книги / Технология строительного производства

Глава 2. Основные положения строительного производства

51

Всостав внеплощадочныхработ входят строительство материальнотехнической базы (карьерного хозяйства, предприятий по выпуску ма­ териалов и изделий, автотранспортных хозяйств, бетонорастворных узлов, общеплощадочных складов и др.), обеспечение строителей вре­ менной жилой площадью, устройство подъездных автомобильных и же­ лезнодорожных путей к строительной площадке, подсоединение и про­ кладка сетей энерго-, водо- и газоснабжения и др.

Всостав внутриплощадочных работ входят работы, связанные с освоением строительной площадки и обеспечивающие нормальное на­ чало и развитие основного периода строительства:

• создание заказчиком опорной геодезической сети;

• освоение строительной площадки — расчистка территории, снос строений и др.;

• инженерная подготовка площадки — планировка территории с устройством организованного стока поверхностных вод;

• устройство постоянных или временныхдорог, перенос существующих сетей и устройство новых для снабжения строительства водой и энер­ гией, включая сооружение постоянных или временных источников;

• устройство временных сооружений, а также отдельных основных объектов, предусмотренных для нужд строительства;

• создание общеплощадочного складского хозяйства и площадок укрупнительной сборки конструкций и оборудования;

• устройство средств связи.

Продолжительность подготовительного периода в каждом отдельном случае устанавливается проектом организации работ, но она не долж­ на превышать 25% времени в общей нормативной продолжительности строительства предприятия.

Особенностью шахтного строительства является совмещение во времени и на одной площадке строительных и горнопроходческих работ. Взаимная увязка и принятая последовательность их выполнения играют важнейшую роль в организации строительства и в большинстве случаев могут оказать решающее влияние на сроки строительства шахты.

Проходка шахтных стволов осуществляется либо с использованием постоянного горнотехнического оборудования, а также постоянных зда­ ний и сооружений строящегося предприятия, либо с применением спе­ циальных проходческих копров и временного комплекса проходческих сборно-разборных зданий и сооружений.

Всоответствии с принятым методом проходки стволов в число работ подготовительного периода включается строительство необходимого ком­ плекса постоянных и временных объектов горнопроходческого назначения.

52	Технология строительного производства

Важнейшей составной частью проекта организации строительства и проектов производства работ является стройгенплан, представляющий собой генеральный план площадки строящегося предприятия, на ко­ тором наряду со строящимися постоянными зданиями и сооружения­ ми нанесены все временные объекты — механизированные установки, склады, инженерные коммуникации и прочие устройства по состоянию на определенный период строительства.

Временные здания и сооружения размещаются так, чтобы не мешать строительству постоянных объектов, проезду транспорта, доставке кон­ струкций, работе строительных машин.

Склады строительных конструкций и материалов необходимо распо­ лагать вдоль подъездных железнодорожных путей, чтобы иметь удобную автотранспортную связь со строительными объектами. На приобъектных складах и площадках предусматриваются необходимые приспособления для складирования и укрупнительной сборки конструкций (стеллажи, кассетные боксы и т.д.). Дороги обеспечивают возможность проезда ав­ томашин и строительного оборудования в любое время года при всякой погоде. В связи с этим временные автодороги, которые устраивают в раз­ витие сети постоянных дорог предприятия, должны иметь надлежащее покрытие; наиболее рациональным является применение для временных дорог покрытий из инвентарных сборных железобетонных плит.

В строительстве в настоящее время стремятся максимально исполь­ зовать постоянные здания и сооружения для целей строительства. На­ ряду с этим в большей или меньшей степени применяют и временные здания. Конструктивный характер временных зданий непрерывно со­ вершенствуется; вместо деревянных каркасно-засыпных, шлакоблоч­ ных и других зданий обычного типа используют сборно-разборные и мобильные здания, сооружения и устройства.

После монтажа временных зданий приступают к работам нулевого цикла — комплексу строительных и монтажных работ, выполняемых ниже условной нулевой отметки поверхности. Современное выполне­ ние работ нулевого цикла в подготовительный период создает основу как для успешного возведения зданий и сооружений на поверхности, так и для сооружения подземных коммуникаций.

