Земляные сооружения характеризуются тем, что имеют горизонтальную привязку на местности, высотные отметки, размеры, величину временных или постоянных фунтовых откосов. К земляным сооружениям относятся: а) выемки – котлованы, траншеи, скважины, а также специальные сооружения: рудники, карьеры, каналы, шахты (угольные, ракетные); б) насыпи – плотины, дамбы, дорожное полотно; в) обратные засыпки – пазухи котлованов, засыпка траншей; г) спланированные площадки; д) технологические подсыпки – искусственные основания; е) усиленные естественные основания – уплотнением; уплотнением тяжелыми трамбовками; уплотнение замачиванием грунта; закрепление грунта химическими агентами.

Назначение комплекса строительных процессов – защитить строительную площадку и особенно находящиеся на ней котлованы, траншеи, подземные сооружения от затопления их поверхностными водами (дождевыми потоками, ручьями талой воды, аварийным сбросом водопровода, канализации или теплотрассы). Для этого в верхней части площадки устраивают приемную нагорную канаву типа дорожного кювета. Канава принимает текущую воду и отводит ее за пределы площадки.

Объемы земляных сооружений подсчитываются по рабочим чертежам и уточняются по натурным замерам в процессе производства работ. Объем земляного сооружения из-за общей сложности его конфигурации (рис. 2.8) не удается подсчитать «сразу». Поэтому сооружение разбивается на ряд отдельных объемов в виде элементарных геометрических фигур (призма, пирамида), объем которых вычисляется по известным простым математическим формулам....

Вид продукции. Грунт, разрыхленный до такой степени, что его может разрабатывать данный землеройный механизм, обеспечивая при этом расчетную производительность. Назначение. Производится рыхление грунтов III-IV групп для работы скрепера и бульдозера, а также грунтов II-XII групп для работы экскаватора. Без рыхления эти механизмы не могут разрабатывать указанные группы грунтов. Иногда для повышения производительности бульдозеров и скреперов и сокращения сроков производства земляных работ производят рыхление грунта II группы. Это актуально в тех случаях, когда нет возможности увеличить число работающих землеройных машин.

Выемка в грунте в проектном месте на местности и имеющая проектные параметры (привязки, отметки, размеры и т.п.). На этом этапе создается конечная продукция всего процесса возведения земсооружения: она сдается по акту, оплачивается и дает возможность вести следующие строительные процессы (устройство фундаментов и т.д.). Возможна также разработка грунта для последующего устройства из него насыпи. В этом случае данный процесс является промежуточным в технологической цепочке: разработка – транспорт – отсыпка – уплотнение. Здесь конечная продукция процесса формируется после процесса уплотнения грунта.

Вид продукции. Котлованы больших размеров, искусственные водоемы, углубление судоходного хода в русле реки, траншеи больших размеров (каналы), насыпи больших объемов (плотины, полотно дорог, набережные, стенки портов, трибуны стадионов), технологические подсыпки – искусственные основания (замыв больших оврагов, намыв промплощадок, городских территорий для строительства на слабых грунтах).

Вид продукции. Вертикальные цилиндрические выемки в грунте: шпуры – глубиной до 5,0 м и диаметром до 75 мм; при больших размерах – скважины. Назначение: - для геологических изысканий (скважины); - для устройства водяных скважин, в т. ч. и артезианских; - при устройстве свай (скважины); - для размещения рабочих «игл» инъекторов и эжекторов: тепловых, криогенных, инъекционных при оттаивании или замораживании грунта или его усилении (шпуры), откачке воды при водопонижении и т.п.; - для размещения зарядов ВВ при использовании взрывной технологии (шпуры и скважины); - для выявления подземных препятствий (шпуры).

При возведении земляных сооружений используют технологии выброса, дробления (рыхления), камуфлет. Вид продукции: а) при технологии выброса – котлованы больших объемов; траншеи большой протяженности; насыпи, плотины; котлованы в многолетнемерзлых грунтах (в вечной мерзлоте); б) при технологии дробления – рыхление слоя сезонно-мерзлых грунтов; рыхление плотных и скальных грунтов; в) при камуфлете – образование полостей в грунте (для камуфлетных свай, котловых зарядов и т.п.); г) сооружения в труднодоступных местах: насыпи на болотах (направленный выброс); рыхление трассы подводных траншей (дробление).

Вид продукции. Небольшие котлованы и траншеи глубиной до 3,0 м и размером по низу 1 – 1,5 м. Для устройства монолитных стаканных и ленточных фундаментов для зданий высотой до 5 этажей. Состав процесса. Динамическое вытрамбовывание котлована (траншеи) заданных проектных размеров с использованием стального штампа или трамбовки.

Экскаваторы. Их различают по количеству ковшей: - многоковшовые (цепные и роторные) непрерывного действия. Используются только для устройства траншей с откосами и без откосов; эффективны при большом объеме таких работ; - одноковшовые циклического действия. Они универсальны, т.е. пригодны для возведения различных типов выемок по глубине и размерам. Это основной вид землеройной техники при возведении объектов промышленного и гражданского строительства.

