Работы по подготовке объекта к строительству подразделяются на внеплощадочные и внутриплощадочные.
Внеплощадочные подготовительные работы включают прокладку:
- подъездных путей
- линий электропередач и телефонизации
- сетей водоснабжения, канализации, теплоснабжения и др.
Внутриплощадочные подготовительные работы включают:
- инженерно-геологические изыскания на площадке
- создание геодезической разбивочной основы
- расчистку территории
- снос строений
- планировку территории
- отвод поверхностных и грунтовых вод
- перекладку существующих и прокладку новых инженерных сетей
- устройство постоянных и временных дорог
- временное ограждение площадки
- обеспечение площадки энергией, водоснабжение
- обеспечение временными бытовыми помещениями
ОТВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД
Поверхностные воды отводят с помощью обвалования территории строительной площадки, или устройства водоотводных канав, с использованием рельефа местности (водоотвод ).
Для удаления воды из котлованов используют открытый водоотлив.
В этом случае при разработке дну котлована придается небольшой уклон к устраиваемому в самой низкой части приямку (зумпфу), из которого воду откачивают при помощи насосов. Наиболее удобными на строительстве считаются самовсасывающие диафрагмовые насосы, способные перекачивать грязную воду с глубины до 6 м.
Открытый водоотлив из котлована (а) и траншеи (б).
1 – дренажная канава; 2 – приямок (зумпф); 3 – пониженный уровень грунтовых вод; 4- дренажная пригрузка; 5 – насос; 6 – шпунтовое крепление; 7 – инвентарные распорки; 8 – всасывающий рукав с сеткой (фильтр), H – высота всасывания (до 5…6 м.).
При сильном обводнении строительной площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта применяют дренажные системы.
Это обычно открытые или закрытые траншеи глубокого заложения с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом (щебень, гравий, песок). Наиболее эффективные дренажи – с использованием перфорированных труб, которые укладываются на дно траншеи и засыпают сверху хорошо дренирующим материалом.
Устройство дренажей.
а – глубокого; б – закрытого подкюветного; 1 – глина; 2- дёрн; 3- крупный песок; 4 – мелкий щебень;
5 – крупный щебень; 6 – камень; 7 – керамическая или деревянная труба; 8 – водонепроницаемый грунт.
Трубы укладывают и засыпают крупным песком, гравием, щебнем, или другими дренирующими материалами. Диаметр труб принимают 125-300 мм.
В стыках труб оставляют зазоры. Уклон 0,003-0,005.
Более совершенным, но и более сложным методом борьбы с притоком грунтовых вод, является метод исскуственного понижения их уровня (водопонижение). Это достигается путем применения иглофильтровальных установок. Иглофильтровальные установки состоят из ряда стальных труб, с перфорацией в нижней части, погружаемых по периметру котлована или вдоль траншеи, которые объеденены общим коллектором и подключены к мощному насосу. Под действием создаваемого насосом разряжения грунтовые воды поступают в иглофильтры и по коллектору отводятся к водосбросу. При постоянной работе такой установки уровень грунтовых вод понижается до расчетной величины, необходимой для обеспечения возможности производства работ ниже уровня поверхности грунта и естественного горизонта грунтовых вод.
Установка ЛИУ.
1- иглофильтр, 2- гибкий шланг, 3- всасывающий водосборный коллектор, 4- центробежный насос,
5- электропривод, 6- колёсный ход насоса, 7- надфильтровая соединительная муфта, 8- наружная перфорированная труба, 9- внутренняя перфорированная труба, 10- бронзовая защитная сетка,
11- фильтрационная латунная сетка, 12- спиральная проволочная обмотка, 13- седло шарового клапана,
14- шаровой клапан, 15- наконечник наружной трубы.
Иглофильтровальные установки откачивают воду из вертикальных скважин, закладываемых по контуру осушаемой выемки или строящегося подземного сооружения, и отстоящих друг от друга на расстоянии 1,5-2 м. Глубина погружения иглофильтров должна быть ниже отметки заложения сооружения на 1-2 м.
Схема установки иглофильтров.
а- одноярусная установка на котловане, б- двухярусная установка, в- однорядная установка при узких траншеях, г- двурядная установка при широких траншеях, 1- всасывающий коллектор первого яруса,
2- всасывающий коллектор второго яруса, 3- иглофильтры первого яруса, 4- иглофильтры второго яруса,
5- насосы, 6- депрессионные кривые.
Глубина понижения уровня грунтовых вод иглофильтрами - 6-6,5 м.
Водопонижающая установка с эжекторными (вакуумными) иглофильтрами (типа ЭИ, ЭВВУ) предназначена для понижения уровня грунтовых вод одним ярусом до глубины 15-20 м. Работа установок заключается в отсасывании воды из грунта под действием вакуума, создаваемого в изолированном от атмосферы звене иглофильтра водопонижающей скважины.
Схема вакуумной установки.
В иглофильтр под давлением до 0,8 МПа подаётся вода. Во внутренней трубе иглофильтра расположен эжектор, к насадке которого, через отверстие, подаётся так называемая рабочая вода. Выходя из насадки, струя воды создаёт разряжение в окружающем кольцевом пространстве и подсасывает грунтовую воду из трубы иглофильтра. Грунтовая вода смешивается с рабочей водой и поступает наверх.
Способы искусственного закрепления грунтов.
Закрепление грунтов производится в целях повышения их прочности и устойчивости или придания им водонепроницаемости.
Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес или повышения несущей способности грунтовых оснований.
В зависимости от физико-механических свойств грунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления применяют следующие искусственные способы укрепления грунтов:
Замораживание грунтов - применяют в очень сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, по которым нагнетают специальную жидкость – рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлаждённой холодильной установкой до -20 - 25 градусов по Цельсию.
Охлаждающие трубы состоят из наружных труб, закрытых и заострённых снизу, и внутренних, вставленных в них и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в нижней части колонки переходит в наружную трубу, по которой поднимается вверх. Окружающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами и постепенно смерзается в сплошную стенку мёрзлого грунта, которая выполняет функцию временного ограждения выемки. Расстояние между колонками зависит от состояния грунта, условий производства работ и назначается от 1,5 до 3 м.
Цементация, битумизация, смолизация, силикатизация грунта заключается в инъецировании в грунт основания соответственно цементного раствора, горячих битумов, смол или жидкого стекла. Эти методы применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватых скальных пород.
Существует ещё достаточно много других способов закрепления грунта: термический, электрический, электрохимический и т.д.
Подготовка территории
Перед началом производства земляных работ на строительной площадке выполняется комплекс подготовительных работ: расчистка и освобождение полосы отвода от деревьев, кустарника, дернового покрова, пней, камней, валунов; устройство отвода поверхностных вод, при необходимости – рыхление поверхностного слоя грунта.
В случае если площадка была ранее застроена, должны быть произведены работы по разборке строений, подлежащих сносу, а также вынос всех инженерных сетей: водопровода, канализации, электросетей и т.д.