11.18. Засыпка траншей и котлованов. Обсыпка резервуаров, отстойников и других водохозяйственных сооружений

Поскольку большинство водопроводных и канализационных со­оружений устраиваются заглубленного и полузаглубленного типа, после их возведения выполняются значительные объемы работ по обратной их засыпке. Учитывая, что обратные засыпки траншей, приямков и пазух котлованов в большинстве случаев служат основа­нием дорог, отмосток, а внутри зданий - основанием под полы, все они должны выполняться с обязательным уплотнением для обеспе­чения требуемой их несущей способности (прочность — устойчи­вость) и беспросадочность. Необходимая степень уплотнения грун­та и высокое качество обратных засыпок на практике обеспечиваются послойным уплотнением грунта при условии отсыпки его слоями одинаковой толщины. Каждый отсыпанный слой грунта уплотняют равным числом проходов (ударов) по одному следу. Толщина уплот­няемого слоя должна соответствовать возможностям грунтоуплотни-теля, что устанавливается опытным путем.

Уплотнение грунтов в котлованах со сложными фундаментами и под­земными конструкциями при возведении, например, насосных стан­ций, когда внутри их образуются замкнутые полости, тупики и узкие проходы, значительно затрудняется, так как в них нельзя применить крупногабаритные машины. Поэтому обратную засыпку в таких ус­ловиях необходимо выполнять сразу же после возведения подземной части здания или сооружения, когда конструкции надземной части не препятствуют работе машин с бермы котлована. Грунт с помощью экскаватора, оборудованного грейфером или системой транспортеров, подают на рабочую карту в пределах участка, ограниченного подзем­ными конструкциями. Разравнивают его в зависимости от формы и размеров пазухи малогабаритным бульдозером типа УЗБТ-54В или микробульдозером МБ-4. Уплотняют грунт электротрамбовками или подвесной вибротрамбовкой. Для этой цели могут быть также ис­пользованы свайные вибропогружатели, установленные на металли­ческий поддон. В замкнутых полостях уплотнять грунт более удоб­но подвесными к крану грунтоуплотнителями, а в пазухах, связанных между собой проходами, — самопередвигающимися виброплитами и ручными трамбовками.

Уплотнение грунтов в узких и глубоких пазухах шириной менее 1,4 м (предельный размер, допускающий работу малогабаритного

346

бульдозера) связано с определенными трудностями. При этом следует выделить пазухи шириной 0,7—1,4 м, в которых может работать че­ловек, и шириной до 0,7 м, в котором доступ рабочего невозможен. За­сыпку наружных пазух, образуемых подземными конструкциями и крутыми откосами котлована, выполняют бульдозерами (рис. 11.24, а). Разравнивают грунт слоями заданной толщины в нижней части па­зухи микробульдозером, который подают в пазухи краном, а затем, по мере расширения пазухи (более 1,4 м), - малогабаритным буль­дозером. Уплотняют грунт послойно подвесными вибротрамбующи-ми плитами или свайными вибропоружателями на металлических поддонах, подвешенных к крану, а также с помощью пневмотрамбо-вок, работающих от передвижного компрессора.

Засыпка въездных траншей, а также приямков и пазух котлованов (после устройства сооружений, их гидравлического испытания и на­ружной гидроизоляции) чаще всего производится бульдозерами с

Рис. 11.24. Засыпка пазух котлованов и устройство насыпей на покрытиях

сооружений:

а — засыпка и уплотнение грунта в пазухе котлована; б— устройство насыпи ленточным конвейером; в — то же, автосамосвалами и бульдозерами; 1 — виб­ротрамбовка; 2 — микробульдозер; 3 — подземная часть сооружения; 4 — кран-экскаватор; 5— резерв грунта на первый слой; 6— бульдозер; 7— конвейер; 8 — спланированная насыпь; 9— отвалы грунта; 10— автосамосвалы; 11 — скребки для сбрасывания грунта с конвейера

347

уплотнением обычными грунтоуплотняющими машинами (катками, трамбующими плитами, виброкатками).

