नींव के गड्ढे में यंत्रीकृत मिट्टी खुदाई के लिए तकनीकी कार्ड
सामग्री
- बैकफिलिंग के लिए स्थानीय मिट्टी (भारी दोमट मिट्टी) (1.07 के अवशिष्ट संघनन गुणांक को ध्यान में रखते हुए)
- अस्थायी सड़कों और रैंप के लिए सामग्री (कुचला हुआ पत्थर (क्रश्ड स्टोन), रेत-बजरी मिश्रण - डिज़ाइन के अनुसार)
- मिट्टी की अतिरिक्त खुदाई (ओवरडिग) वाले संभावित क्षेत्रों को भरने के लिए कंक्रीट मिश्रण (C8/10 या C12/15)
- सर्दियों की अवधि के दौरान गड्ढे के तल को अस्थायी रूप से ढंकने के लिए थर्मल इंसुलेशन सामग्री या जियोसिंथेटिक्स
उपकरण
- हाइड्रोलिक क्रॉलर एक्सकेवेटर 'बैकहो' उपकरण के साथ (बाल्टी की मात्रा 0.65 मी³, अधिकतम खुदाई की गहराई 6 मी.)
- निर्माण डंप ट्रक (वहन क्षमता 10 टन)
- क्रॉलर बुलडोज़र (इंजन शक्ति कम से कम 58.8 किलोवाट, उत्पादकता 4000-4500 मी²/घंटा)
- एक्सकेवेटर के लिए लगा हुआ हाइड्रोलिक ब्रेकर (जमी हुई मिट्टी को ढीला करने के लिए)
- लेवलिंग स्टाफ के साथ ऑप्टिकल या लेजर लेवल
- हैंड टूल सेट (कुदाल/फावड़े, धातु के मापने वाले टेप, प्लंब बॉब (साहुल) OT400)
1. प्रारंभिक डेटा और मिट्टी की भौतिक-यांत्रिक विशेषताएं
तकनीकी प्रक्रिया को 32.1×12 मी. अक्षीय आयामों वाली 5-मंजिला ईंट की इमारत के निर्माण के लिए 37.41×17.17 मी. के योजना आकार और 2.5 मी. की डिज़ाइन गहराई वाले नींव के गड्ढे के निर्माण के लिए विकसित किया गया है। गड्ढे में खोदी जाने वाली मिट्टी की कुल मात्रा 1464.08 मी³ है। इसमें से 369.63 मी³ को बाद में बैकफिलिंग (1.07 के अवशिष्ट ढीलापन गुणांक को ध्यान में रखते हुए) के लिए एक अस्थायी ढेर में जमा किया जाता है, और 1094.45 मी³ की अतिरिक्त मात्रा को निर्माण स्थल के बाहर ले जाया जाना है。
काम कठिन जलवायु परिस्थितियों में किया जाता है: अनुमानित बाहरी तापमान -34 °C तक पहुंच जाता है, मिट्टी के जमने की मानक गहराई 1.70 मी. है। आधार भारी दोमट मिट्टी है जिसकी निम्नलिखित भौतिक-यांत्रिक विशेषताएं हैं: प्राकृतिक अवस्था में घनत्व — 1800 किग्रा/मी³, प्राकृतिक ढलान का कोण — 63°। 3 मी. तक की गहराई पर इस प्रकार की मिट्टी के लिए डिज़ाइन की गई ढलान की ढाल 1:0.5 मानी गई है। खुदाई करने वाली मशीन (एक्सकेवेटर) की बाल्टी में मिट्टी के प्रारंभिक ढीलापन का गुणांक 1.2 है。
निरंतर चक्र सुनिश्चित करने के लिए, काम दो पालियों (शिफ्ट) में किया जाता है। डिज़ाइन में 3 मी. की निचली चौड़ाई वाली एक प्रवेश खाई के निर्माण का प्रावधान है जिसमें अनुमानित ढलान गुणांक हैं। नीचे की तरफ नींव का इष्टतम क्षेत्रफल 427.43 वर्ग मी. है, जिसके लिए आधार की सावधानीपूर्वक तैयारी और अंतिम सफाई के दौरान मानक सहनशीलता (टॉलरेंस) के अनुपालन की आवश्यकता होती है।
- भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण डेटा के अनुसार डिज़ाइन दस्तावेज़ों का विश्लेषण और मिट्टी के भौतिक-यांत्रिक गुणों का स्पष्टीकरण।
