Устройство котлованов под опоры

Разбивка котлованов. Основными данными для разбивки котлованов на местности являются: геометрические размеры и тип фундаментов, характеристика грунта и способ его разработки, глубина котлована. Исходной точкой для разбивки котлована является центровой знак.

При разработке котлованов для одностоечных деревянных и железобетонных опор буровыми машинами разбивка не требуется: центр бурового механизма просто совмещают с центровым знаком. Однако для точного определения положения опоры и ее элементов необходимо разбить поперечную ось ВЛ (рис.25). При отсутствии теодолита это выполняют так. От пикетного знака (точка Л) по продольной оси ВЛ откладывают стальной мерной лентой отрезок длиной 4 м (точка В) и проводят из точек А и В дуги соответственно радиусами 3 и 5 м. Затем по обе стороны продольной оси ВЛ в точках С , и С пересечения этих дуг, а также на расстоянии примерно 15 м от них в точках D и D устанавливают разбивочные колышки, обозначающие поперечную ось ВЛ. Колышки позволяют легко определить положение опоры и разметить центры цилиндрических или прямоугольных котлованов для А - и П - образных опор.

Рис.25. Разбивка поперечной оси ВЛ

Разбивку котлованов при рытье их экскаваторами выполняют по чертежу или схеме с помощью теодолита и стальной мерной ленты или рулетки. Для обозначения осей котлованов забивают колья длиной 0,5-0,7 м, а для разметки их контуров на поверхности земли - деревянные колышки или металлические шпильки. Размеры котлованов сверху должны быть больше, чем внизу; при этом учитывают крутизну откосов, допускаемую грунтом. Угол, или крутизна, откоса (рис.26) зависит от отношения его высоты Л к основанию 1. Угол, при котором не происходит оползание грунта, называется естественным откосом. Для песчаных грунтов естественный откос лежит в пределах от 1: 0,5 до 1: 1, а для глинистых - от 1: 0,25 до 1: 0,85. Так как при крутизне откосов котлованов больше естественного может происходить обвал грунта, их стенки необходимо крепить.

Рис.26. Крутизна откоса котлована

Разбивку котлованов под фундаменты стальной промежуточной опоры (рис.27, а) выполняют в таком порядке. Сначала устанавливают теодолит над центровым знаком и разбивают ось ВЛ и перпендикуляр к ней, для чего наводят визирную трубку теодолита на центры предыдущей и последующей опор и обозначают колышками продольную ось линии А-А. Затем поворачивают визирную трубку на 90° и разбивают поперечную ось Б-Б.

Колышки для обозначения осей забивают на расстоянии не менее 10 м от границ будущего котлована и сохраняют до окончания всех работ по монтажу опоры, включая выверку. Поэтому оси А-А и Б-Б часто называют "сторожкой".- По оси А-А с обеих сторон центрового знака в точках II и III на расстоянии а/2 (где а - расстояние между центрами подножников) устанавливают колышки. Из точек II и III разбивают оси В-В и Г-Г (параллельно оси Б-Б), также обозначая их колышками. На осях В-В и Г-Г сначала разбивают центры подножников - на расстоянии b/2, равном половине расстояния между центрами подножников поперек оси трассы. Затем с учетом допустимой крутизны откосов и глубины котлована размечают его контуры.

Рис.27. Разбивка котлованов под фундаменты стальных промежуточной (а) и угловой (б) опор

Разбивку котлованов под фундаменты стальной угловой опоры (рис.27, б) выполняют по вспомогательным осям - биссектрисе угла поворота и перпендикуляру к ней. Для этого теодолит устанавливают над центровым знаком, наводят визирную трубку на центры предыдущей и последующей опор и уточняют угол поворота ВЛ. Затем устанавливают визирную трубку по биссектрисе угла поворота ВЛ, разбивают и обозначают ось Л- А. Повернув визирную трубку на 90° по отношению к оси А-А, разбивают и обозначают ось Б-Б. После этого на осях В-В и Г-Г разбивают контуры котлованов (с учетом допустимой крутизны откосов).

Некоторые типы угловых опор имеют с внешней стороны угла поворота ВЛ большие подножники, чем с внутренней, поэтому размеры котлованов для фундаментов таких опор не одинаковы. Кроме того, некоторые типы угловых портальных опор устанавливают со смещением их центра внутрь угла поворота трассы.

Для свайных фундаментов определяют положение центров погружаемых свай. Четыре сваи фундамента под одностоечную опору обычно располагают по углам прямоугольника или квадрата. Для разметки центров свай применяют металлические или деревянные шаблоны, представляющие собой жесткую раму с отверстиями, через которые забивают колышки. После снятия шаблона колышки остаются в грунте, обозначая центры. Для ориентирования шаблона по центру опоры и оси трассы применяют теодолит.

Разработка котлованов. При разработке котлованов буровыми машинами буровой механизм устанавливают над центром котлована и выверяют его направление. Для разработки вертикальных котлованов буровой механизм устанавливают вертикально, а котлованов под А - образные опоры - под необходимым углом к горизонту.

