Защита котлованов от подтопления

Защита котлованов от подтопления.

подземными водами осуще­ствляется с помощью водопонижения, устройства противофильтрационных завес или комбинации этих методов. Водопонижение осуществляется с помощью открытого водоотлива или глубинного водопонижения. Для устройства противофильтрационных завес прибегают к естественному или искусственному замораживанию или битумизации грунта вокруг котлована. Противофильтрационной завесой может служить и шпунт, забитый до водоупора. Открытый водоотлив и глубинное водопонижение. Наиболее про­стым способом является открытый водоотлив, при котором воду откачивают насосами непосредственно из котлована. Для организа­ции открытого водоотлива на дне котлована устраивают систему водосборных канавок глубиной 0,3. 0,6 м, по которым воду отводят в приямки (зумпфы) глубиной 0,5. 0,7 м, откуда она систематически откачивается насосом. При откачке надо следить, чтобы зумпфы не переполнялись и вода не покрывала дна котлована, так как это может привести к ухудшению свойств грунтов в основании. В принципе применение открытого водоотлива не имеет ограни­чений в зависимости от видов грунта и их фильтрационных свойств, но в мелкозернистых грунтах его применение может привести к оп­лыванию откосов котлована и разрыхлению грунта основания. Чтобы избежать этих нежелательных последствий открытой откач­ки воды, откосы котлованов приходится пригружать песчано-гра­вийной смесью, а канавки выкладывать щебнем или гравием, что значительно усложняет и удорожает строительство. Поэтому на практике открытый водоотлив применяют при вскрытии котлова­нов только в скальных, обломочных и гравийно-галечных грунтах, а в случае мелкозернистых грунтов — глубинный водоотлив, кото­рый исключает просачивание подземных вод через откосы и дно котлована. Глубинный водоотлив заключается в искусственном понижении уровня подземных вод в районе котлована. Водопонижающие рабо­ты выполняются чаще всего с помощью иглофильтров. В тех случа­ях, когда погружение иглофильтров невозможно или приток воды велик, например если вблизи имеется водоем, водопонижение осу­ществляется откачкой воды из трубчатых колодцев, оборудованных глубинными насосами. ^Иглофильтр представляет собой стальную трубу диаметром 50 мм, собранную из отдельных звеньев. Нижнее звено на конце оборудовано специальным фильтрующим устройством, через кото­рое производятся всасывание и откачка воды. Фильтрующее устройство не пропускает даже мельчайшие частицы грунта, что обеспечивает водопонижение без нарушения структуры грунтов в районе котлована. Так как при глубинном водопонижении вода откачивается из зоны, расположенной ниже дна котлована, то воз­никающее при движении воды гидродинамическое давление способ­ствует уплотнению грунтов, а следовательно, улучшению их стро­ительных свойств.Для осуществления водопонижения иглофильтры располагают по периметру будущего котлована, погружая их на 3. 7 м ниже его дна. В результате откачки уровень воды вокруг иглофильтров пони­жается, образуя депрессионную воронку. При расположении иг­лофильтров с шагом 0,75. 1,5 м депрессионные воронки соединяют­ся и уровень подземных вод становится ниже дна котлована, как это показано на рис. 14.9, а, в результате чего земляные работы и устройство фундаментов ведутся насухо. Иглофильтры погружают в грунт под действием собственного веса благодаря интенсивному подмыву водой или в специально пробуренные скважины.

