Каталог / Земляные работы / Технологическая карта: Обратная засыпка,...

Земляные работы

Технологическая карта: Обратная засыпка, выравнивание и уплотнение грунта в траншее с инженерным коллектором

Данная технологическая карта регламентирует профессиональные методы послойной обратной засыпки, разравнивания и уплотнения несвязных и связных грунтов в траншеях глубиной до 3 м с установленным коллектором сечением 1,8х1,9 м. Документ адаптирован для применения на международных проектах и содержит строгие требования к механизации, контролю качества (целевой коэффициент уплотнения до 0,98) и организации труда.

6 sections 22 figures

Материалы

Грунт несвязный I группы (песок мелкий/средний, оптимальная влажность ±20%)
Грунт связный II группы (суглинки, глина, оптимальная влажность ±10%)
Песок очищенный (для подсыпки кабельных линий и футляров, фракция 0.5-2.0 мм)
Семена газонных трав (мятлик луговой, овсяница красная) для рекультивации
Горюче-смазочные материалы (дизельное топливо, гидравлическое масло, пластичные смазки)

Оборудование

Гидравлический экскаватор-планировщик с телескопической стрелой (радиус копания до 6,8 м, ковш 0.63 м3)
Гусеничный бульдозер эксплуатационной массой 7-10 т (ширина отвала 2,5-2,6 м)
Автомобиль-самосвал грузоподъемностью 4,5–10 т (объем кузова 3–8 м3)
Вибрационная плита реверсивная тяжелого класса (масса 200-400 кг, производительность до 750 м2/ч)
Электрическая или бензиновая вибротрамбовка (вибронога, производительность около 50 м2/ч)
Навесной гидромолот с трамбующей плитой для экскаватора
Самоходный вибрационный грунтовый каток (эксплуатационная масса 6–15 т)
Динамический плотномер (пенетрометр) или комплект режущих колец для контроля плотности грунта

1. Общие положения и область применения

Технологическая карта разработана для производства земляных работ на типовой захватке длиной 50 м. Объектом выступает траншея глубиной до 3 м, в которой смонтирован инженерный коллектор габаритами 1,8 м (ширина) на 1,9 м (высота). Работы производятся с использованием связных (глина, суглинки) и несвязных (песок, супеси) грунтов при соблюдении их оптимальной естественной влажности. Перед началом засыпки все подземные конструкции должны пройти процедуру технической приемки, гидроизоляционных испытаний и геодезического контроля с подписанием соответствующих актов скрытых работ.

Засыпка траншей для подземных коммуникаций должна осуществляться строго вслед за прокладкой трубопроводов и сетевых устройств. При этом критически важно принимать превентивные меры против сдвига уложенных элементов по продольной и поперечной осям, а также против механических повреждений гидроизоляционных и антикоррозийных покрытий. Минимальное расстояние от линии откоса траншеи до начала отвала грунта по бровке должно составлять не менее 0,7 м при глубине траншеи до 3 м, и не менее 1,0 м при глубине более 3 м.

Процесс обратной засыпки разделяется на два ключевых этапа: ручную (или маломеханизированную) подбивку так называемых «пазух» (зон между стенкой коллектора и траншеей) и последующую механизированную засыпку основной части траншеи. Использование тяжелой строительной техники в зоне, расположенной непосредственно над трубопроводом или коллектором, категорически запрещается до формирования защитного демпфирующего слоя требуемой толщины.

Рис. 1 — Типовое поперечное сечение укладки подземного трубопровода с детализацией искусственного основания, подбивки пазух и зон защитной засыпки

Полностью завершить монтаж коллектора, проверить гидроизоляцию и удалить из траншеи все вспомогательные материалы и строительный мусор.
Оформить акты освидетельствования скрытых работ и получить письменное разрешение технического надзора на начало обратной засыпки.
Произвести срезку и складирование растительного слоя грунта в специально отведенные места на строительной площадке.
Подготовить отвалы грунта (связного или несвязного) с проверкой его гранулометрического состава и уровня влажности.