Шнековые буровые машины (типа МРК) разрабатывают котлован за один проход (погружение) рабочего органа в грунт. Выброс разработанного грунта происходит непрерывно по мере заглубления шнека. Буровые машины (типа БМ) с лопастными рабочими органами разрабатывают котлованы за несколько проходов глубиной по 0,3-0,5 м. При этом машинист периодически поднимает буровую головку с грунтом из котлована (без вращения) и сбрасывает грунт с лопастей при увеличенных оборотах штанги. Разбросанный грунт с краев котлована отодвигают вручную лопатами при поднятой и заторможенной штанге.

При разработке глинистых грунтов, налипающих на лопасти, буровую головку очищают только после остановки. Находиться под бурильной штангой при ее опускании нельзя.

Глубину котлованов определяют деревянной рейкой с делениями. Некоторые буровые машины имеют штанги с насечками, по которым можно ориентировочно определить заглубление бура.

При разработке котлованов ковшовыми экскаваторами вынутый грунт укладывают на расстоянии 0,5- 0,8 м от бровки котлована так, чтобы он не мешал последующему монтажу подножников. Нижние слои грунта недобирают на 100- 200 мм, чтобы не нарушить его естественную структуру. Недобранный слой снимают вручную непосредственно перед установкой подножников. При случайном заглублении против проекта одного из котлованов (для фундамента с четырьмя подножниками) остальные котлованы выравнивают по первому (с перебранным грунтом).

Дно котлованов выравнивают по уровню, срезая грунт. Небольшие неровности до 50 мм допускается засыпать песком и тщательно утрамбовывать. Дно котлованов под анкерные плиты для крепления оттяжек выравнивают по шаблону в соответствии с проектным уклоном.

При разработке котлованов в увлажненных грунтах грунтовые воды откачивают насосами. Если приток воды угрожает размывом откосов, котлован ограждают шпунтовыми стенками из деревянных досок. Возможно также уменьшение глубины котлованов с установкой подножников выше горизонта грунтовых вод. В этом случае после установки фундаментов делают дополнительную присыпку сверху - банкетку.

Разработку котлованов в зимний период выполняют буровыми машинами, оборудованными зубками из твердых сплавов, или отбойными молотками. При температуре воздуха ниже - 5 °С рытье котлованов производят не раньше, чем за 1-2 сут до установки фундаментов. Если разработку ведут заранее, грунт недобирают на 0,2-0,5 м. Оставшийся слой грунта предохраняют от промерзания листьями или хвоей и срезают непосредственно перед установкой подножников.

Разработку котлованов ковшовыми экскаваторами выполняют для сборных и монолитных фундаментов и сложных деревянных опор с ригелями, а также при отсутствии буровых машин.

Ручную разработку котлованов выполняют на участках с подземными коммуникациями, а также в местах, занятых садовыми и другими ценными насаждениями. Котлованы приходится отрывать вручную там, где невозможно обеспечить подъезд землеройных машин к месту работ (на склонах, в болотистых местах) и при небольших объемах работ. При ручной разработке используют ломы, штыковые и совковые лопаты, а иногда механизированный инструмент (пневматические отбойные молотки, электробетоноломы, электромолотки). Для уменьшения объема земляных работ, а также для облегчения установки опоры стенкам котлована придают ступенчатую форму (рис.28).

Рис.28. Котлован ступенчатой формы

При разработке небольшого количества котлованов в грунтах 1-й и 2-й категорий иногда используют ручной бур. При вращении бура ножи срезают слой грунта и направляют его через прорези во внутреннюю полость крышки. После заполнения кольца бур вынимают из котлована и освобождают от грунта. По мере заглубления бура трубу 3 наращивают. Ручной бур позволяет за 20-30 мин вырыть (пробурить) в мягких грунтах котлован глубиной до 2 м и диаметром до 400 мм. Чаще ручной бур применяют для подчистки ранее отрытых котлованов, так как обычно их разработка опережает установку опор и бригаде, занятой этой работой, приходится очищать ранее пробуренные котлованы от осыпавшегося грунта. В этом случае при наличии крана используют ручной бур несколько иной конструкции. Размеры бура выбирают соответственно диаметру и глубине очищаемых котлованов. Бур навешивают на крюк 8 крана, вращают вручную и после заполнения всех витков спирали грунтом плавно поднимают из котлована краном.

При разработке котлованов в скальных грунтах используют взрывной способ. По контуру и площади котлована через 0,5-0,7 м высверливают шпуры, в которые закладывают взрывчатку. Глубина заложения шпуров зависит от крепости породы и глубины котлована. Силу взрыва рассчитывают из условия рыхления скалы без выброса. Разрушенную породу разрабатывают экскаватором, а дно котлована зачищают отбойными молотками. Взрывные работы разрешается выполнять только в дневное время специально обученным и имеющим разрешение лицам в присутствии прораба или мастера.

В населенной местности в целях безопасности котлован огораживают, устанавливая в ночное время на ограждении освещение.