Засыпка закрытых сооружений, имеющих покрытия (резервуаров, горизонтальных отстойников и т.п.) в зависимости от несущей спо­собности и формы покрытия, производится тремя способами: с по­мощью звеньевых ленточных конвейеров с погрузкой грунта экска­ваторами; автосамосвалами, доставляющими грунт непосредственно на покрытие, где его разравнивают бульдозерами, самоходными лен­точными конвейерами на базе гусеничных тракторов в комплекте с экскаваторами (без заезда на покрытие). Преимуществом применения самоходного ленточного конвейера является значительный диапазон обслуживаемой площадки - до 20 м, считая от оси вращения машин. Грунт отсыпают, постепенно меняя позицию грунтоукладчика или длину вылета конвейера и распределяют по поверхности равномер­но (рис. 11.24, б).

Засыпку грунтом коллекторов и трубопроводов (особенно при про­кладке их в пределах городской застройки или площадок водопровод-но-канализационных сооружений) осуществляют с тщательным уп­лотнением. Обратные засыпки при этом могут осуществляться раз­личными комплектами машин, что зависит от таких факторов, как вид засыпного грунта, удаленности их резервов и др.

Засыпка траншеи с проложенным коллектором в большинстве случаев производится бульдозером (рис. 11.25, а) по челночной схеме или по поперечно-челночной (при засыпке больших по про­тяженности и глубоких траншей). Коллекторы и тоннели, проло­женные в песчаных грунтах, при одностороннем расположении ре­зерва засыпают самопередвигающейся трамбовкой. При этом вна­чале устраивают съезды для малогабаритного бульдозера и подают грунт по обе стороны коллектора (рис. 11.25, б). Грунт в транше­ях на участке 10-15 м по обе стороны от коллектора (тоннеля) раз­равнивают бульдозером, а в недоступных местах - малогабаритным бульдозером. Засыпку ведут послойно, причем толщину первого слоя принимают равной 1 м, а последующих - 0,4-0,6 м (рис. 11.25, в). Уплотняют грунт в пазухах коллектора малогабаритной вибротрамбов­кой параллельными проходами, число которых по одному следу определяют пробным уплотнением грунта. Вибротрамбовку с од­ной стороны коллектора на другую перемещают малогабаритным бульдозером. Засыпку и разравнивание грунта выше коллектора производят бульдозером, с помощью которого одновременно по­дают грунт для малогабаритного бульдозера (рис. 11.25, г). Пода­ча грунта для засыпки коллекторов может также осуществляться

348

Рис. 11.25. Засыпка траншей коллекторов и трубопроводов:

а — общая схема засыпки бульдозером; б — засыпка песчаным грунтом; в — первоначальный этап засыпки пазух коллектора; г — засыпка слоев поверх кол­лектора; д — засыпка траншей бульдозером по косопоперечной схеме; е — то же, по косоперекрестной схеме; 1 — бульдозер; 2 — резерв грунта; 3 — коллек­тор; 4 — вибротрамбовка; 5 — малогабаритный бульдозер; б — направление движения трамбовки; 7— то же, бульдозера; 8 — съезд бульдозера; 9 — тран­шея; 10 — трубопровод

экскаваторами, а разравнивание и уплотнение - так же, как и в первом случае.

Обратную засыпку траншеи следует вести сразу же после уклад­ки труб, что позволит избежать обрушения стенок траншеи, заили­вания труб в результате атмосферных осадков, а также пересушива­ния или переувлажнения грунта в отвалах. Засыпку грунта в тран­шеи с трубопроводами рекомендуется выполнять бульдозерами (рис. 11.25, д, е). При этом вначале косыми проходами бульдозера

349

предварительно уменьшают крутизну откоса отвала грунта, одновре­менно подавая его в первый слой засыпки. Грунт в траншею подают в объеме, обеспечивающем заданную толщину отсыпаемого слоя, в соответствии с темпами его разравнивания и уплотнения. Способ за­сыпки траншей с уложенным трубопроводом одноковшовым экска­ватором (обратная засыпка) (рис. 11.26) используют как в обычных трассовых условиях, так и на заболоченных участках.

