Все о работе со специальными цементами.

Классификация, свойства, виды специальных цементов

Archive for Август, 2008

Охрана труда

До начала производства земляных работ необходимо установить точное размещение всех видов действующих подземных сетей. Вблизи них разработку грунта можно вести только с письменного разрешения организации, в чьем ведении находится тот или иной вид подземной сети. При этом особое внимание должно быть обращено на расположение электрокабелей, около которых разработка грунта должна выполняться под наблюдением производителя работ или мастера, а также представителя организации, эксплуатирующей кабельные сети. Разработку грунта ведут без применения ударных инструментов. Для предохранения подземных коммуникаций от повреждения при разработке грунта экскаваторами в странах Западной Европы и США применяют пластиковые ленты яркого цвета толщиной 0,15 и шириной 40 мм, которые укладывают над трубопроводами на половине глубины траншеи.
Если в области выемки обнаружены подземные сооружения, не указанные в проекте, земляные работы необходимо приостановить до выяснения их назначения. Нельзя вести земляные работы при появлении в выемках вредных газов.
Для спуска в котлованы и широкие траншеи необходимо устраивать стремянки шириной не менее 0,75 м, а спуск в узкие траншеи осуществлять по приставным лестницам. Котлованы или траншеи, разрабатываемые на городских улицах, площадях и территории эксплуатируемых кварталов, должны быть ограждены и иметь соответствующие надписи и знаки, а в ночное время сигнальное освещение. Разрабатываемый грунт в котлованах или траншеях отсыпают в насыпь не ближе 0,5 м от бровки выемки. В выемках не разрешается разработка грунта способом подкопа (подбоя).

Способы оттаивания мерзлого грунта

Оттаивание мерзлого грунта производят при небольших объемах земляных работ. В качестве теплоносителя применяют пар, горячую воду и электрический ток.
Оттаивание грунта паром ведут с помощью паровых игл, устанавливаемых в пробуренные скважины на площади будущего котлована рядами, в шахматном порядке с расстоянием между ними 1...1,5 м на глубину 0,8hпр, где hпр — глубина промерзания грунта. На строительную площадку пар поступает по магистральному паропроводу от передвижной котельной установки (если отсутствует централизованное снабжение паром). Из разводящих паропроводов пар идет к паровым иглам, сделанным из газовых труб диаметром 25 мм. Паровая игла заканчивается перфорированным конусным наконечником с нижним отверстием для выхода пара. По мере оттаивания мерзлого грунта рабочий, поворачивая паровую иглу с помощью рукояток, разрабатывает резцами талый грунт и погружает иглу на нужную глубину. Чтобы исключить возможность ожогов рук рабочего паром и выход его в атмосферу, вокруг скважины устанавливают сборный колпак. Для уменьшения теплопотерь в атмосферу колпак сверху покрывают опилками.

Комплексная механизация при разработке грунта

Мерзлый грунт, разрыхленный или разрезанный на блоки в котлованах и траншеях разрабатывают одноковшовыми экскаваторами, оборудованными прямой, обратной лопатой и драглайном.
При рыхлении мерзлого грунта стальным клином с последующей его разработкой драглайном до начала работы на площади будущего котлована убирают снег. Рыхление осуществляют по всей ширине проходки экскаватора. Впереди премеща-ется рыхлитель, а за ним экскаватор, разрабатывающий как мерзлый разрыхленный грунт, так и лежащий под ним талый грунт. Учитывая возможный разлет кусков мерзлого грунта (в момент падения клина на поверхность земли под острым углом), для безопасного производства работ расстояние от места падения клина до зоны работающего экскаватора должно быть не менее 33 м. Местоположение экскаватора фиксируется вешкой, устанавливаемой от него на 3...4 м.
Схемы работы экскаватора обратная лопата с предварительным рыхлением мерзлого грунта трех-
клинным рыхлителем, а также разрезанием на блоки баровой установкой или дисковой фрезой. При рыхлении мерзлого грунта трехклинным рыхлителем расстояние от места падения клина до зоны работы экскаватора принимают 5 м. При разрезании на блоки баровой установкой или дисковой фрезой расстояние от места резания до центра поворотной платформы экскаватора должно быть не менее 10 м. Размеры блоков зависят от мощности экскаватора, размера его ковша, глубины промерзания и вида грунта. Нарезанные блоки размером 0,5X0,5 м могут разрабатывать экскаваторы с вместимостью ковша 0,5—0,65 м3. Если в грунте устроены прорези глубиной 0,7...0,8H (H— величина промерзания), то экскаватор легко снимает блок с места, надламывая нижнюю (менее прочную) непрорезанную часть мерзлого грунта. Блоки нарезаются по ходу движения экскаватора. Сначала делают продольные прорези, а затем — поперечные. Количество машин, рыхлящих или распиливающих мерзлый грунт, определяется из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора. . При необходимости рыхления грунта повышенной прочности кроме продольных проходов производятся дополнительные диагональные проходы.

