Přípravné a pomocné procesy musí zajišťovat kvalitní a bezpečnou práci a v závislosti na místních podmínkách a typu prováděných zemních prací zahrnují bourání zemních prací, odvodňování a snižování hladiny podzemních vod, dočasné upevnění stěn výkopů a umělé zpevňování zemin. .
Uspořádání zemních prací
Členění konstrukcí spočívá v ustavení a zajištění jejich polohy na zemi. Členění se provádí pomocí geodetických přístrojů a různých měřicích zařízení.
Rozmístění jam začíná odstraněním a zajištěním na zemi (v souladu s projektem) vyrovnávacími značkami hlavních pracovních os, které se obvykle považují za hlavní osy objektu II a II-II. Poté se kolem budoucí jámy instalují odlitky ve vzdálenosti 2 m od jejího okraje rovnoběžně s hlavními vyrovnávacími osami.
Jednorázové odlitky se skládají z kovových sloupků zaražených do země nebo vykopaných dřevěných sloupků a na nich připevněných desek. Deska musí mít tloušťku alespoň 40 mm, musí mít hranu nahoru a musí být podepřena alespoň třemi sloupky. Odlévání inventáře kovů je pokročilejší. Aby tudy mohly projíždět vozidla, musí být v oděvu přestávky. Pokud má terén výrazný sklon, provádějí se odlitky s římsami.
Hlavní osy zaměření se přenesou na odlitek a od nich se označí všechny ostatní osy budovy. Všechny osy jsou připevněny k odlitku hřebíky nebo řezy a jsou očíslovány. Nápravy jsou na kovovém odlitku zajištěny barvou. Rozměry jámy nahoře, dole a další charakteristické body jsou označeny dobře viditelnými kolíky nebo milníky. Po vybudování podzemní části objektu jsou hlavní vytyčovací osy přeneseny do jeho základny.
U lineárně rozšířených konstrukcí (např. pro kolektor) jsou uspořádány pouze příčné odlitky, které jsou umístěny na rovných úsecích po 50 m, na zakřivených úsecích – po 20 m .
Odvodňování a snižování hladiny podzemních vod
Při výstavbě výkopů umístěných pod hladinou podzemní vody je nutné: odvodnit vodou nasycenou zeminu a tím zajistit možnost jejího rozvoje a zabudování výkopů, zabránit vnikání librové vody do jam, rýh a výkopů po dobu výstavby pracovat v nich.
Účinnou technologickou metodou pro řešení takových problémů je odčerpávání kil vody.
Výkopy (jámy a příkopy) s malým přítokem podzemní vody se vyvíjejí pomocí otevřené drenáže, a pokud je přítok významný a tloušťka vrstvy nasycené vodou, která má být vyvinuta, je velká, pak před zahájením prací se hladina libry voda je uměle snižována různými uzavřenými metodami, tj. librovým odvodněním, nazývaným také stavební odvodnění.
Otevřená drenáž zajišťuje čerpání prosakující vody přímo z jímek nebo výkopů. Přítok vody do jámy (průtok) se vypočítá pomocí vzorců pro ustálený pohyb librové vody.
Když je drenáž otevřená, lišová voda, prosakující svahy a dnem jámy, vstupuje do odvodňovacích příkopů a jimi do jímek (žump), odkud je odčerpávána. Odvodňovací příkopy jsou uspořádány se spodní šířkou 0,3. 0,6 a hloubce 1 m se sklonem 2. 0,01 směrem k boxům. Jámy ve stabilních půdách jsou zajištěny dřevěným rámem z kulatiny (bez dna) a v propadových půdách – štětovnicovou stěnou.
Otevřená drenáž, která je jednoduchým a dostupným způsobem řešení podzemních vod, má vážnou technologickou nevýhodu. Stoupající proudy podzemní vody protékající dnem a stěnami jam a příkopů zkapalňují půdu a vynášejí z ní drobné částice na povrch. Jev takového vyplavování a odstraňování malých částic se nazývá sufúze půdy. V důsledku podsypu může dojít ke snížení únosnosti zeminy v základech. Proto se v praxi v mnoha případech častěji používá drenáž librová, která zabraňuje prosakování vody svahy a dnem jam a příkopů.
