Осигуряване на стабилност на стените на шахтите
Отопление, вода, канализация
При изграждане на основи в открита яма проектът за производство на работи предвижда следните дейности: изкопаване на ямата, фиксиране на стените на ямата, източване, подготовка на основата, полагане на основи и запълване на синусите с правилно уплътняване.
Проектирането на шахти започва с хоризонталната и вертикалната връзка на шахтата с терена, като върху плановете и сеченията се посочват основните оси, размери, абсолютни дънни марки и всички дълбочини. Проектът предвижда мерки, насочени към предотвратяване на наводнения от повърхностни и подпочвени води, нарушаване на естествената структура на почвите по време на работа, възможно замръзване през зимата и нарушаване на безопасността на близките сгради и съоръжения.
Надеждността и стабилността, както и стойностите на сетълмента на естествените основи, до голяма степен зависят от метода на изкопни работи и изграждането на основи и основи.
Важно е да се подредят основите в най-кратки срокове, особено през зимата или дъждовния сезон, като по този начин се намалят разходите за отводняване на ямата и се запази естествената структура на почвата.
Работите от нулевия цикъл и монтажа на фундаменти могат да започнат само след приемането на фундаментната яма и почвите на основата, което се съставя със специален акт.
Запазването на естествената структура на основата се осигурява с помощта на защитен слой от почва, който се отстранява от ямата само непосредствено преди издигането на основата. Дебелината на този слой е посочена в проекта.
Отстраняването на атмосферните валежи от ямата се извършва с помощта на отворена дренажна система.
За да се осигури нормалното протичане на работата по изграждането на основите,издигнати в открити ями, е необходимо да се изключи възможността за срутване на склона. Стабилността на стените на ямата се осигурява чрез придаване на подходящи наклони или използване на специални крепежни елементи.
Изборът на размера на склоновете и метода на закрепване зависи от дълбочината на ямата, характеристиките на настилката и свойствата на отделните почвени слоеве, нивото на подземните води, метода на работа и разстоянието до съществуващи сгради и конструкции.
1. Определяне на стръмността на склоновете на ями и окопи. Някои видове почви, особено кохезионните, са в състояние да поддържат вертикалния наклон в рамките на определена дълбочина. Поради това стените на ямата понякога се оставят вертикални. При вертикални стени на ями изграждането на основите и запълването на синусите трябва да се извърши след изкопаване, тъй като случайното намокряне на почвата с дъждовна вода може значително да намали сцеплението и да доведе до срутване на вертикалния наклон.
При по-дълбоки ями (в рамките на 3 ... 5 m) в почви с естествена влага, стените могат да бъдат направени без закрепване, но с наклон (фиг. 8.1). Данните за необходимата стръмност на склона за различни видове почви, в зависимост от дълбочината на ямата, са дадени в табл. 8.1. При дълбочина на ями над 5 m за почви с естествена влага, стръмността на склоновете се определя чрез изчисление.
Ориз. 8.1. Схема за изчисляване на стръмността на склоновете на ямата
2. Дистанционни закрепвания на стените на шахтите. При значителна дълбочина на ямата е необходимо да се извърши голямо количество работа по запълване на синусите. За да се изпълнят изискванията за стабилност в тези случаи, е необходимо внимателно уплътняване на почвата за обратния насип.
За да се избегнат тези трудоемки работи, използването на дистанционни крепежни елементи, които имат необходимата здравинаи ниска деформируемост, изключват възможността за срутване на стените на ямата.
Най-простите крепежни елементи включват дистанционни крепежни елементи с инвентарни дистанционни елементи, които, опиращи се на вертикално или хоризонтално разположени дъски, предотвратяват срутването на стените на ямите (фиг. 8.2, а).
Когато се използват широки ями (фиг. 8.2, b), е необходимо да се създаде сложна пространствена конструкция от дистанционни елементи и стелажи за тяхната междинна опора. В песъчливи почви закрепващата стена е твърда, в свързани почви не е твърда.
При разработване на дълбоки ями в песъчливи почви се подреждат вградени крепежни елементи. Изработени са от вертикални метални валцувани профили, потопени в земята преди изкопаване на ямата чрез забиване, вибриране или в предварително подготвени кладенци с положени между тях дъски (фиг. 8.3, а). Понякога, вместо дъски, те използват бетонни сводове, създадени в ямата чрез торкретиране (фиг. 8.3, b). Впоследствие те могат да служат като стени на подземни помещения. Такива стойки се наричат сводести. Валцуваните профили и сводестите крепежни елементи могат да бъдат фиксирани от нежелани деформации с помощта на разделители или котви (фиг. 8.3, b).
