован с подготов­ ленным основанием должен быть освидетельствован и принят по акту комиссией с участием представителя За­ казчика.

Комиссия должна: установить соответствие расположе­ ния, размеров и отметок котлована проекту; сравнить фактическое напластование и качество грунтов с геоло­ гическими разрезами, приведенными в проекте; уста­ новить возможность заложения фундамента на проектной или измененной отметке. Акт комиссии о приемке котло­ вана является основанием для начала работ по устройству фундамента.

В случае неблагоприятных результатов освидетельство­ вания котлована, когда комиссией установлено значитель­ ное расхождение между фактическими и принятыми в про-

55