IV. 4. Підготовчі та допоміжні роботи

Безпосередньо перед виконанням основних робіт, що містять розпушу­вання, розроблення та транспортування грунту, відсипання його та ущіль­нення, підчищання дна та опорядження укосів виїмки та насипів, треба виконати ряд підготовчих робіт: очищення території, зняття рослин­ного шару грунту, відведення поверхневих вод, геодезичне розбивання, улаштування шляхів, освітлення тощо. У процесі виконання земляних робіт проводять допоміжні роботи з водовідливу, водозниження, штуч­ного закріплення ґрунтів, захищення виїмок від ґрунтових вод, улашту­вання кріплень виїмок і т. ін.

Зняття рослинного шару. Будівельні організації під час підготовки територій до будівельних робіт повинні зняти рослинний шар грунту з метою його подальшого використання для благоустрою територій. Витрати на виконання цих робіт входять у вартість об'єктів будів­ництва.

Рослинний шар ґрунту, що містить у собі значну кількість органічних домішок, знімають за допомогою бульдозерів, грейдерів та скреперів.

Бульдозером зрізують та переміщують грунт, укладаючи його в проміжні валки, які підгортають для завантаження у автосамоскиди екскаватором чи тракторним навантажувачем. Грейдером ґрунт зрізують та зсувають убік. Під час наступних проходок збільшений об'єм ґрунту переміщують ще далі, утворюючи поздовжній валик грунту, який потім підгортають бульдозером. Скреперами рослинний шар ґрунту після виїмки переміщують у тимчасові відвали чи вивозять та укладають шаром потрібної товщини на площах, які підлягають рекультивації.

Геодезичний контроль при улаштуванні виїмок. Розбивання виїмки (наприклад, котловану) починають з виносу та закріплення в натурі основних осей будівлі відповідно до робочих креслень.

Навколо майбутньої виїмки поза її габаритами влаштовують огорожу (суцільну чи з розривами) із стовпчиків, до яких із зовнішнього боку прибивають горизонтальні дошки 25...ЗО см завширшки й 5 см завтовшки. Верхню грань дощок установлюють за нівеліром. Кінці стовпчиків зрі-

зують урівень з верхнім ребром дошки. На огорожу переносять за до­помогою теодоліта основні розбивні осі і закріплюють їх цвяхами. Між протилежними дошками огорожі по позначених точках натягують дріт (вісь). Опускаючи з перетину осей висок, визначають потрібну точку на дні котловану. Контролювати точність виїмки грунту з котловану можна за допомогою візирок (рис. IV. 1). Розміри котловану зверху та знизу позначають добре видимими кілочками. Для пропускання машин під час розроблення котловану в огорожі влаштовують розриви.

Розробляючи грунт у виїмках простої конфігурації, огорожу можна не влаштовувати. Габарити виїмки в цьому разі фіксують за допомогою геодезичних інструментів і встановленням кілочків по всіх кутах та в певних точках. Лише після закінчення улаштування виїмки приступають до розбивання осей будівлі чи споруди з улаштуванням огорожі.

Відведення поверхневих вод, відкритий водовідлив та водозни­ження. Навколо майбутньої виїмки чи тільки з підвищеного боку влаш­товують водовідвідні канави так, щоб вода, яка надходить до них, відво­дилась у знижені точки місцевості. У разі потреби стінки канав закріп­люють камінням, дерном тощо.

9---- Г/ Пі

 

- виїмка стовп; 7

Рис. IV. 1. Схема розбивання виїмки та контроль глибини за допомогою візирок: а — план виїмки (котловану); б — елемент огорожі; в — контроль глибини за умови, що рівень верху дощок огорожі відповідає рівню підлоги першого поверху; г — те саме, за умови, що рівні верху дощок огорожі та підлоги першого поверху різняться висотою, кратною 0,5 м; / — виїмка; 2 — споруда; 3 — огорожа; 4 — створні знаки; 5 — основні

розбивні осі; 6

цвях; 8 — поздовжня дошка

з--"

Відкритий водовідлив здійснюють в щільних, добре дренувальних грунтах викачуванням води діафрагмовими, поршневими чи центробіж-ними насосами безпосередньо з виїмки під час розроблення грунту нижче рівня ґрунтових вод, а також після досягнення проектного рівня, на якому мають виконуватись роботи з улаштування фундаментів, укла­дання труб тощо.

Для збирання води дну виїмки надають незначного уклону в бік водозбірних приямків (зумпфів), які влаштовують у самій виїмці або поза нею. Стінки приямків закріплюють шпунтом чи дерев'яними ящи­ками без дна розміром 1 х 1 м, а на дно приямків насипають фільтрів­ний матеріал (щебінку чи гравій).

Відкритий водовідлив є найбільш простим та економічним способом водозниження, але має обмежене застосування внаслідок того, що у виїмці майже завжди є вода, яка утруднює виконання робіт та порушує природ­ну структуру основи виїмки. Тому переважно використовують складні­ший, але ефективніший метод боротьби з прибуттям ґрунтових вод — зниження їхнього рівня.

Для цього використовують легкі голкофільтрові установки, які дають змогу в разі їхнього одноярусного розташування знизити рівень ґрун­тових вод на 4...5 м, а двоярусного — на 7...9 м; ежекторні голкофіль­три, що забезпечують зниження рівня ґрунтових вод на 16...20 м, та свердловини з глибинними насосами, здатними викачувати воду ще з більших глибин.

Легкі голкофільтрові установки (ЛГУ) застосовують переваж­но для осушення піщаних ґрунтів з коефіцієнтом фільтрації 1,5...2 м/добу. До комплекту ЛГУ належать голкофільтри (до 100 шт.), водозбірний колектор діаметром 100...200 мм та два центробіжних насоси для за­безпечення безперебійної роботи установки, один із яких є резервним (рис. IV.2, а).

Голкофільтр — це труба діаметром 38 чи 50 мм, до 8,5 м завдовжки, на нижньому кінці якої прикріплена ланка фільтра (рис. IV.2, г), що складається з двох труб: внутрішньої — подовження загальної труби діаметром 38 мм - та зовнішньої діаметром 60 мм з рівномірно розпо­діленими отворами для пропускання води. Зовнішня труба по спіралі обмотана дротом діаметром 3 мм і покрита фільтраційною і захисною сітками. Ланка фільтра закінчується наконечником, у середині якого розміщені шаровий та кільцевий клапани.

Голкофільтри частіше за все занурюють у ґрунт гідравлічним спо­собом (рис. IV.2, в). Вода, що нагнітається по внутрішній трубі під тиском до 0,3 МПа, відштовхує шаровий клапан (кільцевий клапан у цей час піднімається й закриває проміжок між зовнішньою та внутріш­ньою трубами). Виходячи з наконечника, вода розмиває ґрунт навколо голкофільтра й виносить його частинки на поверхню (рис. IV.2, г). У разі похитування та при поворотах голкофільтр, підтримуваний кра­ном, легко занурюється у ґрунт під дією власної ваги.

Рмс. IV.2. Зниження рівня ґрунтових вод легкими і олкофільтровими установками: а — котлован з голкофільтрами, встановленими в один ярус; 6 — встановлення гол­кофільтрів у два яруси; в — гідравлічне занурення голкофільтра; г — ланка фільтра й схема роботи клапанів під час гідравлічного занурення голкофільтра; д — те са.ме, при викачуванні води; 1 — відцентровий насос; 2 —- засувка; З — колектор; 4 — голкофіль­три; 5 — підвідний трубопровід для води; в — насос; 7 — напірний рукав; 8 — хомут для ручного регулювання; 9 — приямок; 10 — всмоктувальний колектор; // — фільтра­ційна сітка; 12 — захисна сітка; 13 — сталева спіральна обмотка; 14 - зовнішня труба з отворами; 15 — внутрішня труба; 16 — кільцевий клапан; 17 — шаровий клапан; 18 — стопорний болт; 19 — наконечник; 20 — крива депресії при відкачуванні води з першого ярусу; 21 — те саме, з другого ярусу

Під час викачування води (рис. IV.2, д) внаслідок розрідження шаро­вий клапан спливає, а кільцевий опускається, відкриваючи шлях ґрунтовій воді, яка поступає через фільтраційну сітку та перфоровану трубу в голкофільтр і далі у колектор.

Голкофільтри встановлюють по периметру осушуваної виїмки (рис. IV.2, а) на відстані 0,5 м від бровки укосу. Якщо потрібно знизити рівень ґрунтових вод більш як на 4...5 м, голкофільтри монтують у два яруси (рис. IV.2, б). Проте при двоярусній установці значно збільшу­ється обсяг земляних робіт за рахунок улаштування ряду берм.

