11.Организация котлованов. Организация работ по ограждении котлованов. Перемычки, водоотлив, водопонижение.

Возведение перемычек

Перемычками называются временные напорные сооружения, предназначенные для ограждения котлованов от затопления их водой в период возведения гидротехнических сооружений или их ремонта.

Основные требования к перемычкам обусловливаются их назначением и временным характером. Как напорные сооружения перемычки являются плотинами и к ним предъявляются соответствующие требования с точки зрения устойчивости, прочности, водопроницаемости и защиты от воздействия потока воды. Как временные сооружения перемычки относятся к IV классу капитальности с соответствующим снижением коэффициентов запаса. Как сооружения разбираемые перемычки должны удовлетворять требованию легкости разборки.

В зависимости от условий возведения и работы перемычки подразделяются на

речные и морские.

Речные перемычки принято различать в основном по двум признакам: по

местоположению в русле реки относительно оси водотока и по конструкции и материалам. По первому признаку различают продольные, верховые поперечные и низовые поперечные перемычки (Рис.2.1.).

Рис. 2.1. Расположение перемычек и их элементов

I—продольная перемычка; 2—верховая поперечная перемычка; 3—низовая поперечная

перемычка; 4—корень перемычки; 5 — верховой оголовок продольной перемычки; б—

низовой оголовок продольной перемычки; 7—шпора

Расчеты устойчивости, прочности и водопроницаемости выполняются по методам и формулам для подобного типа плотин с учетом временного характера перемычек (пониженного класса сооружений). Большое значение для безопасной эксплуатации перемычек имеет их правильное плановое расположение, которое позволяет добиться плавного сужения потока, избежать размывов перемычки и русла реки. Плановое расположение перемычек определяется условиями возможного сужения русла реки, размерами и формами сооружений и котлованов под них, допустимым приближением перемычек к основным сооружениям. Для крупных сооружений плановое положение перемычек обычно уточняется лабораторными исследованиями. Наиболее ответственными являются продольные перемычки, а в них верховой и низовой оголовки. Верховой оголовок выполняется ряжевым или из металлического шпунта и предназначается для обеспечения плавного обтекания продольной перемычки.

Выбор типа перемычки

Тип перемычки выбирается на основе технико-экономического сравнения вариантов. При прочих равных условиях предпочтение отдается вариантам с максимальным использованием местных строительных материалов при минимальных затратах материальных и трудовых ресурсов.

Для уменьшения общей стоимости сооружений необходимо при выборе типа

перемычек стремиться к включению перемычек в состав основных сооружений (земляных плотин, дамб) или к использованию отдельных частей основных сооружений в качестве перемычек (например, секций бетонных плотин, раздельных стенок).

Существенное влияние на тип перемычек оказывают компоновки гидроузлов и

соответствующие им схемы пропуска строительных расходов.

Для пойменных компоновок характерно расположение перемычек в основном на

пойме. В этом случае, как правило, стеснение русла не очень значительное. По

конструкции эти перемычки могут быть самыми разнообразными в зависимости от

наличия местных строительных материалов.

Для русловых компоновок характерно значительное сужение русла реки перемычками и двухочередное возведение бетонных сооружений в русле. Продольные перемычки подвергаются сильному размывающему воздействию потока воды, воздействию льда, а их размеры существенно влияют на степень сужения русла реки, поэтому продольные перемычки должны иметь возможно меньшие размеры поперечного профиля. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют ряжевые, шпунтовые и бетонные перемычки. Поперечные перемычки не стесняют русла реки, поэтому их, как правило, устраивают земляными различных конструкций в зависимости от наличия местных строительных материалов.

Перемычки из местных строительных материалов (земляные, каменно-земляные, каменно-набросные) являются наиболее распространенными, их конструкции подобны конструкциям плотин (Рис.2.2.). Главным преимуществом перемычек этого типа является их относительная дешевизна по сравнению с другими. Кроме того, эти перемычки допускают полную механизацию работ по их возведению, легко разбираются и могут применяться при любых напорах и высоте. В то же время им присущи такие недостатки, как большая ширина по основанию (распластанность) и недопустимость перелива через гребень. При необходимости последний недостаток возможно избежать путём применения специальной водосливной перемычки, в которой предусматривается соответствующее крепление поверхности перемычки вдоль водосливного тракта.

Рис. 2.2. Типы перемычек

а) однородные, б), г) с грунтовым ядром, в) с грунтовым экраном, д) с экраном из

полиэтиленовых материалов, е) с диафрагмой.

Ряжевые перемычки выполняют из ряжей. Ряж—это гидротехническая конструкция из деревянных бревен или брусьев в виде клеток, заполненных грунтом. Преимуществом ряжевых перемычек является то, что они мало стесняют русло, хорошо противостоят воздействию больших скоростей воды и льда, допускают перелив через гребень.

Применяется два типа ряжевых перемычек: широкие и узкие (рис. 2.3). Широкие ряжи имеют ширину по основанию не менее 1,1 их высоты и обладают самостоятельной устойчивостью. Узкие ряжи имеют меньшую ширину по основанию (но не менее 0,66 ихвысоты) и для обеспечения устойчивости на сдвиг имеют присыпки сыпучим грунтом с одной или с двух сторон.