Ориз. 8.2. Дистанционни закрепвания: 1 - упорна дъска; 2 - разделител за инвентар; 3 - здрава стойка за стена; 4 - дистанционер; 5 - стойка за междинна опора
Ориз. 8.3. План на твърди вградени крепежни елементи: 1 - вградена дъска; 2 - дистанционер; 3 - I-багажник; 4 - арка от торкрет бетон; 5 - анкерно устройство; b - устройство за опъване; 7 - канална стойка
Ориз. 8.4. Видове шпунтови стени
Възможно е да се намали възможността за изкривяване на дистанционните елементи поради междинните стълбове (вижте 8.2, b), но в този случайдистанционните елементи трябва да бъдат монтирани с лек наклон към центъра на ямата, за да се предотврати работата на междинните стелажи за издърпване.
3. Монтаж на шпунтови стени. При разработване на дълбоки разработки под нивото на подпочвените води в трудни геоложки условия и на тесни места (в близост до съществуващи сгради и съоръжения, пътища и др.), Което често се случва в съвременното градоустройство, стените на ямата се закрепват с шпунтови стени.
Шпунтовите стени също трябва да гарантират, че подпочвените води не проникват през стените и дъното на ямата. За да се предотврати навлизането на вода в ямата през нейното дъно, шпунтовият стълб се потапя в слой водоустойчива почва.
Шпунтовите стени обикновено са направени от метал или дърво. За плитки ями (до 5 m) се използва дървен шпунт от дъски (фиг. 8.4, а) или греди (фиг. 8.4, б), а за по-дълбоки ями се използват метални шпунтови стени, които могат да бъдат плоски (фиг. 8.4, в) и коритен профил (фиг. 8.4, г). Значителната твърдост на огъване, която има стената на профила на коритото, позволява да се извърши закрепване на конзолни шпунтови купчини без дистанционни елементи и анкери при дълбочина на ямата до 6 m.
В някои случаи стабилността на шпунтовата стена заедно с почвената маса се проверява по кръглата цилиндрична плъзгаща повърхност, както е описано в § 5.5. Дълбочината на потапяне на шпунтовата стена в земята се определя въз основа на ограничаването на хоризонталното изместване или изключването на възможността за загуба на стабилност на основата по кръгло-цилиндричните плъзгащи се повърхности.
4. Изкуственото замразяване на фундаментните почви се основава на непропускливостта, придобита от почвите в замръзнало състояние. Този метод често се използва при наситени с вода почвикамъни, чакъл и други включвания, които затрудняват потъването на традиционните шпунтови настилки. По време на замръзване в основата се образуват ледени стени, които предотвратяват проникването на вода в ямата.
Замразяването на почвата се извършва в следната последователност. Ямата с необходимите размери е оградена по контура с няколко специални колони 7 (фиг. 8.5), с помощта на които се създава стена от ледена земя. Такава колона се състои от две тръби, разположени една в друга. Когато специални охлаждащи разтвори преминават през колоната поради топлообмен с околната почва, почвата замръзва. Като охлаждащ агент се използва разтвор на калциев хлорид, който в зависимост от концентрацията може да замръзне при температури от -26 до -55 ° C. Инжектирането на разтвора в колоните за замразяване и охлаждането му се извършва с помощта на помпа 5 на блока за замразяване (фиг. 8.5). Модулът за замразяване се състои от изпарител, който охлажда разтвора на калциев хлорид чрез преминаване на газообразен хладилен агент през намотка в изпарителя - обикновено се използва амоняк, много по-рядко фреон или течен азот.
Канавка. 8.5. Схема на хладилна инсталация
Преди да попадне в изпарителя, фреона се компресира от компресор до определено налягане, в резултат на което температурата му се повишава рязко, влизайки в кондензатора, който охлаждайки фреона с вода, предизвиква неговото втечняване. Освен това, влизайки в изпарителя през редуцир на налягането, зад който компресорът поддържа понижено налягане, хладилният агент се изпарява, което е придружено от отстраняване на голямо количество топлина, което води до намаляване на температурата на охлаждащия разтвор в изпарителя. След това газообразният хладилен агент влиза отново в компресора ицикълът на охлаждане се повтаря.
Поради отрицателната температура на охлаждащия разтвор се получава топлообмен с околната почва, в резултат на което тя постепенно замръзва. След известно време цилиндрите от замръзнала почва b, сливайки се един с друг, образуват водоустойчива стена от ледена земя.
Температурата на охлаждащата течност се повишава в резултат на топлообмен със земята и за охлаждане отново се изпраща към изпарителя с помощта на помпа. Така охлаждащият разтвор циркулира от изпарителя към колоните и обратно. Ледените земни стени, като правило, са подредени така, че да осигурят водоустойчивост на дълбочина от няколко десетки метра.
Изкуственото замразяване на почвите има следните недостатъци. Първо, той е много по-скъп от конвенционалното шпунтово устройство и второ, не се използва в почви, които могат да изпитат измръзване.