Производство земляных работ

Лекция 2. Производство земляных работ Вопросы: 1. Сущность земляных работ; 2. Виды земляных сооружений в строительстве; 3. Виды грунта. Строительные свойства грунтов; 4. Состав технологического процесса разработки грунта; 5. Подготовительные процессы при производстве земляных работ и способы закрепления грунтов; Вопрос 1. Сущность земляных работ Строительно-монтажные работы и в особенности земляные работы на практике связаны с большим объемом работ. Земляные работы – один из наиболее трудоемких строительных процессов, выполняется, как правило, в сложных условиях. Именно по этой причине перед разработчиками проектно-сметной документации стоит задача упрощения производимых работ и уменьшения их объема. « К ним возможно отнести: совершенствование устройства конструкций земляных сооружений, использования свайных и свайно-кустовых фундаментов, разумное и рентабельное использование всех особенностей каждого из рельефа, использование траншей с вертикальным углом наклона стенок, минимальные затраты на объемы перевалов и перегруза грунта, прокладка коммуникаций без использования траншей, увеличение качественных свойств грунтов, материалов геосинтеза и т.д. Для достижения этих целей также возможно применение современных средств механизации, которые при уменьшении трудоемкости позволяют произвести работы требуемых геометрических размеров в натуре». «Земляные работы — это работы так называемого «нулевого цикла». В их состав входит: отрыва траншей и котлованов для последующего устройства фундамента, дренажей, процесс подготовки( например: уплотнение, подсыпка грунта) основания под здания, установка различного типа фундаментов и стен, производство обратной засыпки ранее выбранного грунта. При этом финальными работами нулевого цикла считается прокладка коммуникаций после возведения всех элементов подземной части сооружения». Земляные работы выполняют одним из четырех способов: 1. Механическим; 2. Гидравлическим; 3. Взрывным; 4. Ручным. Однако в некоторых случаях для повышения несущей способности грунта возможно применение бурения. Вопрос 2. Виды земляных сооружений в строительстве. В результате процесса разработки грунта получает земляное сооружение ­— инженерное сооружение, которое возводят в массиве грунта либо на его поверхности. Земля­ные сооружения можно разделить на несколько подвидов: 1. По связи с поверхностью грунта: выемка, насыпь, подзем­ная выработка, обратная засыпка; 2. По длительности службы, которые в свою очередь подразделяется так же на виды: а. Длительные - дорожное полотно, плотины, дамбы, каналы, и т.д.; б. Временные - котлованы, траншеи для коммуникаций и т.д.; 3. По назначению ; 4. По метрическим параметрам и форме - глу­бокий, мелкий, протяженный, сосредоточенный, простой, сложный и т. п. Основные земляные сооружения можно увидеть на рис. 2.1. «К перманентным земляным сооружениям относят сооружения, которые возводят для длительной эксплуатации плотины дамбы и т.д.. Ко временным сооружениям относят вспомогательные сооружения для подземной части сооружения. Любое сооружение должно отвечать следующим требованиям: жесткости, прочности, а также иметь защиту от промыва водой». Если ширина выемки более 3м, то она переходит в разряд котлована, если длина выемки менее этих параметров, то она называется тран­шеей, если траншея выкапывается под отдельно стоящий столб фундамента, то она называется ямой. Все эти сооружения должны обладать дном и боковой поверхностью. При недостаче грунта могут разрабатываться резервы: насыпь для отвала грунта — кавальер Рис. 1 - Виды земляных сооружений: 1 - поперечный профиль выемок: а - траншея прямоугольного профиля; 6 - котлован (траншея) трапецеидальной формы; в - профиль постоянной выемки; 1 - бровка откоса; 2 - откос; 3 - бер­ма 4 - основание откоса; 5 - дно откоса; 6 - банкет; 7 - нагорная канава; II - сечения подзем­ных выработок: г - круглое; д - прямоугольное; III - профили насыпи: е - временной насыпи; ж -постоянной; IV - обратная засыпка: з - пазух котлована; и – траншеи «Места, в которые происходит сброс строительного мусора», а карьер: «место, в котором происходит добывание некоторых строительных материалов». Для разработки тоннелей предназначенных для коммуникаций устанавливают «подземные выработки». У каждой выемки есть дно(нижняя точка выемки) и угловой откос. Вопрос. 