Земляные сооружения

    Виды  земляных сооружений.

    Вся совокупность рабочих процессов по разработке, перемещению и укладке грунта объединяется общим понятием «земляные  работы». Строительство объектов промышленного, гражданского, гидротехнического или  любого назначения связано с производством  земляных работ.   В целом стоимость  земляных работ составляет примерно 15 % от сметной стоимости строительства  объектов, а их трудоемкость - почти 22 %.

    Комплексный процесс земляных работ выделяет три составляющих: подготовительные, основные и вспомогательные работы.

    К подготовительным работам относятся непосредственная подготовка территории: выкорчевывание пней, деревьев, снос строений и т.д.; отвод поверхностных вод и  осушение территории строительной площадки; геодезические работы и прокладывание  дорог.

    Основная  работа состоит из следующих процессов: планировка площадок, размещение траншей  и котлованов, перемещение насыпей  с грунтовыми уплотнениями, транспортировка  грунта в отвал, планировка и подчистка  дна котлованов, отделка откосов.

    В процессе основных работ производятся вспомогательные  работы, такие как установка временных  креплений котлованов и траншей, искусственное закрепление слабых грунтов, понижение уровня грунтовых  вод, откачивание воды из выемки.

    По продолжительности  использования классифицируют земляные работы на постоянные и временные.

    Постоянные  земляные сооружения предназначены  для эксплуатации на длительное время, к ним относятся – выемки и  насыпи, спланированные площадки, земляное полотно дорог, плотины, водосборные  канавы, гидротехнические сооружения, ирригационные и мелиоративные  оросительные и осушительные каналы, пруды.

    Временные земляные сооружения устраиваются для  выполнения таких строительно-монтажных  работ как выемка для укладки  подземных сетей, размещение котлованов и траншей предназначенных для  устройства фундаментов.

    Временные выемки шириной до 3 м и длиной, значительно превышающей ширину, называются траншеями. Выемку, длина  которой не превышает десятикратной  ширины, называют котлованом. Котлованы  и траншеи имеют дно и боковые  стенки или откосы. Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и т.п. земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками. После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована. Такую работу называют обратной засыпкой "пазух". 

    Рис.1. Виды земляных сооружений. Земельные работы

    I - поперечные  профили выемок; а - траншея прямого  профиля;

    б - котлован (траншея) трапецеидальной формы; в - профиль постоянной выемки;

    II - сечения  подземных выработок; г - круглой; д - прямоугольной;

    III - профили  насыпи; е - временной; ж - постоянной;

    IV- обратная  засыпка; з - пазух котлована; и - траншеи; 1 - бровка откоса; 2 - откос;

    3 - берма; 4 - основание откоса; 5 - дно выемки; 6 - банкет; 7 - нагорная канава 

    Разбивка  и привязка зданий на местности

    рабочего  чертежа на поверхность земли. Разбивка осей здания в плане может производиться  от существующих объектов, расположенных  вблизи, и от разбиваемой на местности  сетки квадратов или геодезических  знаков.

    При возведении небольших объектов привязку их допускается  производить к существующим зданиям. При разбивке больших по размерам зданий и сооружений пользуются геодезическими опорными пунктами в соответствии с  данными проекта. После того как  положение здания определено на местности, наносят главные оси здания и  закрепляют их на обноске при помощи зарубок или гвоздей. Обноска  представляет собой временное ограждение, сделанное из зарытых в землю  на глубину 1 м столбов толщиной 12—14 см с прибитыми к ним на ребро  обрезными досками толщиной 40 мм. Обноска устраивается параллельно  осям стен строящегося здания. От главных  осей по обноске откладывают расстояния до остальных осей здания и закрепляют их гвоздями. Натягивая по ним проволоку и подвешивая в местах пересечения осей отвес, переносят на поверхность основания весь контур здания. Кроме горизонтальной разбивки, производят и вертикальную, при которой отметки от ближайшего репера переносят на дно траншеи, котлована, подошвы или верха фундамента здания, уровня пола, низа и верха оконных проемов и т. д. Разбивка здания в плане производится угломерными инструментами — эккером, теодолитом. Для измерения разности высот применяется нивелир. 

    Построение  прямого угла на местности

    Начнем  с самого важного — построения прямого угла на местности. Сделать  это несложно, а из инструментария нужна только десятиметровая рулетка, четыре колышка и моток капронового  шнура.