Zemní drenáž zajišťuje pokles podzemní vody pod dnem budoucího výkopu. Hladina podzemní vody je snížena v důsledku nepřetržitého čerpání vody zařízeními snižujícími vodu ze systému trubkových studní a studní umístěných kolem jámy nebo podél příkopu.
Pro umělé snížení hladiny librové vody byla vyvinuta řada účinných metod, z nichž hlavní jsou wellpoint, vakuum a elektroosmotické.
Metoda wellpoint pro umělé snižování librové vody je realizována pomocí instalací wellpoint skládajících se z ocelových trubek s filtračním článkem ve spodní části, drenážního kolektoru a samonasávacího vířivého čerpadla s elektromotorem.
Ocelové trubky jsou ponořeny do podmáčené půdy po obvodu jámy nebo podél příkopu.
Filtrační jednotka se skládá z vnější perforované trubky a vnitřní slepé trubky. Vnější trubka ve spodní části má špičku s kulovými a prstencovými ventily. Na povrchu země jsou studny propojeny drenážním kolektorem s čerpací jednotkou (opatřenou záložními čerpadly). Při provozu čerpadel se hladina vody v bodech vrtů snižuje a díky drenážním vlastnostem libra klesá i v okolních librových vrstvách, čímž se tvoří nový fana hladiny librové vody. Wellpointy se ponořují do studny přes vrty nebo vstřikováním vody do trubky wellpoint pod tlakem do 0,3 MPa (hydraulické ponoření). Jakmile voda dosáhne špičky, spustí kulový ventil a prstencový ventil, který je stlačen nahoru, uzavře mezeru mezi vnitřní a vnější trubkou. Proud vody vycházející ze špičky pod tlakem eroduje libru a zajišťuje, že bod studny bude ponořen. Když je voda nasávána z libra přes filtrační článek, ventily zaujmou obrácenou polohu.
Použití instalací wellpoint je nejúčinnější v čistých píscích a písčito-štěrkových librách. Největší pokles hladiny podzemní vody, dosažený za průměrných podmínek s jedním patrem vrtů, je asi 5 m Pro větší hloubky deprese se používají dvoupatrové instalace.
Metoda vakuové redukce vody je realizována pomocí vakuových jednotek redukce vody. Tato zařízení se používají ke snížení hladiny podzemní vody v jemnozrnných půdách (jemnozrnné a bahnité písky, písčité hlíny, hlinité a sprašové půdy s filtračním koeficientem 0,02 m/den), ve kterých je použití zařízení light wellpoint je nepraktické. Při provozu vakuových zařízení snižujících množství vody vzniká v oblasti ejektoru vakuum.
Filtrační jednotka ejektorového wellpointu je navržena na principu light wellpoint a nadfiltrační jednotka se skládá z vnějšího a vnitřního potrubí s ejektorovou tryskou. Pracovní voda pod tlakem 750 kPa je přiváděna do prstencového prostoru mezi vnitřní a vnější trubkou a tryskou ejektoru spěchá po vnitřní trubce. V důsledku prudké změny rychlosti pohybu pracovní vody vzniká v trysce podtlak a tím je zajištěno nasávání podzemní vody. Podzemní voda je smíchána s pracovní vodou a odváděna do cirkulační nádrže, ze které je přebytečná voda (vlivem přítoku podzemní vody) odčerpávána nízkotlakým čerpadlem nebo odváděna samospádem.
Fenomén elektroosmózy se využívá k rozšíření možností použití instalací wellpointů v půdách s filtračním koeficientem menším než 0,05 m/den. V tomto případě spolu s body studny do země ve vzdálenosti 0,5. Ocelové trubky nebo tyče jsou ponořeny 1 m od bodů vrtů směrem k jámě. Wellpointy jsou připojeny k zápornému pólu (katoda) a trubky nebo tyče jsou připojeny ke kladnému pólu stejnosměrného napájení (anoda).
