- •Содержание
- •Тема 5. Бетонные и железобетонные работы 114
- •Тема 6. Прокладка наружных сетей водопровода и канализации 160
- •Тема 7. Монтаж строительных конструкций и оборудования 283
- •Введение
- •Тема 1. Строительные машины
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Общая структурная схема см как система
- •1.3. Технико-экономические показатели см
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 2. Здания и сооружения систем водоснабжения и водоотведения
- •2.1. Состав и классификация сооружений
- •2.2. Унификация и типизация конструкций сборных сооружений
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 3. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Транспортирование строительных грузов
- •3.3. Погрузочно-разгрузочные работы
- •3.4. Складирование материальных элементов
- •Тема 4. Земляные работы
- •4.1. Виды и назначение земляных сооружений. Основные свойства грунтов
- •4.2. Обеспечение устойчивости земляных сооружений. Способы крепления их откосов
- •4.3. Определение размеров котлованов и траншей
- •4.4. Подсчет объемов земляных работ
- •4.5. Организация водоотлива, водоотвода и искусственного понижения уровня грунтовых вод
- •4.6. Способы улушчения свойств грунтов
- •4.7. Способы разработки грунта землеройными и землеройно-транспортными машинами
- •4.8. Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием
- •4.9. Отрывка траншей одноковшовыми и многоковшовыми экскаваторами
- •4.10. Производство земляных и планировочных работ скреперами и бульдозерами
- •4.11. Гидромеханические способы разработки и намыва грунта
- •4.12. Засыпка траншей и котлованов. Обсыпка резервуаров, отстойников и других водохозяйственных сооружений
- •4.13. Способы отсыпки и уплотнения грунта в планировочных насыпях
- •4.14. Особенности производства земляных работ в зимнее время
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 5. Бетонные и железобетонные работы
- •5.1. Состав бетонных и железобетонных работ
- •5.2. Опалубочные и арматурные работы
- •5.3. Арматурные работы
- •5.4. Виды бетонных смесей и способы их приготовления
- •5.5. Способы транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси. Выдерживание и уход за бетоном
- •5.6. Специальные методы бетонирования
- •5.7. Подводное бетонирование
- •5.8. Возведение сооружений систем водоснабжения и водоотвдедения из монолитного бетона
- •5.8. Особенности производства бетонных работ в зимних условиях и в условиях сухого жаркого климата
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 6. Прокладка наружных сетей водопровода и канализации
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Подготовка траншей. Устройство естественных и искусственных оснований под трубопроводы
- •6.3. Выбор кранов для прокладки трубопроводов
- •6.4. Подбор грузозахватных приспособлений
- •6.5. Способы прокладки трубопроводов по заданному направлению и уклону
- •6.6. Совмещенная прокладка трубопроводов
- •6.7. Монтаж керамических трубопроводов
- •6.8. Монтаж асбестоцементных трубопроводов
- •6.9. Монтаж бетонных и железобетонных трубопроводов
- •6.10. Особенности монтажа железобетонных водоводов больших диаметров
- •6.11. Монтаж трубопроводов из полимерных (пластмассовых) труб
- •6.12. Монтаж чугунных трубопроводов
- •6.13. Укрупнительная сборка, сварка и изоляция стальных труб на трубозаготовительных базах
- •6.14. Способы укладки изолированных труб и секций в траншею
- •6.15. Бестраншейная прокладка труб под дорогами и другими преградами (назначение, область применения)
- •6.16. Прокладка труб способом прокола
- •6.17. Прокладка труб способом продавливания
- •6.18. Прокладка труб способом горизонтального бурения
- •6.19. Прокладка рабочего трубопровода в футляре
- •6.20. Щитовая проходка тоннелей и коллекторов
- •6.21. Монтаж надземных трубопроводов и прокладка дюкеров
- •6.21.1. Особенности технологии устройства висячих, подвесных, балочных и арочных (самонесущих) переходов трубопроводов
- •6.21.2 Технология строительства дюкеров через «сухие» овраги (балки), и водные преграды
- •6.21.3. Способы разработки подводных траншей
- •6.21.4 Прокладка стальных дюкеров через водные преграды
- •6.22. Испытание и приемка напорных и самотечных трубопроводов
- •6.22.1. Виды и порядок испытаний
- •6.22.2. Гидравлическое испытание напорных трубопроводов
- •6.22.3. Пневматическое испытание напорных трубопроводов
- •6.22.4. Приемка, промывка и хлорирование трубопроводов
- •6.22.5. Испытание и приемка безнапорных трубопроводов
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 7. Монтаж строительных конструкций и оборудования
- •7.1. Выбор монтажных кранов для монтажа строительных конструкций
- •7.2. Грузозахватные приспособления
- •7.4. Монтаж прямоугольных емкостных сооружений