3 Виды грунта. Строительные свойства грунтов Грунт – это естественный природный ресурс, в котором находится подземная часть грунта. В строительной терминологии грунт — порода, которая размещена в крайних слоях земной коры. К основным видам грунта относят: супесь, лессовый грунт, торф, песок, растительный грунт, гравий. От вида породы зависят многие показатели строительных работ и самого сооружения: устойчивость здания, стоимость и трудоемкость работ, необходимое оборудование и т.д. Выбор метода разработки грунта происходит по: плотности, влажности, липкости, разрыхленности, сцеплении, углу естественного откоса, сложности (трудоемкости) разработки. Во время выбора способа разработки грунта следует обращать внимание на следующие характеристики грунта: липкость, угол естественного откоса, сложность разработки, плотность, сцепление, влажность и т.д. По этим параметрам грунты в строительстве бывают пригодными: 1. для оснований различной сложности; 2. для перманентных сооружений; 3. для того или иного метода разработки. Песок – один из видов грунта, в сухом состоянии не пластичен, не водопроницаем, при достаточной скорости течения воды размывается, при изменении влажности песок меняется в объеме (самый большой объем во влажном состоянии и наоборот). Глинистые грунты – обладают свойством связности, а также пластичности. Подвержены водопоглощению и сильному набуханию. Глина подвержена пучению в следствии увеличения объема воды при замерзании, во время высыхания глина ведет себя диаметрально противоположно — слабо отдает воду и трескается. Глина легко размывается при увеличении влажности. Суглинок – грунт, который обладает большинством свойств и качеств глины, супесь – обладает свойствами песка, но в гораздо меньшей степени, чем сам песок. Среди глинистых грунтов особняком стоят лессовидные грунты. В увлажненном состоянии лесс является просадочным грунтом, однако, в сухом состоянии эти грунты довольно прочны и тверды. Гранулометрический состав грунта. В состав грунта сходят частицы различных размеров и в зависимости от их среднего значения все грунты можно поделить на: 1. Глинистые — < 0,005; 2. Пылеватые - 0,005-0,05; 3. Пески-0,03- 3; 4. Гравий-3-40; 5. Галька- 40-200; 6. Камни, валуны - > 200. Пески также, в зависимости от их гранулометрического состава, делятся на: 1. мелкие - 50% и больше всего объ­ема составляют частицы размером 0,1-0,25 мм; 2. средние - 50% и больше всего объ­ема составляют частицы размером 0,25 -0,5; 3. крупные - 50% и больше всего объ­ема составляют частицы размером 0,5-3 мм. Для подавляющего большинства грунтов важным показателем является присутствие в их составе глинистых включений. Грунты по этому показателю подразделяются на: 1. пески - содержание < 3%; 2. супеси - содержание 3-10%; 3. суглинки - содержание 10 - 30%; 4. песчаные глины - содержание 30 - 60%; 5. тяжелые глины - содержание > 60%. Влажность грунта — степень насыщенности грунтов, которую можно определить делением объема влажных частиц грунта на объем сухих частиц грунта. По этому показателю грунты можно поделить на: 1. маловлажные (влажность до 5%); 2. влажные (влажность до 30%); 3. насыщенные водой (влажность > 30%). Вода, которая находится в порах грунтов, называется грунтовой. Коэффициент фильтрации грунта. Пористость грунта самым непосредственным образом влияет на то, с какой скоростью вода проходит через толщу грунта. Для песков, суглинков, глин и других видов грунтов коэффициент фильтрации различен. Данный коэффициент измеряется в метрах в сутки. Эта характеристика напрямую связана с размером частиц грунта: при небольшом размере частиц поры также имеют небольшой размер, соответственно воде сложно проходить сквозь толщу грунта, при больших размерах частиц грунта наблюдается обратная ситуация. Коэффициенты фильтрации для разных видов и пород грунтов, метр/сутки: 1. Глина - 0; 2. Суглинок - < 0,05; 3. Мелкозерни­стый песок – 1-5; 4. Гравий – 50-150. Плотность грунта – можно определить делением массы грунта на его объем в естественном состоянии, т. е. в плотном теле. Строительные машины во многом подбираются именно по плотности грунта и силы, с которой сцепляются их частицы. Вариации значений плотности грунтов различных пород и типов многогранны. Плотность