 |
Засыпка грунтом пазух котлована с послойным уплотнением.
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
С
Введение
1.Обоснование основных конструктивных решений.
2.Определение срока строительства системы противоселевых
запруд.
3.Определение перечня строительных операций, условий производства
работ и объемов работ.
4.Подбор комплекта машин для производства строительно-монтажных
работ.
5.Составление календарного плана строительства.
Список литературы.
ВВЕДЕНИЕ
Селевые потоки- это кратковременные разрушительные потоки, пере-
груженные грязекаменным материалом, возникающие при выпадении дож-
дей или интенсивном таянии снега в предгорных и горных районах, в
бассейнах небольших рек и логов с большими уклонами тальвега(i>0,1).
При строительстве глухих противоселевых запруд наиболее перспективно
применение в качестве конструкционных материалов коробчатых габионов и матрацев Рено. Это обусловлено наличием у них целого ряда уникальных характеристик.
Прочность. Проволока, используемая для изготовления габионов и матрацев Рено, имеет предел прочности на разрыв 38-50 кг/мм2 , что, как
правило, позволяет выдержать конструкции давление селевого потока расчетной обеспеченности.
Гибкость и устойчивость. Наличие гибких связей между габионами позволяет конструкции выдержать без разрушения значительные деформации от механического и гидродинамического давления селевой массы на запруды.
Водопроницаемость. Высокие дренажные свойства габионов позволяют
отказаться от устройства в теле глухой запруды отверстий для выпуска воды из аккумуляционной емкости перед запрудой.
Экономичность. Габионы не требуют специализированного обслуживающего персонала и их монтажа ведется с помощью общестроительных машин и механизмов. Использование местных стройматериалов (камня) позволяет добиться значительной экономии средств по сравнению с традиционными решениями из бетона, металла и камня.
|
|
|
Долговечность. Для защиты проволоки габионных сеток от коррозии в агрессивных средах она оцинковывается или пластифицируется, что приводит к практически неограниченному сроку службы габионных конструкций.
Экологичность. Кольматация частицами почвогрунта пустот в габионах приводит к возникновению растительного покрова на поверхности инженерных сооружений с дальнейшим их включением в естественный природный ландшафт.
1.ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ.
Русловые стабилизирующие сооружения предусматриваются в виде системы глухих запруд из габионных конструкций, предназначенные для прекращения движения селевого потока или ослабления его динамических характеристик. Конструкции противоселевых запруд (рисунки 1 и 2) приняты в соответствии с рекомендациями фирмы “Габионы Маккаферри” (Италия).
Рисунок 1- Конструкция глухой запруды из габинов на нескальном основании.
Проектирование запруд ведется по СНиП 2.01.15-90 [8] на прочность и устойчивость с учетом гидростатического и фильтрационного давления воды и отложившихся в верхнем бьефе насосов.
При возведении запруд на нескальном основании (рисунок 2) для предотвращения подмыва сооружения в нижнем бьефе устраивается контрза-
пруда высотой:
H к.з=0.25Нз =0.25*2,25=0,56, м. (1)
на расстоянии от основной запруды:
Lк.з =2 Нз =2*2,25=4,5 м. (2)
где Нз –высота основной запруды над дном русла, м.В общем случае устанавливается расчетом по рекомендациям СНиП 2.01.15-90 и находится в пределах 2-5 м.
Рисунок 3 - Схема расположения стабилизирующих запруд на продольном профиле селевого русла.
Верхняя граница стабилизации русел определяется местоположением створа, выше которого расход паводка с вероятностью превышения 2 % уже не превышает критический солеобразующий расход. нижняя граница стабилизации русел определяется уклоном i=0,02, при котором селевые потоки уже не образуются. Каскад запруд охватывает все участки селевых русел данного бассейна.
|
|
|
Число запруд в каскаде равно:
Nз=Lрусла /L= 2500/41,17=53 шт., (3)
где: Lрусла- длина селевого русла, м;
L - расстояние между запрудами, м.