2. Технология послойной обратной засыпки

Формирование грунтового массива в траншее начинается с засыпки и подбивки пазух вручную. Пазухи засыпаются равномерно с обеих сторон коллектора слоями толщиной не более 0,15–0,25 м. Одновременность засыпки с двух сторон является обязательным условием для предотвращения бокового смещения конструкции. Первоначальный защитный слой над верхом трубопровода или коллектора должен составлять не менее 0,2 м при ручном трамбовании. В зимний период для хрупких коммуникаций (пластик, керамика) толщина этого слоя увеличивается до 0,5 м.

Для металлических и железобетонных трубопроводов минимальная толщина защитного слоя, уплотняемого легким механизированным инструментом, составляет 0,25 м, а для пластмассовых — 0,4 м. Если траншея проходит на участках пересечения с существующими или проектируемыми автодорогами, засыпка на всю глубину производится исключительно песком с уплотнением до коэффициента K=0,98. При прокладке кабельных линий на дне траншеи формируется подсыпка из очищенного мелкого песка толщиной 0,1 м, и аналогичным слоем (0,1 м) кабель засыпается сверху перед укладкой основного грунта.

Дальнейшая засыпка траншеи поверх защитного слоя выполняется экскаваторами-планировщиками и гусеничными бульдозерами. Допускается отсыпка слоев следующей толщины (под тяжелые гидромолоты и виброкатки): для песка — до 0,7 м; для супесей и суглинков — до 0,6 м; для глины — до 0,5 м. Бульдозер разрабатывает грунтовый отвал торцевыми и косыми проходами, перемещая грунт в траншею последовательными участками, что минимизирует длину проходов груженой техники.

Рис. 1 — Последовательная схема операций по обратной засыпке траншеи с детализацией устройства защитного слоя над инженерными коммуникациями и процедур основной засыпки — Рис. 2 — Последовательная схема операций по обратной засыпке траншеи с детализацией устройства защитного слоя над инженерными коммуникациями и процедур основной засыпки

Выполнить послойную (не более 0,25 м) засыпку пазух с обеих сторон коллектора экскаватором-планировщиком или вручную.
Отсыпать защитный слой грунта над перекрытием коллектора (0,2-0,5 м в зависимости от типа труб и сезона) без применения тяжелой техники.
Приступить к послойной засыпке верхней зоны траншеи бульдозером, распределяя грунт слоями 0,5-0,7 м (в зависимости от типа грунта).

3. Методы и режимы механизированного уплотнения

Уплотнение грунта должно производиться при его оптимальной влажности: для связных грунтов допуск составляет ±10%, для несвязных ±20% от оптимальной влажности по Проктору. В стесненных условиях и в пазухах применяются электрические трамбовки (производительность около 50 м2/ч) или реверсивные вибрационные плиты (производительность до 750 м2/ч). При работе трамбующим оборудованием уплотнение начинается от стенки коллектора и ведется в направлении к откосу траншеи. Каждый последующий проход уплотняющей машины должен перекрывать след предыдущего прохода минимум на 0,1–0,2 м.

Для послойного уплотнения несвязных грунтов рекомендуется применять методы вибрирования и вибротрамбования. Малосвязные и связные грунты требуют статической укатки, ударного трамбования или комбинированных методов. При толщине слоя 20-25 см используются легкие электрические трамбовки, а для слоев 40-75 см — тяжелые вибрационные плиты и навесные гидромолоты-трамбовки на базе экскаваторов. Верхние слои (на глубину 1,0–1,2 м от дневной поверхности) уплотняются самоходными вибрационными грунтовыми катками массой 6–15 тонн.

При производстве работ в условиях отрицательных температур (зимой) уплотнение мерзлого грунта запрещено. Талый грунт должен быть уплотнен до коэффициента K=0,98 до момента его смерзания. Время до начала смерзания зависит от температуры окружающей среды: при умеренном морозе оно составляет 90–120 минут, при сильном снижается до 20–30 минут. Это требует высокой интенсивности работ и немедленного уплотнения каждого отсыпанного слоя.

Рис. 1 — Поперечные разрезы траншей инженерных сетей с указанием расположения труб, слоев основания и характеристик засыпки. — Рис. 3 — Поперечные разрезы траншей инженерных сетей с указанием расположения труб, слоев основания и характеристик засыпки.