    Определяем  линию, от которой будем строить  прямой угол. К примеру, это стена  будущего здания. Забиваем два колышка, и натягиваем между ними шнур. Расстояние между колышками берем произвольное, но несколько больше четырех метров.

    Колышек А будет вершиной нашего угла, а натянутый шнур – одной из сторон. Отмеряем от колышка А вдоль шнура четыре метра и забиваем колышек Б.

    Теперь, нам понадобятся помощники. Один из них держит начало, или ноль рулетки  на колышке А, второй — на колышке С, отметку 8 метров. Вы берете ленту рулетки на отметке 3 м. и натягиваете ее так, что бы образовался треугольник, одним из катетов которого будет натянутый шнур, вторым катетом отрезок рулетки от ноля до трех, а гипотенузой отрезок от трех до восьми метров. Рулетку стараемся держать ближе к поверхности земли, по возможности так, что бы все отрезки лежали в одной плоскости.

    И отрезок  между нулем и тройкой (на рисунке  синий цвет) и отрезок ленты  между тройкой и восьмеркой метровыми  отметками (красный) должны быть одинаково  хорошо натянуты. Вбиваем колышек В точно в том месте, куда пришлась отметка три метра. Как это все выглядит видно на рисунке.

    Угол  САВ будет равен 90 градусам, что  и требовалось. Теперь, чтобы построить  на местности любой прямоугольник, достаточно отложить длину, и ширину на сторонах нашего угла, построить  еще один прямой угол.

    После построения прямоугольника, для проверки, измерьте его диагонали. Они не должны разниться больше чем на два три  сантиметра, при размерах прямоугольника порядка пятнадцати метров. 

    Использование  рельефа.

    Должна  быть решена проблема "посадки" дома на рельеф, так как любой типовой  проект выполняют из учета строительства  на ровной площадке. В реальной жизни  таких условий не бывает — хотя бы небольшие уклоны на участке есть всегда.

    Есть  два основных способа "посадки" — без изменения или с изменением существующего рельефа. В случае выбора первого варианта дом органично  впишется в окружающий ландшафт. Однако в этом случае потребуется переработка  его цокольной и подземной  частей, чтобы приспособить их к  рельефным условиям. Если выбран вариант  посадки дома на ровную площадку, в  месте строительства будет нарушен  природный рельеф, и для приведения его в порядок потребуются  планировочные работы.

    В зависимости  от уклонов участки подразделяют на равнинные (3%), с малым уклоном (3—8%), средним уклоном (8—20%) и крутые (20% и более). По отношению к горизонталям склона здания продольной осью можно размещать параллельно, перпендикулярно или по диагонали. При этом диагональное положение дома считается наименее удобным, так как оно имеет неодинаковые уровни земли со всех сторон, что усложняет вертикальную планировку.

    Дома  типовых построек целесообразно  располагать на малых уклонах  и только параллельно горизонталям. При этом дома без подвалов выгоднее размещать на уклонах до 7%, но уже  при уклоне 5—7% требуется подсыпка грунта с подгорной стороны. Дома с подвалом можно располагать  параллельно горизонталям при уклонах  до 12%. На уклонах 7—8% дома можно обращать входом на любую сторону склона, а при уклонах 8—12% — только на нагорную сторону, так как размещение входа с подпорной стороны  приведет к тому, что часть комнат окажется заглубленными в грунт.

    Строительство на склонах сопряжено не только с  трудностями размещения зданий и  сооружений, но и с устройством  подъездных дорог. На горных склонах  при крутизне их более 1:2 для устойчивости земляного полотна необходимо устраивать подпорные стенки и другие сооружения. Особо следует отметить трудности, возникающие при строительстве  на оползневых склонах.

    В строительной практике часто применяют комбинированную "посадку" дома, разбивая участок  на отдельные ровные площадки —  террасы . Такое решение позволяет свести к минимуму объем земляных работ и максимально снизить затраты на сооружение нулевого цикла дома. Срезка и террасирование склонов должны производиться на основании детального и всестороннего изучения геоморфологической обстановки и с учетом задач дальнейшего использования территории (устройства на террасах площадок, дорожек, зон отдыха или строений). Особенно это важно для установления количества террас и крутизны откосов срезаемых пород. При срезке грунта в активной части оползня грунт следует располагать в пассивной его части, на контрфорсах, контрбанкетках. Уклоны поверхностей площадок, создающихся террасированием, не должны быть большими. Поверхность террасированных склонов одерновывают, засевают травами, засаживают кустарниками и деревьями. Террасирование склонов и сооружение на них подпорных стенок должно выполняться в комплексе с организацией поверхностного стока по склонам.