Расстояние между запрудами в каскаде(рисунок 3)определяется по формуле:
L=Hз/(tgα- tgαу)= 2,25/(tg10°-0.7tg10°)= 47,17 м.
где: tgα- естественный уклон русла перед запрудой;
tgαу -уравнительный уклон селевых отложений перед запрудой, принимаемый равный 0.7tgα.
2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СТРОИТЕЛЬСТВА СИСТЕМЫ
ПРОТИВОСЕЛЕВЫХ ЗАПРУД.
В соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85 при определении срока строительства противоселевых сооружений следует учитывать сезонность выполнения работ с учетом местных условий и сроки возможного образования селевых потоков по прогнозам материалов изысканий.
Пропуск селевых потоков через недостроенные сооружения без их разрушения невозможен из-за принятой конструкции и технологии возведения запруд. Следовательно, глухие запруды из габионов должны быть полностью возведены до наступления следующего селеопасного периода.
Таблица 1- Сроки возможного образования селевого потока по прогнозам материалов изысканий.
| Тип селя | Зима | Весна | Лето | Осень | ||||||||
| декабрь | январь | февраль | март | апрель | май | июнь | июль | август | сентябрь | октябрь | ноябрь | |
| Дождевой* | ||||||||||||
Продолжительность и время наступления селеопасного периода завист от типа селя, формирующегося данном бассейне [9]. Дождевые (ливневые) сели возникают при интенсивных ливневых осадках, характерных для определенных сезонов каждого климатического района.
По метеорологическим условиям производство строительных работ в горных и предгорных районах не ведется поздней осенью,ранней весной и в зимний сезон(т.е. середины ноября по середину марта).
Таким образом, срок строительства Тстр системы противоселевых запруд равен разрыву во времени между периодом с неблагоприятными метеорологическими условиями и следующим периодом возможного образования селевых потоков.
3.ОПРЕЛЕНИЕ ПЕРЕЧНЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ, УСЛОВИЙ ПРОИЗВОДНАЯ И ОБЪЕМОВ РАБОТ.
|
|
|
При строительстве противоселевых стабилизирующих сооружений выполняются заготовительные, транспортные, подготовительные и монтажно-укладочные процессы. Технологические процессы последнего типа являются основными, определяют развитие и выполнение строительного процесса и осуществляются непосредственно на строительной площадке.
Монтажно-укладочные процессы при строительстве одиночной запруды из габионов выполняются в следующей очередности.
1.Рыхление грунта в котловане под запруду (для грунтов IV группы и выше).Рыхление прочных грунтов осуществляют механическим или взрывными способами. Для предотвращения горных обвалов рекомендуется механический способ с применением пневматических, гидропневматических и гидравлических молотов на одноковшовых гидравлических экскаваторах.
Объем работ по рыхлению грунта в котловане равен:
Wрыхл=Wкотл+Wкотл×∆h/Hкотл= 11,56+11,56×0.05/1.0= 12,13 м 3
где объем котлована под запруду равен:
Wкотл=Lкотл∙Bкотл∙Hкотл =3,4∙3,4∙1.0=11,56 м3
где: Lкотл и Bкотл – длина и ширина котлована по дну соответственно, м.;
Hкотл –средневзвешенная глубина выемки, м.
∆h -величина допустимых переборов при механическом рыхлении грунта.
Длина котлована по дну определяется по формуле:
Lкотл=L1+2a=2+0.7∙2=3,4м.
где L1 - длина запруды по гребню, м. Устанавливается по конструктивному чертежу запруды (рисунок 1,2) и заданию на проектирование в зависимости от числа и ширины габионов в верхнем ряду:
L1= N ×b=2∙1=2 м.
а- запас по условиям производства работ (а =0.7 м для котлована с вертикальными стенками), м.