Скрепер – землеройно-транспортная машина, которая осуществляет весь комплект технологических операций: разработку грунта, транспортировку, отсыпку и разравнивание. Проще говоря, скрепер – это большой ковш на колесах, которому придается мощная энергетика (тягач).

Бульдозер – землеройно-транспортная машина, выполняющая разработку, транспорт, засыпку и разравнивание грунта. Однако при работе бульдозера в отличие от скрепера разработанный грунт перемещается не в ковше, а волочится по земле, толкаемый рабочим органом – ножом. От размеров ножа зависит объем толкаемого грунта (призма волочения), что, в свою очередь, определяет необходимую энергетику (мощность двигателя базовой машины).

Технология уплотнения уложенного грунта производится при устройстве насыпей, планировке площадок, выполнении обратных засыпок, устройстве оснований под полы. Сжимаемый грунт уплотняют для исключения просадок в будущем, что может привести к деформированию и разрушению опертых на грунт конструкций (отмосток, полов, дорожных покрытий и т.п.).

В естественном состоянии любые грунты I–IV групп имеют определенную влажность. При замерзании воды прочность грунта существенно возрастает (больше у глинистых грунтов, меньше у песчаных). Грунты переходят в категорию мёрзлых; для их успешной разработки требуются дополнительные затраты и специальные технологии. В настоящее время в зависимости от вида земляного сооружения, его объема, рода грунтов и заданных ограничений (по сроку или по стоимости) применяют следующие технологии (мероприятия).

Свая - это несущий элемент, вертикально расположенный в грунте, воспринимающий усилия от всех вышерасположенных конструкций и передающий эти усилия на грунтовое основание. Обычно сваи используются как элементы свайных фундаментов, но могут применяться и как самостоятельные конструкции в виде анкеров (винтовые сваи), отдельных опор (сваи-колонны), шпунтовых подпорных стенок.

Вид продукции: Погруженный в грунт элемент заданной несущей способности. Погружение ведется серией вертикальных ударов по голове сваи. Состав процесса: Доставка свай на объект; установка свай на погружающий агрегат; погружение свай в грунт до проектного «отказа». Материалы: Сваи железобетонные заводского изготовления. Сечение свай – квадратное, 300x300 мм. Используются также трубчатые сваи диаметром 400–800 мм. Длина свай составляет на объектах ПГС 5–16 м. При этом сваи длиной 12–16 м могут быть составными из двух элементов, соединяемыми в процессе погружения рабочими стыками (рис. 3.4).

Технология вибропогружения применяется для погружения висячих свай в слабые, водонасыщенные грунты. Погружение производят мощным вибратором – вибропогружателем, который через жестко закрепленный наголовник передает колебания на сваю, а она, в свою очередь, на грунт. В результате на границе свая – грунт выделяется свободная вода, действующая как смазка и значительно уменьшающая сопротивление грунта погружению сваи. Энергозатраты значительно ниже, чем при ударном погружении, сваю погружают до заданной отметки.

Свая погружается в грунт вертикальным статическим усилием, которое обеспечивается системой домкратов или лебедок. Для этого используются специальные сваепогружающие установки (СПУ). Основная проблема такой технологии – восприятие реактивного усилия при задавливании сваи, направленного вертикально вверх.

Винтовые сваи состоят из железобетонного или стального (труба) ствола и опорного винтового башмака из чугуна или железобетона. На объект элементы сваи доставляются отдельно и соединяются перед погружением. Погружение ведется агрегатами, создающими горизонтальный крутящий момент – кабестанами, которые выпускают на базе трактора или автомобиля.

При погружении свай зимой в сезоннопромерзающие грунты приходится выполнять дополнительные операции, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополнительных работ удается обходиться при погружении свай мощными механическими молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превышает 0,5–0,6 м, но при этом значительно увеличивается вероятность разрушения головы сваи. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним.

Перед началом работ на площадке необходимо обозначить все опасные зоны. В процессе забивки свай запрещено: - ремонтировать или смазывать копры и молоты; - оставлять на ферме копра, копровой стреле и других механизмах копра какие-либо предметы или инструменты; - извлекать поврежденные или отклонившиеся от проектного положения сваи с помощью копра; - запрещается находиться под работающим погружателем; - замер скорости погружения сваи производить с максимальными предосторожностями; - при разрушении головы забиваемой сваи следует прекратить работу; - работы по забивке свай с помощью копров или краном останавливают при скорости ветра 9,9 – 12,4 м/с. При этом копер следует предохранять от опрокидывания и перемещения, а молот или вибропогружатель опустить в крайнее положение.

Эти сваи устраиваются на месте путем бетонирования пробуренных в грунте скважин. Процесс трудоемкий, но здесь важно отметить, что по стоимости материала (монолитного железобетона) они на 70–100 % дешевле готовых забивных свай. Существуют два конструктивных решения набивных свай и соответственно две группы технологий их устройства.