Elektrody jsou umístěny vzájemně vůči sobě v šachovnicovém vzoru. Rozteč neboli vzdálenost anod a katod v jejich řadě je stejná – asi 0,75. 1,5 m. Anody a katody jsou ponořeny do stejné hloubky. Jako zdroj energie se používají svařovací jednotky nebo mobilní konvertory. Výkon generátoru stejnosměrného proudu je stanoven na základě skutečnosti, že na 1 m2 plochy elektroosmotické clony je potřeba proud 0,5. 1 A, napětí 30 V. Vlivem elektrického proudu se voda obsažená v pórech půdy uvolňuje a pohybuje se směrem k bodům vrtů. Pohybem této vody se koeficient filtrace půdy zvýší 60krát.
Dočasné upevnění stěn výklenku
Při vývoji výkopů v oblastech nasycených vodou nebo ve stísněných podmínkách, kdy nelze zajistit požadované sklony, se svislé stěny zajistí speciálními provizorními upevňovacími prvky. Dočasná podpora může být provedena ve formě dřevěných nebo kovových štětovnic, dřevěných panelů s podpěrnými sloupky, panelů s distančními rámy a dalších konstrukcí.
Štětovnice je nejdražší existující metodou. Používá se při vývoji výkopů ve vodou nasycených půdách v blízkosti stávajících budov a konstrukcí. Štětovnice je zaražena před provedením výkopu, čímž je zajištěn stabilní a přirozený stav zeminy mimo ni.
Upevnění konzolového typu se skládá z hřebenových pilot, zaklesnutých spodní částí do země hlouběji než dno výkopu. Slouží jako podpěry štítů (desek, nosníků), které přímo nesou tlak libry. Konzolové upevnění je vhodné pro hloubky výkopu do 5 m.
Upevnění typu distanční (horizontální rám) je designově nejjednodušší, používá se při výstavbě příkopů do hloubky 4 m v suchých nebo vlhkých librách. Upevnění se skládá z regálů, vodorovných desek nebo prken (plných i nepevných) panelů a distančních vložek, které přitlačují desky nebo panely ke stěnám výkopu.
Inventární distanční rámy z trubkových regálů a distančních podložek jsou nejúčinnější díky své nízké hmotnosti, snadné montáži a demontáži. Kovové trubkové výškové sloupky mají otvory pro připevnění rozpěrek. Teleskopická rozpěrka se skládá z vnější a vnitřní trubky, otočné spojky a nosných dílů. V závislosti na šířce výkopu se vzdálenost mezi sloupky stanoví prodloužením vnitřní trubky od vnější a jejím upevněním šroubem zasunutým do otvorů trubek. Úplné přitlačení štítů ke stěnám výkopu se provádí otáčením spojky se šroubovým závitem.
Při hloubení širokých jam lze použít vyztužené upevnění svislých stěn. Skládá se ze štítů nebo desek, přitlačených k libře pomocí hřebenů, podepřených vzpěrami a zarážkami. Takové upevnění se používá v omezené míře, protože vzpěry a zarážky umístěné v jámě komplikují práci.
Umělé zpevnění půdy
Umělé upevnění kil je souborem efektů, v jejichž důsledku se zvyšuje pevnost libry, stává se nezničitelnou a v některých případech i voděodolnou.
Zajišťovací kila slouží k vytvoření vodotěsných závěsů kolem rozpracovaných výkopů nebo ke zvýšení únosnosti základů. V závislosti na fyzikálních a mechanických vlastnostech libra, jeho stavu, požadovaném stupni a účelu zpevnění se používají způsoby umělého zpevňování zemin zmrazování, cementování, bitumenizace, chemické, tepelné, elektrické, elektrochemické a jiné.
Zmrazování půdy se používá v půdách vysoce nasycených vodou (rychlé písky) při vytváření hlubokých výkopů. K tomu jsou po obvodu jímky ponořeny mrazicí kolony z trubek navzájem propojených potrubím, kterými je čerpána speciální kapalina – solanka (roztoky solí s nízkým bodem tuhnutí), chlazená chladicí jednotkou na -20. -25 °C. Solanka v chladicí jednotce je chlazena tzv. chladivy – čpavkem, méně často oxidem uhličitým (oxid uhličitý).
