Материал: Организация и технология ремонта зданий и сооружений.

При заглублении траншей или котлованов ниже отметки фунда­ ментов или действующих коммуникаций принимают меры по обес­ печению устойчивости грунтов в основании существующих зданий и сооружений. В этом случае на опасном участке рядом с существую­ щим фундаментом или действующей коммуникацией забивают ог­ радительную шпунтовую стенку. Забивку шпунтовых свай выполня­ ют до начала производства земляных работ или после вскрытия кот­ лована или траншеи до отметки, на 20—40 см превышающей отмет­ ку заложения существующих фундаментов или коммуникаций.

Если забивка шпунта невозможна, ограждающая стенка может быть выполнена из буронабивных свай или металлических труб. В этом случае по периметру защищаемого фундамента или вдоль коммуникации бурят скважины, в которых устраивают набивные же­ лезобетонные сваи или в которые опускают металлические трубы.

Меры по защите грунтов основания существующих зданий опре­ деляются проектом производства работ. Земляные работы в местах сопряжения с действующими коммуникациями, вблизи от них, а также в местах примыкания к существующим зданиям должны вестись в кратчайшие сроки. В необходимых случаях должны быть приняты меры против переувлажнения или замерзания грунтов в основании существующих зданий. Невыполнение мер защиты грунта основа­ ний существующих зданий, сооружений или коммуникаций может иметь тяжелейшие последствия, вплоть до обрушения зданий, со­ оружений и выхода из строя действующих коммуникаций.

На весь период работы в открытых котлованах и траншеях вбли­ зи существующих зданий, сооружений и коммуникаций за их состо­ янием должен быть установлен геодезический контроль. В случае возникновения деформаций в существующих сооружениях работы должны быть немедленно прекращены до выяснения причин изме­ нения свойств грунтов основания и принятия мер, обеспечивающих сохранность существующих зданий и сооружений. При отсутствии отступлений от проекта производства работ и явных причин возник­ новения деформаций в существующих зданиях и сооружениях меры по обеспечению прочности и устойчивости существующих зданий и сооружений устанавливает проектная организация.

Подчистку траншей и котлованов в местах сопряжения фунда­ ментов производят вручную. При рытье траншей и котлованов в местах пересечений с существующими коммуникациями первона­ чально вручную вскрывают действующую коммуникацию. Трубопро­ воды или кабели вывешивают и предохраняют от возможных по­ вреждений. Работу осуществляют под надзором представителей орга­ низаций, эксплуатирующих коммуникации. После надежной защи­ ты сетей от повреждений приступают к завершению земляных работ, которые ведут механизированно, начиная от места пересечения с подземными коммуникациями.

Устройство траншей в городских условиях связано с необходи­ мостью прекращения движения транспорта, разрушения дорожных покрытий, газонов и других элементов благоустройства, что создает для жителей города неудобства, а иногда и условия повышенной

177

опасности. Поэтому в ремонтно-строительном производстве все боль­ шее распространение при прокладке и замене сетей водо- и энерго­ снабжения получают подземные способы производства земляных работ, к которым относятся прокалывание грунта, продавливание труб и горизонтальное бурение грунта.

Прокалывание грунта применяется для прокладки труб д=100-Н00 мм. Для этих целей отрывают котлован на глубину, не­ сколько большую глубины прокладки трубопровода. Длина котлова­ на определяется размерами домкрата и звеньев трубы.

Установка для прокалывания грунта состоит из гидравлического домкрата и шомпола, вставляемого в трубу. В шомполе, на рас­ стоянии, равном ходу поршня гидравлического домкрата, имеются отверстия, в которые по мере движения трубы переставляется шток, передающий на трубу усилие от домкрата. Перед началом прока­ лывания в трубу устанавливается шомпол, на конец трубы наде­ вается конусообразный наконечник. Подготовленную таким обра­ зом трубу устанавливают в рабочее положение на подкладки, упирая концом, снабженным наконечником, в грунт. Поршень домкрата соединяют с шомполом, а в отверстие на шомполе вставляют шток. Затем домкрат включают. Поршень, двигаясь, вдавливает трубу в грунт на расстояние, равное ходу поршня. Затем поршень возвра­ щается в исходное положение и вытягивает шомпол из трубы.