Рис. 2.3. Ряжевые перемычки (а—с широким ряжем, б—с узким ряжем)

1—шпунт; 2—ряж; 3—фильтрующие грунты основания, допускающие забивку

шпунта; 4—водоупор; 5 — присыпка грунтом с нижнего бьефа; 6—фильтрующее

основание, не допускающее забивки шпунта (наличие валунов); 7—противофильтрационная завеса; 8—присыпка трудно размываемым грунтом с верхнего

бьефа (камень, горная масса).

Для обеспечения водонепроницаемости перемычек на напорной стороне ряжа

устраивается обшивка из деревянного или металлического шпунта или устраиваются

завесы различного типа.

Шпунтовые перемычки выполняются из деревянных или металлических шпунтов, расположенных в один (однорядные) или в два (двухрядные) ряда (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Шпунтовые перемычки (а — однорядная без присыпки, б — однорядная с

присыпкой, в — двухрядная (деревянная) с присыпкой

1—шпунт деревянный; 2—подкосы; 3—шпунт металлический; 4 — продольные

крепления; 5—поперечные стяжки; 6—стяжные муфты

Работы по возведению шпунтовых перемычек выполняются в следующей

последовательности: вначале по контуру перемычки через определенные расстояния

забиваются отдельные шпунты (так называемые маячные сваи) и на них крепятся с двух сторон направляющие, образуя щель для последующей установки шпунтовых рядов. Шпунтовые ряды набираются и забиваются постепенно ступенями плавучими или сухопутными копрами или другими средствами погружения.

Ячеистые перемычки представляют собой замкнутую систему ячеек, набираемых из плоских металлических шпунтов с заполнением этих ячеек песчаным или каменным грунтом. Они отличаются большой жесткостью и достаточной устойчивостью. В зависимости от формы ячеек и соединения их между собой различают три типа ячеистых перемычек: цилиндрические, сегментные и цилиндрические со взаимно пересекающимися диафрагмами (комбинированные) (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Ячеистые перемычки (а — цилиндрические, б — сегментные, в —

цилиндрические со взаимно пересекающимися диафрагмами)

Преимуществом всех ячеистых перемычек являются малое стеснение русла, хорошая сопротивляемость воздействию больших скоростей воды и льда. При прочих равных условиях они надежнее, менее трудоемки и более дешевы, чем ряжевые. Недостатками их являются большой расход металла и невозможность предварительной сборки и установки в текущую воду.

Бетонные перемычки выполняются из бетона в виде плотин, как правило, с анкеровкой в основание. Возводятся эти перемычки насухо под защитой вспомогательных (локальных) перемычек в меженный период или методом подводного бетонирования.

Преимуществами бетонных перемычек является минимально возможная ширина по основанию. Недостатки — большая стоимость, сложность возведения и разборки. Область применения таких перемычек ограничивается особо сложными условиями пропуска строительных расходов, где другие типы перемычек не могут быть применены. Необходимо стремиться к тому, чтобы бетонные перемычки не разбирались, а использовались в будущем в составе основных сооружений или в качестве различных частей основных бетонных сооружений.

Разборка перемычек

После возведения сооружений в котловане под защитой перемычек котлован

затапливают, а перемычки, как правило, разбирают. В обязательном порядке разборке

подвергаются те части перемычек, которые мешают дальнейшему ходу строительства или эксплуатации сооружений.

Разборка земляных перемычек вначале достаточно легко осуществляется экскаваторами, а затем—грейферами из-под воды или земснарядами (песчаные грунты). При благоприятных условиях (песчаные перемычки) возможно использовать саморазмыв перемычек в период перекрытия русла повышенными скоростями воды.

Осушение котлованов

Способы осушения котлованов и области их применения

Котлованы под гидротехнические сооружения как правило находятся в условиях

постоянного притока фильтрационных расходов через перемычки из реки и грунтовых вод. Для выполнения строительно-монтажных работ насухо приходится проводить комплекс мероприятий по осушению котлованов, включающий откачку воды из котлована и поддержание его в осушенном состоянии. При этом одними из основных требований при откачке и осушении являются обеспечение устойчивости откосов перемычек и котлована и сохранение естественной плотности грунтов в основании будущих сооружений. Именно эти требования в конечном итоге определяют способы осушения котлованов и последовательность выполнения мероприятий при их осуществлении.

В гидротехническом строительстве применяются в основном два способа осушения котлованов: способ открытого водоотлива и способ грунтового водопонижения.

Рис. 2.6. Способы осушения котлована (а - открытого водоотлива, б — грунтового

водопонижения)

1 — насосная установка; 2—сбросной трубопровод; 3—дно котлована; 4—

водосбросная канава; 5—река; 6—перемычка; 7—гравелистая пригрузка (фильтр); 8—

кривая депрессии; 9—водопонизительная скважина (колодец); 10—фильтровой

водоприемник; 11— насосная установка; 12—водосбросной коллектор; 13—наклонный

дренаж.