Для передвижения экскаватора по отвалу необходимо вначале дву­мя проходами бульдозера спланировать его верх на ширину до 7 м. Грунт спланированного отвала для засыпки траншеи разрабатывают экскаватором торцовым забоем при движении его на перекидных еланях по оси отвала (см. рис. 11.26).

Для непрерывной засыпки траншей размельченным грунтом при­меняют траншеезасыпатели шнекового и роторного типов. Шнековые траншеезасыпатели обеспечивают засыпку траншей разрыхленным грунтом, не требуется расширения строительной полосы, создаются более удобные условия для работы машиниста.

Наиболее эффективными являются роторные траншеезасыпатели, которые можно использовать как для засыпки трубопровода разрых­ленным грунтом, так и для снятия растительного слоя, присыпки дна траншеи мягким грунтом перед укладкой трубопровода.

На талом грунте производительность траншеезасыпателя, дости­гает 1200 м³/ч. Но траншеезасыпатели нельзя использовать при за­сыпке железобетонных трубопроводов, поскольку до проведения предварительных испытаний стыки труб не должны быть засыпаны, а последующая засыпка после испытаний выполняется послойно с уплотнением, что не может быть обеспечено этими машинами. По­этому необходимо применять специализированное сменное обору­дование к серийно выпускаемым одноковшовым экскаваторам и тракторам.

Наиболее отвечает требованиям обратной засыпки и уплотнения грунта вибротрамбующее оборудование для одноковшового гидрофици-рованного экскаватора и трубоукладчика.

В первом случае оборудование навешивается взамен ковша на стре­лу одноковшового гидрофицированного экскаватора типа ЭО-4121 (рис. 11.27, а). Рабочий орган включает ударную часть, состоящую из прямоугольной плиты массой 750 кг, трубчатых штанг и центробеж­ного вибровозбудителя, которая резинометаллическими амортизато­рами соединяется с рамкой вибротрамбовки. Горизонтальный пояс из амортизаторов играет роль упругого элемента, а вертикальный -направляющего устройства подвески. Глубина уплотняемого слоя в

350

Рис. 11.26. Засыпка траншей с уложенным трубопроводом одноковшовым

экскаватором:

1 — траншея; 2 — изолированный трубопровод; 3 — контур засыпки траншеи; 4 — спланированный отвал грунта; 5 — перекидные елани; 6 — экскаватор; 7 — стоянки экскаватора в процессе работы; 8 — направление и ось движения экс­каватора; 9 — граница опасной зоны; М — машинист экскаватора; ПМ — помощ­ник машиниста; R — радиус опасной зоны

351

Рис. 11.27. Вибротрамбующее оборудование к одноковшовому экскаватору (а) и крану-трубоукладчику (5), используемое для уплотнения фунта

обратной засыпки трубопровода:

1 — амортизаторы; 2 — рама; 3 — центробежный вибровозбудитель; 4 — гид­ромотор; 5 — коробчатый пояс; б — трамбующая плита; 7 — кран-трубоуклад­чик; 8 — стрела; 9 — траверса; 10 — вибротрамбовка; 11 — труба

связном грунте 0,45 и в несвязном - 0,6 м при коэффициенте уплот­нения 0,85-0,95.

Во втором случае оборудование разработано к трубоукладчику с тем же рабочим органом (рис. 11.27, б). С помощью специаль­ной траверсы две вибротрамбовки навешивают на стрелу гидро-фицированного трубоукладчика. Дополнительно устанавливают рукоять с гидроцилиндром. Масса навешиваемого оборудования 3,0-3,5 т, глубина уплотнения 0,6-0,8 м при коэффициенте уп­лотнения 0,9-0,95.