Рыхление и резание мерзлого грунта

Экскаваторами прямая и обратная лопата с емкостью ковша 0,5—0,65 м3 можно разрабатывать (без предварительного рыхления) мерзлый грунт толщиной до 25 см, а с емкостью ковша 1 ...1,25 м3 — до 40 см. При большей глубине промерзания и больших объемах земляных работ, когда невозможно предохранить грунт от промерзания, необходимо применять предварительное рыхление, резание на блоки или оттаивание мерзлого грунта. Рыхление производят взрывным, ударным, вибрационным и виброударным способами.
Взрывной способ является экономичным, но в городских условиях он используется ограниченно. Целесообразно его применять при больших объемах работ и глубине промерзания более 1,5 м в новых районах застройки, где вблизи нет зданий и сооружений. При наличии застройки используют жалюзийный гаситель шатрового типа из листовой стали толщиной 12 мм размером в плане 3X5 м или 2,2X4,5 м, высотой 1 ...1,5 м. Устанавливают его над группой шпуров диаметром 50...70 мм, которые располагают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга не более 1 м, глубиной 0,8...0,9 Н (Н — толщина мерзлого слоя). Для уменьшения трудозатрат шпуры устраивают с осени до наступления морозов, закрывая их сверху удлиненными пробками. Горизонтальные рукава размещают в зоне контакта мерзлого и талого грунта.

Предохранение грунта от промерзания

В нашей стране ежегодно разрабатывают около 1 млрд. м3 мерзлого грунта, так как на значительной территории грунт более полугода находится в мерзлом состоянии. Для уменьшения трудозатрат и стоимости земляных работ грунт, подлежащий разработке в зимних условиях необходимо либо предохранить от промерзания, либо превратить его в такое состояние (рыхлый или талый), при котором могли бы его разрабатывать землеройные машины. Наиболее экономичным является первый способ, так как промерзший грунт становится во много раз прочнее обычного, находящегося в естественном состоянии.
Способы предохранения грунта от промерзания зависят от вида грунта и его влажности. Чем больше влажность и меньше пористость, грунта, тем больше он промерзает. Глинистые грунты промерзают при более низкой температуре и обладают большей прочностью, сопротивляемостью резанию и рыхлению, чем песчаные и гравелистые. При промерзании увлажненные глинистые и пылева-то-иловатые грунты вспучиваются, а скальные не изменяют свой объем и прочность. Для предохранения грунта от промерзания в зимний период на участке будущего котлована осенью ведут перекрестное (двойное) рыхление на глубину 30...40 см с перекрытием разрыхленной полосы на 20 см. Сверху выполняют боронование на глубину 10... 15 см.

Разработка грунта землесосными снарядами

Землесосные снаряды бывают передвижные (плавучие) и стационарные. Плавучие земснаряды разрыхляют грунт под водой, засасывают пульпу с помощью грунтонасоса и перекачивают ее по плавучему и береговому пульпопроводам на участок насыпи.
В зависимости от диаметра всасывающего патрубка (DB) и мощности грунтового насоса различают землесосные снаряды: мелкие (DB до 250 мм, N=400...600 кВт), средние (DB до 400 мм, N= = 650...1500 кВт) и крупные (DB до 700 мм, N=2000...25 000 кВт).
Центробежный насос, расположенный в землесосной установке, позволяет транспортировать пульпу по напорному трубопроводу на расстояние до 1,3...2,5 км. Диаметр пульпопровода определяют расчетом в зависимости от объема и вида грунта, скорости движения пульпы, крупности частиц грунта, консистенции пульпы.
Участок разработки грунта земснарядом с перекачкой пульпы на карты намыва ограничен рекой и городской магистралью. Рельеф местности имеет падение к реке. Вдоль реки: построена подпорная стенка, имеющая продольный уклон, равный уклону воды в реке. Поскольку участок должен быть спланирован; с уклоном от точки В в сторону реки и с учетом уклона подпорной
стенки, его разбивают на отдельные сектора, которых в нашем случае может быть три или четыре (в зависимости от размеров участка) . Каждый сектор имеет свой уклон, определяемый уклоном подпорной стенки и заданной отметкой в точке.

Разработка грунта гидромониторами

Разработка грунта гидромониторами основана на использовании компактной струи воды, вытекающей из насадки под давлением до 1,5 МПа. Под воздействием ударного действия струи воды грунт теряет свою устойчивость и, смешиваясь с водой, превращается в жидкую массу — пульпу, которая к месту устройства насыпи транспортируется самотеком по лоткам и канавам или с помощью грунтонасоса по напорному трубопроводу. Первый способ применяют в тех случаях, когда устраиваемое земляное сооружение располагается ниже участка размыва грунта, а второй — выше гидромониторной установки.
Транспортировка грунта самотеком возможна при определенной скорости пульпы, когда разжиженный грунт находится во взвешенном состоянии. Скорость движения пульпы зависит от крупности частиц грунта — чем они крупнее, тем больше должна быть скорость. Но при значительном увеличении скорости потока возрастают сопротивления его движению, что вызывает излишний расход энергии грунтонасосами и ускоряется износ труб и лотков. Если же уменьшить скорость пульпы, то крупные частицы грунта начнут выпадать в осадок, что может привести к закупорке трубопроводов или заиливанию лотков. Во избежание указанных недостатков пульпа должна иметь критическую скорость, при которой частицы грунта не будут выпадать в осадок (для пульпы, содержащей песок, — 2,5...3 м/с, песчано-гравийную смесь — 3...4 м/с, крупный гравий — 6...8 м/с). Скорость движения пульпы зависит и от плотности пульпы, т. е. от количества частиц грунта, содержащихся в единице объема пульпы.

