Закрытые методы разработки грунта, механизация работ При возведении сооружений, при ремонте и реконструкции (водопровод, канализация, водоотведение) прокладка и замена открытым способом подземных сетей очень трудоемкая работа. Прокладка открытым способом коммуникаций под трамвайными и железнодорожными путями, улицами города с интенсивным движением практически исключена. В последние годы при прокладке коммуникаций стали широко использовать бестраншейные закрытые методы разработки грунтов. Использование закрытых способов существенно уменьшает объем работ и дает возможность выполнять строительные работы в зимних условиях исключить позволяет ручные работы. Широкое использование во время ремонта и реконструкции зданий и сооружений нашли закрытые (бестраншейные) варианты прокладки коммуникаций. Их используют при необходимости прокладывания подземных коммуникаций под полотном существующих дорог, зданиями и сооружениями, а в некоторых случаях и под реками. Закрытый способ позволяет: исключить ручной труд при разработках и анализе грунта в местах пересечения коммуникаций; не проводить работы с креплением траншей; сократить работы по транспортировке грунта, время выполнения работ, и максимально механизировать процесс. К основным способам относятся: прокол, бурение, щитовая проходка, вибро вакуумный и гидромеханический способы. Метод прокола предусматривает образование отверстий, используя радиальное уплотнение грунта во время вдавливании трубы в него наконечником конической формы. Наиболее распространенным является метод прокола трубы с использованием гидравлического домкратного оборудования. Для осуществления прокола отрывают котлован, в который устанавливают домкратное оборудование с секцией (длина рабочей трубы равна 6 м). В котловане укладывают трубу с коническим наконечником и втискивают ее в грунт на длину по ходу штока. Возвратив в начальное состояние шток, на его место вводят нажимной патрубок и повторяют процессы, пока не проведут прокалывание для всего кольца трубы. Далее вводят новое кольцо трубы, которое стесняют с уже вдавленной в грунт с помощью сварки. Повторяют все операции до окончания прокола необходимой длины. Проколом осуществляют прокладку труб в глинистых грунтах на расстояние до 60 м. В почвах, которые плохо уплотняются (песок, супесь), этот метод мало эффективен. Вибропрокол используют в песчаных грунтах. Основан метод на применении вибрационных установок для перемещения рабочей трубы за счет уменьшения трения от действия вибраторов на трубу и грунт. Метод продавливания используют для прокладки труб из стали, железобетонных коллекторов. Установка для механизации работ состоит из 200-300-тонных домкратов, имеющая ход поршня 15 см. Основан метод на последовательном сжатии в почву колец труб, разработке внутри трубы грунта и изъятии его через трубу, которая прокладывается шнековой установкой, или гидромеханическим методом. Грунт размывается внутри трубы водой с последующей откачкой пульпы насосом или удаляют желонками. Горизонтальное бурение используют для прокладки в различных грунтах (кроме скальных) стальных трубопроводов. Метод «щитовая проходка» осуществляют с помощью стального круглого щита. Сейчас разработаны щиты (Германия) диаметром 13 м. Режущая часть щита вдавливается с открытой вертикальной шахты в грунт домкратами, упирающимися в обкладку выработки. По мере удаления грунта и движения щита по периметру тоннеля устанавливают обкладку из железобетонных, металлических или керамических тюбингов. Потом за обкладку под давлением подают цементный раствор и выполняют зачеканку швов и устраивают основание из блоков. Вибровакуумный способ используют для прохождения скважины до 25 м. Диаметр труб, которые прокладывают составляет до 500 мм. Прохождение и извлечение грунта осуществляют с помощью вибровакуумного станка, который открытым концом заглубляется в почву. Во время строительства на слабых грунтах возникает необходимость в их почасовом или постоянном закреплении. Способы закрепления грунтов Предполагает закрепление грунтов комплекс действий, направленных на увеличение у оснований несущей способности. В результате осуществления такого процесса прочность грунта повышается, он становится не размываемым, а при определенных условиях и водонепроницаемым. Известны следующие варианты искусственного закрепления: силикатизация, цементация, битумизация, замораживание, электрический и электрохимический. Силикатизацию применяют для закрепления лессовых, просадочных и песчаных почв. Этот способ предусматривает следующие операции: очистку участка, приготовление раствора, погружение инъекторов, извлечения инъекторов и тампонаж скважин. Для закрепления хорошо дренирующих грунтов с большим коэффициентом фильтрации используют силикатизацию. Такой вариант процесса предусматривает нагнетание в грунт последовательно «жидкое стекло» вместе с хлористым кальцием СаС12. В результате образуется кремниевая кислота, которая при затвердевании связывает частицы грунта, создавая монолит. Слабодренирующие грунты закрепляют, применяя закрепление грунта, которое предусматривает нагнетание смеси силиката натрия и затвердника. Цементация и битумизация заключается в нагнетании в трещиновидные и крупнопористые (рыхлые) песчаные грунты, соответственно раствора или разогретого битума. В результате кальмотации, термопластичных и других процессов основа становится монолитной и водонепроницаемой. Процесс цементации предусматривает: расчистка поверхности, под которой осуществляют закрепление, бурение скважин, их продувки и промывки, установки инъекторов, гидравлическое опробование скважин (определяют степень водо поглощения), нагнетание тампонажного раствора, извлечение инъекторов. Раствор нагнетают следующими способами: гидравлическим, используя насосы высокого давления (до 10 МПа), и пневматическим - компрессоры. В зависимости от диаметра пор и трещин в грунте применяют цементный раствор, который приготавливают с использованием шлаковых, пуццолановых, глиноземистых цементов марки не ниже 300. Электрическим методом закрепляют глинистые почвы. Суть его заключается в применении электроосмоса. Для этого пропускают через грунт электрический ток. Такой процесс обеспечивает уплотнение глины, ее осушения и потерю способности к увеличению объема. Электрохимический способ отличается тем, что одновременно с воздействием электрического тока через трубу, которая представляет собой катод, в грунт вводят химические добавки. В результате процесс закрепления грунта интенсифицируется. Замораживание грунтов предусматривает создание прочного водонепроницаемого ограждения из замороженного грунта, что исключает проникновение грунтовых вод и водонасыщенных грунтов в котлован, траншею или забой. Применяют такой метод в почвах с высокой степенью водонасыщения (с большими скоростями фильтрации грунтовых вод). Для выполнения процесса замораживания по периметру котлована бурят скважины и устанавливают охлаждающие колонки из труб, соединенные трубопроводом, по которому циркулирует хлористый кальций. Раствор охлаждают на замораживаемой станции и насосом по трубам распределяют по колонкам, в которых он поднимается под давлением вверх по зазору между питательной трубой и замораживаемой колонкой. Происходит при этом теплообмен - забор тепла из грунта, в результате чего он замерзает концентрическими кругами, образуя замороженный грунт в виде цилиндра. В процессе дальнейшего замораживания объем цилиндров увеличивается. Использование того или иного метода зависит от типа, состояния, механических свойств грунта и необходимой прочности закрепления.

на главную...