Строительные технологии

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

§ 4. Рыхление и разработка мерзлых грунтов

Для рыхления мерзлого грунта механическим способом используются:

при разработке котлованов — машины ударного действия (динамические рыхлители), навесные (статические) рыхлители и землеройно-фрезерные машины, баровые машины для нарезки мерзлых грунтов на блоки;

при разработке траншей — машины ударного действия, дисковые экскаваторы и фрезерные машины, баровые машины, роторные и цепные экскаваторы со специальным рабочим оборудованием, а при небольших объемах — сменное рабочее оборудование на гидравлических экскаваторах (пневмомолоты и гидромолоты);

при планировке площадки — навесные (статические) рыхлители, машины ударного действия, а при малых объемах работ — сменное рабочее оборудование на гидравлических экскаваторах (пневмомолоты и гидромолоты).

            Разработка мерзлых грунтов машинами ударного действия. При разработке, котлована комплект машин может состоять из рыхлителя МНС-2 (машины непрерывного скола) и гидравлического экскаватора Э-3015А, оборудованного обратной лопатой с ковшом вместимостью 0,5 м3. Рабочие органы рыхлителя в виде двух клиньев при ударах по ним падающих грузов, двигающихся по направляющим, заглубляются в мерзлый грунт на глубину до 1,1 м, скалывая его. Ширина разрабатываемой полосы — от 1,5 до 3 м.

Имея задел разрыхленного грунта не менее чем на половину смены, включается в работу экскаватор, двигаясь вслед за машиной МНС-2 с постоянным интервалом, что исключает смерзание разрыхленного грунта.

            Грунт можно рыхлить дизель-молотом С-222 с клином, закрепленным на экскаваторе Э-652Б, с последующей разработкой грунта экскаватором, оборудованным прямой или обратной лопатой.

            При сравнительно небольших по объему котлованах и траншеях грунт рыхлят с помощью навесного оборудования одноковшовым экскаватором в виде молотов свободного падения. Молот может иметь форму шара, действующего по принципу дробления, или клина, скалывающего грунт.

Производительность экскаватора, работающего с клин- или шар-молотом, не превышает 60 м3 мерзлого грунта за смену. Недостатком рыхления грунтов этим способом является чрезмерный расход стальных канатов и повышенные нгжелательные динамические нагрузки на узлы экскаватора.

            В последние годы динамические рыхлители вытесняются гидромолотами (ГПМ-120, СП-71, СП-62 и др.), навешиваемыми в качестве сменного рабочего оборудования на гидравлические экскаваторы. Гидромолотами можно рыхлить не только мерзлые, но и скальные грунты, асфальтобетонные покрытия и т. п. Мерзлый грунт разрабатывается слоями толщиной 40...60 см при производительности от 5...6 до 20...25 м3/ч (в зависимости от типа гидромолота).

            Разработка мерзлых грунтов статическими рыхлителями. В последние годы стали применять сменное навесное оборудование ЭРМГ-1 и ЭРМГ-2 (экскаваторные рыхлители мерзлого грунта одностороннего и двухстороннего действия). Это гидравлические механизмы захватно-клещевого типа статического действия, которые впервые в практике

выполнения земляных работ позволили совместить операции по рыхлению мерзлого грунта с обычной экскавацией.

            Отсутствие ударно-динамических воздействий на грунт позволило использовать гидравлические экскаваторы ЭО-4121 с навесным оборудованием ЭРМГ-1 и ЭРМГ-2 в самых разнообразных условиях, практически охватывая всю номенклатуру земляных работ, специфичных для строительства в стесненных условиях, вблизи действующих подземных коммуникаций, наземных строений и предметов (деревья, столбы и т. п.). Опыт эксплуатации экскаваторов ЭО-4121 со сменным навесным оборудованием ЭРМГ-1 и ЭРМГ-2 показал их высокую эффективность не только при разработке мерзлых грунтов, но и на выполнении специальных работ: разрушении монолитных бетонных сооружений и асфальтобетонных дорожных покрытий, снятии и укладке дорожных плит, разборке конструкций старых зданий при сносе, выполнении погру-зочно-разгрузочных работ с длинномерными и другими грузами (бревна, трубы и т. д.) без применения дополнительных грузоподъемных средств.