В состав работ нулевого цикла входят: срезка и вывоз грунта, верти­ кальная планировка, сооружение траншей и укладка инженерных сетей, сооружение постоянных и временных автомобильных и железных дорог, разработка котлованов под здания и сооружения, сооружение фундамен­ тов и подземных каналов, проходка и крепление устьев стволов шахт.

Глава 3

Земляные работы

3.1.Общие положения

Впромышленном и гражданском строительстве земляные работы выполняют при устройстве траншей и котлованов, при возведении зем­ ляного полотна дорог, планировке площадок. Все эти земляные соору­ жения (рис. 3.1) создают путем образования выемок в грунте или возве­ дения из него насыпей.

Рис. 3.1. Виды земляных сооружений: I — поперечный профиль вы­ емок: а — траншея прямоугольного профиля; б — котлован (тран­ шея) трапецеидальной формы; в — профиль постоянной выемки; II— сечения подземных выработок: г — круглой; д —прямоугольной; III — профили насыпи: е — временной; ж — постоянной; IV — об­ ратная засыпка: з —пазух котлована; и —траншеи; 1—бровка от­ коса; 2 — откос; 3 — берма; 4 — основание откоса; 5 —дно выемки;

6—банкет; 7—нагорная канава

54	Технология строительного производства

Выемки и насыпи могут быть временными и постоянными. Напри­ мер, траншея для трубопровода является временной выемкой, так как будет засыпана после укладки в нее трубопровода. Котлован же под зданием с подвалом является постоянной выемкой, он будет существо­ вать в течение всего времени эксплуатации сооружения, только незна­ чительная часть по периметру котлована будет засыпана по окончании возведения подземной части здания. Временную выемку, имеющую ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину, называ­ ют траншеей. Выемку, длина которой равна ширине или не превышает десятикратной ее величины, называют котлованом. Котлованы и тран­ шеи имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или верти­ кальные стенки. Земляные работы характеризуются значительной сто­ имостью и трудоемкостью, например в промышленном строительстве они составляют около 15% стоимости и 18-20% трудоемкости обще­ го объема работ.

3.2.Грунты и их строительные свойства

Встроительном производстве грунтом называют породы, залега­ ющие в верхних слоях земной коры. Свойства и качество грунта вли­ яют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки

истоимость работ. Для выбора наиболее эффективного способа про­ изводства работ следует учитывать основные характеристики ipyirra: плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость и угол естественно­ го откоса.

Физико-механические свойства грунтов характеризуются объемным весом, естественной влажностью, удельным весом, пластичностью и гранулометрическим составом (табл. 3.1).

Взаимозависимость между основными физико-механическими ха­ рактеристиками грунтов представлена в табл. 3.2.

Грунт, находящийся в естественном состоянии, разрыхляется в про­ цессе разработки. При этом объем грунта увеличивается, а плотность уменьшается.

Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, ха­ рактеризуется коэффициентом первоначального разрыхления Кр. Этот коэффициент представляет собой отношение объема разрыхленно­ го грунта к объему грунта в естественном состоянии, для песчаного грунта Кр = 1,08-1,17, суглинистого — Кр = 1,14-1,28, глинистого — К„ = 1,24-1,3.

Глава 3. Земляныеработы

55

		Таблица 3.1
Основные физико-механические характеристики грунтов
Н аи м е но ва ни е		Краткое определение
Объемный вес грунта	Уоб	Вес единицы объема грунта, включая и вес содержащейся
естественной влажности		в нем воды
Естественная	со	Отношение веса воды, заключенной в порах грунта, к весу
влажность		твердых частиц грунта
Относительная	СОо Отношение объема воды в порах грунта ко всему объему пор.
влажность		Грунт считается:
		• сухим или маловлажным при 0 < ш 0< 0,4;
		• влажным при 0,4 < ю 0< 0,8;
		• насыщенным водой или мокрым при 0,8 < ш 0< 1,0
Удельный вес	У	Отношение веса твердых частиц грунта к их объему
О бъемный вес скелета	Ус	Отношение веса твердых частиц грунта к общему объему
грунта		грунта
Приведенная пори­	е	Отношение объема пор к объему твердых частиц грунта
стость (коэффициент
пористости)
Пористость	п Отношение объема пор ко всему объему грунта
Коэффициент	D Отношение естественной пористости грунта к пористости его
плотности грунта		в самом рыхлом и в самом уплотненном состоянии
		Грунт считается:

• рыхлым при 0 < D < 1/3;

• средней плотности при 1/3 < D < 2/3;

• плотным при 2/3 < D < 1

Таблица 3.2

Взаимозависимость между характеристиками грунтов

И ском ая

величина

УУоб

У-

	V*	-
	Ус	У	Уоб
		1 + е	1 +©
	п	1	Уоб
		У - У с	( 1 + © )
		У

Как функция о т значений

Ус п

Ус Ус

1 - п 1 - и

Ус(1 + ю)

-

У (1 - и )

У- У с

У

е		€0	СОо
Ус(1+ €)		-	-
-		у с(1 + ю )	-
У		Уоб	-
1 + 8		1 + ш
8	J	Уоб
1 + 8		(1 + ю )

	56				Технология строительного производства
							О кончание m абл. 3.2
		Y - Y	c	Y - Y c	n		y(l+co) 1
	€						-
			-		1 - n
		Y c		Yc			Уоб
	СО	-	Y o 6 ” Y c	Y o e - Y c	-	-	©0
			Y c	Yc			Y c
	© в	-	-	© Yc	-	-	© Yc

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под влияни­ ем массы вышележащих слоев или механического уплотнения, движе­ ния транспорта, смачивания дождем и т.д. Характеристики основных грунтов представлены в табл. 3.3 и 3.4.

Таблица 3 .3

Характеристики основных грунтов_____ __________

Гр ун т	У д е л ь н ы й О б ъ е м н ы й		П о ри ­	У го л вн ут­ К о э ф ф и ц и е н т
	вес, т/м3	ве с, т/м3	с то сть , %	р ен него тр е ­	ф и л ьтр а ц и и ,
				ния, град .		см /с
Галька	2,65-2,80	1,8-2,0	3 5 -5 0	3 0 -4 0	1 - 1 0 - 4		ю - '
Глина	2,60-2,75	1,7-2,0	3 0 -6 0	7 -2 0	1ю	- ч	ю - 13
Гравий	2,65-2,80	1,8-2,0	3 5 -5 0	2 5 -3 0	ч о - ч ю - 3
Иловатые грунты	2,20-2,50	1,6-1,8	3 0 -6 0	15 -30	1ю - ч -10-6
Песок мелкий	2,65-2,70	1,6-1,9	3 0 -5 0	2 2 -3 5	1 Ю	Ч - 1 ( Н
Песок средний	2,65-2,68	1,6-1,9	3 5 -5 0	2 6 -3 5	1 - Ю - Ч - Ю - 3
Песок крупный	2,65-2,68	1.6-2,0	3 5 -5 0	2 7 -4 0	1 Ю	- ч	-10-2
Суглинок	2,60-2,70	1,5-1,8	3 0 -6 0	12 -2 5	1 Ю	- Ч	-10-»
Суглинок пылеватый	2,60-2,70	1,5-1,7	3 0 -6 0	12 -2 5	1 - Ю - ч -10*
Суглинок лёссовидный	2,60-2,70	1,4-1.7	3 0 -6 0	12 -2 5	м о - ч - ю - *
Супесь	2,60-2,70	1,5-1,7	30 -6 0	18 -30	1Ю	Ч	-ю -7
Торф янистые грунты	2,00-2,20	0,4-0,9	20 -9 0	5 -2 5	1- 1 0 - 4		-ю -5

Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без крепле­ ния допускается в грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод и глубине выемки не более:

•1 м — в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах;

•1,25 м — в супесчаных и суглинистых грунтах;

•1,5 м — в глинистых грунтах;

•2 м — в особо плотных грунтах, требующих для разработки приме­ нения ломов, кирок.