Общие сведения о гидромеханизации земляных работ

Для разработки грунта гидромеханизированным способом применяют гидромониторы и землесосные снаряды. В городском строительстве наиболее распространены землесосные снаряды, с помощью которых производят намыв площадей (планировку участков), насыпей автомобильных дорог, земляных трибун спортивных сооружений, строительство набережных, портов, дамб, плотин, устройство искусственных водоемов, каналов, углублений дна рек и озер.
Впервые в России гидромониторная установка с ручным водобоем была применена в 1867 г. для разработки грунта на восточносибирском золотом прииске. В 1914 г. по предложению русского инженера Р. Э. Классона был осуществлен гидравлический способ добычи торфа, нашедший широкое использование в годы Советской власти. Большое значение в развитии гидромеханизации имели работы проф. Н. Д. Холина, по предложению которого в конце 20-х годов производилась добыча озокерита на о. Челекен в Каспийском море, а в 1935...1936 гг. — гидромеханизация применялась при строительстве канала им. Москвы. В последующие годы гидромеханизация стала в широких масштабах использоваться в гидротехническом и городском строительствах.
Достоинства гидромеханизации: полная механизация основных процессов — разработки, транспортировки и укладки грунта в возводимое сооружение; высокая производительность гидроустановок при малочисленном обслуживающем персонале, а также возможность транспортировать грунт на большие расстояния, что позволяет значительно снизить стоимость земляных сооружений.
При проектировании и организации производства гидромеханизированных земляных работ необходимо знать физико-механические свойства грунта: плотность, гранулометрический состав, коэффициент неоднородности (по крупности фракций), влажность и пористость, угол внутреннего трения и коэффициент фильтрации. Гидромеханическим способом можно разрабатывать нескальные грунты, которые по трудоемкости разработки делят на шесть групп.

Пневмопробойники для устройства скважин

Пневмопробойники применяют для устройства горизонтальных скважин диаметром 135 мм без расширителя и 150, 200, 250, 300 и 400 мм с расширителем. Имеются специальные пневмопробойники для устройства набивных свай и уплотнения грунта. Предельная длина пробиваемой скважины 50 м. Реверсивный пневмопробой-ник ударного действия ИП-4603 представляет гладкий цилиндр с заостренным передним концом. Длина пневмопробойни-ка 1500 мм, его масса без расширителей и шлангов 90 кг. Сжатый воздух до 0,6 МПа от компрессора подается по резинотканевому шлангу к хвостовой части пневмопробойника. Внутри его корпуса сжатый воздух приводит в движение поршень-ударник, который ударяет по наковальне, расположенной в передней части корпуса. Под воздействием направленных ударов корпус уплотняет грунт, передвигается вперед, оставляя за собой круглую скважину с гладкими уплотненными стенками.
Воздухораспределительная система пневмопробойников (ИП-4603, ИП-4605 и СО-134) обеспечивает не только надежную работу и безотказный их запуск, но и реверсирование хода, т. е. возврат машины в исходную точку.

Горизонтальное бурение

Горизонтальное бурение осуществляют для прокладки в глинистых грунтах стальных трубопроводов диаметром 820... 1020 мм на длину 80...100 м (при работе из одного шурфа). Бурение выполняют с применением бурильного устройства и вращающегося ножа, расположенного впереди прокладываемой трубы. Для бестраншейной прокладки труб методом горизонтального бурения используют эксцентрично-сверлильные машины ЭСМ «Запорожье». ЭСМ состоит из устройства, режущего грунт, совка (вагонетки) для удаления разрыхленного грунта и двух лебедок с полиспастами для проталкивания трубы в готовом отверстии. В режущее устройство входит пропеллерный нож, эксцентрично расположенный относительно продольной оси трубы, малогабаритный редуктор и электродвигатель. Длина пропеллерного ножа несколько больше наружного диаметра трубы. Благодаря этому диаметр высверленного отверстия получается немного больше диаметра трубы, что позволяет значительно уменьшить сопротивление при ее прокладке.
По трассе прокладываемого трубопровода устраивают шурфы шириной 3...4 м, длиной 10... 19 м, что зависит от размера прокладываемых труб и способа установки тяговых лебедок (в котловане или на поверхности земли). Дно шурфа должно находиться на 200...300 мм ниже трубопровода.