Отдельные иглофильтры водопонижающей установки соединя­ют с коллектором из труб диаметром 100. 200 мм гибкими шлангами .Коллектор, в свою очередь, соединяется с одной или несколь­кими насосными установками. В зависимости от фильтрационных свойств грунтов и необходи­мой глубины водопонижения применяют различные типы иглофи­льтровых установок. Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) служат для понижения уровня подземных вод на глубину 4. 5 м в песчаных отложениях. При необходимости понижения подземных вод на большую глуби­ну иглофильтры располагают в несколько ярусов (рис. 14.9, 6) или применяют специальные эжекторные иглофильтры (водоструйные насосы, создающие большое разрежение около фильтрующего эле­мента, что способствует увеличению всасывания), позволяющие при их однорядном расположении понизить уровень подземных вод на глубину до 25 м. ЛИУ отличаются мобильностью, возможностью быстрого по­гружения иглофильтров в грунт в собранном виде, простотой и на­дежностью эксплуатации. Их применение наиболее эффективно в крупных, средних и мелких песках. Эжекторные иглофильтры, как более мощные, применяют в пылеватых песках и супесях с коэф­фициентом фильтрации более 0,1 м/сут.При осуществлении водо­понижения в грунтах, имею­щих коэффициент фильтрации меньше 0,1 м/сут, используют специальные методы водопо­нижения — вакуумирование и электроосушение. При применении вакуум­ного метода в скважинах и на наружноповерхности фильтров создается и непре­рывно поддерживается ваку­ум. Этот метод, требующий повышенных затрат электроэнергии, используют при осушении мелкозернистых грунтов (пылеватые и илистые пески, супеси, легкие суглинки, илы, лессы) с коэффициен­том фильтрации не ниже 0,01 м/сут при требуемом понижении уровня подземных вод до 20 м. Вакуумные скважины отличаются от открытых водопонизительных скважин тем, что их устья герметизи­руются и из них откачиваются вода и воздух. Электроосушение (электроосмотическое водопонижение) приме­няют в глинистых грунтах с низкой водоотдачей. Способ электро­осушения основан на свойстве передвижения воды в глинистых грунтах под действием постоянного тока (эЛектроосмос). Для элект­роосушения по периметру котлована вдоль его бровки забивают стальные стержни из арматуры или труб. Затем на расстоянии 1,5. 2 м от бровки котлована погружают иглофильтры, располагая их в шахматном порядке относительно стержней (рис. 14.10). Стержни подключают к положительному, полюсу источника постоянного . тока с напряжением 30. 60 В, а иглофильтры (через коллектор) — к отрицательному. Под воздействием пропускаемого тока, перемеща­ясь от анода к катоду, грунтовая вода поступает в иглофильтр и откачивается всасывающим насосом. Практика показала, что на 1 м 3 осушенного грунта расходуется от 5 до 40 кВт • ч электроэнер­гии. Применение электроосушения требует соблюдения соответству­ющих правил техники безопасности.

Замораживание, битумизация.

При защите котлованов от подтоп­ления методом замораживания используется свойство влажных грун­тов переходить в твердое состояние при замерзании. Заморажива­ние может быть естественным и искусственным.При естественном замораживании котлован вскрывают до уров­ня подземных вод в период до наступления морозов. С наступлени­ем холодов грунту дают возможность промерзнуть на глубину 20. 30 см, после чего снимают верхний слой, оставляя нетронутыми 10. 15 см мерзлого грунта. По мере промерзания грунта эту опера­цию повторяют до тех пор, пока не будет достигнута проектная отметка котлована. Поскольку при этом промерзают и откосы котлована, то в результате он оказывается защищенным со всех сторон слоем мерзлого грунта. Очевидно, что такой способ осуществим только в районах, характеризуемых продолжительными зимами со значительными отрицательны­ми температурами.Искусственное заморажи­вание применяют при разра­ботке значительных по объему котлованов в водонасыщен­ном грунте. Способ заключается в создании по периметру кот­лована стенки из мерзлого грунта (льдогрунтовая стенка), заглублен­ной на 2. 3 м в водоупор (рис. 14.11). Грунт замораживают, погру­жая в него трубы, по которым циркулирует охлаждающий раствор (чаще аммиак, реже жидкий азот), понижающий температуру окру­жающего грунта до —15. —20° С. Вокруг труб, погруженных с ша­гом 0,9. 1,5 м, образуются цилиндры мерзлого грунта, которые, смыкаясь между собой, образуют сплошную защитную стенку. Толщина стенки замороженного грунта зависит от ее назначения: если она служит только для защиты котлована от притока подзем­ных вод, то достаточно иметь толщину 10. 15 см, если же она является и ограждением котлована, то ее толщина устанавливается расчетом на прочность. ,Работы по замораживанию грунта проводятся в два этапа. На первом этапе, называемом активным замораживанием, грунт замо­раживают, а на втором этапе, называемом пассивным заморажива­нием, грунт поддерживают в замороженном состоянии в течение всего периода производства работ в котловане. Как показала прак­тика, период активного замораживания занимает 40. 70 сут. Защита котлованов от подтопления методом замораживания имеет тот недостаток, что при его применении в пылевато-глинис- тых грунтах наблюдается морозное пучение, т. е. увеличение объ­ема, которое сопровождается подъемом поверхности грунта с со­оружениями, находящимися в зоне его влияния. Еще более неблаго­приятные последствия замораживания грунта наблюдаются в про­цессе его оттаивания, поскольку в грунте, подверженном пучению, развиваются просадочные свойства, сжимаемость такого грунта повышается, а сопротивление сдвигу уменьшается. По этой причине следует избегать промерзания грунта ниже подошвы возводимых фундаментов и около фундаментов существующих сооружений.В скальных трещиноватых породах с большим притоком воды через дно котлована иногда прибегают к устройству водонепрони­цаемых экранов, нагнетая в породу разогретый до жидкого состоя­ния битум. Битум подается насосом в инъекторы, расположенные в скважинах диаметром 100 мм, пробуренных в породе ниже дна котлована. Инъекторы представляют собой толстостенные трубки диаметром 40. 50 мм, имеющие в пределах трещиноватой породы отверстия, через которые жидкий битум поступает в трещины и, остывая, заполняет их. Расстояние между инъекторами обычно принимают равным 0,75. 1,0 м и уточняют пробной битумизацией.Наряду с битумом для заполнения трещин в скальных породах можно использовать цементный раствор или синтетические смолы. Нагнетание в грунт материала с целью устранения его водопрони­цаемости называется тампонажем/

Тема: Детальная разбивка зданий и сооружений

_______ Вынесение на местность основных или главных осей сооружения называется основными разбивочными работами .

_______ Разбивку промежуточных осей внутри здания, а также геодезический контроль за установкой элементов строительных конструкций в проектное положение называют детальными разбивочными работами .