- मिट्टी की मात्रा का निर्धारण: खुदाई, बैकफिल (वापस भराई), अतिरिक्त मिट्टी को हटाना।
- अस्थायी ढेरों के मापदंडों की गणना: 369.63 मी³ मिट्टी के भंडारण के लिए, 74.82 मी. लंबा, 3.5 मी. ऊंचा और 3.45 मी. चौड़ा ढेर बनाया जाता है।
- निर्माण स्थल पर अर्थमूविंग और परिवहन उपकरणों के आवागमन की योजना का अनुमोदन।
2. संगठनात्मक और प्रारंभिक उपाय
मुख्य उत्खनन चक्र शुरू होने से पहले, अनुमोदित निर्माण संगठन योजना के अनुसार निर्माण स्थल पूरी तरह से तैयार होना चाहिए। सबसे पहले, क्षेत्र की सफाई की जाती है, उपजाऊ वनस्पति मिट्टी की परत को अलग से भंडारण के लिए हटाया जाता है, और इमारत के निर्माण क्षेत्र में स्थल की प्रारंभिक ऊर्ध्वाधर ग्रेडिंग (समतलीकरण) की जाती है। सबसे महत्वपूर्ण चरण सतह के जल निकासी की व्यवस्था करना है ताकि काम के दौरान आधार की मिट्टी को भीगने से बचाया जा सके。
सर्वेक्षण (जियोडेटिक) विभाग पृथ्वी के काम के क्षेत्र के बाहर (गड्ढे के किनारे से 3-5 मीटर से कम नहीं) बैटर बोर्ड के साथ इमारत के अक्षों का जमीनी सीमांकन करता है। ढलानों की ढाल (1:0.5) और प्रवेश खाई के आयामों को ध्यान में रखते हुए, गड्ढे के समोच्च (कंटूर) का ऊपर और नीचे सीमांकन किया जाता है। सभी जियोडेटिक चिह्नों को निर्माण उपकरणों द्वारा होने वाले नुकसान से सुरक्षित किया जाना चाहिए。
वाहनों के निर्बाध संचालन के लिए, अस्थायी पहुंच मार्ग बनाए जाते हैं। वाहनों के मार्ग की गणना 3 किमी की परिवहन दूरी पर 22 किमी/घंटा की औसत गति के आधार पर की जाती है। बैकफिलिंग के लिए मिट्टी का अस्थायी ढेर गड्ढे की लंबी भुजाओं के साथ, ढहने वाले प्रिज़्म (स्लाइडिंग वेज) के बाहर, गणना किए गए आयामों (ढेर का क्रॉस-सेक्शन, ऊंचाई 3.5 मी.) के अनुपालन में रखा जाता है।
- क्षेत्र की इंजीनियरिंग तैयारी: सफाई, वनस्पति परत को हटाना, समतलीकरण।
- अस्थायी जल निकासी प्रणालियों (कैचवाटर नालियां, ड्रेनेज) की स्थापना।
- बेंचमार्क को ठीक करने के साथ उत्खनन समोच्च का इंस्ट्रूमेंटल जियोडेटिक लेआउट।
- अस्थायी ऑन-साइट सड़कों और वाहनों के पैंतरेबाज़ी (घूमने) वाले क्षेत्रों की व्यवस्था।
- ढहने वाले प्रिज़्म के बाहर बैकफिल मिट्टी के भंडारण के लिए क्षेत्रों का निर्माण।
3. यंत्रीकृत उत्खनन और परिवहन की तकनीक
मुख्य मिट्टी की खुदाई 0.65 मी³ बाल्टी क्षमता वाले बैकहो उपकरण से सुसज्जित एक हाइड्रोलिक क्रॉलर एक्सकेवेटर द्वारा की जाती है। उत्खनन दो अंतिम पास (फेस कट) में किया जाता है। इस प्रकार के उपकरण के लिए, पार्किंग स्तर पर अधिकतम कटाई त्रिज्या 9.1 मी. है, और अधिकतम खुदाई की गहराई 6 मी. है। इष्टतम कटाई त्रिज्या 8.19 मी. मानी गई है। एक्सकेवेटर की आगे बढ़ने की दूरी (स्टेप) की गणना डिपर स्टिक की लंबाई के 0.75 के रूप में की जाती है और यह 2-2.25 मी. होती है。
