Земляные работы и устройство фундаментов на нулевом цикле
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
После выполнения подготовительных работ приступают к работам "нулевого цикла", в состав которых входят:
- разработка траншей и котлованов;
- строительство подземной части зданий и сооружений, включая устройство фундаментов, стены перекрытий подвалов, кладку фундаментов под оборудование, монтаж подвальных лестниц, приямков, гидроизоляцию и т. д.;
- прокладка подземных коммуникаций: водопровода, канализации, теплосети, электроснабжения, телефонных линий, газопровода с устройством выпусков из зданий.
Отделочные, санитарно-технические и электромонтажные работы в подвалах зданий выполняются вместе с аналогичными работами при возведении надземной части здания.
Строительный "нулевой цикл" начинается с выполнения земляных работ: разбивки и рытья траншей и котлованов для устройства фундаментов, прокладки трубопроводов и кабельной сети, транспортирования грунта (погрузка, перемещение, выгрузка), обратной засыпки и устройства насыпи с уплотнением.
Земляные работы трудоемки, как правило, должны выполняться механизированным способом. Ручная разработка грунта допускается при наличии особых условий (рытье в местах с наличием проложенных подземных коммуникаций, ограниченной маневренности машин и т. п.). В зависимости от вида строительства удельный вес земляных работ в общей трудоемкости строительных работ на объекте составляет от 5 до 15%.
Разработка траншей и котлованов
На обноске здания от осей стен откладывают ширину фундаментов и по забитым в этих местах гвоздям натягивают проволоку, которая будет определять положение внутренней и внешней поверхности фундамента. Оси и размеры траншей и ям под фундаменты с натянутых проволок переносят с помощью отвеса на землю, забивая колышки. Разбивка трасс и траншей подземных коммуникаций состоит в установке временных реперов и обозначении на местности оси трассы вешками, располагаемыми через каждые 10 м на прямых участках и через 5 м - на кривых и местах расположения колодцев. Все точки оси и бровок траншеи обозначаются колышками на местности и после рытья траншеи экскаватором или вручную в местах расположения колодцев и на углах поворота трассы устанавливают обноски (рис.1).
Рис.1. Устройство обноски на трассе трубопровода
1 - колодцы, 2 - полка, 3 - неподвижные визирки, 4 - отвес, 5 - подвижная визирка, 6 - причалка, 7 - линия визирования, 8 - обноска
На обноске над центром колодца забивают гвоздь, а к середине обноски прибивают горизонтальную планку-полку и рядом с ней постоянную визирку. Положение верхних граней полки и визирки определяют по нивелиру, руководствуясь продольным профилем трассы трубопровода. Для придания дну траншеи проектных уклонов производят визирование, пользуясь неподвижной и перемещаемой визирками. Длина подвижной визирки равна расстоянию от верхнего ребра неподвижной визирки до проектной отметки дна траншеи и принимается кратной 0,5 м (2; 2,5; 3; 3,5 м и т. д.). Подвижная визирка перемещается по проволоке, натянутой на обноске по оси трубопровода между двумя колодцами, при этом линия визирования проходит через верхние грани неподвижной и подвижной визирок. Руководствуясь положением нижней части подвижной визирки, производят окончательную зачистку и контроль уклонов дна отрытой траншеи.
Разбивка выемок и насыпей обозначается на местности вехами и кольями оси сооружения, ширины выемки поверху и насыпи понизу, высоты насыпи, глубины выемки и откосов. Все разбивочные знаки (створные вехи, сторожки) закрепляют кольями, которые забивают с одной стороны сооружения на определенном расстоянии от основных разбивочных знаков (рис.2). Для обозначения откосов выемок и насыпей применяют переносные шаблоны, высоту насыпи обозначают высотниками.
На производство земляных работ большое влияние оказывают физико-механические свойства грунтов: средняя плотность, влажность, сила внутреннего сцепления частиц, разрыхляемость.
Различают следующие виды фунтов.
Пески - сыпучая смесь зерен кварца и других минералов крупностью 0,25...2 мм, образовавшаяся в результате выветривания горных пород.
Супески - пески с примесью 5... 10% глины.
Гравий - горные породы, состоящие из отдельных скатанных зерен диаметром 2...40 мм, иногда с некоторой примесью глинистых частиц.
Глины - горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005 мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц.
Рис.2. Разбивочные знаки земляных сооружений большой протяженности
1 - вехи с планками для обозначения размеров в плане выемки и отвала, 2- веха для обозначения оси отвала, 3 - шаблон, 4 - проектный откос, 5 - откосники, 6 - высотник (установлен в стороне от насыпи)
Суглинки - пески, содержащие 10...30% глины. Суглинки делятся на легкие, средние и тяжелые.