1. Разбивка обноски. Вынесение осей на обноску. Закрепление осей

_______ Для удобства линейных измерений при детальной разбивке, а также для закрепления осей сооружения вокруг разбиваемого здания строят обноску.

_______ Обноска может быть сплошной и створной . Расстояние от края котлована до обноски должно быть не менее 3–4 м .

_______ Обноска должна удовлетворять следующим условиям:
• стороны обноски должны быть параллельны продольным и поперечным осям сооружения;
• она должна быть прямолинейной;
• она должна быть горизонтальной, чтобы не вводить поправки за наклон.

_______ Обычно обноска делается деревянной из столбов и струганных досок ( толщиной 40–50 мм ). Столбы забиваются через 3 м .

_______ Вставая с теодолитом на точки I , II , III , IV , на обноску сначала выносят основные оси (с помощью теодолита, при двух кругах) (на рис.1, 1-1, 8-8, А-А, В-В – основные) отличают на обноске точки m₁ , m₂ , n₁ , n₂ , p₁ , p₂ , q₁ , q₂ .

_______ От основных осей (например, 1-1, А-А ) откладывают расстояние до промежуточных – 2–2, 3–3 и т.д. Контроль – правильность расстояния 7–8 . Если правильно, то забивают гвоздики в обноску, делают маркировку краской и подписывают название осей.

_______ Для сохранения осей на случай поломки обноски наиболее важные оси закрепляют створной обноской. На расстоянии до 20–30 м закладывают от сплошной обноски по два бетонных столбика с вбетонированными в них стержнями с насечками или углублениями.

_______ Если для этих знаков определить координаты ( x , y , H ) , то их можно использовать в качестве рабочих геодезических пунктов – например, для детальной разбивки.

2. Разбивка котлованов и фундаментов

_______ От основных осей здания закрепленных на обноске на местности выносят проекции нижнего контура котлована и линии верхней бровки котлована.

_______ Расстояние d от основных осей до нижнего контура должно быть указано на разбивочных чертежах (обычно 0,5–2 м ).

_______ Расстояние d от проекции нижнего контура до верхней бровки вычисляются в зависимости от глубины котлована и коэффициента откоса К .

_______ Коэффициент откоса К отношение высоты откоса к заложению, то есть:

_______ В зависимости от глубины котлована и характера грунта К может быть от 1:0,25 до 1:2 .

_______ Когда К задан d = h * m , линия верхней бровки закрепляется кольями, между которыми натягивают шнур для обозначения границы вскрытия.

3. Передача отметки на дно котлована и на высокую точку сооружения

_______ Применяемые в геодезии стальные рулетки практически не вытягиваются под весом 10 кг . Однако не следует оставлять их надолго в подвешенном состоянии без присмотра.

_______ При передаче отметки вверх рулетка подвешивается «лицом» к верхнему нивелиру. К нижнему нивелиру, если надо, рулетку поворачивают «лицом» перед взятием отсчета.

4. Фундаменты

_______ Фундаменты по конструктивным типам делятся на:
• ленточные,
• столбчатые,
• сплошные,
• свайные.

_______ По способу изготовления:
• монолитные,
• сборные.

_______ Ленточные фундаменты устраивают под стены зданий или под ряд колонн.

_______ Столбчатые чаще всего имеют вид отдельных опор под железобетонные или стальные колонны.

_______ Сплошные – железобетонная плита подо всей площадью здания. Устраивается, когда нагрузка значительная.

_______ Свайные состоят из забиваемых в землю свай.

_______ При монтаже сборных ленточных фундаментов на дно котлована с помощью отвесов с обноски сносят оси фундаментов.

_______ Начинают монтаж с установки угловых и маячных блоков (через 10–15 ч ), на расстоянии 10–15 мм от гребней блоков натягивают монтажную проволоку. По ней устанавливают промежуточные блоки. Отклонение блоков от оси в плане и по высоте допускается обычно не более 10 мм .

_______ Перенос осей на дне котлована часто делают и теодолитом. Обязательно при двух кругах. При возведении монолитных ленточных фундаментов сначала строят опалубку.