निकाली गई मिट्टी की लोडिंग 10 टन वहन क्षमता वाले डंप ट्रकों में की जाती है। एक डंप ट्रक की बॉडी को भरने के लिए 10 बाल्टी मिट्टी लोड करने की आवश्यकता होती है, जिसमें एक्सकेवेटर के एक कार्य चक्र की अवधि 27 सेकंड और बाल्टी भरने का गुणांक 0.8 होता है। परिवहन चक्र में पैंतरेबाज़ी (1.25 मिनट), लोडिंग के लिए स्थिति लेना (0.3 मिनट) और अनलोडिंग (1.6 मिनट) शामिल हैं। ट्रिप समय (एक दिशा में 3 किमी की दूरी सहित) की गणना के आधार पर, बिना रुके एक्सकेवेटर के निरंतर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए डंप ट्रकों की इष्टतम संख्या निर्धारित की जाती है。
तकनीक की एक महत्वपूर्ण आवश्यकता नींव के आधार में मिट्टी की प्राकृतिक संरचना के विघटन को रोकना है। इसलिए, यंत्रीकृत उत्खनन 0.15 मी. के डिज़ाइन किए गए 'अंडरडिग' (कम खुदाई) के साथ किया जाता है (इस साइट के लिए अंडरडिग की मात्रा 64.11 मी³ है)। गड्ढे के तल को डिज़ाइन स्तर तक अंतिम रूप से साफ करने का काम बुलडोज़र (कम से कम 58.8 किलोवाट शक्ति) द्वारा और नींव के निर्माण से ठीक पहले मैन्युअल रूप से किया जाता है। सफाई से प्राप्त मिट्टी को बुलडोज़र द्वारा गड्ढे के छोर तक ले जाया जाता है, जहां से इसे एक्सकेवेटर द्वारा हटा दिया जाता है।
- उत्खनन तल (फेस) पर एक्सकेवेटर की स्थिति तय करना, पहले फेस कट की चौड़ाई को चिह्नित करना (शीर्ष पर 10 मी. तक)।
- डंप ट्रक (प्रति वाहन 10 बाल्टी) या अस्थायी ढेर में अनलोडिंग के साथ दोमट मिट्टी की खुदाई।
- 0.15 मी. मोटी सुरक्षात्मक परत (अंडरडिग) छोड़ते हुए दृष्टि रेखाओं (साइटिंग बोर्ड) का उपयोग करके खुदाई की गहराई का नियंत्रण।
- कटाई अक्ष के साथ एक्सकेवेटर को 2-2.25 मी. के चरण (स्टेप) पर नियमित रूप से आगे बढ़ाना।
- बुलडोज़र द्वारा अंडरडिग परत को काटना और कंक्रीट डालने या नींव स्थापित करने से ठीक पहले मैन्युअल रूप से तल को तैयार करना।
4. सर्दियों की स्थिति में पृथ्वी के काम (अर्थवर्क) की विशिष्टताएँ
बाहरी हवा के -34 °C अनुमानित तापमान और 1.70 मी. की मानक हिमांक गहराई पर, भारी दोमट मिट्टी की खुदाई के लिए विशेष तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है। चूंकि उत्खनन स्थल (फेस) की छत, ढलान और अग्रभाग जम जाते हैं, जमी हुई मिट्टी की खुदाई विशेष योजनाओं के अनुसार की जाती है: जमी हुई परत के साथ-साथ, आर-पार, अंडरमाइनिंग (जमी हुई परत के नीचे से शुरू करके) या फेस ढलान के कोण पर। बिना पूर्व ढीला किए खुदाई के लिए अधिकतम स्वीकार्य हिमांक गहराई की व्यक्तिगत रूप से गणना की जाती है और यह बाल्टी की मात्रा और मिट्टी के समूह पर निर्भर करती है。
यदि स्वीकार्य हिमांक गहराई पार हो जाती है, तो प्रारंभिक ढीलापन (रिपिंग) लागू किया जाता है। सबसे प्रभावी यांत्रिक तरीका एक्सकेवेटर पर लगे हाइड्रोलिक ब्रेकर (हथौड़े) का उपयोग है। खुदाई 40-60 सेमी. मोटी परतों में की जाती है। इस ऑपरेशन की उत्पादकता हाइड्रोलिक ब्रेकर की प्रभाव ऊर्जा के आधार पर 5 से 25 मी³/घंटा तक होती है। 0.8 मी. से अधिक की हिमांक गहराई पर, ब्लास्ट होल या स्लिट चार्ज का उपयोग करके ड्रिलिंग और ब्लास्टिंग विधि का उपयोग करना उचित है। इस मामले में, गड्ढे को तीन वर्गों (ग्रिप्स) में विभाजित किया जाता है: ड्रिलिंग और ब्लास्टिंग कार्य, सुरक्षा क्षेत्र और ढीली हुई मिट्टी की खुदाई का क्षेत्र。