Рис. 7.10.

Схема продавливания труб: 1 — ножевое кольцо; 2 — продавливаемая труба; 3 — нажимный фланец; 4 — гидравлические домкраты; 5 — рабочая камера со шпунтовым креплением.

178

Шток переставляется в следующее отверстие на шомполе, и цикл прокалывания повторяется. После того как труба будет вдавлена почти на всю длину, к ней приваривается следующее звено трубы, и прокалывание продолжается. Скорость прокалывания грунта около 1,5 м/час.

Продавливание труб 6>500 мм осуществляется мощными домк­ ратами (рис. 7.10). В отличие от прокалывания, при продавливании конец трубы со стороны домкрата снабжается нажимным флан­ цем, через который домкратом передается усилие на трубу. К проти­ воположному концу трубы приваривается ножевое кольцо несколь­ ко большего диаметра, чем продавливаемая труба. При возвращении поршня домкрата в исходное положение между поршнем и продав­ ливаемой трубой устанавливается патрубок, и процесс продавливания продолжается. После завершения продавливания грунт из трубы убирается. Трубы большого диаметра, проложенные методом про­ давливания, можно использовать для прокладки электрических ка­ белей, линий связи, трубопроводов водо- и энергоснабжения и т. п.

В песчаных и глинистых грунтах прокладку трубопроводов 6=100^-600 мм можно производить с помощью специальных агрега­ тов, осуществляющих горизонтальное бурение с проталкиванием тру­ бопровода в пробуриваемую скважину. Бурение осуществляется вра­ щением прокладываемой трубы, на конец которой установлена ре­ жущая кромка. Труба по мере бурения скважины проталкивается с помощью реечных домкратов. Грунт из трубы удаляется по мере бу­ рения размывом водой, подаваемой по трубе, с последующей откач­ кой пульпы.

7.6. Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод.

При устройстве траншей и котлованов в насыщенных водой грунтах принимают меры по осушению выемки. Наиболее простым методом является открытый водоотлив, который заключается в сбо­ ре воды в специальные приямки с последующим откачиванием. Водоотлив применяется в грунтах, обладающих достаточной водо­ проницаемостью. Дно выемки планируют для создания соответ­ ствующих уклонов в сторону водосборных приямков. Стенки во­ досборных приямков крепят с устройством дренирующей засыпки. Откачивание воды из приямков производят насосами, которые под­ бирают по расчету, в соответствии с притоком воды. Для устрой­ ства приямков при осушении траншей водоотливом устраивают специальные отростки (рис. 7.11.а).

На каждый приямок устанавливают по два насоса, один из которых запасной. С помощью пробкового включателя обеспечи­ вают автоматическое включение насосов при наполнении и опо­ рожнении приямка водой до соответствующего уровня. Схема авто­ матического включения и выключения насосов приведена на рис. 7.11.6.

При значительных водопритоках и коэффициенте фильтрации грунта свыше 2 м/сут понижение уровня грунтовых вод осуществля-

179

б)

180

ется иглофильтровыми установками (рис. 7.11.в), с помощью кото­ рых вода откачивается по периметру выемки. Иглофильтровые уста­ новки просты по конструкции и надежны в работе. В состав такой установки входят система иглофильтров, трубопровод всасывающе­ го коллектора и насосы.

Иглофильтр состоит из трубы, к нижней части которой присое­ динено фильтрующее устройство с двойными стенками, фрезерным наконечником, шаровым и кольцевым клапанами (рис. 7.12). На­ ружная стенка фильтрующего устройства перфорирована и покрыта мелкой капроновой или латунной сеткой для предотвращения заса­ сывания в трубопроводы частиц грунта при понижении уровня грун­ товых вод.

