Разработка котлована под фундамент опоры

Сооружение фундаментов опор городских мостовых сооружений

Мостовые опоры на фундаментах мелкого заложения сооружают на пойменных участках широких рек, и если трасса пересекает малые водотоки, а также при возведении эстакад, виадуков, путепроводов в городах.

Размеры фундамента опоры в плане зависят от ширины мостового сооружения. Предназначенные для современных автодорожных скоростных магистралей, фундаменты бывают достаточно большими, шириной до 20–30 м. Глубина заложения фундамента чаще всего не превышает 3–4 м.

До начала разработки котлована под фундамент опоры необходимо выполнить следующие работы:

  • перенести надземные и подземные коммуникации (после согласования переноса с их владельцами);
  • разбить котлован, закрепить его оси и размеры на местности;
  • спланировать поверхность, устроить отвод поверхностных и грунтовых вод;
  • сделать ограждение котлована (в необходимых случаях) в виде закладного крепления, деревянного или металлического шпунта.

При необходимости организуется водоотлив.

Разработку котлована надо проводить в предельно сжатые сроки. чтобы не нарушить несущую способность грунта основания.

По завершении работ котлован освидетельствуется комиссией. Непосредственно вслед за этим начинается сооружение фундамента: в минимальные сроки выполняется комплекс опалубочных и бетонных (бутобетонных или каменных) работ. После выстойки бетона и набора им необходимой прочности опалубку разбирают. Поверхности стен фундамента, соприкасающихся с грунтом, изолируют. Выполняется (послойно, с трамбовкой) обратная засыпка пазух между стенами фундамента и котлована. Затем ограждение разбирают, если проектом не предусмотрено иное.


Котлован необходимо разрабатывать в соответствии с проектом производства работ.

Котлованы без специального крепления стенок в нескальных грунтах допускаются только на суше (выше уровня грунтовых вод). Как правило, их устраивают с наклонными стенками. Крутизну откосов временных выемок принимают в зависимости от вида грунтов и глубины котлована (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – Выбор крутизны откосов котлована

Отрывать котлованы с вертикальными стенками без креплений можно только в грунтах естественной влажности, и если нет грунтовых вод. Глубина выемки не должна превышать 1 м в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах; 1,25 м – в супесях; 1,5 м-в суглинках и глинах; 2,0 м – в особо плотных грунтах. Котлован с вертикальными стенками разрабатывать можно, если кладка фундамента будет выполнена непосредственно после разработки грунта.

Размеры котлована в плане назначают с учетом возможности устройства опалубки и водоотлива (рис. 2.1).

Рис. 2.1 – Открытый котлован: 1 – приямок; 2 – канавка

Котлован в нескальных грунтах разрабатывают с недобором до проектной отметки в 0,1–0,3 м. Оставшийся слой грунта надо разрабатывать вручную или средствами малой механизации перед кладкой фундамента. В процессе этих работ производится подготовка основания: дно котлована зачищают до проектной отметки; удаляют разжиженный слой глинистого грунта; втрамбовывают щебень, образовывая слой толщиной не менее 10 см; проливают его цементным раствором. Верх щебеночного слоя не должен быть выше проектной отметки заложения фундамента.

Если на дне котлована есть ключи, их надо заглушить или каптировать и отвести воду за пределы фундамента. Можно, например, в месте выхода ключа устроить шурф, установить там металлическую трубу для отвода воды из котлована. Шурф заполняют гравием на 3 /4 высоты, откачивают воду через трубу, а затем заполняют цементно-песчаным раствором. После затвердевания раствора прекращают откачивать воду, а трубу затыкают пробкой.

Разработку котлована следует организовывать таким образом, чтобы после сооружения фундамента, снятия опалубки и гидроизоляционных работ можно было немедленно засыпать грунтом пазухи между стенками фундамента и котлована. Для этого надо предусмотреть в непосредственной близости от котлована необходимые объемы грунта требуемого качества. Грунт обрабатывают послойно (толщина слоя –20–30 см) пневмо- или электротрамбовками.

В период производства работ необходимо обеспечить осушение котлована, если он разрабатывается ниже уровня грунтовых вод. Чаще применяют открытый водоотлив с установкой насосов на поверхности (по углам котлована). По периметру котлована роют канавки глубиной 0,3–0,4 м и приямки в местах размещения насосов (рис. 2.2).

Рис. 2.2 – Организация открытого водоотлива в котловане: Н – глубина котлована; h – глубина забивки шпунта; Sw – величина подпора грунтовых вод; 1 – насос; 2 – всасывающий шланг; 3 – приямок; 4 – канавка; 5 – шпунт

Уровень воды в приямке должен быть на 0,2–0,5 м ниже дна котлована. Поверхность дна котлована должна быть сухой, чтобы песчаные грунты не разрыхлялись, а глинистые не разжижались и не набухали. Если это произойдет, то существенно снизится несущая способность основания и в последующем это может привести к аварийному состоянию сооружения.

Для откачки воды применяют диафрагменные и центробежные самовсасывающие насосы, если высота всасывания не превышает 6 м, а приток воды в котлован – не более 50 м 3 /ч. Когда приток воды больше, а глубина котлована значительней, пользуются многоступенчатыми центробежными насосами.

Открытий водоотлив – наиболее простой и дешевый способ водопонижения, однако в случае большого напора грунтовых вод в мелких и пылеватых песках избежать разрыхления дна котлована часто не удается. В этом случае целесообразен глубинный водоотлив. Для этого по периметру бровки котлована бурят скважины, из которых откачивают воду с помощью специальных иглофильтров (рис. 2.3).

Рис. 2.3 – Понижение уровня грунтовых вод путем глубинного водоотлива: 1 – иглофильтр; 2 – коллектор; 3 – насосная установка (а. b – расстояния между крайними иглофильтрами)

Количество водооткачивающих средств определяют расчетом с последующей опытной проверкой.

Во время возведения фундамента воду откачивают постоянно, чтобы она не заливала свежий слой кладки (до обретения бетоном прочности не менее 2,5 МПа).

Грунт в котловане разрабатывают механическим или гидромеханическим способом. Разработка грунта вручную допускается как исключение при малых объемах работ и зачистке дна котлована перед кладкой фундамента. Использование землеройных машин и транспортных средств определяется проектом производства работ с учетом размеров котлована, конструкции его ограждения, способа водоотлива, вида грунтов и способа их перемещения. Для сооружения фундамента мелкого заложения в плотных грунтах при сильном увлажнении и глубине котлована 2–4 м чаще всего используют экскаваторы (обратная лопата с емкостью ковша 0,3–0,6 м 3 ), а грунт разрабатывают в отвал или вывозят самосвалами. Сухие (и нормальной влажности) грунты средней плотности в котлованах с откосами разрабатывают бульдозером в отвал. Для грунтов типа скальных применяют буровзрывной метод или используют гидромолоты.

При приемке котлована комиссия проверяет соответствие расположения, размеров и отметок котлована проекту. Сравниваются проектное и фактическое напластования, качество грунтов. Контрольным бурением проверяется действительная мощность несущего слоя на глубину не менее 4 м ниже отметки подошвы фундамента. На основании этого делается вывод о возможности заложения фундамента на проектной отметке.

По материалам сайта: http://vse-lekcii.ru