грунтов: 1. Илистый грунт 0,6 т/м3; 2. Песчаный грунт - 1,6-1,7 т/м; 3. Скальный грунт - 2,6-3,3 т/м3. Сцепление грунта — начальное сопротивление, которое испытывает грунт при сдвиге. Сцепление грунта зависит от к какому виду относится грунт и от его влажности. Сила сцепления: 1. Песчаный грунт 0,03-0,05 Мпа; 2. Глинистый 0,05-0,3 Мпа. Разрыхляемость. Во время разработки грунта происходит увеличение его объема. Это случается из-за того, что грунт разрыхляется. Именно поэтому необходимо учитывать массу грунта, как в естественном, так и в разрыхленном состоянии. В зависимости от вида грунта нарастание его объема сильно отличается и называется первоначальным разрыхлением. С течением времени разрыхленный грунт уплотняется, что обуславливается давлением слоев, которые лежат выше, осадками из атмосферы и другими воздействиями. Остаточное разрыхление — объем грунта по истечении времени. Размер начала и остатка разрыхления можно выразить в % к количеству грунта в уплотненном состоянии. Что и является коэффициентом начального и остаточного разрыхления. (табл. 3.1). Таблица 3.1 - Коэффициенты разрыхления для различных грунтов Наименование фунтов Коэффициенты разрыхления первоначального остаточного Глины Суглинки Торфы Пески и супеси 1,26 - 1,32 1,14 - 1,28 1,2 - 1.3 1,08 - 1,17 1,04 - 1,09 1,02 - 1,05 1,03 - 1,04 1.01 - 1,03 Чтобы ускорить процесс уплотнения грунтов, применяются специальные средства для их трамбования. Для песчаных грунтов применяют проливку водой. Липкость – возможность различных видов грунтов в определенном состоянии прилипать к поверхностям. Большие значения липкости затрудняют работу техники при выгрузке и разработке грунта. Для определения липкости используют значение усилия, которое необходимо приложить к грунту для его отрыва с поверхности, которой он прилип (значение для глины 0,05 МПа). Трудность разработки грунта (удельное сопротивление резанию). ЕНиР 2-1-1 «Земляные работы» основной документ для определения трудоёмкости земляных работ. В них учитываются различные свойства тих или иных грунтов и различных землеройных машин. Грунты делятся на 6 различных групп для одноковшового экскаватора. На 2 группы для многоковшового и скрепера. На 3 группы для бульдозера и грейдера. При разработке вручную грунты можно поделить на 7 групп: пески, супеси, суглинки, глины, лессовидные грунты относят к 1…4 группе, т.е. необходимо применение предварительного рыхления. Крутизна откосов. Согласно требований техники безопасности отрывка земляных сооружений без закрепления стенок возможно при глубине менее: 1. Насыпные, песчаные и гравелистые грунты - 1 м; 2. Супесь - 1,25 м; 3. Суглинок и глины - 1,5 м; 4. Особо плотные нескальные грунты - 2,0 м; 5. Плотные нескальные грунты, при разработке без опускания машин в котловане - 3 м. В остальных случаях при разработке грунта необходимо закреплять стенки котлованов и траншей Крутизна откосов при разработке грунта для различных видов грунтов приведена в табл. 3.2. Таблица 3.2 - Дозволенная крутизна откосов Грунты Крутизна откоса при выемке глубиной, м до 1,5 от 1,5 до 3 от 3 до 5 Насыпные, естественной влажности 1:0,25 1: 1 1: 1,25 Песчаные и гравелистые влажные 1:0,5 1: 1 1: 1 Супеси 1:0,25 1:0,67 1:0,85 Суглинки 1:0 1:0,5 1:0,75 Глины 1:0 1:0,25 1:0,5 Лессовые грунты сухие 1:0 1:0,5 1:0,5 Значение крутизны откоса во многом зависит от угла, при котором грунт испытывает предельное равновесие (угол естественного откоса), который в свою очередь определяется силами внутреннего сцепления грунта и давления, которое оказывают слои, которые лежат выше. Вопрос 4. Состав технологического процесса разработки грунта Все процессы в строительстве по организационно-технологической структуре можно поделить на следующие процессы: 1. Подготовительные; 2. Основные; 3. Вспомогательные. Грунт в процессе производства земляных работ перемещают, разрабатывают, уплотняют, бурят, размывают, взрывают, трамбуют и т.