При подготовке иглофильтровой установки к работе насосы устанавливают в рабочее положение, монтируют всасывающий кол­ лектор и погружают иглофильтры. В иглофильтры подают воду на расчетную глубину под давлением 0,3 МПа. Вода отжимает ша­ ровой и закрывает кольцевой клапаны фильтрующего устройства и размывает грунт под фрезерным наконечником, тем самым обес­ печивая погружение иглофильтра. После присоединения иглофильт­ ров к всасывающему коллектору включают насос и приступают к водопонижению. В результате работы насосов давление внутри иг­ лофильтров падает, благодаря чему шаровой клапан закрывает от­ верстие, а кольцевой клапан открывается. Вода поступает в игло­ фильтры только через перфорированную сетку фильтрующего ус­ тройства. По мере откачивания воды уровень грунтовых вод по­ нижается до заданного горизонта. Выемка поддерживается в осушенном состоянии при постоянной работе иглофильтровой установки. Нормальные условия для работы в осушенной выемке создаются, если уровень грунтовых вод понижен на 0,5 м от дна выемки. Расстояние от линии иглофильтров до противоположной стороны траншеи должно быть не более 3,5 м при одностороннем расположении иглофильтров. Иглофильтры погружают на 1—1,3 м ниже дна траншеи. При однорядном расположении иглофильтров на одной стороне траншеи глубина водопонижения обеспечивается до 2—3 м, при расположении иглофильтров с двух сторон тран­ шеи — до 5 м. Ориентировочное расстояние между иглофильтрами для среднезернистых песков Н-1,5 м.

<-----

Рис. 7.11. Водоотлив из котлованов и траншей.

а) Устройство отростка для водосборного приямка: 1 — напорный трубопровод; 2 — центробежный насос; 3 — рабочий настил; 4 — всасывающий трубопровод; 5 — дренирующая засыпка (два слоя: щебень 30—40 мм и песок 10—20 мм); б — фильтр.

б) Схема автоматического включения и выключения насосов: 1 — насос; 2 — направляющий швеллер; 3 — включатель; 4 — поплавок; 5 — уровень воды; 6 — включатель насоса.

в) Схемы: 1) иглофильтровой установки; 2) иглофильтра: 1 — иглофильтр; 2 — соединительный гибкий шланг; 3 — всасывающий коллектор; 4 — всасывающий ру­ кав; 5 — насосный агрегат.

181

7.7.Защита подземных частей зданий от подтопления, затопления

иагрессивного воздействия грунтовых вод.

Впериод эксплуатации зданий и сооружений в результате воз­ действия человека на природу меняется уровень грунтовых вод с общей тенденцией к его повышению.

Вряде случаев организациям, эксплуатирующим здания и соору­ жения, приходится защищать подземные части и конструкции зда­ ний и сооружений от подтопления, затопления и агрессивного воз­ действия грунтовых вод. Эта защита может носить как временный, так и постоянный характер. Временная защита подземных конст­ рукций зданий и сооружений от затопления необходима на период освидетельствования и ремонта фундаментов в тех случаях, когда подземное пространство здания или сооружения не используется для хозяйственных целей.

При необходимости понижения уровня грунтовых вод с целью создания нормальных условий для вскрытия и ремонта фундаментов или замены вышедшей из строя гидроизоляции пользуются водопо­ низительными установками.

Для искусственного понижения уровня грунтовых вод наиболее эффективны кольцевые системы водопонизительных установок, ко­ торые разделены на совершенные, когда иглофильтры погружают до водонепроницаемого слоя грунта, и несовершенные, когда иглофильт­ ры не достигают водоупорных слоев. В зависимости от геологиче­ ского строения залегаемых слоев грунта кольцевые водопонизитель­ ные системы делят на напорные и безнапорные. При ремонте под­ земных частей зданий обычно используют безнапорные совершен­ ные и несовершенные контурные водопонизительные установки с использованием иглофильтров (рис. 7.13.а).

Расчет контурной совершенной водопонизительной установки в безнапорных условиях (рис. 7.13.6) производят следующим образом:

— определяют дебет каждой скважины:

183