Лёссовидные грунты - содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц. Лёссовидные грунты при наличии воды размокают и теряют устойчивость.
Плывуны - песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой.
Растительные грунты - различные почвы с примесью 1...20% перегноя.
Скальные грунты - состоят из твердых горных пород.
Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории (табл.1).
Таблица 1
Категории и способы разработки грунтов
| Категория грунтов | Виды грунтов | Плотность, кг/м | Способ разработки |
| I | Песок, супесок, растительный грунт, торф | 600...1600 | Ручной (лопаты), машинами |
| II | Легкий суглинок, лёсс, гравий, песок со щебнем, супесок со строймусором | 1600... 1900 | Ручной (лопаты, кирки), машинами |
| III | Жирная глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, растительная земля с корнями, суглинок со щебнем или галькой | 1750... 1900 | Ручной (лопаты, кирки, ломы), машинами |
| IV | Тяжелая глина, жирная глина со щебнем, сланцевая глина | 1900...2000 | Ручной (лопаты, кирки, ломы, клинья и молоты), машинами |
| V...VII | Плотный отвердевший лёсс, дресва, меловые породы, сланцы, туф, известняк и ракушечник | 1200...2800 | Ручной (ломы и кирки, отбойные молотки), взрывным способом |
| VIII...XI | Граниты, известняки, песчаники, базальты, диабазы, конгломерат с галькой | 2200...3000 | Взрывным способом |
При разработке грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи будет больше объема выемки, из которой грунт взят. Грунт в насыпи под действием собственного веса или механического воздействия уплотняется постепенно, поэтому различны значения первоначального процента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки грунта (табл.2).
Таблица 2
Увеличение объема грунта при разрыхлении
| Категория грунта | Процент разрыхления грунта | |
| первоначальный | остаточный | |
| I | 8...17 | 1...2,5 |
| I (торф и растительный грунт) | 20...30 | 3...4 |
| II | 14...28 | 1,5...5 |
| III | 24...30 | 4...7 |
| IV | 26...32 | 6...9 |
| V...XI | 30...50 | 10...30 |
При разработке и усадке разрыхленного грунта выемки и насыпи образуют естественные откосы различной крутизны. Наибольшую крутизну откосов траншей и котлованов, устраиваемых без креплений, следует принимать согласно табл.3. При обеспечении естественной крутизны откосов обеспечивается устойчивость земляных насыпей и выемок.
Рытье котлованов, траншей, дорожных выемок, каналов, устройство насыпей состоит из рабочих процессов:
- копание и выгрузка грунта на бровку выемки и транспортные средства;
- транспортирование фунта в отвал или насыпь;
- разравнивание и уплотнение грунта на месте выгрузки;
- отделка откосов, подчистка и планировка дна.
Выполняют эти работы комплекты машин - экскаваторы, скреперы, бульдозеры, тракторы с прицепами, автомобили-самосвалы и др.
При ручной разработке траншеи землекоп может выбрасывать грунт на бровку с глубины до 1,5 м. Для подъема грунта с большей глубины при ручной разработке применяют средства малой механизации - краны, подъемники-транспортеры различного типа.
Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без крепления может выполняться в песчаных и крупнообломочных грунтах на глубину 1 м, в супесях - 1,25 м, в суглинках и глинах - 1,5 м и очень прочных суглинках и глинах - 2 м.
При необходимости работы людей в траншее с вертикальными стенками наименьшее расстояние в свету между боковыми поверхностями или щитами крепления должно быть не менее 0,7 м.
При обратной засыпке траншей и котлованов крепления должны быть разобраны. Разработка грунта в траншеях и котлованах в случае пересечения ими любых подземных коммуникаций допускается лишь при наличии письменного разрешения эксплуатирующей организации, при этом в непосредственной близости коммуникаций грунт должен разрабатываться вручную (1 м над трубой, кабелем и т. п.). При неожиданном (не обозначенном в проекте) обнаружении подземных коммуникаций земляные работы необходимо приостановить и вызвать на место представителей соответствующих эксплуатирующих организаций.
Укрепление грунтов
Для повышения несущей способности оснований зданий и сооружений применяют различные способы укрепления грунтов: цементацию, силикатизацию, битумизацию, электрохимическую и термическую обработку. Временное искусственное замораживание применяется при разработке водонасыщенных фунтов в гидротехническом строительстве и метростроении.Наиболее простыми и надежными способами укрепления грунтов являются цементация, силикатизация и электросиликатизация.
Силикатизация фунтов выполняется однорастворным (силикат натрия - жидкое стекло, алюминат натрия) или двухрастворным (жидкое стекло и хлористый кальций) составами, нагнетаемыми через инъекторы (перфорированные трубы диаметром 19...38 мм и длиной 1 м) под давлением 0,3...0,6 МПа (3...6 атм). Силикатизацией закрепляют мелкие и пылеватые пески, плывуны и лёсс. Радиус закрепления фунтов вокруг одного инъектора примерно 0,3... 1 м.