Установки з вакуумним водозниженням (УВВ) доцільно застосо­вувати, якщо коефіцієнт фільтрації становить від 1 до 0,01 м/добу. Суть вакуумного водозниження полягає в тому, що на відміну від водо­зниження легкими голкофільтрами, де ґрунтові води проникають у них тільки під дією сил ваги, а центробіжний насос створює в ґрунті додат­ковий позитивний надмірний тиск (рис. IV.З, а), у ланці фільтра вакуум­ного голкофільтра та в оточуючому ґрунті створюється та безперервно підтримується негативний надмірний тиск, тобто вакуум (рис. IV.З, б). Він сприяє відсмоктуванню з ґрунту гравітаційної та капілярної води.

Водоповітряна суміш надходить у голкофільтр і відкачується ваку­ум-насосом.

У глинистих водонасичених ґрунтах з коефіцієнтом фільтрації мен­ше ніж 0,1 м/добу, де звичайна голкофільтрова установка малоефектив­на, застосовують спосіб, заснований на явищі електроосмосу. Постійний струм, проходячи крізь глинисті ґрунти, призводить до переміщення води в порах ґрунту в бік негативного полюса. Суть цього способу полягає у тому, що між бровкою котловану та голкофільтрами заглиблюють труби діаметром 38 мм або стрижні з арматурної сталі. Після цього їх підклю­чають до позитивного полюса генератора напругою ЗО...60 В, а голкофіль­три — до його негативного полюса. Під дією електричного струму вода, що міститься у порах ґрунту, переміщується в бік голкофільтрів. Таким чином збільшується водовіддача глинистого ґрунту, внаслідок чого ви­тягується не тільки гравітаційна, а й капілярна вода.

Ежекторні голкофільтрові установки (ЕГУ) застосовують для зниження рівня ґрунтових вод з коефіцієнтом фільтрації 1...40 м/добу з глибини до 20 м (рис. IV.З, г).

Ежекторний голкофільтр (рис. IV.З, д) складається з двох колон надфільтрових труб діаметром 70 мм та внутрішньої труби діаметром 48 мм, до нижнього кінця якої прикріплено ежекторний пристрій — дифузор з насадкою.

Під час роботи установки в кільцевий простір між зовнішньою та внутрішньою колонами труб голкофільтра під тиском 0,6...1,0 МПа подають «робочу» воду, яка спрямовується у насадку. Біля виходу з насадки внаслідок різкого зростання швидкості руху «робочої» води створюється розрідження, під дією якого через прорізи всмоктується ґрунтова вода, що пройшла до цього через гофрований фільтр. Ґрунтові води біля входу у горловину змішуються з «робочою» водою і далі проходять крізь дифузор, піднімаються доверху, де виливаються через патрубок в бак.

Водознижувальні свердловини з глибинними насосами засто­совують для зниження рівня ґрунтових вод на глибину більш як 20 м, а також при глибині майже 20 м у разі великої товщини водоносного шару та тривалих термінів відкачування.

По периметру майбутньої виїмки пробурюють свердловини, в які опускають обсадні труби діаметром 90...400 мм, улаштовуючи піщано-

Рис. IV.3. Схеми голкофільтрових установок з вакуумним водозниженням, електроосушуванням грунту та ежекторним водопідйомом:

а — водозниження легкими голкофільтровими установками; б — вакуумне водозниження; в — голкофільтрова установка з електроосушуванням; г — водозниження за допомогою ежекторних голкофільтрів; д схема ежекторного голкофільтра; / - ланка фільтра; 2 — дзеркало ґрунтових вод після зниження їх голкофільтрами; З — відцентровий насос; 4 — епюра тиску при зниженні легкими голкофільтрами; 5 — те саме, при вакуумному водозниженні; 6 — вакуум-насос; 7 — сталева труба (анод); 8 - голкофільтр (ка­тод); 9 — дзеркало ґрунтових вод після електроосушення; 10 — низьконапірний насос; // - водовідвідний колектор; 12 - голкофільтрова труба; 13 - внутрішня труба з ежекторним пристроєм; 14 — дифузор; 15 — насадок; 16 — фільтрова оболонка з гофрованої сталевої оцинкованої стрічки, що має знижене ущільнення шва; 17 — вікно для пуску ґрунтової води; 18 - шаровий клапан; 19 — водоупор

гравійний фільтр заввишки 0,2...0,3 м. У кожен колодязь опускають насос із двигуном або артезіанські насоси, що мають довгий вал і електро­двигун, розміщений над устям свердловини.