д. Основными процессами являются: 1. Разрабатывание грунтов в выемки, укладывание грунтов в насыпь, накладывание и его транспортировка в границах стройплощадки; 2. Перемещение грун­тов за пределы стройплощадки; 3. Разравнивание и трамбование грунтов по слом; 4. Разрых­ление сложноразрабатываемого грунта; 5. Обратная засыпка грунта. Главные процессы земляных работ сопровождаются подготовительными и вспомогательными процессами, при этом подготовительные процессы реализовывают вплоть до основы исследования почвы, а вспомогательные – до, либо в ходе строительства земельных построек. К ним соответственно возможно причислить: снижение степени грунтовых вод, приспособление противофильтрационных завес и экранов, улучшение грунтов, разбивку земляных построек в местности, скоротечное соединение стен котлованов и траншей, срезку недоборов грунта, прокладку и сущность подъездных путей, укладку геотекстильных использованных материалов, надзор качества трудов и др. Для исполнения значительных объемов земельных работ используют различную строй технику - экскаваторы, бульдозеры, скреперы, ресурсы гидромеханизации, подрывную технику. Механовооруженность земельных трудов добилась 98%, в единичных вариантах в отсутствии применения элементов требуется реализовывать зачистку дна котлованов, откосов, отрывку единичных ям, траншей и т. д. Производительность ручного труда в том числе с привлечением специального прибора и средств небольшой механизации ниже механизированного в 20-30 раз. Подготовительные процессы предшествуют главным и исполняются до начала исследования грунта и строительства земельных построек. Основная задача процессов: реализация подготовки земель к производству работ (т.е. избавление местности с камешков, устранение растительного слоя, геодезическое предоставление работ, разрыхление крепких грунтов, высушивание местности, создание траншей, приспособление въездов с целью землеройных автомобилей). Землеройные автомобили – это автомобили, какие режут грунт. К ним принадлежат экскаваторы, которые разделяются водноковшовые (прямая и обратная лопаты, экскаватор, гидрогрейфер) и многоковшовые (цепные, роторные, фрейзерные). Кроме того, к предварительным действиям возможно причислить – сборы земельных работ в холодных или зимних обстоятельствах. Основные процессы содержат в себе исследование, передвижение и укладку грунта, при организации выемок, насыпей и осуществление планировки. Разработка грунта содержит в себе 4 метода: 1. Резание (составляет 80% от всего объема земляных работ); 2. Размыв водой (гидромеханический способ); 3. Использование энергии взрыва; 4. Комбинированный способ. К вспомогательным процессам относятся работы, связанные с реализацией водоотводных мероприятий. Рис. 2 - Схема водоотлива Разбивка сооружений состоит из установки и закрепления их утверждения в территории. Разбивку котлованов начинают с выноса и укрепления на местности в соответствии с планом строительной площадки строительства основных рабочих осей, основные оси сооружения. Сразу после этого около предстоящего котлована в дистанции 2 - 3 м от его края параллельно главным разбивочным осям устраивают обноску, обычно с помощью деревянных брусков. При существенном уклоне котлована, обноску совершают ступенчатым образом. На обноску выносят ключевые разбивочные оси и, начиная с их, разбивают все без исключения оси сооружения. С целью линейно протяженных построек (траншей) организуют только лишь поперечные обноски, которые располагают в непосредственных местах магистрали через 50 м, в закруглениях - через 20 м. Обноску организуют кроме того в всех пикетах и местах перелома профиля магистрали. Вопрос 5. Подготовительные процессы при производстве земляных работ и способы закрепления грунтов При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод, следует осушать водонасыщенные грунты, а так же гарантировать его исследование в повседневных условиях. Одним из технологических способов решения данной проблемы является откачивание грунтовый воды. Если приток грунтовых вод в пространство котлована и траншей незначительный то их разрабатывают с использованием открытого водоотвода, а в случае если поступление воды большое и значительная толщина водонасыщенного покрова грунта, подлежащая исследованию, в такой ситуации до производства работ степень насыщенности грунтовых вод искусственно понижают с применением различных методов закрытого водоотвода. При поверхностном водоотливе, грунтовые воды проникают через откосы и низ котлована и следуют согласно специальным канавам либо лоткам, к специально организованным в нижней части котлована приямкам, они называются - зумпфами, откуда вода откачивается насосами