Лекция 4. Технологии возведения земляных и подземных сооружений.
4.1.Земляные сооружения.
Технологии возведения зданий и сооружений всегда подразумевают на начальном этапе строительства устройство земляных сооружений (при устройстве фундаментов, вертикальной планировке и др.).
Земляные сооружения – строительная продукция, полученная в результате разработки, перемещения или укладки грунтов, а так же введения в грунт дополнительных конструкций.
Классификация.
а) по расположению относительно поверхности земли:
выемки – углубления, образуемые разработкой грунта ниже уровня поверхности;
насыпи – возвышения на поверхности, возводимые отсыпкой ранее разработанным грунтом.
б) по назначению:
постоянные – предназначенные для длительного использования (нагорные канавы, вертикальная планировка, дороги, каналы);
временные – устраиваются на период строительства (котлованы, траншеи, отвалы, резервы);
подпорные – предназначенные для удерживания грунта от обрушения (подпорные стенки различных конструкций).
Характерные профили земляных сооружений
Прямоугольный Трапецеидальный Подпорный
В
верхПС
ПС
низПС
Насыпь Подземная выработка Обратная засыпка
В
ОЗ
H
в
в
m – коэффициент (заложение) откоса
Все земляные сооружения должны быть устойчивыми, прочными, способными воспринимать расчётные нагрузки, противостоять климатическим воздействиям, сохранять на период эксплуатации проектные размеры. Главное требование к земляным сооружениям – устойчивость боковых поверхностей (откосов). Это достигается назначением их максимальной крутизны: h/a=1/m; m-зависит от вида грунта и его состояния.
Классификация подземных сооружений
По своему назначению подземные сооружения подразделяют на :
транспортные (пешеходные, автотранспортные и железнодорожные тоннели, метрополитены, автостоянки и т.д.);
промышленные (корпуса первичного дробления руды, скиповые ямы доменных цехов, подземные части бункерных эстакад, установок грануляции шлаков, непрерывной разливки стали и проч.);
энергетические (подземные комплексы ГЭС, ГАЭС и АЭС, шинные и кабельные тоннели и шахты, энергетические водоводы, низовые бассейны ГАЭС и проч.);
хранилища (нефти, газа, вредных и радиоактивных отходов, холодильники);
общественные (предприятия коммунально-бытового обслуживания, торговли и общественного питания, складские, спортивные и зрелищные сооружения и т.д.);
инженерные (тоннели и коллекторы тепло- , газо -, электросетей и водопровода, бензопроводы между автозаправочными станциями, очистные, перекачные и водозаборные сооружения и т.д.);
специального и научного назначения (ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний, подземные заводы, оборонные объекты, сооружения гражданской обороны и проч.).
2. по форме поперечного сечения тоннеля зависит от инженерно-геологических условий района строительства и способа ведения работ по его проходке.
1. прямоугольная — для коллекторов и тоннелей мелкого заложения;
2 круговая — для тоннелей, сооружаемых механизированным способом и в сложных инженерного логических условиях;
3 сводчатая:
3.1 корытообразная с пологим сводом — для тоннелей в прочных скальных породах с незначительным горным давлением;
3.2 корытообразная с полуциркульным сводом — для тоннелей в скальных породах средней крепости при небольшом вертикаль ном и отсутствии бокового горного давления;
3.3 коробовая с уширенным основанием, сводом малого радиуса и криволинейными стенками — при большом вертикаль ном и небольшом боковом горном давлении;
3.4 подковообразная — в слабых породах при большом вертикальном и горизонтальном горном давлении и при давлении горных пород снизу.
Земляные работы, в зависимости от вида сооружения, свойств грунтов и технических ресурсов могут осуществляться следующими способами:
механическим – разработка грунта, при котором грунт в забое разрушается послойно рабочим органом землеройной машины, а перемещается транспортными средствами. Работы могут проводиться открытым или закрытым способами. Применяются бульдозеры, экскаваторы, скреперы, автосамосвалы;
гидромеханическим – разрушение и перемещение грунта производится потоком воды (применяются гидромониторы, землесосные снаряды);
взрывным – разрушение (иногда и перемещение) грунта энергией взрыва;
комбинированные способы.
По организационно- технологической структуре земляные работы выполняются специализированными потоками, включающими подготовительные, основные и вспомогательные процессы. Структура земляных работ изучается в дисциплине «Технология и механизация строительных процессов».