    Выбор варианта "посадки" дома осуществляется в комплексе со схемой организации  и использования всего участка. Для этого разрабатывается схема  разбивки участка, продумывается планировочная  организация места строительства  таким образом, чтобы она не противоречила  основному принципу использования  участка.

    Обычно  дом привязывают к красной  линии, проходящей вдоль улицы. Расстояние от стены дома до красной линии  должно быть не менее 4 м. Исключение составляют улицы, на которых исторически дома расположены вдоль красной линии. Если участок расположен на шумной улице с интенсивным автомобильным движением, то это расстояние целесообразно увеличить. И чем дальше дом расположен от улицы, тем меньше пыли и шума будет проникать в его окна. Отгородиться от улицы помогут и плодовые деревья, посаженные между домом и красной линией. Однако следует учесть, что удаление дома вглубь участка автоматически приводит к удлинению внутридворовой подъездной дороги или площадки. Смещение дома к одной из боковых линий участка даст возможность построить хозяйственный проезд на участок. Это необходимо для заезда трактора при вспашке огорода, ассенизаторской машины при очистке выгребной ямы и т.д. Но в любом случае стена дома не должна быть ближе 1,5 м от боковой границы участка, за исключением блокировки дома с соседями. Такая блокировка выполняется по взаимной договоренности и поможет сократить расходы на строительство. Блокировать можно не только дом, но и хозяйственные постройки, соблюдая при этом санитарное и противопожарное расстояние между зданиями. Санитарные и противопожарные разрывы между зданиями зависят от степени огнестойкости строений. 

    Выбор метода производства земляных работ и  подбор комплектов машин  при разработке котлована  по технико-экономическим  показателям.

    Комплексная механизация земляных работ предусматривает  выполнение основных и вспомогательных  процессов с помощью комплектов машин, увязанных между собой  по технологическому назначению, производительности и эксплуатационным параметрам и  обеспечивающих заданные темпы и  сроки выполнения работ. Отдельные  машины комплекта работают как единая система, выполняя операции в последовательном порядке непрерывным потоком.

               В комплекте имеются одна или несколько ведущих машин, осуществляющих основной процесс — разработку грунта, и вспомогательные машины для предварительного разрыхления, транспортирования, разравнивания и уплотнения грунта, профилирования поверхностей и т. п. В отдельных случаях совокупность основных и вспомогательных процессов может быть механизирована одной машиной, например скрепером, производящим выемку, транспортирование, укладку и частичное уплотнение грунта. Ведущая машина определяет производительность комплекта и, в известной мере, его состав и организацию работ. Основные параметры принятых машин — вместимость ковша, грузоподъемность самосвала и др.— увязывают так, чтобы наиболее полно использовать все машины, и прежде всего ведущую.

               Состав комплекта машин зависит  от вида земляного сооружения, объема работ, характеристики  грунта, заданных сроков, а также  условий производства работ, к  которым относятся: распределение  земляных масс на участках  разработки, дальность перемещения  грунта, рельеф местности, время  года и пр.

               При подборе машин комплекта  исходят из эффективности их  использования на определенном  виде работ. Например, для разработки  котлованов и траншей прежде всего учитывают основные технические параметры машины, обеспечивающие заданную ширину и глубину выемки, способы выгрузки грунта и требуемую производительность, соответствующую объему работ.

               При экскаваторных работах следует  отдавать предпочтение гидравлическим  экскаваторам со сменным рабочим  оборудованием в виде различных  ковшей, захватов, рыхлений и т.  д., а также экскаваторам-планировщикам,  которыми помимо разработки грунта  можно зачищать и планировать  дно котлованов и траншей, устраивать откосы, кюветы и террасы. Во влажных грунтах хорошо себя зарекомендовали сменные ковши конструкции КИСИ сцепным днищем, на которое не налипает грунт вследствие подвижности цепей.