Chladicí jehly se skládají z vnějších trubek, uzavřených a zahrocených ve spodní části, a vnitřních trubek, do nich vložených koaxiálně a otevřených ve spodní části. Solanka vstupuje do vnitřního potrubí a na dně kolony prochází do vnějšího potrubí, kterým stoupá, a poté je poslána do další kolony. Okolní zemina zamrzá v soustředných válcích s postupně se zvětšujícími průměry Tyto válce zamrzají do pevné stěny zmrzlé zeminy, která funguje jako dočasná oplocení výkopu. Vzdálenost mezi sloupy závisí na hydrogeologických a teplotních podmínkách díla, hloubce výkopu a přiřazuje se v průměru od 1,5 do 3 m.
Cementace a bitumenizace zahrnují injektáž cementové malty nebo zahřátého bitumenu. Používají se pro porézní horniny s vysokým filtračním koeficientem a také horniny puklinové.
Písčité a sprašové půdy jsou chemicky fixovány vstřikováním chemických roztoků do nich prostřednictvím injektorů. Chemická metoda může být dvou- nebo jednoroztoková.
Dvouroztoková fixace spočívá v postupném vstřikování do půdy nejprve vodného roztoku křemičitanu sodného Na2SiO3 a poté chloridu vápenatého CaCl2. Roztoky reagují a tvoří gel kyseliny křemičité nSiO2 x mH2O, který obaluje zrna půdy a po ztvrdnutí je váže do monolitu. Tato metoda se používá v poměrně dobře odvodňovacích oblastech (koeficient filtrace >2 m/den). V tomto případě síla libry dosahuje 1,5. 3 MPa.
Fixace jedním roztokem (směs křemičitanu sodného a tvrdidla) se používá pro špatně odtékající libry s filtračním koeficientem menším než 0,3 m/den. Síla fixní libry je 0,3. 0,6 MPa.
Při chemické fixaci se roztok vstřikuje speciálními trubkami – injektory.
U sprašových půd se používá tepelné zpevnění. Realizuje se jako výsledek výpalu horkými plyny čerpanými přes studnu do pórů libry. Plyny vznikají při spalování kapalného nebo plynného paliva přiváděného do libru spolu se vzduchem žáruvzdorným potrubím do předvrtané studny.
Mokrá hliněná libra jsou elektricky konsolidována. Spočívá ve využití efektu elektroosmózy, při které prochází librou stejnosměrný elektrický proud o síle pole 0,5. 1 V/cm a hustota 1 A/m5. V tomto případě hlína vyschne, velmi se zhutní a ztratí svou schopnost nadzvedávání.
Elektrochemická metoda se od předchozí liší tím, že současně s elektrickým proudem se do půdy potrubím, kterým je katoda, zavádějí roztoky chemických přísad zvyšujících proudovou vodivost (křemičitan sodný, chlorid vápenatý, chlorid železitý atd.). a slouží jako injektor. Díky tomu se zvyšuje intenzita procesu zajištění libry.
- Mechanický vývoj půdy
- Zpracování zeminy hydromechanickou metodou
- Vývoj půdy vrtáním
- Výkop zeminy výbuchem
- Zpracování půdy bezvýkopovou metodou
- Vývoj půdy v zimních podmínkách
- Kontrola kvality
- Půdy a jejich stavební vlastnosti
- Přípravné procesy pro zpracování půdy
- Chcete-li zanechat komentáře, přihlaste se
Při výstavbě výkopů umístěných pod hladinou podzemní vody je nutné odvodnit vodou nasycenou zeminu a zajistit její rozvoj za normálních podmínek. Kromě toho je nutné po dobu prací v nich zabránit vnikání podzemních vod do jam, příkopů a výkopů.
Účinnou technologickou metodou řešení takových problémů je čerpání podzemní vody. Jámy a příkopy s malým přítokem podzemní vody jsou vyvinuty pomocí otevřená drenáža pokud je přítok vody významný a tloušťka vrstvy nasycené vodou, která má být vyvinuta, je velká, pak před zahájením prací hladina podzemní vody uměle downgrade pomocí různých metod uzavřená drenáž, volal redukce vody.