Ширина котлована по дну находится по формуле:
Bкотл=B1+2a=2+2∙0.7=3.4, м,
где B1 -ширина запруды понизу. Устанавливается по конструктивному чертежу запруды (рисунок 1,2) в зависимости от типоразмера габионов по заданию на проектирование и соответствует длине габионов нижнего ряда.
|
|
|
2.Разработка грунта в котловане под запруду. Операция выполняется одноковшовым экскаватором с ковшом с зубьями при разработке связных и ранее разрыхленных скальных грунтов и с ковшом со сплошной режущей кромкой при разработке несвязных грунтов. Способ разработки-навымет (во временный отвал). Объем работ составляет:
- при разработке грунта естественной плотности:
Wразр=Wкотл-Wруч.дор= 11,56-1,16=10,4 м 3.
где Wруч.дор -объем ручных доработок по дну котлована при обмере грунта в плотном теле, м 3:
Wруч.дор=Lкотл×Bкотл×hруч.дор= 3,4×3,4×0.10=1,16 м 3,
где hруч.дор –толщина слоя недобора грунта, м.
- при разработке ранее разрыхленных грунтов:
Wразр=Wрыхл×kразр =12,13×1.45=17,58 м 3,
где: kразр -коэффициент первоначального разрыхления грунтов(определяется по ЕНиР 2-1[6]).
3. Доработка грунта по дну котлована (для грунтов I- IIIгрупп). Операция выполняется вручную с применением пневматических отбойных молотков при необходимости рыхления нескального грунта IIIгруппы. Копание ведется на всю глубину разрабатываемого слоя hруч.дор. Объем работ по данной операции составляет Wруч.дор.
4.Устройство песчано-гравийного основания в котловане под сооружение. Подача материала в котлован выполняется ящиком-бункером, подвешенном на рукояти гидравлического экскаватора или с помощью канатного экскаватора с крановым оборудованием. Песчано- гравийная смесь подвергается при укладке послойному трамбованию вручную. Объем работ составляет:
Wосн=Fкотл×tосн =11,56×0.20=2,31 м3 ,
где: Fкотл= Lкотл×Bкотл =3,4 ×3.4=11,56м2 - площадь основания запруды, м2; tосн - толщина песчано- гравийного основания (tосн =0.15-0.3 м), м.
5.Устройство обратного фильтра из геотекстиля. Устройство фильтра ведется с соединением полотнищ внахлест или сшиванием кромок. Объем составляет:
Fфильтра=F котл=11,56 м2.
6.Сборка и монтажных габионных конструкций. Сборка и монтаж габионов выполняется вручную в соответствии с технологической документацией, разработанной фирмой “Габионы Маккаферри”(см. технолог. карты №1, 2). Процесс монтажа габионных конструкций включает в себя несколько этапов: распаковка и раскладка конструкций; сборка с установкой диафрагм; установка конструкций в тело сооружения; связывание их между собой; вытягивание и заполнение каменным материалом. Связывание конструктивных элементов, а также самих конструкций между собой при их установке в проектное положение может производиться двумя способами.
В большинстве случаев скрепление элементов осуществляется путем провязки соединений вязальной проволокой. Шов соединения провязывается цельной проволокой с чередованием одной и двух скруток в каждой ячейке соответственно.
|
|
|
Более технологичный способ предполагает использование для сборки габионных конструкций специальных инструментов (степлеров) (рисунок). Как показывает опят, это позволяет значительно сократить затраты труда на объекте строительства, что существенным образом влияет на сроки проведения работ, делает монтаж более удобным и повышает его качество. Скрепление габионных конструкций осуществляется с помощью специальных колец (рисунок).
Рисунок –Пневматический(а) и ручной(б) степлер для сборки габионных констукций.
Рисунок -Скрепление габионных конструкций с помощью колец и общий вид колец степлера.