_______ Разбивку опалубки производят так же: передают отметку на опалубку и отмечают на ней верхний срез фундамента с точностью 3–5 мм .

_______ Установка фундаментов под несущие колонны зависит от их устройства. Под железобетонные колонны устанавливают обычно фундаменты стаканного типа.

_______ Оси выносят с помощью отвесов. Отклонение осей станков от проектного – не более 5 мм .

_______ Бетонирование дна стакана производят так, чтобы было ниже проектной отметки на 2–3 см . После этого заполняют цементным раствором до нужной отметки.

_______ В фундаментах под металлические колонны для их крепления применяют анкерные болты.

_______ Анкерные болты устанавливают в теле фундамента с помощью специальных деревянных или стальных шаблонов.

_______ Отклонение анкерных устройств в плане и по высоте – ± 5мм .

5. Построение геодезической разбивочной сети на исходном и монтажном горизонтах

_______ За исходный горизонт принимают плоскость, проходящую через блоки фундаментов или перекрытие нулевого цикла.

_______ Монтажным горизонтом называют условную плоскость, проходящую через опорные площадки монтируемых элементов конструкций определенного этажа.

_______ Для производства геодезических работ при установке строительных конструкций необходимо на каждом горизонте создавать в качестве основы геодезическую разбивочную сеть.

_______ Разбивочная сеть на исходном горизонте создается в виде простых фигур, стороны которых совпадают или параллельны основным осям сооружения.

_______ Точки разбивочной сети выносятся на исходный горизонт от знаков, закрепляющих основные оси сооружения (полярный способ или способ прямоугольных координат). По точкам сети прокладывается нивелирный ход, опирающийся не менее чем на два репера.

_______ Иногда для удобства вводят условную систему высот.

_______ За ноль обычно принимают отметку чистого пола первого этажа.

_______ Перенесение точек геодезической разбивочной сети с исходного горизонта на монтажный может быть выполнено либо способом наклонного проектирования , либо способом вертикального проектирования .

_______ Предварительно разбивочные оси выносят на цоколь здания. Теодолит устанавливают точно в створе разбиваемой оси. Вынесение оси делается при двух положениях вертикального круга. Теодолит перед работой должен быть тщательно выверен. Применяется способ при зданиях малой и средней этажности ( ° ).

_______ Выполняется специальными приборами вертикального визирования.

_______ Например, ОЦП – оптический центрировочный прибор. ПОВП – прибор оптического вертикального проектирования. РZL(ГДР) – прецизионный зенит – лот.

_______ В перекрытиях зданий предусматривается отверстие размером менее 15х15 см . Над отверстиями устанавливается палетка с координатной сеткой.

_______ Отсчеты по сетке берутся при повороте прибора через 90 ° ( 0-90-180-270 ).

_______ Средние из отсчетов при 0-180 и 90-270 дают положения проектируемой точки на палетке.

_______ Положение точки переносится с палетки на монтажный горизонт и закрепляется.

_______ Прибор РZL дает ошибку 1 мм на 100 м вертикального расстояния. Число точек разбивочной сети, переносимой на монтажный горизонт, должно быть равно 3 .

_______ Расстояние между ними тщательно измеряется и сравнивается с расстояниями на исходном горизонте.

_______ Oт этих точек строятся остальные точки разбивочной сети.

_______ Высотная сеть на монтажном горизонте создается методом геометрического нивелирования относительно реперов на исходном горизонте.

_______ При этом используется способ передачи отметок на высокую точку сооружения.

Укрепление откосов котлована

Свайное, шпунтовое, анкерное укрепление стенок котлованов и откосов. Закрепление грунтовых оснований методом инъектирования.

• Опыт работы – более 18 лет.
• Выполняем работы по укреплению грунтов, применяя разные технологии, в зависимости от особенностей геологии участка.
• Консультируем по способу крепления откосов котлована, подбирая подходящий для Вас.
• Имеем собственный парк техники: более 20 буровых установок и 10 машин спецтехники.
• Сдаем работы в соответствии с СНИП, СП и РД. Оформляем всю рабочую документацию.
• Несем ответственность за все этапы процесса ограждения.
• Даем гарантии на устойчивость ограждения – 2 года.

Получить коммерческое предложение Задать вопрос специалисту

Осуществляем крепление котлованов более 18 лет!

Производим работы по укреплению стенок котлованов, откосов и грунтовых оснований для:

• крупных строительных организаций, многоквартирных жилых домов, а также офисных центров с подземными парковками в центре города;
• промышленных строительных сооружений и зданий (цеха, заводы, объекты инфраструктуры, технические конструкции).

Устройство шпунтового ограждения котлована

Шпунтовое ограждение из стальных свай, деревянной забирки и опорного пояса является самым распространенным способом в нашем регионе. Крепление стенок котлована шпунтом применяется в условиях плотной застройки и относительно прочных грунтах.