Diaea 3. Земляные работы

57

						Таблица 3.4
	Углы естественного откоса грунтов_______________
Г р у н т		О тносительная влаж ность грунта
		Сухой	Влаж ный			М окры й
	Гра д у­ О тношение		Граду­	Отношение Граду­ О тнош ение
	с ы	в ы со т ы к	с ы	в ы со ты к за­ с ы		в ы со т ы к
		заложению		ложению		залож ению
Галька	35	1:1,5	45	1:1	25	1:2,25
Гравий	40	1:1,25	40	1:1,25	35	1:1,5
Глина жирная	45	1:1	35	1:1,5	15	1:3,75
Грунт насыпной	35	1:1,5	45	1:1	27	1:2
Грунт растительный	40	1:1,25	35	1:1,5	25	1:2,25
Песок крупный	30	1:1,75	32	1:1,5	27	1 :2
Песок средний	28	1:2	35	1:1,5	25	1:2,25
Песок мелкий	25	1:2,25	30	1:1,75	20	1:2,75
Суглинок легкий	40	1:1,25	30	1:1,75	20	1:1,75
Суглинок, глина легкая	50	1:0,75	40	1:1,25	30	1:1,75

При большей глубине, для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок), разработку производят с откосами (табл. 3.5), крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению: h/a = 1/т (рис. 3.16, е), где т — коэффициент откоса.

Таблица 3.5

Наибольшая допускаемая крутизна откосов котлованов и траншей, выполняемых без крепления

Г р ун ты	При глубине вы емки, м
	д о З	д о 6
Насыпные, песчаные, гравелистые	1:1,25	1:1,5
Супесчаны е	1:0,67	• 1:1
Суглинистые	1:0,67	1:0,75
Глинистые	1:0,5	1:0,67
Лёссовы е	1:0,5	1:0,75
Скальные разборные	1:0,1	1:0,25
Скальные плотные	1:0,1	1:0,1

58	Технология строительного производства

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при кото­ ром грунт находится в состоянии предельного равновесия. На угол естественного откоса влияют угол внутреннего трения, сцепление и давление вышележащих слоев грунта. При отсутствии сцепления пре­ дельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.

В грунте, имеющем сцепление, угол естественного откоса изменя­ ется от максимальной величины в верхней части выемки или насыпи до минимальной — в нижней, приближаясь к углу внутреннего трения. В связи с этим откосы высоких насыпей и глубоких выемок устраивают с переменной крутизной, с более пологим очертанием внизу.

Строительными нормами и правилами установлены значения кру­ тизны откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты. Откосы насыпей постоянных

.сооружений делают более пологими, чем откосы выемок.

3.3. Подготовительные и вспомогательные

процессы

Подготовительные процессы, проводимые с целью подготовки тер­ ритории строительной площадки к работам, в общем случае вклю­ чают расчистку территории площадки, уплотнение грунта, отвод по­ верхностных и грунтовых вод, создание геодезической разбивочной основы.

При расчистке территории впервые осваиваемой площадки переса­ живают зеленые насаждения, если их используют в дальнейшем, защи­ щают их от повреждений, корчуют пни, очищают площадку от кустар­ ника, сносят ненужные строения, снимают плодородный слой почвы. Зеленые насаждения, не подлежащие вырубке или пересадке, обносят общей оградой.

Для травки и трелевки леса, расчистки площадки от кустарника и корчевки пней применяют бульдозеры, трелевочно-корчевальные ле­ бедки, кусторезы и другие машины (табл. 3.6).

Качественное уплотнение грунтов (табл. 3.7) достигается при их оптимальной влажности, определяемой в процентах по весу (брутто):

•для песчаных грунтов — 8-12;

•для супесчаных грунтов — 9-14;

•для суглинистых грунтов — 12-20;

•для пылеватых грунтов — 16-22;

•для глинистых грунтов — 20-25.