В закрытом состоянии диаметр кольца примерно равен 20 мм; максимальный шаг между кольцами при скреплении сетки должен составлять не более 20 см (рисунок 5). Примерное количество колец, необходимый для связывания элементов конструкций приведено в следующей таблице:
Таблица 2 –Расход колец на связывание габионных конструкций
| Тип конструкции | Габионы | Матрацы Рено | Система Террамеш | ||||
| Высота (м) | 1.00 с диафраг- мами | 1.00 без диа- фрагм | 0.50 | 0.17- 0.23 | 0.30 | 1.00 | 0.50 |
| Расход колец на м3 (шт) | 30-40 | 20-30 | 40-60 | 15-18 | 15-20 | 20-30 | 30-50 |
Для облегчения работ по сборке габионов на месте строительства и экономии времени также могут использоваться специальные устройства (крабы) для плотного притягивания крышек габионов к основному корпусу (рисунок).
Объем работ по монтажу габионов составляет:
Wгабионов=∑ni×ai×bi×ci, м3,
Wг.Iтип.размер =4 × 5 × 2 × 1=40, м3;
Wг.IIтип.размер =2×3×1×1=6 м3;
Wг.IVтип.размер =2×3×1×0,5=3 м3;
где: ni -число габионов i -го типоразмера в теле запруды, шт. Устанавливается по конструктивным чертежам сооружения(рисунок 1, 2);
ai,bi,ci- длина, ширина и высота габионов i -го типоразмера, м.
7. Загрузка габионных конструкций камнем. Подача камня в габионы осуществляется механизированным способом с применением экскаваторов с грейферным ковшом и оборудованием погрузчика и с крановым оборудованием с помощью ящиков- бункеров ёмкостью до 1.5-2.0 м3.Объем работ равен объему габионных конструкций Wгабионов . Дальность перемещения камня при загрузке не превышает 10 м.
Засыпка грунтом пазух котлована с послойным уплотнением.
Операция ведется вручную с использованием ручных и электротамбовок. Толщина трамбуемого слоя от 0.2 до 0.4 м в зависимости от применяемого оборудования для уплотнения грунта. Объем работ составляет:
Wобрат.зас=Wкотл-Wподз.части =11,56-7=7,56 м3.
где: Wподз.части = L1×B1×Hкотл, =2*2*1=4 м3
- объем подземной части сооружения, м3.
9.Рыхление грунта в резерве (для грунтов IV группы и выше). операция выполняется пневматическими, гидропневматическими и гидравлическими молотами на одноковшовых гидравлических экскаваторах. Объем работ по рыхлению грунта в резерве составляет:
Wрезерва=Wнас/kу =10,86/1=10 ,86 м3,
где: Wнас -объем тела защитной насыпи, м3;
kу - коэффициент уплотнения грунта.
Объем тела защитной насыпи, воспринимающей основную нагрузку со стороны селевого потока, может быть найден по формуле:
Wнас=ωнас×L1 =5,43×2=10,86м3,
где: L1 - длина запруды по гребню, м;
ωнас- средняя площадь поперечного сечения насыпи, м3. При отсутствии продольного профиля по оси запруды устанавливается по приближенной формуле:
ωнас=0.6∙Нз∙(aнас+m∙Hз/2) =0.6∙2,5(3+2,5∙0,5/2)=5,43м2,
где: m -коэффициент заложения откоса насыпи, соответствующий предельной крутизне откосов при работе бульдозеров (m≤3.0);
aнас - минимально допустимая по условиям работы механизмов ширина насыпи поверху(aнас ≥3 м),м.
kу=γнас/γрезерва =2.0/2.0=1,
где:γнас и γрезерва-плотность грунта в теле насыпи и резерва соответственно, т/м3. Плотность грунта в теле насыпи устанавливается по заданию на проектирование. Плотность грунта в естественном залегании (в резерве) находится по приложениям ЕНиР 2-1 [6].
|
|
|