ठंडा तापमान शुरू होने से पहले मिट्टी को जमने से बचाने के निवारक उपायों के रूप में, रिपर (हल्के हल) से 30-35 सेमी की गहराई तक जुताई की जाती है, जिसके बाद 15-20 सेमी तक हैरोइंग (समतल) किया जाता है। ढीली परत और बर्फ के आवरण की उपस्थिति जमने की शुरुआत को 1.5 महीने तक विलंबित कर देती है। एक्सकेवेटर द्वारा 1.3-1.5 मी. की गहराई तक गहरी खुदाई और पलटने से अनफ्रीज (बिना जमी) मिट्टी की खुदाई की अवधि 1-2 महीने तक बढ़ सकती है और जमने की कुल गहराई लगभग आधी हो सकती है।
- साइट पर मिट्टी के जमने की वास्तविक गहराई का आकलन (पिटिंग, साउंडिंग)।
- 0.4-0.5 मी. तक की गहराई के लिए: 'अंडरमाइनिंग' खुदाई योजना का उपयोग करके सीधा उत्खनन।
- > 0.5 मी. की गहराई के लिए: हाइड्रोलिक ब्रेकर का उपयोग करके 40-60 सेमी. की परतों में क्रमिक ढीलापन।
- एक्सकेवेटर द्वारा ढीली जमी हुई मिट्टी को निकालना और परिवहन में लोड करना।
- कंक्रीट का काम शुरू होने तक गड्ढे के खुले तल को जमने से बचाने के लिए थर्मल इंसुलेशन मैट या ढीली बर्फ से ढंकना।
5. जियोडेटिक नियंत्रण और पूर्ण किए गए कार्यों की स्वीकृति
पृथ्वी के काम (अर्थवर्क) की गुणवत्ता फोरमैन, साइट इंजीनियरों और जियोडेटिक सेवा द्वारा निरंतर परिचालन नियंत्रण के अधीन है। मुख्य कार्य डिज़ाइन डेटा के साथ उत्खनन के ज्यामितीय मापदंडों के अनुपालन की जांच करना और आधार मिट्टी की भार वहन क्षमता को बनाए रखना है। योजना में गड्ढे के स्थान का दृश्य निरीक्षण लगातार किया जाता है, और उपकरण-आधारित (इंस्ट्रूमेंटल) नियंत्रण उत्खनन प्रक्रिया के दौरान और इसके पूरा होने पर किया जाता है。
सख्त सहनशीलता (अंतरराष्ट्रीय निर्माण मानकों के अनुसार) स्वीकृति की गुणवत्ता को नियंत्रित करती है: नीचे और किनारों के डिज़ाइन स्तर से विचलन ±0.05 मी. से अधिक नहीं होना चाहिए। निर्दिष्ट अनुदैर्ध्य ढलान से विचलन ±0.0005 की सीमा के भीतर अनुमत है। डिज़ाइन समोच्च (एक्सिस से किनारे तक की दूरी को कम करना) को संकीर्ण करने और डिज़ाइन मूल्य (1:0.5) से अधिक ढलानों की ढाल बढ़ाने की सख्त मनाही है, क्योंकि इससे दीवारों के ढहने का खतरा होता है。
उत्खनन के पूरा होने पर, खोदी गई आधार मिट्टी के भौतिक-यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन करने के लिए एक निर्माण मिट्टी प्रयोगशाला को शामिल किया जाता है (1800 किग्रा/मी³ घनत्व, प्राकृतिक नमी, कमजोर मिट्टी के लेंस की अनुपस्थिति की पुष्टि)। विसंगतियों या गलती से अधिक खोदे गए क्षेत्रों (ओवरडिग) का पता चलने पर, उन्हें लीन कंक्रीट (ग्रेड C8/10 या C12/15) या संकुचित रेत-बजरी सामग्री से भरा जाना चाहिए। गड्ढे के तल के जियोडेटिक सर्वेक्षण के परिणामों को एक ऐज़-बिल्ट (as-built) आरेख और छिपे हुए कार्यों के निरीक्षण के कार्य (सर्टिफिकेट) के रूप में दर्ज किया जाता है।