- •7.5. Монтаж круглых (цилиндрических) сооружений
- •7.6. Сварка и замоноличивание стыков между сборными элементами сооружений, их гидравлическое испытание
- •7.7. Устройство заглубленных водозаборных и насосных станций опускным способом
- •7.8. Технология устройства заглубленных сооружений способом «стена в грунте»
- •7.9. Монтаж коллекторов прямоугольного и круглого сечений
- •7.10. Монтаж технологического оборудования сооружений
- •7.10.1. Виды технологического оборудования
- •7.10.2. Подготовка зданий, фундаментов и оснований под монтаж оборудования
- •7.10.3. Подготовка насосного оборудования к монтажу. Необходимые монтажные приспособления и инвентарь
- •7.10.4. Монтаж горизонтальных насосных агрегатов
- •7.10.5. Монтаж вертикальных насосных агрегатов
- •7.10.6. Присоединение к насосам трубопроводов и арматуры
- •7.10.7. Монтаж других видов оборудования
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 8. Буровые и свайные работы
- •8.1. Бурение скважин и шпуров
- •8.2. Особенности устройства водозаборных скважин
- •8.3. Назначение и состав свайных работ. Классификация свай
- •8.4. Способы погружения свай
- •8.5. Устройство буронабивных свай
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 9. Каменные работы
- •9.1. Виды каменной кладки
- •9.2. Основные правила разрезки и перевязки каменной кладки. Применяемые растворы
- •9.3. Кладка из кирпича и мелкоштучных камней
- •9.4. Кладка колодцев и камер на сетях
- •9.5. Бутовая и бутобетонная кладки
- •9.6. Особенности производства каменных работ в зимнее время
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 10. Отделочные работы
- •10.1. Штукатурные работы
- •10.2. Устройство полов
- •10.3. Малярные работы
- •10.3. Облицовочные работы
- •10.4. Особенности производства отделочных работ в зимнее время
- •10.5. Требования к качеству отделочных работ
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Тема 11. Изоляционные и кровельные работы
- •11.1. Назначение и виды изоляционных и кровельных работ
- •11.2. Защита арматуры и бетона от коррозии
- •11.3. Устройство различных видов гидроизоляции
- •11.4. Гидроизоляция сооружений водопровода и канализации
- •11.5. Тепловая изоляция трубопроводов и сооружений
- •11.6. Кровельные работы
- •11.7. Особенности производства изоляционных и кровельных работ в зимнее время
- •Рекомендуемая дополнительная литература
- •Список использованной при составлении комплекса литературы
4.14. Особенности производства земляных работ в зимнее время
Зимой, при установлении отрицательных температур, происходит замерзание грунта вследствие потери тепла и перехода содержащейся в его порах воды в лед, сопровождающееся изменением его физико-механических свойств (прочности, деформативности, теплопроводности и др.).
Учитывая, что при замерзании механическая прочность грунта, а следовательно и трудоемкость разработки, резко возрастают, стараются проводить мероприятия по предварительной защите грунта от промерзания, обеспечивающие его разработку в талом виде. Таким образом, основными методами подготовки и разработки грунтов в зимний период являются предохранение их от промерзания, тепловое и химическое оттаивание, рыхление и механическая разработка мерзлых грунтов. Факторами, определяющими выбор методов и способов зимней разработки грунта, являются объемы работ, свойства грунта, вид земляного сооружения и конкретные условия строительства.
Предохранение грунта от промерзания выполняют задолго до наступления холодов путем его вспахивания с боронованием, глубокого рыхления, укрытия утепляющими материалами и химической обработки.
Для вспахивания грунта применяют различные плуги с глубиной рыхления не менее 35 см и рыхлители с глубиной рыхления 50 ... 70 см. Затем грунт боронуют на глубину 15 ... 20 см. При глубоком рыхлении (на глубину 1,3 ... 1,5 м) используют одноковшовые экскаваторы с ковшом вместимостью 0,4 ... 0,65 м3, при этом грунт разрабатывают навымет и укладывают на место смежной (предыдущей) проходки.
В качестве утепляющих материалов используют местные материалы: сухие листья, торф, опилки, солома, камыш, шлак и др. Могут применяться и полимерные материалы, пленки, пенопласт и т.п. Иногда грунт перед вспахиванием подвергают химической обработке, т.е. пропитке поверхностного слоя грунта хлористым кальцием и натрием, нитрит-нитратом натрия, которые понижают температуру замерзания воды в грунте (до - 30°С). Защищенный от промерзания грунт разрабатывают обычным механизированным способом.
Однако, когда грунт не удалось своевременно предохранить от замерзания и по графику работ грунты необходимо разрабатывать в зимнее время, т.е. в мерзлом состоянии, то в этом случае приходится либо их оттаивать, либо разрабатывать в мерзлом виде с использованием специальных средств и методов.