надлежащей мощности и производительности. Сами же приямки крепят в виде деревянного сруба без дна в устойчивых грунтах, и в оплывающих грунтах еще и шпунтовой стенкой. Насосы подбирают по некоторым признаками например, дебит(приток) грунтовых вод, который в свою очередь высчитывается по формулам. Рис. 3 - Схема скважины-колодца: 1 - привод насоса; 2 - обсыпка; 3 - фильтровая колонна; 4 - водо­подъемная труба; 5 – насос. Открытый водоотвод считается самым простым и легкодоступным методом устранения грунтовых вод, однако содержит значительный технологический минус. Восходящие потоки грунтовых вод, проникающей через стенки и дно котлованов и траншей, в следствие подобного данный метод содержит несколько значительных недочетов: 1. Снижается естественная несущая способность основания выемки за счет размыва его проточной водой; 2. Наличие части грунтовых вод на дне выемки несколько затрудняет разработку грунта; 3. Требуется закрепить стенки выемок, потому что движение воды приводит в движение и грунты; 4. Приток грунтовых вод к водосборной канаве может вызвать ослабление оснований зданий и сооружений, расположенных рядом со строящимся объектом. В тех случаях, когда водоотвод оказывается нецелесообразным, три меняют искусственное понижение уровня грунтовых вод (водопонижение). Водопонижение обеспечивает уменьшение уровня грунтовых вод, (УГВ) пониже дна предстоящей выемки. Снижение уровня грунтовых вод заключается в откачке грунтовых вод глубокими насосами с шахтовых колодцев (рис. 3) либо бурильных водопонижающих скважин, находящихся в непосредственной близости с предстоящего котлована либо траншеи. С целью искусственного водопонижения создано несколько других отличных методов, главными из которых считаются «иглофильтровый», «вакуумный» и «электроосмотический». « Иглофильтровый способ искусственного снижения УГВ основывается на применении «иглофильтровых» установок, состоящих из металлических труб с фильтрами в нижней части (иглофильтр), водосборного коллектора в поврхности территории и самовсасывающего насоса с электрическим двигателем. Металлические трубы погружают в водинистый грунт согласно периметру котлована, либо в длину траншеи». Иглофильтр состоит из 2-ух частей: фильтра и металлической трубы (диаметр иглофильтра 40 - 50 мм). Фильтрующий элемент состоит из внутренней и внешней перфорированных труб. Данная трубка с внешнего края обустроена проволокой, так же она усилена фильтрационной и предохранительной сеткой; а снизу трубы находится фрезерный наконечник, изнутри которого расположены шаровый и круговой клапаны (рис. 4 - 6). С целью спуска иглофильтра в рабочее состояние при особых грунтах прибегают к устройству скважин, в которые и падают иглофильтры (при глубинах вплоть до 6 - 9 м). В песках и супесчаных почвах иглофильтры погружают гидравлическим методом (рис. 4, б), с помощью подачи воды под фрезерный наконечник с давлением вплоть до 0,3 МПа. При использовании в порядке откачки воды целой системы (рис. 4, в), шаровидные клапаны иглофильтров под воздействием вакуума растут вверх и подпирают отверстие, в то же время кольцевой гидроклапан опускается, освобождая доступ грунтовый воде через ячейки сеток в пространство между трубами и затем в внутреннюю трубу. Расстояние в рядах между иглофильтрами устанавливают в зависимости от характеристики грунта и глубины снижения уровня грунтовых вод. К примеру грунтов среднего размера при коэффициенте фильтрации 2 - 60 м/сут расстояние принимают в пределах 1 - 1,5 м, в сильно фильтрующих крупнопесчаных и песчано-гравелистых грунтах расстояние сокращают до 0,75 м. Иглофильтровая установка состоит из ряда иглофильтров, погружаемых в грунт в соответствии с периметром будующего котлована, согласно одной либо 2 граням траншеи. В плоскости территории иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке. Рис. 4 - Схема работы иглофильтровой установки: а - общий вид; б - период погружения иглофильтрового звена в грунт; в - период водопониже­ния; г - эжекторный иглофильтр; 1 - гибкий шланг; 2 - надфильтровая труба; 3 - иглофильтровое звено; 4 - внутренняя труба; 5 - наружная перфорированная труба; 6 - спиральная обмотка; 7 -фильтрационная сетка; 8 - стальная защитная сетка, 9 - кольцевой клапан; 10 - шаровой клапан; 11 – ограничитель; 12 - зубчатый наконечник; 