Крепление стенок выемок

Котлованы представляют собой временные выемки, устраиваемые для возведения фундаментов и частей здания или сооружения, расположенных ниже поверхности земли.

По форме котлованы бывают с вертикальными или наклонными стенками (откосами). В первом случае стенки котлованов обычно крепят.

Вертикальные стенки без крепления допустимы для котлованов, устраиваемых в грунтах естественной влажности и ненарушенной структуры при отсутствии грунтовых вод и глубине котлована в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах не более 1м, в супесчаных и суглинистых 1,25 м, в глинистых 1,5 и особо плотных грунтах 2 м.

Котлованы с откосами устраивают при глубине, превышающей допустимые возведения с вертикальными стенками, и когда устройство креплений экономически нецелесообразно.

Согласно ТКП 45-1.03-44-2006- Безопасность труда в строительстве. Строительное производство. Наибольшую крутизну откосов временных выемок, устраиваемых без креплений в нескальных грунтах выше уровня подземных вод (с учётом поднятия воды) или в грунтах осушенных с помощью искусственного водопонижения, следует принимать с учётом глубины выемки согласно данным, приведенным в таблице 8.1

Таблица 1

Виды грунтов	Наибольшая крутизна откоса (1:m) при глубине выемки, м, не более
1,5
Насыпные и неуплотнённые	1:0,67	1:1	1:1,25
Песчаные и гравийные	1:0,5	1:1	1:1
Супеси	1:0,25	1:0,67	1:0,85
Суглинки	1:0	1:0,5	1:0,75
Глины	1:0	1:0,25	1:0,5
Лёссовые	1:0	1:0,5	1:0,5

Примечания:

1. Крутизна откоса – отношение высоты откоса к заложению (1:m).

2. При напластовании различных видов грунта крутизну откосов следует назначать его наиболее слабому виду грунта.

3. К належавшимся насыпным грунтам относят грунты с давностью отсыпки до двух лет для песчаных и до пяти лет - для пылевато-глинястых грунтов.

При глубине выемок более 5 м и видах грунтов, не предусмотренных в таблице 1, крутизну откосов в выемках следует устанавливать по расчёту (проекту).

При наличии в период производства работ подземных вод в пределах выемок или вблизи их дна мокрыми следует считать грунты не только расположенные ниже уровня грунтовых вод, но и грунты расположенными выше этого уровня на величину капиллярного поднятия, которую следует принимать, м:

0,3 – для крупных, средней крупности и мелких песков;

0,5 –для пылеватых песков и супесей;

1,0 –для суглинков и глин.

Типы креплений котлованов и траншей приведены на рис 1.

Крепления котлована глубиной до 3м должны быть, как правило, инвентарными (за исключением случаев крепления небольших котлованов, траншей и приямков сложной конфигурации, разрабатываемых вручную) и выполняться таким образом, чтобы они непрепятствовали производству последующих работ по устройству фундаментов. Последовательность разборки креплений должна обеспечить устойчивость стенок котлованов до окончания работ по устройству фундаментов.

При большей глубине, а также сложных гидрогеологических условиях крепления должно быть выполнено по индивидуальному проекту. Верхняя часть креплений должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 0,15м.

Крепления необходимо устанавливать в направлении сверху вниз по мере разработки выемок на глубину не более 0,5м. Разборку креплений следует производить снизу вверх по мере обратной засыпки грунта, если другое не предусмотрено ППР.

Подкосное крепление (рис.1,а), устанавливаемое внутри котлована, затрудняет производство последующих работ в котловане, и потому его не всегда можно использовать.

Анкерное крепление (рис.1,б) лучше тем, что представляет собою конструкцию, у которой сваи и деревянные или металлические тяги расположены вне котлована на расстоянии

В>tgφ,м (1)

где h- глубина котлована, м; φ— угол естественного откоса, град.

Анкерные тяги несколько заглубляют в грунт, чтобы они не мешали передвижению людей по бровке котлована. Горизонтальную забирку (рис.1,г)устраивают из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски при связных грунтах естественной влажности и глубине котлована на глубину более 3 м забирку делают сплошной (Рис 1, б).