Проверить влажность засыпаемого грунта; при необходимости произвести увлажнение или подсушивание до оптимальных значений.
Уплотнить грунт в пазухах ручными электротрамбовками (слоями по 15-25 см), двигаясь от коллектора к стенкам траншеи.
Уплотнить основные слои тяжелыми виброплитами или грунтовыми катками (слоями по 40-75 см) с перекрытием следа на 0,1-0,2 м.
В зимних условиях отсыпать грунт короткими картами и уплотнять в срок от 30 до 120 минут во избежание смерзания.

4. Контроль качества и критерии приемки

Контроль качества земляных работ осуществляется непрерывно и включает проверку гранулометрического состава грунта, его влажности и достигаемой плотности. Степень плотности грунта контролируется посредством отбора проб (методом режущего кольца или динамическим зондированием) и сопоставления плотности скелета сухого грунта с максимальной стандартной плотностью. Минимально допустимая плотность скелета составляет: для мелких песков — 1,7 т/м3, для супесей — 1,65 т/м3, для суглинков — 1,6 т/м3, для глин — 1,5 т/м3.

Проверка плотности осуществляется в контрольных шурфах, которые закладываются по оси траншеи с шагом не более 50 м. Отбор образцов производится на фиксированных глубинах: 0,3 м, 0,5 м, 0,9 м, 1,2 м и 1,5 м от поверхности каждого проверяемого яруса. Для участков траншей, пересекающих проезжую часть автомобильных дорог, коэффициент уплотнения (K) должен составлять строго не менее 0,98 по всей глубине. На участках вне транспортных нагрузок допускается K=0,95.

В местах пересечения траншеи с действующими перпендикулярными коммуникациями (кабели, трубы), если проектом не предусмотрены защитные футляры, формируется песчаная подушка. Песок укладывается на высоту до половины диаметра пересекаемой трубы и на 0,5 м в каждую сторону от ее оси, с крутизной откосов песчаной призмы 1:1. Качество уплотнения в этих узлах проверяется со 100% охватом, после чего составляется акт скрытых работ с участием технического надзора.

Рис. 1 — Поперечный разрез подземной механизированной выемки грунта или бурения, показывающий последовательную стратификацию и центральную шахту для удаления материала. — Рис. 4 — Поперечный разрез подземной механизированной выемки грунта или бурения, показывающий последовательную стратификацию и центральную шахту для удаления материала.

Отобрать пробы грунта из отвала для лабораторного подтверждения гранулометрического состава и числа пластичности.
После уплотнения слоя заложить контрольные шурфы (1 шурф на каждые 50 м длины траншеи).
Провести измерения плотности скелета грунта на глубинах 0.3, 0.5, 0.9, 1.2 и 1.5 м.
При достижении К=0.98 (под дороги) или К=0.95 (газоны) оформить акт освидетельствования скрытых работ.

5. Требования безопасности и охрана окружающей среды

К производству механизированных земляных работ и управлению электроинструментом допускается только сертифицированный персонал старше 18 лет, прошедший инструктаж по охране труда и имеющий II квалификационную группу по электробезопасности. Вся применяемая техника должна регулярно проходить технический осмотр. При разгрузке привозного грунта автомобили-самосвалы не должны подъезжать к бровке траншеи ближе чем на 1,0 метр. Нахождение людей в радиусе действия стрелы экскаватора или отвала бульдозера категорически запрещено.

Спуск рабочих в котлован и их подъем должен осуществляться исключительно по инвентарным лестницам, установленным за пределами опасных зон работы механизмов. При односторонней засыпке пазух рядом с подпорными стенами или свежевыложенными фундаментами работы можно начинать только после подтверждения устойчивости конструкции к боковому давлению грунта. Необходимо осуществлять постоянный мониторинг состояния откосов траншеи; при обнаружении продольных трещин работы немедленно останавливаются до укрепления стенок.

С точки зрения экологии, использование механизмов с превышением допустимых норм выбросов или уровня шума в городских условиях не допускается. Извлеченный до начала работ плодородный растительный слой складируется отдельно для последующей рекультивации. После завершения трамбования территория подлежит планировке и озеленению. Рекомендуется посев газонных трав (мятлик луговой, овсяница красная) или посадка деревьев с густой кроной, с учетом расположения охранных зон подземных коммуникаций.