Способ открытого водоотлива при осушении котлованов заключается в том, что откачка воды ведется непосредственно из котлована или из отдельных приямков,

расположенных в самом котловане (рис. 2.6, а).

Способ грунтового водопонижения заключается в том, что откачка воды ведется из системы отдельных скважин (или колодцев), расположенных вне контура основания осушаемого котлована по его периметру (рис. 2.6.6). Для оценки преимуществ и недостатков каждого из этих способов и определения областей их применения рассмотрим условия воздействия фильтрационного потока воды на откосы и дно котлованов (рис. 2.7.).

Организация открытого водоотлива

Для поддержания котлована в осушенном состоянии при открытом водоотливе на дне котлована по его периметру устраивается открытый дренаж в виде полых или заполненных сильно фильтрующими материалами водосбросных канав, перехватывающих фильтрующую воду и отводящих ее к водосборным колодцам (зумпфам), из которых вода откачивается насосами за пределы котлована (рис. 2.8). Дренажные канавы и зумпфы располагаются, как правило, за пределами контура основания возводимых бетонных или других сооружений.

Рис. 2.8. Осушение котлована способом открытого водоотлива (а — план, б — разрез)

1—насосные установки; 2—приямки (зумпфы); 3 – водосборные канавки; 4 – котлован, 5– перемычки; 6 – нагорная канава, 7 – уровень воды, 8 – поверхность грунта.

Организация грунтового водопонижения

Основными элементами грунтового водопонижения являются фильтровые скважины (колодцы) и водопонизительные насосные установки (см. рис. 2.9). Скважины (колодцы) располагаются по контуру осушаемого котлована или вдоль осушаемого участка вне его пределов..

Рис. 2.9. Осушение котлована иглофильтровыми установками (а – план, б – разрез)

1—иглофильтры; 2— насосная установка; 3 — сбросной трубопровод; 4—перемычка;

5—кривая депрессии.

№12 Технический и авторский надзор в строительстве. Роль и функции рабочих групп и отделов на строительстве.

Технический надзор проводит:

• Заказчик;

• Подрядчик;

• Проектировщик .

Технический надзор заказчика заключается в надзоре за качеством проектной документации и за качеством строительных работ.

Служба обеспечения качества проектной документации первым делом смотрит нагрузки. Необходимо выполнять проектно-расчетные схемы на каждый этап строительства.

Е –нагрузки

γ- коэф. сочетания нагрузок

R- несущая способность

γm- коэф.условий работы

γn – коэф.надежности по назначению

γm учитывает несовершенство схемы , компенсирует степень нашего незнания.Так же учитывается значимость сооружения, социальная значимость, надежность поставляемого оборудования. Вторая функция которая обеспечивает безопасность, это контроль за строительными и монтажными работами.

Проверяют акты на скрытые работы ( акт на основания, к нему прилагается схема).

Технический надзор в первую очередь проводит осмотр основания. Если выполняются бетонные работы, то необходимо предоставить:

• Исполнительные схемы опалубки

• Схемы армирования

• Схемы монтажа закладных частей

Эти схемы устанавливает геодезист, он должен их подписать.

Во второй части приемки подрядчик предоставляет сертификат на бетон, он прикладывается к акту. Если работы ведутся в экстремальных условиях, то необходимо иметь (заказчику):

• Схему утепления

• Схему отведения тепла

Если все имеется, то подписывается акт на скрытые работы.

Контроль качества грунтовых сооружений

Все насыпи должны быть выполнены с уплотнением (СНиП III часть). В проекте указано каким образом все должно быть выполнено. Необходимо обратить внимание на:

• Многослойность

• Качество уплотнения (определяется количеством прокатов)

• Пролив водой (замачивание материала)

Качество уплотнения обычно задается максимальной плотностью грунта. Задать оптимальную плотность тоже задача заказчика. Необходимо брать пробы с каждых 300-400 кубов грунта.

Бетонные и грунтовые сооружения по мере строительства и после его окончания нуждается в измерение деформаций. В ходе строительства составляются отчеты.

На подрядчика ложится:

• Технические условия указанные в проекте ( чтобы подтвердить правильность выполнения работ используются лабораторные исследования)

• На все материалы предоставляются сертификаты

Методы проверки швов:

• Радиационные методы (просвечивание)

• Сквозные

• Звуковые

Ответственным лицом у подрядчика по техническому надзору является главный инженер, он отвечает за качество работ и т.д.

• Качественный состав материалов, изделий которые закладываются в строительство

• Организация строительства должна быть безопасной и контролируемой

В процессе строительства все недостроенные объекты должны быть рассчитаны на различные воздействия.

Для контроля качества материалов необходимо иметь свою лабораторию или заключить договор с лабораторией.

Авторский надзор ведут проектные организации. Задачи авторского надзора:

• Решать вопросы с расчетами ( отклонения чего либо) и давать необходимые указания.

• Проверяют все ответственные сооружения.