Diaea 3. Земляныеработы

59

		Таблица 3.6
Машины, применяемые на подготовительных работах
Р або та	М аш ины	Примечание
Валка и трелевка	Бульдозеры	Валка деревьев диаметром до 300 мм
леса		При больших диаметрах производят
		предварительную подрезку корней
		рыхлителями
	Трелевочно-корчевальные	Валка и транспортирование деревьев
	лебедки на тракторе С-60	диаметром до 700 мм
Корчевка пней	Бульдозеры	Пни диаметром до 300 мм
	Т релевочно-корчевальные	То же, до 700 мм
	лебедки на тракторе С-80
	Корчеватели-собиратели	Корчевка пней диаметром
	Д-210Б	до 450 мм с собиранием их в кучи
	Корчевальная машина М-6	и транспортированием за пределы площадки
Расчистка	Кусторез	Расчистка территории от кустарника
площадки	Д-174А	и мелких деревьев диаметром до 200 мм
от кустарника
Удаление корней	Бульдозер-рыхлитель;	Удаление мелких корней и пней.
и разрыхление	прицепной рыхлитель	Выкорчеванные пни, корни и срезанные
грунта	Д-162А	кустарники удаляют за пределы площадки
		корчевателями-собирателями Д-21 ОБ
		с широким отвалом

Таблица 3.7

Способы механического уплотнения грунтов___________

Г р у н ты	П рим ен яе м ы е маш ины
	и м еханизм ы
Связные	Кулачковые катки сдавлением
	1,5—1,6 мПа
Связные и	Ударны е плиты экскаваторов:
малосвязные	вес 15 кН
	(высота подъема 1 м)
	вес 15 кН
	(высота подъема 2 м)
	в е с2 0 к Н
	(высота подъема 1 м)
	вес 20 кН
	(высота подъема 2 м)
	вес 30 кН
	(высота подъема 1 м)

Наибольш ая	Чи сл о проходов
толщ ина слоя, см	или ударов
15-40	10-20
60	3-6
60	2 -4
75	3 -6
75	2 -4
100	3 -6

60

		Окончание табл. 3.7
С вязны е	ве сЗ О кН	100	2 - 4
	(высота подъема 2 м)
Связные	Ударнотрамбующие машины
и малосвязные	с молотом:
	вес 15 кН	100	1 -2
	в е с 7 к Н	50	1 -2
	в е с б к Н	50	2 -3
	Взрывны е трамбовки:
	вес 5 кН	3 0 -50	1 -6
	вес 15 кН	4 0 -8 0	4-6
	Вибратрамбующие машины	150-200	1 -2
	Взрывные трамбовки весом 1 кН	10 -15	20
	Пневматические трамбовки:
	вес 45 Н	10-15	15
	вес 85 Н	10 -15	20
Уплотняемые
в естественных
условиях

Закрепление грунтов осуществляется:

•песчаных с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут. — спосо­ бом двухрастворной силикатизации;

•лессовидных, залегающих выше уровня грунтовых вод, с коэффи­ циентом фильтрации от 0,1 до 2 м/сут. — способом однораствор­ ной силикатизации;

•трещиноватых скальных и гравелистых — способом цементации. Для временного закрепления водонасыщенных грунтов и устройства

противофильтрационных завес применяют метод искусственного замо­ раживания.

Силикатизация грунтов основана на цементирующей способности геля кремниевой кислоты, который выделяется при нагнетании в грунт силикатных растворов и, заполняя поры грунта, превращает его в проч­ ный водонепроницаемый массив.

При двухрастворном способе силикатизации применяют растворы жидкого стекла и хлористого кальция.

Концентрация жидкого стекла назначается по удельному весу (табл. 3.8) в зависимости от коэффициента фильтрации закрепляемого грунта.

Раствор хлористого кальция (CaClJ применяют с удельным весом 1,26-1,28 т/м3.

При однорастворном способе силикатизации применяют жидкое стекло с удельным весом 1,13 т/м3 и модулем 2,5-3,0.