Рис. 1 — Процесс механизированной герметизации швов бетонных аэродромных покрытий с использованием самоходных заливщиков — Рис. 5 — Процесс механизированной герметизации швов бетонных аэродромных покрытий с использованием самоходных заливщиков

Установить защитные инвентарные ограждения вокруг траншеи, разместить предупреждающие знаки и обеспечить ночное освещение.
Разместить сигнальные вешки на расстоянии 1 метра от бровки для ограничения зоны подъезда самосвалов.
Провести целевой инструктаж бригаде при производстве работ в зоне пересечения с газопроводами или кабелями под напряжением.
Восстановить плодородный слой и выполнить гидропосев газонных трав по окончании строительного цикла.

6. Организация труда и ресурсообеспечение

Для обеспечения непрерывного технологического потока работа организуется комплексными бригадами. Для засыпки и уплотнения несвязного грунта (I группа) формируется бригада из 8 человек: один машинист экскаватора (6 разряд), один помощник машиниста (5 разряд), один машинист бульдозера (5 разряд) и пять землекопов-операторов ручного инструмента (1-3 разряды). При работе с более плотным связным грунтом (II группа) состав землекопов увеличивается, общая численность бригады составляет 9 человек.

Доставка грунта для обратной засыпки осуществляется самосвалами грузоподъемностью от 4,5 до 10 тонн. Производительность ручных электротрамбовок типа виброноги составляет около 50 м2/ч, в то время как тяжелые реверсивные виброплиты могут уплотнять до 750 м2/ч при толщине слоя до 60 см. В графике производства работ необходимо учитывать технологические перерывы на перестановку оборудования и геодезический контроль каждого яруса.

Расход горюче-смазочных материалов нормируется на 1 час работы техники. Для гидравлического экскаватора-планировщика и гусеничного бульдозера учитывается расход дизельного топлива, моторного, гидравлического и трансмиссионного масел. Точная потребность в машинах определяется проектом производства работ (ППР) на основе объемов засыпки, логистического плеча доставки грунта и директивных сроков ввода инженерной сети в эксплуатацию.

Рис. 1 — Поперечный разрез А-А процесса разработки траншеи и обратной засыпки прямоугольного бетонного коллектора с использованием экскаватора — Рис. 6 — Поперечный разрез А-А процесса разработки траншеи и обратной засыпки прямоугольного бетонного коллектора с использованием экскаватора

Распределить звенья землекопов для одновременной симметричной ручной подбивки пазух на захватке 50 м.
Синхронизировать подачу самосвалов с грунтом с рабочим циклом экскаватора-планировщика во избежание простоев.
Обеспечить своевременную ротацию операторов виброплит и электротрамбовок для соблюдения норм по воздействию локальной вибрации.

Рис. 1 — Схема организации работ по обратной засыпке траншеи с использованием бульдозера и самосвала — Рис. 7 — Схема организации работ по обратной засыпке траншеи с использованием бульдозера и самосвала

Рис. 1 — Детали поперечного разреза операции обратной засыпки траншеи над подземным бетонным инженерным коллектором с использованием бульдозера — Рис. 8 — Детали поперечного разреза операции обратной засыпки траншеи над подземным бетонным инженерным коллектором с использованием бульдозера

Рис. 1 — План параллельных железобетонных подпорных стен или фундаментов траншеи с внутренним каналом — Рис. 9 — План параллельных железобетонных подпорных стен или фундаментов траншеи с внутренним каналом

Рис. 1 — Деталь поперечного разреза монтажа сборного железобетонного канала в траншее с характеристиками основания и обратной засыпки — Рис. 10 — Деталь поперечного разреза монтажа сборного железобетонного канала в траншее с характеристиками основания и обратной засыпки

Рис. 1 — План-схема механизированного разравнивания и уплотнения зернистого материала подстилающего слоя в стесненной траншее — Рис. 11 — План-схема механизированного разравнивания и уплотнения зернистого материала подстилающего слоя в стесненной траншее