1. 1. Бурение скважин под стальные сваи из двутавра;
2. 2. Монтаж свай, фиксация отсевом;
3. 3. Устройство забирки между сваями из бревна;
4. 4. Устройство опорного пояса из двутавра между стальными сваями.

Шпунтовое ограждение из буронабивных свай, представляют собой цельное сооружение из свай, связанных между собой поясом и расположенных вплотную друг к другу.
Сваи армируются, конструкция располагается по периметру площадки. Благодаря, прочному основанию площадка защищена от обрушения грунтов.

1. 1. Бурение скважин под сваю;
2. 2. Установка арматурного каркаса;
3. 3. Бетонирование сваи;
4. 4. Устройство опорного пояса из двутавра.

Анкерное крепление стенок котлована

Анкерное закрепление представляет собой цепь горизонтальных грунтовых анкеров по периметру шпунтового ограждения для придания ограждению дополнительной устойчивости. Применяются грунтовые анкеры при возведении крупных сооружений с большой глубиной котлована.

1. 1. Бурение наклонных горизонтальных скважин под грунтовые анкера;
2. 2. Цементация и монтаж канатов под анкер;
3. 3. Натяжение грунтового анкера с упором в опорный пояс.

Установка грунтовых анкеров рекомендуется для оснований с высоким риском обрушения.

Инъекционное крепление грунта

Особенность технологии заключается в бурении скважин — в отверстия вставляются перфорированные металлические трубы, в которые под давлением подается укрепляющий раствор на основе цемента, смолистой смеси или силиката.

Этот метод применяется при строительстве промышленных и гражданских объектов, а также в подземном строительстве. Идеально подходит для защиты стен котлованов, расположенных на песчаных, лессовых, илистых и глинистых участках.

Закрепление грунтов

Закрепле́ние грунто́в (Стабилизация грунта) (англ.  soil stabilization ) — группа методов технической мелиорации грунтов, направленных на обеспечение фиксированного положения объёма грунта в условиях его естественного залегания путём искусственного преобразования физико-химическими методами.

Содержание

Область применения [ править | править код ]

Закрепление грунтов широко применяется при строительстве промышленных и гражданских зданий, в гидротехническом, подземном и дорожном строительстве, горном деле. Оно используется для: усиления грунтовых оснований зданий и сооружений; укрепления откосов выемок дорог и стенок котлованов; предупреждения деформаций склонов; предупреждения деформаций горных выработок и тоннелей и борьбы с водопритоками в них; создания противофильтрационных завес в основании гидротехнических сооружений; защиты бетонных и каменных сооружений (фундаментов) от агрессивного воздействия; увеличения несущей способности свай, анкерных устройств, опор большого диаметра; удаления связанной воды из грунта; увеличения коэффициента уплотнения грунта; снижения пучинистости грунтов.

Методы [ править | править код ]

В результате закрепления грунтов увеличивается их несущая способность и устойчивость, повышается прочность, водопрочность и водонепроницаемость, увеличивается сопротивление размыву.

Закрепление грунтов достигается принудительным нагнетанием в грунт различных вяжущих материалов, а также воздействием на массив грунта различных физических полей: электрическим током, нагреванием и охлаждением. К вяжущим относят любые порошкообразные, жидкие и пастообразные материалы, превращающиеся в камневидное тело при затворении водой или отвердителем или после взаимодействия с коагулянтом. Для закрепления грунтов наиболее часто используют водно-цементные суспензии (см. цементация грунтов) (весовое отношение цемента к воде 0,1-2,0) в чистом виде или с различными отощающими добавками (песок, золы уноса, молотый шлак и т. д.); водные глинистые суспензии (плотность 1,1-1,5 г/см 3 ); расплав битума (см. битумизация грунтов) (с температурой 150 0 С); эмульсии битума в воде (с концентрацией 50-65 %); раствор жидкого стекла (силиката натрия) с плотностью 1,05-1,32 г/см 3 (см. силикатизация грунтов); некоторые виды синтетических смол (формальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, полиакриловые и др.). Название способа закрепления грунтов даётся по виду инъекционного раствора или природе физического поля, искусственно прилагаемого к массиву грунта.

Для закрепления трещиноватых скальных, кавернозных, гравийно-галечниковых грунтов применяются: цементация, глинизация и битумизация; для песчаных и лессовых грунтов — силикатизация и смолизация; для водонасыщенных глинистых грунтов — методы электрохимического воздействия; для лессов — термическая обработка; для плывунов — электроплавление; для слабых грунтов — искусственное замораживание и др.

Виды стабилизаторов [ править | править код ]

• Вяжущие и/или склеивающие (цемент, известь, битум и др.) вещества, с помощью которых грунт приобретает повышенную структурную прочность и свойства твердого тела
• Химические вещества, которые изменяют свойства грунта, вступая в химическую реакцию с его компонентами
• Комбинированные (вяжущие+химические)
• Катионные, катионоактивные (полифилизаторы-катализаторы), которые в водных растворах диссоциируют с образованием положительно заряженного иона (катиона), ускоряющие естественный процесс окаменения всех видов грунтов, качественно меняя их свойства.

Цементация грунтов [ править | править код ]

Цементация грунтов – группа методов технической мелиорации грунтов, основанная на введении в грунт гидравлических вяжущих. Один из методов технической мелиорации грунтов.

Технология введения реагентов для разных типов грунтов существенно различается. Для трещиноватых скальных или песчано-гравелистых массивов грунтов применяется инъекционная цементация, которая заключается в нагнетании (под давлением от 3 до 70 атм.) через систему пробуренных скважин цементного раствора (соотношение массы цемента и воды может изменяться от 0,1 до 2), в результате чего снижается водопроницаемость грунта и повышается его прочность. За окончание работ принимают снижение поглощения раствора до величин менее 0,01 л/мин при предельном давлении.

Повышение подвижности цементных и цементно-глинистых растворов достигают добавкой сульфитно-спиртовой барды (0,01-0,25 % по отношению к цементу). Ускорение схватывания растворов и увеличение первоначальной прочности цементного камня регулируется добавками CaCl₂ (1-5 % по отношению к цементу). При инъекции кавернозных грунтов в растворы вводят отощающие добавки: песок, шлак, золы уноса и т.д.

Применяется для укрепления оснований сооружений, создания противофильтрационных завес, придания водонепроницаемости породам при проходке горных выработок (шахты, тоннели), повышения монолитности и водонепроницаемости каменной и бетонной кладки.

Для дисперсных грунтов цементация заключается в приготовлении (перемешиванием) искусственной смеси из предварительно измельченного грунта, вяжущего мелиоранта (цемент или известковое вяжущее) и воды, и распределении её по проектному профилю с последующим уплотнением, укаткой и уходом за готовым слоем с учетом назначения искусственного грунта. В качестве активных добавок, регулирующих процессы твердения и свойства искусственного грунта, используют отходы промышленности (золы-уноса, золошлаки, шлаки, шламы, лигнин и др.) и химические реагенты (жидкое стекло, хлориды, сульфаты и гидроксиды металлов, кислоты). Содержание основного вяжущего в зависимости типа грунта составляет: 2-12 % (для извести) и 4-16 % (для цемента). Применяется для осушения грунтов на строительных площадках; усиления оснований дорожных и аэродромных покрытий; предотвращения суффозии в ядрах земляных плотин; противоэрозионного укрепления пологих склонов и откосов; облицовки резервуаров и каналов; при возведении земляных сооружений; защиты от промерзания и армирования несущих слоев; снижения усадки и набухания и повышения несущей способности грунтов оснований.

Силикатизация грунтов [ править | править код ]

Силикатизация грунтов — химический способ искусственного закрепления грунтов в строительных и иных целях посредством силикатных растворов, нагнетаемых (инъектируемых) в грунт. Один из методов технической мелиорации грунтов.

Силикатизация применяется для увеличения несущей способности песков, для предотвращения просадок лёссов и для придания водонепроницаемости пескам, супесям и лёссам. Нагнетание рабочих растворов производится либо через забитые в грунт металлические трубки, перфорированные мелкими отверстиями (инъекторы), либо непосредственно в скважины. Расстояние между инъекторами принимается в зависимости от радиуса закрепления (расстояние, на которое распространяется раствор от точки нагнетания) и колеблется от 0,5 до 1,2 м. По вертикали нагнетание раствора разделяют на зоны (заходки), которые зависят от длины инъектора, а в скважинах — ограничиваются тампонами различной конструкции. Величина одной заходки обычно составляет 0,6-1,0 м. В результате получается сплошной массив закреплённого грунта требуемого очертания. Силикатизация находит применение для увеличения несущей способности грунта под фундаментами существующих зданий и сооружений, для устранения фильтрации в основании гидротехнических сооружений, при проходке выработок в слабых грунтах, для предотвращения неравномерных просадок сооружений при строительстве на лессовых грунтах и т. д.

Силикатизация осуществляется тремя способами: 1) однорастворная силикатизация; 2) двурастворная силикатизация; 3) газовая силикатизация. Закрепление крупных песков производится обычно двухрастворным способом силикатизации: последовательное нагнетание в грунт раствора жидкого стекла (силиката натрия) и раствора хлористого кальция.

Закрепление мелких и пылеватых песков осуществляется однорастворным способом: нагнетание в грунт раствора жидкого стекла с отвердителем (коагулянтом). В качестве последних в разное время использовались как кислоты (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄), так и соли (Na₂CO₃, NaHCO₃, NaH₂PO₄) в чистом виде или в смеси с кислотами; наиболее часто применяемые в настоящее время — H₂SiF₆, NaAlO₂ и др.

Закрепление крупных и средних песков возможно осуществить газовой силикатизацией: последовательное нагнетание в грунт раствора жидкого стекла и газообразного CO₂.

Для закрепления лёссов нагнетают раствор жидкого стекла с отвердителями или без них. В результате коагуляции силиката натрия отвердителями или при взаимодействии с компонентами лессов образуется гель кремневой кислоты, цементирующий грунт. Однорастворная силикатизация с использованием различных отвердителей используется также для доуплотнения скальных трещиноватых грунтов.

Битумизация грунтов [ править | править код ]

Битумизация грунтов — способ закрепления грунтов, основанный на использовании битумов. Один из методов технической мелиорации грунтов.

Применяется для тампонажного закрепления трещиноватых скальных (горячая битумизация) и песчаных (холодная битумизация) грунтов.

Горячей битумизации подвергают трещиноватые и кавернозные грунты с любыми притоками агрессивных и неагрессивных вод при ширине раскрытия трещин > 0,2 мм (с удельными водопритоками от 0,5 до 100 л/мин). Применяется для создания водопреграждающих завес в подземном строительстве, для проведения шахтных стволов, горизонтальных горных выработок и других подземных сооружений. Осуществляется через сеть пробуренных скважин, в которые через инъекторы нагнетается расплавленный битум (нефтяные или сланцевые). Попадая в трещины и пустоты, битум вытесняет воду, затвердевает и становится способным выдерживать напор подземных вод. Может быть предварительной — до проведения горных выработок, и последующей — после проходки, для придания крепи выработки водонепроницаемости.

Холодная битумизация с использованием битумных эмульсий применяется для создания водопроницаемых завес в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации 50-100 м/сут. Битумная эмульсия состоит из капелек битума размером 1-10 мкм, диспергированных в воде (концентрация 50-65 %). Стабильность системы поддерживается эмульгаторами (ПАВ — до 3,5 %). Способ инъекции аналогичен. По мере поступления в грунт битумная эмульсия оттесняет воду, частично смешиваясь с ней. В дальнейшем под влиянием коагулянтов эмульсия распадается, капли битума сливаются в единую массу, заполняя компактной массой поры грунта. Для трещиноватых грунтов метод холодной битумизации применим при удельном водопоглощении 0,1-1,0 л/мин.

Презентация по городским дорогам : «Устройство креплений откосов, траншей и котлованов»

1 слайд

ТЕХНОЛОГИЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ Устройство креплений откосов, траншей и котлованов

2 слайд

В строительном производстве процессы, связанные с разработкой, перемещением и укладкой грунта, называют земляными работами. В результате выполнения земляных работ создаются земляные сооружения, которые могут быть классифицированы по ряду признаков. По их расположению относительно поверхности земли различают: выемки — углубления, образуемые разработкой грунта ниже уровня поверхности земли: насыпи — возвышения на поверхности земли, образующиеся при отсыпке ранее разработанного грунта. По назначению и длительности эксплуатации земляные сооружения могут быть постоянными и временными. Временную выемку, имеющую ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину (более чем в 10 раз), называют траншеей. Выемку, длина которой равна ее ширине или не превышает ее десятикратной величины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые поверхности в виде откосов или вертикальных стенок. Временные выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для сооружения тоннелей и других целей, называют подземными выработками. После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт из отвала укладывают в так называемые пазухи — пространства между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована или траншеи. Если отсыпка грунта из отвала используется для полного закрытия подземного сооружения или коммуникации, ее называют обратной засыпкой.

3 слайд

4 слайд

Важнейшим требованием к постоянным и временным земляным сооружениям является обеспечение устойчивости их боковых стенок — откосов. Это достигается назначением оптимальной крутизны откосов выемок и насыпей, которая выражается отношением их высоты к заложению (горизонтальной проекции откоса) h/c = l/m, где т — коэффициент откоса, который зависит от вида грунта, его состояния, глубины выемки или высоты насыпи. В зависимости от вида сооружений, свойств грунтов и других факторов земляные работы могут осуществляться механическим, гидромеханическим, взрывным или комбинированными способами. Механический способ заключается в разработке грунта резанием, когда грунт в забое разрушается послойно рабочим органом машины. Это наиболее распространенный способ, занимающий в общем объеме земляных работ не менее 80%. Механическим способом разрабатывается грунт землеройными и землеройно-транспортным и машинами. Гидромеханический способ состоит в разрушении и перемещении грунта потоком воды, поступающей под напором из гидромониторной установки при выполнении работ на суше, или всасываемой землесосным снарядом при подводной разработке грунта. Взрывной способ заключается в разрушении и перемещении грунта энергией взрыва, образующейся при химическом превращении веществ, размещенных в специально устроенных выработках.

5 слайд

По организационно-технологической структуре земляные работы являются комплексным процессом, включающим подготовительные, основные и вспомогательные работы. Подготовительные работы предшествуют основным и выполняются до начала разработки грунта. Они имеют целью осуществить подготовку Территории к производству земляных работ, включая снятие растительного слоя, пересадку деревьев, очистку от кустарников, разборку строений, подлежащих сносу, осушение и водоотвод; геодезическое обеспечение работ — устройство обноски, реперов, осевых знаков; устройство подъездных путей; разбивку сооружений на местности; подготовку к производству работ в зимних условиях. Основные работы включают разработку, перемещение и укладку грунта при устройстве выемок и насыпей, а также при планировке площадки под застройку. Вспомогательные работы сопутствуют основным или выполняются на завершающей стадии возведения земляных сооружений. К ним относят подготовку забоя для работы землеройных машин, рыхление твердых и мерзлых грунтов, водоотлив и водопонижение, искусственное закрепление грунтов, устройство ограждений, подмостей, переходов и другие мероприятия по охране труда, крепление стенок выемок и насыпей, уплотнение грунта и т.п.

6 слайд

При переносе проекта в натуру выполняют геодезические разбивочные работы: основные и детальные. Основные включают определение и закрепление на местности главных и основных осей зданий и сооружений. Детальные работы обеспечивают закрепление конфигурации, размеров и высотных отметок элементов сооружений. Главные оси — это две взаимно-перпендикулярные линии, относительно которых здание (сооружение) симметрично. Основные оси определяют контур здания в плане.

7 слайд

Водоотвод предназначен для предотвращения увлажнения грунта и затопления выемок на строительной площадке поверхностными водами. Для этого по границам строительной площадки устраивают нагорные (ловчие) канавы или обвалования. Этой же целью территория строительной площадки планируется с приданием ей уклона для организации стока дождевых и талых вод, а с нагорной стороны выемок устраивают обвалования или водоотводные канавы.

8 слайд

Искусственное понижение уровня грунтовых вод является более совершенным технологическим приемом осушения выемок, особенно в грунтах с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут. Понижение уровня грунтовых вод при этом обеспечивается путем непрерывной откачки воды из водоносного слоя до начала земляных работ и в период производства работ в выемке. Водопонижение может осуществляться рядом способов: легкими иглофильтровыми установками, эжекторными иглофильтровыми установками, установками вакуумного водопонижения и др.

9 слайд

Способы временного и постоянного закрепления грунтов, назначение и разновидности. Для изменения физико-механических свойств грунтов при решении ряда инженерных задач в строительстве применяют искусственное закрепление (стабилизацию) грунтов. Закрепление может быть постоянным и временным.

10 слайд

Временное закрепление грунтов применяют, как правило, при устройстве выемок в водонасыщенных грунтах на период производства работ. С этой целью используют искусственное замораживание водонасыщенных неустойчивых грунтов без последующего изменения их физико-механических свойств. Постоянное закрепление грунтов применяют для повышения их несущей способности и устойчивости. Такие работы выполняют при устройстве оснований вновь возводимых или усиления оснований реконструируемых зданий и сооружений. Применяют следующие основные способы постоянного закрепления грунтов: цементацию, битумизацию, силикатизацию, смолизацию и др. Электрический и электрохимический способы основаны на явлении электроосмоса и применяются для закрепления глинистых и илистых грунтов. При продолжительном воздействии электрического тока грунт изменяет свои свойства — становится более плотным, теряет способность к пучению.

11 слайд

Устройство креплений вертикальных стенок выемок и насыпей. Особенности крепления откосов постоянных выемок и насыпей. При устройстве котлованов и траншей в стесненных условиях городской застройки, на территории действующих предприятий и в других случаях выемки устраивают с вертикальными стенками. СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» устанавливает допустимую глубину выемок с вертикальными стенками: для песчаных грунтов — 1 м, для глинистых — 1,5 м. При большей глубине устраивают временные крепления вертикальных стенок, чтобы избежать их обрушения. Крепления распорного типа наиболее простое в изготовлении и применяется, как правило, при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или незначительной влажности грунтах. Крепления консольного типа состоят из стоек-свай, защемленных нижней частью в грунте на 2-3,5 м глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (из досок и брусьев), непосредственно воспринимающих давление грунта. Эти крепления целесообразны при глубине выемки до 5 м. В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, включающее дополнительно распорки. Для крепления стенок глубоких котлованов и траншей большой ширины устраивают консольно-анкерное крепление. Для крепления стенок котлованов может применяться также подкосное крепление. Использование этого крепления ограничено, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, мешают производству работ.

12 слайд