Виды земляных сооружений

Результатом разработки грунта является земляное сооружение, представляющее собой инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое на поверхности грунта. Грунт представляет собой естественную среду, в которой размещается подземная часть зданий и сооружений.

Грунтами в строительстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры и представляющие собой главным образом рыхлые и скальные породы.

Виды грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотненные грунты.

При выборе методов производства земляных работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, сложность (трудоемкость) разработки.

В зависимости от этих характеристик грунты в строительстве рассматривают с точки зрения:

- пригодности в качестве оснований различных зданий и сооружений и размера допускаемой на них нагрузки;

- возможности их использования в качестве постоянных сооружений, т. е. как материала для устройства насыпей и выемок;

- целесообразности или возможности применения того или иного метода разработки грунтов.

Земляные сооружения разделяют:

- по отношению к поверхности грунта - выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки;

- по сроку службы - постоянные и временные;

- по функциональному назначению -котлованы, траншеи, ямы, скважины, отвалы, плотины, дамбы, дорожные полотна, туннели, планировочные площадки, выработки;

- по геометрическим параметрам и пространственной форме - глубокие, мелкие, протяженные, сосредоточенные, простые, сложные и т.п.

К постоянным относят сооружения, предназначенные для долгосрочной эксплуатации - земляные плотины, каналы, полотно рельсовых и безрельсовых дорог, выемки и насыпи, возводимые при планировке.

К временным земляным сооружениям относят выемки, отрываемые при возведении фундаментов жилых и промышленных зданий, мостов, плотин, траншеи для прокладки водопроводных, канализационных, газовых и других сетей, насыпи для временных дорог и запруд. Каждое земляное сооружение должно быть устойчивым, прочным и защищенным от размыва водой.

Выемки шириной более 3 м называют котлованами, более узкие выемки для ленточных фундаментов или сетей коммуникаций — траншеями, выемки под отдельно стоящие фундаменты или столбы — ямами. Эти сооружения имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки. Выемки, разрабатываемые для добычи недостающего для строительства грунта, называют резервами; насыпи, в которые осуществляют отсыпку излишнего грунта, - кавальерами или отвалами. Места для отсыпки строительного и другого мусора называют свалками, аместа, где осуществляют разработку песка, щебня и других строительных материалов — карьерами. Выемки, закрытые с поверхности земли и устраиваемые для прокладки транспортных и коммуникационных туннелей называют подземными выработками. Выемки имеют дно и наклонные откосы, после устройства подземных сооружений (или подземной части сооружений) выполняется обратная засыпка пазух - заполнение грунтом пространства между сооружением и откосами котлована.

В процессе проектирования технологической карты на земляные работы последовательно решаются следующие задачи:

- изучаются отметки планировки и рельефа, уклоны, форму и привязку котлованов под сооружение, грунтовые условия;

- определяются объемы грунта при вертикальной планировке и отрывке котлована;

- составляется сводный баланс грунта на площадке;

- определяется средняя дальность перемещения грунта, составляется схема перемещения грунта на площадке;

- назначаются и обосновываются способы разработки, перемещения и уплотнения грунта;

- выбирается комплект машин и технологические схемы разработки, перемещения и укладки грунта при вертикальной планировке площадки;

- выбирается механизм для разработки грунта в котловане и транспортные средства для вывоза лишнего грунта из котлована;

- разрабатывается технологическая карту на отрывку котлована;

- составляется календарный график работ на строительной площадке;

- проводятся исследования для разработки предложений по совершенствованию технологии земляных работ

Особенность разработки грунта в мерзлом состоянии заключается в том, что при замерзании грунта механическая прочность его возрастает, а разработка затрудняется. Вода, с которой много неприятностей в теплое время года, в замерзшем состоянии становится союзником строителей.

Процессы возведения земляных сооружений систематически контролируют, проверяя:

- положение выемок и насыпей в пространстве (в плане и высотное);

- геометрические размеры земляных сооружений;

- свойства грунтов, залегающих в основании сооружений;

- свойства грунтов, используемых для устройства насыпных сооружений;

качество укладки грунта в насыпи и обратные засыпки (характеристики уложенных и уплотненных грунтов).

Постоянный контроль за качеством производства работ осуществляют инженерно-технические работники, операционный контроль производят с привлечением представителей геодезической службы и строительной лаборатории.

Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ.