При электросиликатизации - пропускании через инъекторы (как электроды) постоянного тока - ускоряются в 4...20 раз темпы работ и повышается их качество. Особенно эффективен метод электросиликатизации для закрепления грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут.
Однорастворную силикатизацию применяют для грунтов при содержании солей кальция и магния более 0,6 мг-экв, при меньшем содержании этих солей в грунте необходимо использовать двухрастворный состав. При двухрастворном закреплении грунтов каждый из растворов последовательно нагнетается отдельным насосом (типа НС-3 или ручным ГН-200 и т. п.). Инъекторы забивают в фунт с помощью пневматических молотков или механических копров, а извлекают из грунта лебедкой, копром или домкратом грузоподъемностью 5... 10 т.
Цементация грунтов (преимущественно песчано-гравийных) производится инъекторами из стальных труб диаметром 25...75 мм, при этом изготавливают звенья длиной 1...1,5 м, которые соединяют муфтами по мере погружения труб в грунт. Обычно раствор готовят на цементах марки 400 при соотношении 0,8 (вода): 1 (цемент). Расход раствора составляет 0,2...0,4 м на 1 м укрепляемого грунта. После извлечения инъекторов из грунта скважину заливают цементным раствором. Возможно также использование цементно-глинопесчаных растворов: 1 (цемент): 1 (глина): 1 (песок): 4 (вода).
Свайные работы
Сваи применяют для передачи нагрузки от возводящихся зданий и сооружений нижележащим слоям грунта или для уплотнения грунта и увеличения его несущей способности как основания. К свайным работам также относят устройство шпунтовых ограждений при постройке водонепроницаемых перемычек, для защиты котлованов от грунтовых вод и удержания грунта от выпирания. По характеру работы сваи подразделяют на сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого грунта, и висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки.В плане сваи располагают полями - в несколько рядов или в шахматном порядке, кустами - группами из нескольких свай, рядами, сплошными шпунтовыми рядами. В грунт сваи забиваются вертикально (вертикальные сваи) и наклонно под некоторым углом (наклонные сваи). Верх свай срезают под один уровень и соединяют между собой ростверком, принимающим на себя нагрузку от зданий и сооружений, равномерно распределяя ее на сваи.
Размещение, тип, размер, глубина и способы погружения свай указываются в проектах. Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений и способу погружения (рис.3).
Рис.3. Виды свай
а - деревянная, б - железобетонная сплошного сечения, в - железобетонная полая, г - стальная винтовая, д - набивная бетонная в процессе изготовления 1 - бетон, 2 - стальная труба, 3 - верх бетона
Деревянные сваи изготавливают из хвойных пород - сосны, кедра, лиственницы, иногда используется дуб. Нижний конец сваи заостряется на длину, равную 1,5...2 диаметрам бревна, и на него надевается стальной башмак, предохраняющий заостренный конец сваи от разрушения во время забивки. На верхний конец сваи надевается стальное кольцо - бугель, предохраняющий от раскалывания и размочаливания древесину сваи при ударах молотом. Деревянные сваи применяют длиной 4,5... 16 м с диаметром в тонком конце не менее 18 см.
Железобетонные сваи чаще всего бывают сплошные квадратного сечения 30 х 30 и 40 х 40 см, длиной 3...60 м с заостренным концом и стальным башмаком или обоймой (табл.3).
Таблица 3
Размеры железобетонных свай
| Типы свай | Сечение, диаметр, см | Длина, м |
| Сплошные квадратного сечения | ||
| с напряженной арматурой | 30 | 3...12 |
| с поперечной арматурой | 30 | 3...16 |
| без поперечного армирования | 30 | 3...9 |
| Составные квадратного сечения | ||
| с поперечным армированием | 30 | 14...20 |
| с круглой полостью | 30,40 | 3...8 |
| Круглые сваи-оболочки | ||
| Целые | 40...80 | 4...8 |
| составные | 40...60 | 14...40 |
Полые железобетонные сваи круглого сечения - сваи-оболочки диаметром 40...60 см состоят из звеньев длиной 4, 6, 8, 10, 12 м, которые на месте соединяют болтами или с помощью сварки. Нижние звенья имеют наконечник, а верхнюю часть сваи-оболочки заполняют бетоном.