Рис. 1 — Поперечный разрез траншеи с железобетонным инженерным коллектором и послойным уплотнением обратной засыпки — Рис. 12 — Поперечный разрез траншеи с железобетонным инженерным коллектором и послойным уплотнением обратной засыпки

Рис. 1 — Поперечные разрезы разработки траншеи и слоев обратной засыпки для заглубленных прямоугольных конструкций (СВП12,5, СВП25, СВП63,1) — Рис. 13 — Поперечные разрезы разработки траншеи и слоев обратной засыпки для заглубленных прямоугольных конструкций (СВП12,5, СВП25, СВП63,1)

Рис. 1 — Типовые поперечные разрезы траншей открытого способа разработки для подземных прямоугольных инженерных сооружений с указанием профилей выемки, размещения конструкций и зон стратифицированного уплотнения засыпки. — Рис. 14 — Типовые поперечные разрезы траншей открытого способа разработки для подземных прямоугольных инженерных сооружений с указанием профилей выемки, размещения конструкций и зон стратифицированного уплотнения засыпки.

Рис. 1 — Схемы обратной засыпки траншеи, иллюстрирующие различную толщину слоев уплотнения и последовательность работ вокруг коробчатой конструкции — Рис. 15 — Схемы обратной засыпки траншеи, иллюстрирующие различную толщину слоев уплотнения и последовательность работ вокруг коробчатой конструкции

Рис. 1 — Типовые поперечные разрезы траншей для сборных железобетонных коробчатых коллекторов с указанием профилей выемки, размещения труб и заданной послойной засыпки. — Рис. 16 — Типовые поперечные разрезы траншей для сборных железобетонных коробчатых коллекторов с указанием профилей выемки, размещения труб и заданной послойной засыпки.

Рис. 1 — Сборочный чертеж ручного динамического плотномера (пенетрометра), показывающий основные компоненты, включая направляющую штангу, наковальню, ударный груз и рукоятку — Рис. 17 — Сборочный чертеж ручного динамического плотномера (пенетрометра), показывающий основные компоненты, включая направляющую штангу, наковальню, ударный груз и рукоятку

Рис. 1 — Кривые уплотнения, показывающие зависимость плотности скелета грунта от количества ударов — Рис. 18 — Кривые уплотнения, показывающие зависимость плотности скелета грунта от количества ударов

Рис. 1 — Сборка формы для уплотнения грунта и аппарат динамического ударного действия для геотехнических испытаний (прибор стандартного уплотнения) — Рис. 19 — Сборка формы для уплотнения грунта и аппарат динамического ударного действия для геотехнических испытаний (прибор стандартного уплотнения)

Рис. 1 — Общая сборка и основные компоненты легкого динамического конусного плотномера для испытания грунта — Рис. 20 — Общая сборка и основные компоненты легкого динамического конусного плотномера для испытания грунта

Рис. 1 — График, иллюстрирующий зависимость между количеством ударов при уплотнении и коэффициентом уплотнения для различных условий — Рис. 21 — График, иллюстрирующий зависимость между количеством ударов при уплотнении и коэффициентом уплотнения для различных условий

Рис. 1 — Номограмма для определения коэффициента уплотнения грунта в зависимости от количества ударов плотномера и относительной влажности грунта — Рис. 22 — Номограмма для определения коэффициента уплотнения грунта в зависимости от количества ударов плотномера и относительной влажности грунта

Советы и рекомендации

Категорически запрещается движение тяжелой гусеничной техники (бульдозеров, экскаваторов) непосредственно над осью коллектора или трубопровода до создания уплотненного защитного слоя грунта толщиной не менее 0,5–0,7 м.

При одновременной засыпке пазух коллектора обеспечьте строгую симметричность отсыпки и трамбования с обеих сторон (перепад высот не более 10-15 см). Это предотвратит боковое смещение или деформацию инженерной конструкции.

Уплотнение мерзлого грунта недопустимо. В зимний период работайте короткими захватками, обеспечивая уплотнение каждого слоя до требуемой плотности в течение 30-90 минут после выемки из отвала, не допуская его смерзания.

Оптимизируйте маршрут бульдозера: косые проходы (под углом к траншее) позволяют забирать грунт с отвала более эффективно и сокращают время цикла рабочего хода.