Otevřená drenáž slouží k čerpání tekoucí vody přímo z jímek nebo výkopů pomocí čerpadel. Při otevřené drenáži podzemní voda prosakuje svahy a dnem jámy a je směřována přes vykopané odvodňovací příkopy nebo podnosy do speciálně vybudovaných jímek ve spodní části jámy, tzv. jímky, odkud je voda odčerpávána membránovými nebo odstředivými čerpadly vhodného výkonu. Otevřená drenáž je jednoduché a cenově dostupný způsob boje proti podzemní vodě, ale má vážnou technologickou nevýhodu. Stoupající proudy podzemní vody protékající stěnami a dnem jam a příkopů zkapalňují půdu a vynášejí z ní drobné částice na povrch. V důsledku takového loužení má tato metoda řada významných nevýhod:
— přirozená pevnost základny výkopu je snížena v důsledku její eroze tekoucí vodou;
— přítomnost vody na dně výkopu ztěžuje rozvoj půdy;
— je nutné upevnění stěn výklenků, protože pohyb vody do jímek také způsobuje pohyb liber;
— přítok vody do odvodňovacího příkopu může způsobit oslabení základů budov a staveb umístěných vedle budovaného zařízení.
V případech, kdy se drenáž ukáže jako nepraktická, se používá umělé snížení hladiny podzemní vody (odběr vody).
Odvodňování zajišťuje pokles hladiny podzemní vody (GWL) pod dnem budoucího výkopu. Snížení hladiny podzemní vody spočívá v čerpání podzemní vody hlubinnými čerpadly z důlních vrtů nebo vrtání vrtů snižujících vodu umístěných v bezprostřední blízkosti budoucí jámy nebo příkopu. Pro umělý Pro redukci vody bylo vyvinuto několik dalších účinných metod, z nichž hlavní jsou wellpoint, vakuum a elektroosmotické.
Wellpoint metoda umělé snižování hladiny podzemní vody je založeno na použití jednotek wellpoint, skládajících se z ocelových trubek s filtrační jednotkou ve spodní části (wellpoint), drenážního kolektoru na povrchu země a samonasávacího vírového čerpadla s el. motor. Ocelové trubky jsou ponořeny do podmáčené půdy po obvodu jámy nebo podél příkopu. Na povrchu země jsou studny spojeny s čerpací jednotkou drenážním kolektorem. Když čerpadla pracují v režimu čerpání vody, v důsledku drenážních vlastností půdy klesá hladina vody v místě vrtu a okolních půdních vrstvách, což vede k vytvoření nové hladiny podzemní vody, tzv. křivka deprese.
Vakuová metoda snížení vody na základě použití vyhazovač zařízení na redukci vody. Tato zařízení se používají ke snížení hladiny podzemní vody v jemnozrnných půdách (jemnozrnné a bahnité písky, písčité hlíny, hlinité a sprašové půdy s filtračním koeficientem 0,02 m/den), ve kterých je použití zařízení light wellpoint je nepraktické. Při provozu vakuových zařízení snižujících množství vody vzniká v oblasti ejektoru vakuum. Voda odčerpaná ze země je odváděna z drenážní nádrže gravitačním potrubím mimo jámu nebo staveniště.
Fenomén elektroosmóza používá se k rozšíření rozsahu použití instalací wellpointů v půdách s filtračním koeficientem menším než 0,05 m/den. V tomto případě spolu s body studny do země ve vzdálenosti 0,5. 1 m od bodů vrtů na straně jámy se ocelové trubky nebo tyče ponoří do hloubky shodné s ponořením bodů vrtů. Wellpointy jsou připojeny k zápornému pólu (katoda) a trubky nebo tyče jsou připojeny ke kladnému pólu zdroje stejnosměrného proudu (anoda). Pod vlivem elektrického proudu se voda obsažená v pórech půdy uvolňuje a pohybuje se směrem k bodům vrtů. Díky elektroosmóze se koeficient filtrace půdy zvyšuje 5krát. Použití každé z popsaných metod pro snížení hladiny podzemní vody závisí na mocnosti zvodnělé vrstvy, koeficientu filtrace půdy, parametrech zemní konstrukce a staveniště. Rozhodnutí o volbě metody musí být zdůvodněno i z hlediska ochrany životního prostředí a environmentální bezpečnosti budovaného zařízení.
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli: