Водопонижение с вакуумированием.
Для осушения мелкозернистых грунтов, плохо отдающих воду, применяют иглофильтровые установки с вакуумированием. При работе они создают в приемном звене иглофильтра вакуум 40-60 Па, под воздействием которого вода более интенсивно поступает в иглофильтр.
Водопонижение с электроосмосом.
Под воздействием тока содержащаяся в порах грунта вода перемещается от положительного электрода к отрицательному. В качестве отрицательных электродов используют иглофильтры, которыми и удаляется поступающая в них вода; в качестве положительных электродов – стержни из арматурной стали или газовые трубы.
Выбор методов производства работ.
Для создания необходимых условий бесперебойного ритма хода работ по прокладке трубопроводов, необходимо вначале изучить техническую документацию (план, профиль трубопровода). До начала подготовительных работ обследовать трассу трубопровода на местности, ознакомиться с местными условиями производства работ и уточнить местоположение и характер скрытых препятствий, пересечение с существующими коммуникациями, автомобильными и железными дорогами, которые потребуют выполнение специальных мероприятий.
Исходя из принятых методов ведения работ, подсчитываются объемы работ, типы и число землеройных механизмов и кранового оборудования и составляется ППР, в соответствии с которым уточняется первоначальная стоимость строительства.
На участке от К1 до К14 земляные работы вести экскаватором с отвалом грунта на левую сторону. Лишний грунт, вытесненный трубопроводом и колодцами, отвозить за пределы территории строительства. Монтаж трубопровода и колодцев вести с правой стороны трассы.
При пересечении строящегося трубопровода с существующими коммуникациями, земляные работы выполнять вручную в присутствии представителя эксплуатирующей организации.
Подсчет объемов работ.
Объемы работ и материалов при строительстве канализационных и водопроводных сооружений подсчитываются по технической части проекта и типовым чертежам в соответствии с принятыми способами производства работ. Это необходимо для определения сметной стоимости строительства и трудовых затрат, необходимых для составления производственной калькуляции и календарного плана.
Объемы земляных работ для линейных сооружений (траншей) определяем по продольным профилям технической части проекта, исходя из конкретных геологических и гидрогеологических условий. На профилях в местах устройства колодцев и камер указывается глубина заложения трубопровода, в соответствии с которой принимается глубина траншеи (с учетом толщины стенки трубы и искусственного основания).
Размер и масса труб приняты по справочнику [1]. В табл. 1 приведены расчеты глубины разработки траншеи в местах устройства колодцев. Поперечное сечение траншеи представлено на рис.2.
Таблица 1.Определение глубины разработки траншеи.
| № колодца | Глубина заложения лотка, м | Толщина стенки трубы, м | Толщина основания, м | Глубина траншеи, м |
| К1 | 3,03 | 0,06 | 3,09 | |
| К2 | 3,35 | 0,06 | 3,41 | |
| К3 | 3,06 | 0,06 | 3,12 | |
| К4 | 3,41 | 0,06 | 3,47 | |
| К5 | 3,64 | 0,06 | 3,7 | |
| К6 | 3,28 | 0,06 | 3,34 | |
| К7 | 3,78 | 0,06 | 3,84 | |
| К8 | 3,46 | 0,06 | 3,52 | |
| К9 | 3,56 | 0,06 | 3,62 | |
| К10 | 3,27 | 0,06 | 3,33 | |
| К11 | 2,91 | 0,06 | 2,97 | |
| К12 | 2,75 | 0,06 | 2,81 | |
| К13 | 2,72 | 0,06 | 2,78 | |
| К14 | 3,25 | 0,06 | 3,31 |
Рисунок 2. Общий вид траншеи с уложенным трубопроводом.
При разработке траншей с откосами (рис. 3) в однородных грунтах, объем разрабатываемого грунта подсчитывается по следующим формулам:
где Vгр – объем земляных работ между соседними колодцами;
Рисунок 3. Траншея с откосами (участок трассы между колодцами).
м3 или 
, м3;
где Vгр – объем земляных работ между соседними колодцами, м3;
- площадь поперечного сечения в К1, м2;
- площадь поперечного сечения в К2, м2;
Fср – средняя площадь поперечного сечения, м2;
L - расстояние между соседними колодцами, м.
Ширина траншеи по дну в грунтах естественной влажности принимается в зависимости от материала трубопровода, наружного диаметра Dн и способов его укладки по табл. 39.1 [1]. Крутизна откосов траншей, устраиваемых без креплений в грунтах, находящихся выше уровня подземных вод (с учетом капилляр. поднятия), принимается по табл. 39.2 [1].
Определим ширину траншеи по дну:
- для железобетонных труб диаметром 500 мм на участке К1-К7:
а = Dн + 1,0 = 0,62 + 1,0 = 1,62 м.
- для железобетонных труб диаметром 600 мм на участке К7-К14:
а = Dн + 1,0 = 0,72 + 1,0 = 1,72 м.
Ширина траншеи по верху определяется по формуле: в = а +2mh, м,
где h – глубина траншеи, в месте расположения колодца, м;
m – коэффициент заложения откоса, табл. 39.2 [1].
Земляные работы по своему характеру, объему и трудоемкости представляют собой сложный и разнообразный комплекс производственных процессов, способы выполнения, которых между собой резко отличаются. Так, например, разработка траншей, как правило, производится экскаватором, а подчистка дна траншей под отметку, рытье приямков для стыковых соединений, отрывка водосборных канавок, оснований под колодцы, а также разработка грунта в местах пересечений с существующими коммуникациями выполняется вручную. Поэтому при подсчете объемов земляных работ их необходимо определять по каждому виду в отдельности.
Объем ручной подчистки основания траншеи определяется из расчета толщины выравниваемого слоя, принимаемого 0,1 ÷ 0,3 м. На рис.4 представлен поперечный разрез траншеи с указанием размеров для определения объема подчистки.
Рисунок 4. Поперечник для определения объема ручной подчистки основания траншеи.
Объем подчистки вычисляется по формуле:
, м3
где а – ширина траншеи по низу, м;
hпод – глубина подчистки, в данном проекте принята 0,1 м;
L – длина участка, м;
с – ширина траншеи по верху подчистки, м, определяется по формуле:
с = а + 2·m·hпод.
Результаты вычислений объемов разрабатываемого грунта представлены в таблице 2.
Таблица 2. Объем разработки грунта по участкам трассы коллектора.
Непосредственно перед началом монтажа трубопровода должны быть отрыты приямки, необходимые для заделки стыкового соединения. Размеры приямков зависит от материала, наружного диаметра и вида стыкового соединения труб. Размеры приямков принимается по табл. 39.3 [1].
В данном проекте приняты следующие размеры приямков:
- для железобетонных раструбных труб диаметром 500 мм: длина – 0,5 м, ширина Dо + 0,5 = 0,79 + 0,5 = 1,29 м (Dо - наружный размер раструба, 790 мм), глубина 0,2 м;
- для железобетонных раструбных труб диаметром 600 мм: длина – 1,0 м, ширина Dо + 0,5 = 0,89 + 0,5 = 1,39 м (Dо - наружный размер раструба, 890 мм ), глубина 0,3 м;
Число приямков на расчетном участке зависит от расстояния между стенками смежных колодцев или камер (Lтр) и длины укладываемых труб (тр):
, число приямков.
Объем земляных работ по рытью приямков на расчетном участке определяется по формуле:
, м3
где V1пр – объем одного приямка, м3.
Результаты вычислений представлены в табл. 3.
Таблица 3. Объем разработки грунта при отрывке приямков.
Объем грунта, необходимый для обратной засыпки траншеи, определяется с учетом объема грунта, вытесненного построенными сооружениями (трубопроводы, колодцы, искусственное основание и т.д.) и коэффициентом остаточного разрыхления грунта:
где Vтр – объем грунта, вытесненного трубопроводом, м3;
Vкол – объем грунта, вытесненного колодцами, м3;
Vдн. – объем грунта вытесненный днищами колодцев, м3;
Vи.о. – объем грунта вытесненный искусственным основанием, м3.
Рисунок 4. Разрез канализационного колодца.
Объем грунта, вытесненный трубопроводом, определяется по формуле:
где Dн.тр. – наружный диаметр укладываемого трубопровода, м;
Lдр. – длина укладываемого трубопровода, м;
К1 – коэффициент, учитывающий увеличение объема в местах соединения труб (раструбы или муфты), принимается равным 1,05.
Объем грунта, вытесненного одним колодцем, определяем по формуле:
где Dн.кол. – наружный диаметр колодца, м;
hл – глубина от поверхности земли до низа трубопровода, м.
Объем грунта, вытесненный днищем одного колодца, определяется по формуле:
где Dдн. – диаметр днища, м;
hдн. – толщина днища, м.
Результаты расчёта объёмов грунта, вытесненного сооружениями, представлены в таблице 4:
Таблица 4. Объем грунта, вытесненного сооружениями.
Объем искусственного щебеночного основания принят равным объему подчистки дна траншеи – 123,29 м3.
В результате расчета, общий объем грунта, вытесненного при строительстве коллектора, равен:
Объем грунта, необходимый для обратной засыпки траншеи, определяется по формуле:
где Vобщ. – общий объем грунта, м3;
Кост.р. – коэффициент остаточного разрыхления.
где Vмех. – механизированная разработка грунта экскаватором, м3;
Vруч. – объем ручной разработки, м3.
, м3.
где Vтр1 – объем траншеи, принимается по табл.1 и не включает объем приямков, водосборной канавки и ручной доработки грунта в местах устройства колодцев, м3;
Vпод. – объем ручной подчистки дна траншеи, принимается по таблице 2, м3.
, м3
Vмех. = 11236,44 – 123,28 = 11113,16 м3.
Vруч. = 123,28 + 37,7 +4,67= 165,65 м3.
По примерным расчетам и практическим данным объем разработки грунта, связанного с устройством колодцев, с углублением и уширением траншей рекомендуется увеличивать на 2%. Поэтому объем механизированной разработки грунта составит 11113,16 м3.
Общий объем разработки грунта составит:
Vобщ = 11113,16 + 165,65 = 11278,81 м3.
Тогда объем обратной засыпки будет равен:
Vзас. = (11278,81 – 489,25) / 1,05 = 10275,77 м3.
Излишки грунта, образующиеся при строительстве коллектора, вывозятся с трассы в отведенные для отвала места.
Объем грунта, отвозимого автотранспортом, определяется как разность между общим объемом разработки и объемом обратной засыпки:
Vотв = Vобщ. - Vзас = 11278,81 – 10275,77 = 1003,04 м3.
Результаты расчетов приведены в сводной ведомости земляных работ табл. 5.
Таблица 5. Сводная ведомость объемов разработки грунта.
| Общий объем, м3 | Объем механизированных работ, м3 | Объем ручных работ, м3 | Подчистка основания, м3 | Рытье приямков, м3 | Разработка под днище колодцев, м3 | Объем отвозки грунта, м3 | Объем обратной засыпки, м3 |
| 10275,77 | 11113,16 | 165,65 | 123,28 | 37,70 | 4,67 | 1003,04 | 10275,77 |
Библиографический список.
1. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации/ А.К. Перешивкин, А.А. Александров, Е.Д. Булынин и др.; Под ред. А.К. Перешивкина. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 653 с.: ил. – (Справочник строителя).
2. ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1988. – 224 с.
3. СНиП IV – 3 – 82. Приложение. Сборник норм для определения сметной стоимости эксплуатации строительных машин/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1984. – 80 с.
4. ЕНиР. Сборник Е9. Сооружение систем теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения и канализации. Вып. 2. Наружные сети и сооружения/Госстрой СССР. – М.: Прейскурантиздат, 1988. – 96 с.
5. Королевский С. С. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по технологии строительного производства. – Куйбышев, 1985. – 44 с.
6. Земляные работы. Метод. указания к выполнению курсового и дипломного проектов для студентов специальности 2908 / Сост. Ю. Ф. Горбунов, В. А. Зайко. – Самара, 1992. – 36 с.