- लेवलिंग उपकरण (डंपी लेवल) का उपयोग करके एक्सकेवेटर ऑपरेटर और लाइन फोरमैन द्वारा खुदाई स्तर का दैनिक नियंत्रण।
- रफ उत्खनन के बाद तल और ढलानों का ऐज़-बिल्ट जियोडेटिक सर्वेक्षण करना।
- डिज़ाइन भार वहन क्षमता की पुष्टि करने के लिए गड्ढे के तल से मिट्टी के नमूनों का प्रयोगशाला संग्रह।
- अधिकतम विचलनों की रिकॉर्डिंग (ऊंचाई सहनशीलता ±50 मिमी., ढलान ±0.0005)।
- छिपे हुए कार्यों के निरीक्षण के कार्य (सर्टिफिकेट) का निष्पादन और नींव निर्माण टीमों को कार्य क्षेत्र का हस्तांतरण।
6. व्यावसायिक स्वास्थ्य और सुरक्षा
अर्थवर्क (पृथ्वी का काम) अत्यधिक खतरे वाले कार्यों की श्रेणी में आता है। सक्रिय भूमिगत संचार (केबल/पाइप) के स्थानों में उत्खनन शुरू होने से पहले, संचालन करने वाले संगठनों के साथ समन्वयित एक वर्क परमिट (कार्य अनुमति पत्र) जारी किया जाता है। लाइव केबल लाइनों या गैस पाइपलाइनों के क्षेत्रों में, काम विशेष रूप से संबंधित सेवाओं के प्रतिनिधियों की निगरानी में किया जाता है। संरक्षित क्षेत्रों में यंत्रीकृत उपकरणों का उपयोग सख्ती से विनियमित है。
ढलानों को ढहने से रोकने और श्रमिकों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, गड्ढे से निकाली गई मिट्टी (बैकफिलिंग के लिए अस्थायी ढेर सहित) को उत्खनन के किनारे से कम से कम 0.5 मीटर की दूरी पर रखा जाना चाहिए। 'अंडरकटिंग' (ओवरहैंग या छज्जा बनाने) की विधि से मिट्टी की खुदाई करना सख्त वर्जित है। ढलानों पर पाए जाने वाले सभी बोल्डर, बड़े पत्थरों या मिट्टी के उखड़े हुए हिस्सों को तुरंत नीचे गिरा कर हटा दिया जाना चाहिए。
कार्यस्थलों के संगठन के लिए गड्ढे में सुरक्षित उतरने की व्यवस्था (हर 25 मीटर की परिधि पर रेलिंग वाली कम से कम 0.75 मीटर चौड़ी सीढ़ियां) की आवश्यकता होती है। जहां लोग खाइयों को पार करते हैं, वहां अंधेरे में रोशनी के साथ पैदल क्रॉसिंग पुल बनाए जाते हैं। एक्सकेवेटर द्वारा डंप ट्रकों में मिट्टी की लोडिंग केवल पीछे या किनारे के बोर्ड (टेलगेट/साइडगेट) की तरफ से की जानी चाहिए; चालक के केबिन के ऊपर से बाल्टी ले जाना सख्त वर्जित है। लोडिंग के दौरान चालक को केबिन छोड़ देना चाहिए यदि उसमें कोई विशेष सुरक्षात्मक छज्जा नहीं है।
- मौजूदा भूमिगत संचार के गुजरने वाले क्षेत्रों को चिन्हित करना और टेस्ट पिट (गड्ढे) खोदना।
- गड्ढे की परिधि के चारों ओर बाड़ लगाना और क्रॉसिंग पुलों/सीढ़ियों की स्थापना।
- मिट्टी के भंडारण और उपकरणों के आवागमन का नियंत्रण सुनिश्चित करना (ढहने वाले किनारे से 0.5 मी. से अधिक करीब नहीं)।
- विशेष रूप से बारिश या बर्फ पिघलने के बाद कतरनी दरारों (शियर क्रैक) के लिए ढलानों का नियमित निरीक्षण।
- लोडिंग नियमों का अनुपालन: ध्वनि संकेत देना, डंप ट्रक की बॉडी के किनारे या पीछे बाल्टी की स्थिति रखना।