Способы оттаивания мерзлых грунтов основаны на том, что за счет теплоты, передаваемой в слой мерзлого грунта, растапливается лед в его порах и грунт делается талым. Оттаивание грунтов применяют при малых объемах работ, в стесненных условиях, труднодоступных местах и в случаях, когда нельзя использовать более экономичные и менее энергоемкие способы. Оттаивание грунта осуществляют как с помощью естественных источников тепла - солнечного тепла, тепла воды из естественных водоемов, так и искусственных - за счет сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива, использования пара или электроэнергии. По направлению распространения тепла в грунте можно выделить следующие три основных способа оттаивания: сверху вниз (поверхностный); снизу вверх (глубинный); по радиальному направлению.
Поверхностное оттаивание производят либо с использованием естественных источников тепла, либо искусственных - горячими газами (огневой способ), в тепляках, отражательными печами, горизонтальными электродами, химическим способом. Оттаивание химическим способом предусматривает введение в грунт раствора хлористого натрия, под действием которого в порах мерзлого грунта растворяются кристаллы льда.
Глубинное и радиальное оттаивание осуществляют гидравлическим, циркуляционными водяными, паровыми и электрическими иглами, а также электродами.
Рыхление и разработку грунтов в мерзлом состоянии осуществляют взрывным или механическим способом.
Взрывной (шпуровой или щелевой) способ является одним из основных способов подготовки мерзлых грунтов к разработке экскаваторами. Он особенно эффективен при глубинах промерзания 0,4 ... 1,5 м и более и при значительных объемах разработки мерзлых грунтов. Его применяют преимущественно на незастроенных участках, а на застроенных - с использованием укрытий и локализаторов взрыва (тяжелых пригрузочных платформ). При рыхлении на глубину до 1,5 м применяют шпуровой и щелевой методы, а при больших глубинах - скважинный или щелевой. Щели на расстоянии 0,9 ... 1,2 м одна от другой нарезают щеленарезными машинами фрезерного типа или баровыми машинами. Заряжают щели через одну удлиненными или сосредоточенными зарядами, после чего их сверху забивают песком. Шпуры и скважины располагают в шахматном порядке.
При рыхлении грунта взрывным способом (рис. 4.22, а) участок разбивают на захватки, где на первой из них бурят шпуры, заряжают и взрывают их; на второй работы по условиям безопасности не производят; на третьей ведут разработку грунта. Размеры захваток определяют исходя из сменной производительности экскаватора (экскаваторов).
Механическое рыхление мерзлых грунтов применяют при глубине промерзания 0,4 ... 1,5 м и небольших по площади выемках котлованов и траншей. При этом осуществляют дробление или скол мерзлого слоя динамическим или статическим воздействием специального сменного рабочего оборудования, установленного на базовой машине (тракторе, экскаваторе и т.п.). Динамическое воздействие обеспечивают за счет удара, вибрации или совместного их воздействия с применением шара- или клин-молота, дизель-молотов, клиновых тракторных рыхлителей и др. Статическое воздействие при разрушении мерзлого грунта обеспечивают за счет внедрения в него рабочего органа, состоящего из одного или нескольких (до 5) зубьев при одновременном движении трактора (тягача).
Для рыхления мерзлого грунта (рис. 4.28) механическим способом при разработке котлованов и траншей используют невесные рыхлители и землеройно-фрезерные машины, а также баровые машины (для нарезки мерзлого грунта на блоки), а при вертикальной планировке площадки - навесные рыхлители. Эти машины работают впаре с экскаваторами, которые разрабатывают как разрыхленный мерзлый, так и немерзлый грунт.
Рис. 4.28 – Рыхление мерзлых грунтов при устройстве котлованов
При небольшой глубине промерзания грунта его рыхлят тракторными рыхлителями продольными проходками под углом 60°. Разрыхленный грунт перемещают бульдозером в торец котлована и экскаватором грузят на самосвалы. Последующие слои мерзлого грунта можно разрабатывать рыхлителем сначала поперечными проходками, затем продольными и диагональными. Зуб рыхлителя, в зависимости от свойств грунта и мощности бульдозера, заглубляют на 0,5 ... 0,8 м.
При большой глубине промерзания часто практикуют блочные методы разработки мерзлых грунтов, когда монолитность их предварительно нарушают нарезкой на блоки (полосы) с помощью специальных машин, оборудованных дисковыми пилами или барами. Обычно используют мелко- и крупноблочные методы разработки грунтов. Мелкоблочный метод (рис. 4.28, б) применяют при рытье небольших котлованов и траншей при глубине промерзания 0,6 ... 1,4 м. Продольными и поперечными прорезями дискофрезерной машины или барами разрезают мерзлый слой на блоки размером от 0,6 x 0,8 до 1 x 1,1 м, а затем экскаватором с прямой лопатой (вместимость ковша 0,65 ... 1 м3) грузят мерзлые блоки и разрабатывают талый грунт. Крупноблочный метод используют при разработке котлованов вблизи зданий или сооружений, когда не допускаются сотрясения грунта, неизбежные при ударном и виброударном рыхлении. Мерзлые грунты нарезают на блоки массой 4 ... 10 т последующим удалением их из забоя бульдозерами (рис. 4.28, в), кранами (рис. 4.28, г) или электролебедками. При использования кранов блоки отрывают и отодвигают от талого основания бульдозерами, а затем с помощью клещевого захвата грузят на самосвалы со снятым задним бортом (рис. 4.28, г). Выемки при этом разбивают на две захватки на первой нарезают блоки, а на второй их краном удаляют и подчищают основание.
Разработку грунтов в мерзлом состоянии можно вести только с помощью мощного землеройного оборудования, которое позволяет разрабатывать мерзлый грунт без его предварительной подготовки (рыхления). В качестве такого оборудования применяют гидравлические экскаваторы. Особенно эффективно они работают при использовании прямых и обратных лопат с ковшами активного действия, в днище которых вмонтированы пневмо-молоты с зубьями, обеспечивающие разрушение мерзлого грунта.
Способы разработки траншей в зимнее время следующие: разработка траншеи в задел, с предохранением грунта от промерзания, без предварительной подготовки, с предварительным рыхлением. Разработку траншей в задел (т.е. заблаговременно) на полный профиль производят в осенний период до наступления морозов. Недостатком этого способа является то, что откосы траншеи с течением времени частично обрушаются, а отвал грунта к моменту засыпки трубопроводов смерзается, что требует его предварительного рыхления перед засыпкой. Способы разработки траншей с предохранением грунта от промерзания принципиально аналогичны способам, рассмотренным выше. Траншеи без предварительной подготовки разрабатывают в тех случаях, когда имеются необходимые технические условия. При глубине промерзания до 0,3 м траншеи можно разрабатывать одноковшовыми экскаваторами, а в грунтах с глубиной промерзания до 1,5 м их на полный профиль можно отрывать роторными экскаваторами.
Способ разработки траншеи с предварительным рыхлением грунта взрывным или механическим способом применяют при промерзании грунта на глубину более 0,4 м. Рыхление производят шпуровыми зарядами или с помощью рыхлителей. Разрыхленный грунт планируют бульдозером, а разработку траншеи осуществляют одноковшовым экскаватором. Протяженность участка разрыхляемого грунта необходимо принимать равной сменной производительности экскаватора во избежание повторного смерзания грунта.
Темпы ведения земляных работ при рытье траншей в зимнее время необходимо строго согласовывать с темпами изоляционно-укладочных работ на трубопроводе, так как при опережении земляных работ даже на 2...3 дня возникает опасность смерзания отвала грунта. Это потребует либо предварительного разрыхления грунта в отвале перед засыпкой трубопровода (что сделать не всегда легко), либо присыпки труб перед обратной засыпкой.
При разработке траншей в мерзлых грунтах чаще всего используют несколько типов машин, каждая из которых подготавливают фронт работ для машин, выполняющих последующие операции. Например, расчистка бульдозером поверхности грунта от снега позволяет приступить к рыхлению или прорезанию мерзлого грунта рыхлителями (баровыми машинами), которые, в свою очередь, подготавливают фронт работ экскаватору и т.д. При глубине промерзания до 1,3 м траншеи, неширокие котлованы можно разработать обратными лопатами с ковшом вместимостью 0,65 м3 и выше при предварительном нарезании прорезей через 0,4 ... 0,5 м баровой машиной. Причем при ширине траншей до 2 м достаточно сделать продольные прорези вдоль траншей, а при ширине более 2 м делают и поперечные прорези под углом 30°, нарезая при этом блоки в виде ромбов. Широкие траншеи или котлованы (шириной до 8 м) разрабатывают двумя торцовыми проходками экскаватора. При разработке широких траншей для прокладки коллекторов в мерзлых грунтах при значительной глубине промерзания обычно применяют баровые машины, экскаваторы с клинмолотом и экскаваторы с обратной лопатой.
Засыпка траншей с трубопроводами в зимних условиях. Если строительство трубопроводов осуществляют поточно-совмещенным методом (трубопровод укладывают в траншею непосредственно после ее разработки), обратную засыпку его талым грунтом осуществляют бульдозером, как и в обычных условиях. В случае смерзания грунта в отвале, например при нарушении поточности, трубопровод в траншее во избежание повреждения изоляции присыпают на высоту не менее 0,2 м выше трубы талым грунтом. Дальнейшую засыпку трубопровода мерзлым грунтом, не содержащим комьев более 5 ... 10 см, выполняют бульдозерами.