Земляное сооружение - выемку или насыпь - можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета характерных земляных сооружений приводятся в справочниках по земляным работам. При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов, либо пользуются приближенными методами подсчетов. При производстве и подсчете объемов работ отметки поверхности имеют следующие наименования:

красная - проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение;

черная - фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ;

рабочая - это разность между красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли, рабочие отметки определяют глубину выемки или насыпи. Основными исходными документами для подсчета объемов земляных работ служат продольные и поперечные профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.

Объем котлована с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырех сторон, определяется, например, по преобразованной формуле: V = (Н/6) (аb + cd + (а + с)(b + d)), где Н - глубина котлована;

а и b - соответственно ширина и длина котлована по дну; с и d - то же, поверху.

Общий объем земляных работ при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.

7.Монтаж подземной части здания является частью работ нулевого цикла.
В состав работ нулевого цикла входят:

• отрывка котлована с зачисткой основания под фундаменты;
• водоотвод и водопонижение;
• подготовительные работы к монтажу подземной части здания — устройство усиленного основания под самоходный кран;
• разбивка осей фундаментов в вырытом котловане;
• монтаж подземной части здания, включая фундаменты, фундаментные балки, стены подвалов;
• прокладка подземных коммуникаций водопровода, канализации, газопровода, теплосети, водостока, дренажа, телефонной канализации, электрокабелей;
• устройство бетонной подготовки под полы;
• монтаж перекрытия над подземной частью здания;
• гидроизоляция фундаментов и стен подвала;
• обратная засыпка пазух с уплотнением;
• подготовительные работы к монтажу надземной части здания — укладка подкрановых путей на усиленное основание и монтаж башенного крана.

Работы нулевого цикла базируются на технологиях переработки грунта и устройства земляных сооружений различных типов, форм и расположения по отношению к дневной поверхности. Работы нулевого цикла считаются завершенными после возведения подземной части здания со всеми необходимыми вводами в него, обеспечивающими без дальнейших разрытии строительство надземной части здания и ввод его в эксплуатацию. Стоимость работ нулевого цикла в среднем составляет до 20% общей стоимости строительства, а трудозатраты — до 30% общих трудозатрат.

Монтаж подземной части здания, включая фундаменты, фундаментные балки, стены подвалов;

Фундаменты стаканного типа. После подготовки основания размечают оси фундаментов, которые выносят на обноску с последующей разметкой осей на месте установки фундаментов. Для этого на обноске натягивают осевые струны и с помощью отвесов переносят точки их пересечения на дно котлованов и траншей.

Разметка положения фундаментов стаканного типа:
1— главные оси здания; 2 — обноска; 3 — гвозди, показывающие положение осей; 4 — шаблон; 5 — колышки, штыри

Во всех каркасных зданиях фундаменты стаканного типа имеют отрицательную отметку верхнего обреза — 0,15 м, что позволяет в удобное время устраивать бетонную подготовку под полы, а значит в полном объеме завершать работы нулевого цикла.

Фундаменты ленточного типа — блоки-подушки. Сборные ленточные фундаменты состоят из блоков двух типов, блоков-подушек, укладываемых в основание фундаментов и стеновых блоков, которые являются стенами подземной части зданий.

Разметка положения фундаментных подушек: 1 — обноска; 2 — торцевые фундаментные подушки; 3 — причалка

Монтаж блоков стен подвала. Раскладку фундаментных подушек и блоков стен подвала осуществляют в соответствии с технологической картой, по приведенной в ней схеме раскладки блоков, учитывающей необходимость оставления отверстий и проходов между ними для ввода через фундаменты в здание трубопроводов и кабелей. До начала монтажа стеновых фундаментных блоков на ленте фундаментных подушек размечают продольные и поперечные оси, используя для этих целей проволочные оси с обноски. По всей плоскости фундаментов, выровненной раствором и приведенной в горизонтальное положение, укладывают 1...2 слоя гидроизоляции. При наличии подвальных этажей устраивают вертикальную гидроизоляцию и проводят мероприятия по утеплению их стен в соответствии с данными проекта. Монтаж перекрытия над подвалом начинают после установки перегородок, устройства вводов и выпусков подземных коммуникаций.

Особенности монтажа подземной части здания. Для монтажа подземной части здания могут быть использованы пневмоколесные, автомобильные, гусеничные краны, краны-нулевики и башенные краны, запроектированные для возведения надземной части здания.

Основные особенности работ:

• увязка с земляными работами — монтажный кран или спускают в котлован и для него устраивают въездной пандус или для крана оставляют достаточно широкую полосу для перемещения по кромке котлована;
• тщательность обратной засыпки грунта и послойного уплотнения, так как необходимо гарантировать устойчивость подкрановых путей, которые часто располагают и в зоне обратной засыпки грунта.