В настоящее время на строительстве объектов используются мощные навесные тракторные рыхлители не только отечественного (на базе трактора ДЭТ-250М), но и зарубежного производства (фипмы «Катерпиллар», «Комацу» и др.) После освоения выпуска на Чебоксарском заводе промышленных тракторов с двигателем мощностью 370 кВт (Т-500) и более, оснащенных навесными статическими рыхлителями, этот способ рыхления мерзлых и трещиноватых скальных грунтов будет одним из преобладающих в строительстве.

            При перекрестных (под углом 60...90) проходках рыхлителя с расстоянием между смежными проходками с2 = (1,2... 1,5) сх глубина эффективного рыхления А> — = h3. Перекрестные проходки выполняются в тех случаях, когда размеры кусков при параллельных проходках превышают /д или не обеспечивается требуемая глубина эффективного рыхления.

Разработка мерзлых грунтов блоками заключается в том, что монолитность мерзлого грунта нарушается с помощью нарезки его на блоки (полосы) землеройными машинами ДФМ-ГПИ-50, ЭТ-352, БЭТУ, ЭР-4, ЭТН-251 или тракторами (Т-100, Т-130, «Беларусь» и др.), оборудованными дисковыми пилами или барами.

            Мелкоблочный метод разработки мерзлых грунтов целесообразен при устройстве небольших котлованов и траншей (вводов), при работе в стесненных условиях с погрузкой грунта в автотранспорт или укладкой в отвал. Для погрузки мерзлых блоков и разработки талого грунта применяют экскаваторы, оборудованные прямой лопатой с ковшом вместимостью 0,65 м3 и более.

            При глубине промерзания до 1,3 м траншеи и котлованы можно разрабатывать обратными лопатами с ковшом вместимостью 0,65 м3 и выше при условии нарезания полос через 0,4...0,5 м баровой машиной. При ширине траншеи до 2 м достаточно сделать только продольные прорези вдоль траншеи; при большей ширине выполняют и поперечные прорези под углом 30°, нарезая при этом блоки в виде ромбов. При рытье котлованов полная площадь разрабатывается несколькими торцовыми проходками.

            Крупноблочный метод рекомендуется для разработки небольших котлованов в мерзлых грунтах, а также вблизи зданий, когда недопустимо сотрясение грунта, неизбежное при ударном и виброударном рыхлении мерзлого грунта.

            При этом методе блоки массой 4... 10 т отрываются и сдвигаются от талого основания бульдозерами, затем погружаются кранами в самосвалы со снятым задним бортом. Отрыв блоков от талого грунта облегчается внецентренностью их строповки клещевыми захватами. Подъем блоков можно производить через несколько смен после нарезания щелей, поскольку разрыв между блоками не смерзается.

            Выемку разбивают на две захватки: на первой нарезают щели однобаровой машиной, на второй убирают краном блоки и подчищают бульдозером основание.

            Взрывной способ рыхления мерзлых грунтов наиболее эффективен при глубине промерзания свыше 0,8 м. Рыхление обычно ведется с использованием шпуровых и щелевых зарядов и, реже,— скважинных (при ппр > 2 м), котловых и мелкокамерных зарядов.

            Разрабатываемую выемку делят на захватки: на первой разрыхленный грунт разрабатывают экскаватором; на второй, где грунт также разрыхлен, работы согласно условиям безопасности не производят; на третьей ведут буровые и взрывные работы.

При обратной засыпке котлованов и траншей в зимнее время пазухи между стенками котлована и возведенными в нем фундаментами надо засыпать грунтом, содержащим мерзлых комьев не более 15 % общего объема засыпки; засыпать пазухи внутри зданий мерзлым грунтом запрещается.

            При прокладке трубопроводов траншею на 0,5 м выше трубы засыпают немерзлым (талым) грунтом. Верхнюю I часть траншеи можно засыпать мерзлым грунтом, не содержащим комьев разменами более 5... 10 см. Для засыпки траншей в пределах проездов с твердым покрытием применять мерзлый грунт нельзя.