Металлические сваи изготавливают из проката разного профиля - двутавра, швеллера, рельсов, а также из труб. Трубчатые стальные сваи используют диаметром 30...60 см, при необходимости заполняют бетоном, превращая их в трубобетонные сваи. Трубчатые металлические сваи в сравнении с железобетонными имеют преимущества - сравнительно небольшой вес (в 3 раза меньше при той же длине), большие жесткость и прочность, неограниченная глубина забивки (производят отдельными звеньями, соединяемыми муфтами или электросваркой). Винтовые сваи представляют собой металлические трубы диаметром до 1 м и железобетонные стволы сплошного сечения, снабженные винтовой полостью для завинчивания в грунт. По сравнению с другими видами свай они обладают большей несущей способностью, заменяя от 4 до 10 железобетонных свай.
Шпунт стальной, деревянный и железобетонный применяют для устройства ограждений стенок глубоких котлованов и перемычек, в гидротехническом строительстве, при сооружении набережных и причалов. Для соединения отдельных шпунтин и образования сплошной стенки на обеих кромках каждой шпунтовой сваи делают замки различной формы.
Стальной шпунт представляет собой пластины плоской, корытообразной и зетовой формы (табл.6) длиной 12...25 м (рис.4).
Деревянный шпунт применяется при глубине забивки не более 3 м, изготавливается из чисто обрезных досок толщиной не менее 4 см.
Железобетонный шпунт выполняют прямоугольного сечения с пазом и гребнем трапецеидальной или полукруглой формы.
Рис.4. Профили стальных шпунтов
а - плоский ШП, б - корытный ШК, в - Ларсен (Л)
Набивные сваи делают в металлической оболочке - обсадной трубе или в предварительно пробуренные скважины с заполнением их бетоном. Иногда устанавливают металлический каркас и укладывают бетонную смесь или заполняют грунтом скважины, получая железобетонные и фунтовые сваи. Набивные сваи могут изготавливаться с уширенным основанием. При устройстве набивных свай устраняются сотрясения грунта, имеющиеся при забивке свай, поэтому такие сваи можно применять возле существующих сооружений и для усиления фундаментов. Недостаток набивных свай: при твердении уложенной бетонной смеси в присутствии грунтовых вод может снижаться прочность бетона; невозможность загружать набивные сваи непосредственно после изготовления.
Таблица 4
Стальной шпунт
| Тип | В | Н | н | d | т | Масса 1 пм, кг |
| Плоский ШП-1 | 400 | - | 80 | - | 10 | 65 |
| Корытный ШК-1 | 400 | 75 | 58 | 10 | 10 | 50 |
| Ларсен Л-3 | 400 | - | - | - | - | 62 |
| Л-4 | 400 | 180 | - | 15 | 11 | 72 |
| Л-5 | 420 | 196 | - | 22 | 11 | 100 |
Готовые сваи погружаются в грунт ударами молота по свае, вибрационным воздействием или вдавливанием. Выбор механизма для погружения свай зависит от типа свай, их веса, количества, сроков забивки и наличия средств механизации.
Перед забивкой свай и шпунтов или бурением скважин для набивных свай производится разбивка их расположений на местности, которая осуществляется геодезическими инструментами или простым провешиванием с применением вешек, рулеток, отвеса и обносок. На обноску выносят оси продольных и поперечных рядов свай и закрепляют их на обноске гвоздями или зарубками. По осям каждого ряда натягивают тонкую проволоку, образующую сетку осей свайного основания. Опуская отвес в местах пересечения проволоки, переносят на местность центры каждой сваи, в которые вбиваются колышки с надписью номера сваи.
Процесс забивки и погружения свай в грунт состоит из трех операций:
- перемещение копра или крана к месту забивки сваи,
- подъем и установка сваи,
- погружение сваи в грунт.
Забивка или вибропогружение сваи занимает 20...30% времени от всего цикла, а остальное время затрачивается на передвижку копра и установку сваи. Забивка свай ведется в определенной последовательности, устанавливаемой проектом производства работ.
В зависимости от свойств грунтов применяют следующие схемы забивки свай: рядовую, спиральную - от середины к периметру и секционную (рис.5).
Рядовая схема применяется в несвязных грунтах, сваи забивают последовательно в каждом ряду. Применение такой схемы в связных грунтах может вызвать неравномерное напряжение в грунте и осадку сооружения.
Рис.5. Последовательность забивки свай
а - рядовая, б - спиральная, в - секционная
По спиральной схеме от середины к периметру ведут забивку свай в слабосжимаемых грунтах, при этом сваи средних рядов испытывают меньшее сопротивление, чем при забивке в первую очередь свай внешних рядов.
Секционная схема применяется при забивке свай в связных грунтах. Вначале забивают сваи в отдельных рядах секции с пропуском соседних рядов, затем в пропущенных рядах, чем достигается более равномерное нарушение структуры грунта на всей площади свайного поля. Для ускорения и облегчения погружения сваи (шпунта) в песчаных и гравелистых грунтах может применяться подмыв. К острию сваи с внешней стороны по двум-трем трубкам под напором подается вода, которая разрыхляет и насыщает водой грунт, и свая легче и быстрее погружается в него. Необходимый напор и расход воды, количество и диаметр подмывных труб зависят от вида грунта, поперечного сечения сваи и глубины погружения и должны указываться в проекте производства работ.
Ориентировочно для погружения сваи диаметром 40...50 см на глубину 8...16 м в илисто-глинистые грунты расходуется 900...1400 л воды в минуту. После прекращения подачи воды грунт уплотняется и хорошо обжимает сваю.
При наличии на территории строительства высоких грунтовых вод или заболоченных мест необходимо произвести водоотвод, водоотлив или водопонижение в зависимости от интенсивности притока воды. Водоотвод осуществляют системой открытых лотков или закладкой дренажа, укладывая на дно траншей и котлованов дренирующие материалы - песок, гравий, щебень, гальку и керамические или бетонные трубы диаметром 125...300 мм с зазорами в стыках.
Водоотлив применяют, когда в отрытых выемках приток воды мешает производству работ. Для отлива воды применяют насосы - центробежные, винтовые, диафрагмовые и поршневые. Наибольшее применение имеют насосы центробежные типа С-374, С-665, С-666 с подачей до 120 м/ч, высотой подъема 9...20 м и высотой всасывания 6 м при массе насосов 86...290 кг.
Водопонижение на глубину до 6 м можно осуществлять иглофильтровыми установками, которые состоят из ряда эжекторных иглофильтров, погружаемых в грунт. Иглофильтры объединяют водосборным коллектором, подсоединяемым к насосу. Водопонижение применяют при краткосрочных работах по укладке трубопроводов в траншеях и возведении фундаментов.
Машины и механизмы для земляных и свайных работ
Для выполнения земляных работ в строительстве применяются следующие типы машин: землеройно-транспортные, экскаваторы, бурильные и вспомогательные.Землеройно-транспортные машины применяют для послойного снятия грунта, транспортировки его и выгрузки в насыпь или отвал. К таким машинам относят бульдозеры и скреперы различных типов. Бульдозеры широко применяются в строительстве при снятии верхнего слоя грунта и планировке местности, рытье неглубоких котлованов, засыпке котлованов и траншей после укладки трубопроводов, возведении фундаментов, уборке строительного мусора и т. д.
Скреперы колесные прицепные к тракторам в основном применяют в гидротехническом строительстве при устройстве выемок, подсыпок, планировке местности транспортировке грунта на расстояние до 200...400 м. Для больших выемок и дальних перемещений грунта используются самоходные автоскреперы.
Экскаваторы одноковшовые являются основными землеройными машинами, бывают на гусеничном и пневмоколесном ходу со сменным рабочим оборудованием - прямой или обратной лопатой, драглайном или грейфером (см. табл.5).
Экскаваторы с прямой лопатой применяют для разработки фунта с погрузкой на транспорт и реже для отсыпки грунта, при этом забой должен располагаться выше уровня стоянки экскаватора, а транспорт на одном или несколько выше уровне экскаватора.
Экскаватор с обратной лопатой применяют для разработки котлованов и траншей, при этом забой должен быть ниже уровня стоянки экскаватора, а транспорт на уровне стоянки.
Драглайн и грейфер как сменное оборудование могут использоваться на экскаваторах с прямой и обратной лопатой путем установки удлиненной стрелы и специальных ковшов. Экскаватор-драглайн применяют для разработок, требующих большого радиуса действия, глубоких выемок, с извлечением грунта из-под воды, при этом транспорт располагается на уровне стоянки.
На экскаватор-грейфер подвешивается специальный ковш, состоящий из двух или более челюстей, смыкающихся и размыкающихся с помощью системы тросов. Ковш в раскрытом состоянии опускается на грунт и врезается в него, посредством сжимания челюстей ковш наполняется и поднимается, экскаватор поворачивается для выгрузки, разгруженный ковш возвращается в начальное положение.
Экскаватор-грейфер применяют для разработки глубоких малого сечения котлованов, извлечения грунта из-под воды, погрузки и разгрузки песка, гравия, щебня.
Одноковшовые экскаваторы могут оснащаться дополнительным навесным оборудованием: захватом корчевателя для корчевки пней, трамбовкой, дизель-молотом для рыхления мерзлого грунта, клин-бабой, направляющими копра для забивки свай, стрелой с крюком для подъема грузов и др.
Таблица 5
Машины для земляных работ
| Машины | Вместимость ковша, м³ | Радиус копания (ширина резания, захвата, диаметр), м | Глубина копания (толщина слоя), м | Модель |
| Экскаваторы одноковшовые навесные на тракторах | 0,15 | 4 | 2,2 | Э-151А |
| 0,25 | 5 | 3 | ЭО-2621А | |
| Экскаваторы одноковшовые полноповоротные пневмоколесные | 0,5 | 8,6 | 5 | ЭО-3322Д, ЭО-3322А |
| 0,65 | 9 | 7 | ЭО-4121, ЭО-3532 | |
| 0,8 | 7,5 | 3 | ЭО-4123, ЭО-4321Б | |
| 1 | 10 | 7 | ЭО-4322 | |
| Экскаваторы одноковшовые полноповоротные гусеничные | 0,45 | 6 | 6,4 | ЭО-3111, ЭО-3211Д |
| 0,65 | 7 | 7,5 | ЭО-4121, ЭО-4112 | |
| 1 | 12 | 6 | ЭО-5111А, ЭО-4125 | |
| 1,5 | 12 | 6 | ЭО-5116 | |
| 2,5 | 12 | 6 | ЭО-6123 | |
| Экскаваторы роторные траншейные на тракторах, гусеничные | - | (0,3) | 1,3 | ЭТР-132Б ЭТР-134 |
| - | (0,68) | 1,6 | ЭТР-162 | |
| - | (1,2) | 2 | ЭТР-204 | |
| - | (0,8...1,5) | 2,2 | ЭТР-224 | |
| - | (2,1) | 2,5 | ЭТР-253А | |
| Экскаваторы многоковшовые траншейные цепные | - | (0,5) | 0,8 | ЭТЦ-080 |
| - | (0,4) | 1,6 | ЭТЦ-165А | |
| - | (0,8) | 2,5 | ЭТЦ-252 | |
| - | (0,8...1,5) | 3,5 | ЭТЦ-353 | |
| Скреперы прицепные | 3 | (2,1) | 0,2 | ДЗ-33 |
| 4,5 | (2,4) | 0,13 | ДЗ-87, ДЗ-111 | |
| 8 | (2,7) | 0,35 | ДЗ-77А | |
| Скреперы самоходные | 4,5 | (2,4) | 0,2 | ДЗ-87-1А |
| 15 | (2,9) | 0,35 | ДЗ-13Б, ДЗ-115 | |
| 25 | (3,6) | 0,25 | ДЗ-67 | |
| Бульдозеры с неповоротным отвалом мощностью до 80 кВт | - | (2,5) | 0,3 | ДЗ-42, ДЗ-133 |
| - | (3,2) | 0,4 | ДЗ-54 | |
| мощностью более 80 кВт | - | (3,2) | 0,5 | ДЗ-110В |
| - | (4,3) | 0,7 | ДЗ-116В, ДЗ-118 | |
| Катки статического действия: прицепные на пневмошинах, массой | ||||
| 12,5 т | - | (2,2) | (0,25) | ДУ-30 |
| 25 т | - | (2,5) | (0,35) | ДУ-39, ДУ-16Г |
| кулачковые, массой 8 т | - | (2,6) | (0,3) | ДУ-32 |
| самоходные, массой 8 т | - | (1,3) | (0,15) | ДУ-47Б |
| 16т | - | (1,6) | (0,15) | ДУ-31 |
| 30 т | - | (2,2) | (0,25) | ДУ-30 |
| Катки вибрационного динамического действия прицепные массой | ||||
| 3 т | - | (1,4) | (0,6) | ДУ-14 |
| 6 т | - | (1,8) | (1,2) | ДУ-8 |
| самоходные массой | ||||
| 2,5 т | - | (0,85) | (0,2) | ДУ-10А |
| 4т | - | (1) | (0,3) | ДУ-25 |
| Машины буровые и бурильно-крановые | - | (0,35...0,8) | 2 | ЭТЦ-288Д |
| - | (0,35...0,8) | 3 | БМ-203 | |
| - | (0,3...0,65) | 8 | БМ-802С | |
| - | (0,3...0,65) | 15 | БМК-1401, БМ-1500 | |
Роторные экскаваторы по сравнению с цепными многоковшовыми экскаваторами более долговечны и производительны.
Бурильные машины навесные на автомобили и тракторы применяют для копания ям под столбовые фундаменты, столбы линий связи, заборов и др. Катки для уплотнения грунта бывают гладкие, кулачковые, с падающими грузами, вибрационные, пневмоколесные и комбинированные. Уплотнение грунта повышает устойчивость земляных сооружений, уменьшает их осадку и увеличивает водонепроницаемость.
При уплотнении грунта необходимо соблюдать следующие требования:
- уплотнение вести проходками вдоль оси насыпи, начиная от бровки по направлению к середине,
- край вальца катка должен быть не ближе 0,3 м от бровки во избежание обрушения откосов,
- каждый слой грунта должен уплотняться одинаковым количеством проходок,
- каждая проходка должна перекрывать след предыдущих на 10...15 см.
По эффективности работы и глубине уплотнения грунта трехтонный виброкаток равноценен катку со статической массой 25 т. Кроме катков для уплотнения грунтов применяют трамбовочные плиты (грузы) и машины.
Рис.6. Копер для дизель-молота
Наиболее удобно использовать краны-копры - обычные подъемные краны (предпочтительно гусеничные) с подвесными стрелами копра, к крюку крана подвешивают сваебойный механизм.
Для обслуживания паровоздушных молотов, кроме копров, нужны компрессор или паровой котел. Более простыми в эксплуатации и распространенными являются дизель-молоты (штанговые и трубчатые), которые подвешивают к копру и укрепляют на свае. Масса ударной части молота при длине сваи до 12 м должна быть не менее 1,25...1,5 веса сваи, при длине сваи более 12 м - не менее массы сваи (с учетом массы наголовника).
Масса ударной части паровоздушного молота - 1250...6000 кг, число ударов - 15...40 в мин.
Масса ударной части дизель-молота - 1250...5000 кг, количество ударов - 45... 100 в мин.
Вибропогружатели подвешиваются к любому подъемному крану, а своим наголовником крепятся к свае.
Вибромолоты воздействуют на сваю ударом и вибрацией, что способствует погружению сваи в 3...8 раз быстрее по сравнению с вибропогружателями.
Погружение свай завинчиванием осуществляется специальным механизмом - электрокабестаном (электродвигатель с редуктором и полым цилиндрическим шпинделем, к которому через переходной патрон крепится болтами наголовник сваи). Электрокабестан подвешивается к стреле крана расчаленными тросами для придания ему неподвижности.
Для устройства буронабивных свай может производиться бурение скважин на глубину до 40 м специальными машинами (см. табл.8).
Типы и устройство фундаментов
Фундамент является соединительным звеном между сооружением и основанием и передает нагрузки от сооружения на грунт. Фундамент должен обеспечивать достаточную прочность для сооружения, сопротивляться влиянию грунтовых вод, обладать морозоустойчивостью. Для всех типов и конструкций фундаментов важным является глубина их заложения. Глубина заложения фундамента зависит в основном от глубины промерзания фунта и уровня грунтовых вод (рис.7), а также от характера нагрузок на фундамент, несущей способности грунтов, наличия подвалов и пр.
Рис.7. Схема заложения подошв фундаментов в зависимости от уровня грунтовых вод и глубины промерзания
Подошва фундамента должна находиться ниже глубины промерзания грунта, которая устанавливается по данным многолетних наблюдений при оголенной от снегового покрова поверхности и приводится в СНиП, где дана схематическая карта глубины промерзания фунтов, при этом для супесей и песков мелких и пылеватых нормативные глубины промерзания принимаются с коэффициентом 1,2.
Фундаменты внутренних стен, колонн и других частей в отапливаемых зданиях при отсутствии подвалов закладывают на меньшую глубину, но не менее 0,5 м от поверхности земли, при непременном предохранении их от промерзания в период строительства.
По конструкции фундаменты бывают: ленточные, столбчатые, сплошные (плиты) и свайные с ростверком.
Ленточные фундаменты имеют форму прямоугольную, трапецеидальную, ступенчатую и нижней уширенной частью - с подушкой (рис.8).
Рис.8. Ленточные фундаменты
а - прямоугольный, б - трапецеидальный, в - ступенчатый, г- прямоугольный с подушкой, 1 - обрез, 2 - подушка
Ленточные фундаменты возводят из бутовой и кирпичной кладки, бутобетона и железобетона, сборных бетонных и железобетонных блоков и плит. Оптимальной формой сечения фундамента по восприятию нагрузки от сооружения является трапеция. Не возникает опасных растягивающих и скалывающих напряжений на боковых гранях фундамента, если углы наклона боковой грани фундамента к вертикали при бутовой и кирпичной кладке не превышают 30°, а для бетона - 45°.
Бутовые фундаменты при кладке из рваного бута имеют ширину 0,6 м и 0,5 м из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах около 0,5 м, ширина до 0,25 м. Фундаменты из бутового камня требуют наличия квалифицированных каменщиков, так как затруднена механизация работ. Бутобетонные и бетонные фундаменты позволяют использовать механизацию при их возведении.
Рис.9. Общий вид сборных ленточных фундаментов
1 - блоки подушек, 2 - блоки стенок
Сборные бетонные и железобетонные фундаменты сокращают объем кладки и позволяют механизировать их монтаж. Сборные фундаменты состоят из подушки - железобетонных блоков (плит) прямоугольной или трапецеидальной формы, укладываемых на утрамбованную песчаную подготовку толщиной 0,15 м, и вертикальной стенки из бетонных блоков (рис.9). Блоки (плиты) подушки изготавливаются толщиной 300 и 500 мм, шириной 0,6...3,2 м, блоки стенки - шириной 0,3...0,6 м, высотой 580 и 280 мм, длиной 2,38, 1,18 и 0,78 м (табл.6).
Таблица 6
Железобетонные плиты и бетонные блоки для фундаментов и подвалов зданий
| Вид изделия | длина | ширина | толщина (высота) | Масса, т |
| Железобетонные плиты (марка 150) | ||||
| Ф-6 | 2380 | 600 | 300 | 1 |
| Ф-10 | 2380 | 1000 | 300 | 1,5 |
| Ф-14 | 2380 | 1400 | 300 | 2,1 |
| Ф-18 | 2380 | 1800 | 300 | 2,5 |
| Ф-20 | 1180 | 2000 | 500 | 2,4 |
| Ф-24 | 1180 | 2400 | 500 | 2,9 |
| Ф-28 | 1180 | 2800 | 500 | 3,4 |
| Ф-32 | 1180 | 3200 | 500 | 4 |
| Бетонные блоки (марка 100) | ||||
| ФСЗ | 2380 | 300 | (580) | 1 |
| ФСЗ-8 | 780 | 300 | (580) | 0,3 |
| ФСЗ | 2380 | 500 | (580) | 1,7 |
| ФС6 | 2380 | 600 | (580) | 2 |
| ФСН4 | 1180 | 400 | (280) | 0,4 |
| ФСН5 | 1180 | 500 | (280) | 0,5 |
При слабых грунтах в сборных фундаментах устраивают железобетонные пояса толщиной 100-150 мм или армированные швы толщиной 30-50 мм. Столбчатые фундаменты могут устраиваться под отдельные опоры зданий - под железобетонные колонны, кирпичные столбы и пр. (рис.10). Сплошной фундамент делают в виде железобетонной монолитной ребристой плиты, что целесообразно при необходимости защиты подвала от проникновения грунтовой воды с большим гидростатическим давлением. Свайные фундаменты дают возможность полностью исключить земляные работы в бесподвальных зданиях или сократить их объем при наличии технического подполья.
Рис.10. Сборные фундаменты под отдельные опоры
а и б - под кирпичные столбы; в и г - под железобетонную колонну, 1 - блок-подушка, 2 - распределительный блок, 3 - кирпичный столб, 4 - железобетонная колонна, 5 - башмак, 6 - блок-стакан, 7 - опорная плита
Фундаменты подвергаются увлажнению просачивающейся через грунт атмосферной влагой или фунтовой водой. Доступ влаги в стены преграждается устройством гидроизоляции. В зданиях с подвалом изоляцию укладывают в двух уровнях: первый слой - в кладке фундамента на уровне пола подвала, а второй в цоколе на 150...250 мм выше поверхности отмостки или тротуара. Изоляционный слой состоит из двух слоев битумоминозных рулонных материалов (рубероида), склеенных между собой битумной мастикой. Кроме того, наружные стены и пол подвала здания гидроизолируются (рис.11). Для предохранения грунта от увлажнения поверхностными водами около стен здания устраиваются отмостки шириной не менее 0,8 м с уклоном от здания 0,02...0,1.
Рис.11. Устройство гидроизоляции фундаментов и стен подвала зданий
а - здание без подвала, б - здание с подвалом, в - здание с подвалом при напоре грунтовых вод до 0,2 м, г- до 0,8 м, д - более 0,8 м, 1 - пол, 2- перекрытие, 3- гидроизоляционный слой, 4 - стена подвала, 5 - бетонная подготовка, 6 - обмазка битумом, 7 - мятая жирная глина, 8 - защитная стенка, 9 - бетон пригрузочный, 10 - железобетонная плита
Деформационные швы в фундаментах, стенах и полах подвала заполняют эластичной мастикой (резинобитумной смесью, легкоплавким битумом с волокнистым наполнителем), если это предусмотрено проектом.
После устройства фундаментов, стен и перекрытий подвалов, а в бесподвальных зданиях - фундаментов и цоколя разбивочные оси с обноски переносят непосредственно на строящееся сооружение (обноска дальше может не сохраняться). В этот период должны быть завершены работы по прокладке внутриквартальных и дворовых постоянных подземных коммуникаций водопровода, канализации, теплосети и т. д.
Работы нулевого цикла заканчиваются составлением следующих актов:
- о правильности разбивки зданий и сооружений на участке,
- о проверке качества грунтов в основаниях зданий и сооружений,
- на заложение фундаментов,
- на скрытые работы по всем видам работ нулевого цикла,
- о сдаче подземных коммуникаций соответствующим организациям.