13 - песчано-гравийная смесь; 14 - наружная труба эжектора; 15 - насадка эжектора; 16 - суженный участок трубы; 17 - зона разрежения. В плоскости территории иглофильтры соединяются водосборным коллектором к насосной установке. При работе насосов в системе откачки, вода вследствии дренирующим свойствам грунта, уровень воды в иглофильтре и расположенных вокруг грунтовых слоев понижается, то что приводит к формированию новейшего УГВ. « Вакуумный способ - основан на использовании инжекторных водопонизительных установок. Такие установки применяют для понижения уровня грунтовых вод в мелких грунтах (мелкозернистые и пылеватые пески, с коэффициентом фильтрации 0,02 - 1 м/сут), в которых использовать легкие иглофильтровые установки неразумно. При работе вакуумных воднопонизительных установок вакуум начинается в зоне эжекторного иглофильтра (рис. 4, г)». « Эжекторная установка - применяется для снижения уровня грунтовых вод одним ярусом до глубины 15 - 20 м; хорошие условия для работы эжектора – 8 - 18 м. Фильтровая часть эжектора решена на основе легкого иглофильтра, а звено расположенное над фильтром состоит из наружной и внутренних труб с эжекторной насадкой. Опускание в грунты колонки надфильтровых труб происходит, как и у иглофильтра, с помощью гидравлического способа, грунт размывается, труба опускается под действием силы тяжести. На момент опускания колонки до необходимого уровня уже непосредственно во внутрь ее опускают внутреннюю трубу с эжектором». В определённый промежуток к насадке эжектора подается вода с плоскости под давлением 0,75 - 0,8 МПа в пространство между внутренних и внешних труб. Грунтовая вода, перемешиваясь с рабочей, течет по трубе вверх под воздействием всасывающей силы насоса в оборотный резервуар. Откаченная с дна котлована жидкость перекачивается с водосборного резервуара самотечным трубопроводом за границы котлована либо строй площадки. Рис. 5 - Водопонижение иглофильтровой установкой: а - схема установки; 6 - иглофильтр при гидроподмыве; в - то же, при откачке воды; 1- внут­ренняя труба; 2- внешняя труба; 3 - фильтрующая сетка; 4 - кольцевой клапан; 5 - седло; 6 -шаровой клапан; 7 - ограничитель; 8 – наконечник. «Явление электроосмоса используют для расширения границ использования иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут. В таком случае вместе с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5 - 1 м от иглофильтров со стороны котлована погружают стальные трубы или стержни на глубину, идентичную погружению иглофильтров. Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни к положительному полюсу источника постоянного тока (анод). Электроды размещают относительно друг друга в шахматном порядке. Шаг, или расстояние анодов и катодов в своем ряду делают одинаковым в пределах 0,75 - 1,5 м. Как источник электропитания зачастую применяют сварочные аппараты или передвижные преобразователи электрического тока. Мощность генератора постоянного тока определяют из необходимой силы тока 0,5 - 1 А на 1 м2 площади электроосмотической завесы при напряжении в цепи 3060 В». Разрешение о подборе способа обязано являться кроме того обосновано и с позиций защиты находящейся вокруг сферы и природоохранной защищенности строимого предмета. Рис. 6 - Схемы иглофильтровых установок с вакуумным (а) и электроосмотическим (б) водопонижением: 1 - вакуум-насос; 2 - депрессионная кривая после понижения уровня воды иглофильтром; 3 -фильтрующее звено; 4 - центробежный насос; 5 - стальная труба (анод); 6 - иглофильтр (катод); 7 - депрессионная кривая после электроосушения. Применение установок с целью искусственного водопонижения порождает потребность решения вопросов природоохранного нрава. В главную очередность - это необходимость использования экологично чистейших технологий, которые никак не дозволяли б засорения находящийся под землей вод, попадания в них вредоносных включений. «Зачастую при активной откачке грунтовых вод в регионе строительства нарушаются гидрогеологические условия, взаимосвязь находящийся под землей вод с поверхностными, в следствии чего же имеют все шансы случиться патологии функционирующих водозаборных концепций, осушение родников и т. д. Длительные откачки грунтовых вод особенно опасны в застроенных муниципальных зонах, таким образом как они могут