Технологическая последовательность процесса обратной засыпки и уплотнения грунта с использованием вибротрамбовочного обору­дования показана на рис. 11.28.

Первоначально отсыпают, разравнивают и уплотняют слой грун­та у первой трубы (рис. 11.28, а). Одновременно с этим отсыпают и разравнивают слой грунта у второй трубы на той же стороне. Во вре­мя его уплотнения отсыпают и разравнивают грунт с другой сторо­ны трубы, при уплотнении которого отсыпают и разравнивают слой по той же стороне у первой трубы. Таким образом проходит цикл уплотнения первого слоя с одной стоянки машин на всей захватке.

Уплотнение последующего слоя начинается с этой же позиции в обратном порядке (рис. 11.28, б) с переходом на другую сторону

352

Рис. 11.28. Схемы уплотнения грунта обратной засыпки железобетонного трубопровода большого диаметра (а-г) и последовательность этих работ (д):

1-4 — последовательность уплотнения отсыпаемых слоев грунта; 5 — экскава-тор с грейфером; 6 — то же, с трамбовкой; 7,8 — места стоянки машин при уп­лотнении грунта; 9, 10, 11 — проходы машин

353

трубопровода от второй трубы к первой. Затем производятся от­сыпка, разравнивание третьего слоя (рис. 11.28, в) с позиции, где было закончено уплотнение второго слоя. Переход при этом с од­ной стороны трубопровода на другую осуществляется на первой трубе (рис. 11.28, г).

На каждой позиции работе экскаватора с трамбовкой предшеству­ет отсыпка слоя экскаватором с грейфером. Схематически последо­вательность уплотнения одинакова для нечетных (1,3, 5), четных (2, 4, 6) слоев отсыпаемого и уплотняемого грунта.

До проведения гидравлических испытаний грунт уплотняют на высоту 0,5D, оставляя при этом приямки нетронутыми. Для трубо­проводов диаметром до 2000 мм в зависимости от категории грунта это соответствует трем-четырем слоям уплотнения. После испытаний и устранения возможных нарушений производится засыпка с уплот­нением грунта до высоты, превышающей на 0,2 м наружный диаметр трубопровода. Первоначально забивают приямки до высоты преды­дущей засыпки. Засыпка двух смежных приямков по обеим сторонам трубопровода осуществляется в такой же последовательности для каждой позиции уплотняемого слоя и соответственно последующих слоев грунта, как показано на рис. 11.28, д, при уплотнении пазух ос­новной части трубопровода.

При использовании для уплотнения обратной засыпки трубоук­ладчика с траверсой и двумя трамбовками (см. рис. 11.27, б) наибо­лее рациональна следующая последовательность работ. Отсыпают и разравнивают слой грунта по обе стороны трубопровода (приямки остаются незасыпанными) на всем участке, а затем уплотняют одно­временно с обеих сторон. Отсыпку и уплотнение второго и последу­ющих слоев грунта производят в том же порядке. Начало работы ме­ханизмов осуществляется с конца предыдущего уплотненного слоя.

После проведения предварительных испытаний приямки засыпа­ют и уплотняют в той же последовательности.

Засыпка траншей с вертикальными стенками существенно затрудняется необходимостью выполнения работ в очень стес­ненных условиях. Пазухи между трубопроводами и стенками траншеи засыпают вручную местным грунтом, подаваемым с бровки бульдозером, слоями толщиной 0,1 м и уплотняют ручны­ми электротрамбовками. После засыпки пазух до верха трубы после­дующие слои грунта разравнивают микробульдозером и уплотняют электротрамбовкой слоями 0,3 м при числе проходов, определяе­мом опытным уплотнением.

354