спровоцировать опускание общеземной плоскости, деструкции строений и построек, сдвиг осей технических сеток. По этой причине подбор методов охраны земельных построек с влияния подземных вод обязан сопровождаться рассмотрением и исследованием определенных природозащитных событий. Создание искусственных противофильтрационных завес и экранов. Для ограждения котлованов, траншей, подземных выработок и защиты проводимых в них строительных работ от поступления грунтовых вод в зависимости от физико-механических свойств грунта, его состояния, мощности водоносных слоев существуют следующие способы закрепления грунта: замораживание, инъецирование в грунт растворов-отвердителей, создание тиксотропных противофильтрационных экранов и завес, устройство шпунтовых ограждений». В сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок, подземных сооружений создаются противофильтрационные завесы при помощи естественного или искусственного замораживания грунтов. Закрепление грунтов выполняется в целях увеличения их прочности и устойчивости либо придания им водонепроницаемости. Использованные материалы включат в грунт в варианте растворов (тампонажные растворы), которые усиливают через особые трубки – инъекторы, находящиеся согласно конкретной схеме в грунтовом массиве. В зависимости от состава тампонажного раствора грунту сообщатся или существенная надежность и влагонепроницаемость в то же время, или только лишь влагонепроницаемость. Данное устанавливает сферу использования составов этой либо другой рецептуры. Материал, который является базу раствора, нагнетаемого в грунтовый скопление, устанавливает тип тампонирования: цементовка, укрепление, битуминизация, силикатирование и смолизация. Главными аспектами при подборе вида тампонирования грунтов считаются их фильтрационная умение и условия к прочности грунт Для этого используют способы цементации, глинизации, битумизации, силикатизации, смолизации и термического закрепления. В сложных гидрогеологических условиях применяют искусственное замораживание грунтов. Цементацию, глинизацию, битумизацию трещиновых скальных, а также песчаных и гравелистых грунтов производят путем нагнетания в них заполняющих (тампонажных) растворов через инъекторы, установленные в пробуренных скважинах. Для цементации применяют специальные составы цементных, цементно-песчаных или цементно-глинистых тампонажных растворов с использованием портландцемента марки не ниже 300, а для глинизации - глиносиликатные и бетонито-силикатные растворы. Нагнетают цементизированные и глинистые растворы под давлением до 10 МПа специальными насосами, а при давлении до 1,5 МПа - диафрагмовыми насосами. Битумизацию грунтов с нагнетанием теплого битума создают насосами в пробуренные скважины с поддержкой определенных в их инъекторов, которые обеспечивают нагрев битума в стволе скважины. Битум усугубляют с постепенным повышением давления, как правило в ряд циклов, с интервалами для остывания битума «Силикатизацию и смолизацию (химическое фиксирование) грунтов создают посредством нагнетания через концепцию инъекторов водных растворов силиката натрия либо смолы с отвердителем. Данными методами фиксируют песчаные и лессовые почвы. Силикатизация используется с целью увеличения несущей способности просадочных грунтов и устройства фундаментов из прикрепленного грунта». Данный способ способен использоваться в песочных почвах с коэффициентом фильтрации 0,5 - 80 м/сут. и в лессовых проса-дочных почвах с коэффициентом фильтрации 0,2 - 2 м/сут. Метод силикатизации способен быть 2-ух и однорастворным. Двухрастворное соединение состоит в последовательном нагнетании в земля сперва водного раствора силиката натрия (Na2SiO3), а затем хлористого кальция (CaCl2). Растворы вступают в ответ и вырабатывают гель кремниевой кислоты (nSiO2mH2O), какой укутывает зерна земли и, твердея, связывает их в монолит. Этот способ применяют в довольно хорошо дренирующих основах (коэффициент фильтрации 2 - 80 м/сут). При этом прочность земли достигает 1,5 - 3 МПа. Одно растворное фиксирование (смесь силиката натрия и отвердителя) применяют с целью слабо дренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации меньше 0,3 м/сут. Надежность закрепленного грунта 0,3 - 0,6 МПа. Раствор при химическом закреплении усугубляют особыми трубамиинъекторами (рис. 1б), погружаемыми отдельно либо пакетами по 5 штук. Дистанции среди инъекторами принимают в связи с вязкости раствора и вида почвы, устанавливаются опытным путем. Инъек-торы уже после завершения трудов извлекают с почвы гидромеханическим домкратом либо винтообразным шарнирным станком. «Термическое фиксирование грунтов реализовывают посредством нагнетания в пробуренные скважины высокотемпературных газов. Метод используют с целью упрочнения слабовлажных посадочных грунтов. Наибольшая температура в скважине никак не обязана превышать 900-1000C. При образовании трещин в почве их заделывают местным грунтом с крепким утрамбовываем». «Искусственная заморозка грунтов состоит в формировании искусственного крепкого и влагонепроницаемого ограждения в проекте любой формы из замороженного грунта, мешающего попаданию грунтовый вода либо воднасыщенных неустойчивых грунтов в котлован при изготовлении строительных работ. С целью замораживания грунтов по периметру котлована через толщу водоносных грунтов бурят скважины с заглублением в 2-3м в водоустойчивый слой, а далее в скважины спускают замораживающие трубы (колонки), нижний конец каковых наглухо заварен в виде конуса. В колонку спускают трубы наименьшего диаметр, которые питают с не закрытым нижним концом, никак не дотягивающим вплоть до низа в 40-50см. Питающие трубы колонок подключают к особым трубам - рассол проводам, объединенным с замораживающей (морозильной) станцией». Рис. 7 - Искусственное закрепление и замораживание грунтов: а - схема цементации грунтов; б - инъектор для силикатизации и смолизации грунтов; в - пневматическая установка непрерывного действия для силикатизации грунтов; г - схема замораживания грунтов; 1 - подача воды; 2 - растворосмеситель; 3 - возвратная труба при бесциркуляционном способе нагнетания; 4 - то же, при циркуляционном способе; 5 - нагнетательная труба; 6 - циркуляционный насос; 7 - всасывающие трубы; 8 - основной ниппель; 9 - глухое звено; 10 - переходный ниппель; 11 - перфорированное звено; 12 - наконечник; 13 - подача сжатого воздуха; 14 - люк; 15 - подача раствора к инъектору; 16 - вентиль регулирования давления; 17 - манометр; 18 - предохранительный клапан; 19 - подача рабочего раствора; 20 - водомерное стекло; 21 - контрольный вентиль; 22 - насос подачи рассола; 23 - испаритель; 24 - грязеуловитель; 25 - компрессор; 26 - маслоотделитель; 27 - манометрическая станция; 28 - конденсатор; 29 - замораживающая колонка; 30 - питающая труба; 31 - коллектор; 32 - распределитель; 33 – рассолопроводы. « При этом совершается теплоотдача, т.е. рассол отбирает теплота у почвы, находящегося вокруг колонку, снижает его температуру и со временем его замораживает. Далее рассол вновь действует в коллектор и в замораживающую станцию с целью новейшего остывания, и курс повторяется. Вследствие около любой колонки образовывается скопление замороженного грунта в варианте цилиндров, размер каковых в ходе последующего замораживания возрастает, и они, смерзаясь, формируют непрерывной и закрытый массив замороженного грунта около котлована. Для того чтобы он никак не размораживался, морозильная станция обязана трудиться в течение всего этапа постройки. В качестве хладагента в морозильных станциях применяют в основном аммиак, нечасто фреон либо жидкий азот. Толщину стенок и размер ледового огораживания, а также мощность холодильной конструкции (станции) характеризуют статическими и теплотехническими расчетами. Расстояние между замораживающими колонками согласно периметру котлована, принимают при однорядковом их месторасположении 1-1,5м, а между линиями (при многорядном месторасположении) -2-3м. Электрическим способом фиксируют мокрые глинистые грунты. Заключается он в пропуске посредством грунт непрерывного электрического тока с напряженностью поля 0,5 - 1В/см и плотностью тока 1 - 5 А/м2. При этом глина осушается, очень уплотняется и лишается способность к пучению. Электрохимический способ различается от предыдущего тем, то, что в то же время с электрическим током в грунт включат через трубу, которая является катодом и предназначающуюся инъектором, растворы химических добавок, повышающие электропроводимость тока (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.). Вследствие данному насыщенность процесса укрепления почвы увеличивается».