Для устройства шпунтовых ограждений применяют деревянные и стальные шпунтовые сваи.

Деревянные шпунтовые сваи изготавливают из брусьев. Паз и гребень, как правило, имеют прямоугольное сечение. Для ускорения забивки шпунты собирают в пакеты, обычно из двух шпунтин, соединяя их скобами. При забивке в плотные грунты на нижний конец пакета надевают металлический башмак.

Стальные шпунты выпускают плоскими и корытообразного, корытообразного типа "Ларсен".

На рис.1.в приведены профили стального шпунта:

I-плоский шпунт; II-корытообразный шпунт; III-«z»-образный шпунт; IV-схема сопряжения шпунта.

Глубина погружения деревянного шпунта не должна превышать 6м. Ограждение из стального шпунта следует принимать при глубине более 6м, а также при плотных и прочных грунтах.

а- подкосное; б- анкерное; в- грунтовое; г- распорное горизонтальное с прозорами; д- то же, вертикальное сплошное; е- консольно-распорное с расстрелами; ж- инвентарное системы ЦНИИОМТП; 1- забирка из досок; 2- стойка; 3- бобышка; 4- подкос; 5- свая; 6- анкерная тяга; 7- засыпка; 8- распорка; 9- металлическая свая; 10- пояс-обвязка; 11- расстрелы; 12- доска затяжка; 13- откос котлована; 14-кронштейн; 15- накладки; 16- клиная; 17- слой набрызг-бетона; 18- прогоны; 19- сборно-раздвижная рама; 20- инвентарные шунты ограждения; 21- связь жёсткости.

Рисунок 1- Типы креплений котлованов и траншей.

Погружение стального контура выполняют вибропогружателями. Перед погружением шпунта осматривают и очищают замок от грязи, грунта и проверяют прямолинейность замков шпунта протаскиванием по нем шаблона.

Процесс погружения шпунта состоит из следующих операций: жесткого крепления вибропогружателя на шпунте с помощью клинового наголовника, подъем вибропогружателя с земли со шпунтиной и переносом их к месту погружения, заводки нижнего конца в замок ранее погруженной шпунтины, опускания до уровня направляющий, заводки в направляющее устройство и спускания до поверхности земли. После этого включают вибропогружатель и погружают шпунтину до проектной отметки. Затем вибропогружатель освобождают от шпунтины и пререносят к месту соединения со следующей шпунтиной.

Шпунтовые ограждения раскрепляют горизонтальными поясами и системами распорок. Для извлечения шпунтин применяют те же вибропогружатели или дизель-молоты. Извлечение шпунта с помощью вибрационных методов происходит при скорости примерно 8м/мин в песчаных и 1м/мин в пылевато-глинистых грунтах.

Технологический процесс устройства котлована включает разработку грунта с выгрузкой в транспортные средства или за бровку котлована; крепление вертикальных стенок; транспортирование грунта; срезку откосов и планировку дна; обратную засыпку пазух между стенками фундамента и котлована с разравниванием и уплотнением грунта.

Разработка грунта является ведущим процессом и выполняется экскаваторами с различным оборудованием, бульдозерами (а иногда скреперами) и гидромеханическим способом.

3 Разработка грунта в котлованах экскаваторами, оборудованными «прямой и обратной лопатой»

Экскаваторами с прямой лопатой разрабатывают: котлованы преимущественно в сухих грунтах лобовыми или боковыми проходками с погрузкой грунта в транспортные средства (Рис. 2) Емкость ковша выбирают в зависимости от объемов работ, глубины котлована и характеристик грунта. В мокрых забоях (при высоком уровне грунтовых вод) надо устраивать водоотвод.

Возможность разработки котлована той или иной проходкой зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора, глубины копания и ширины котлована.

Разрабатывая котлован лобовыми проходками, транспортные средства размещают непосредственно в забое (рис.2, а- г) либо выше уровня подошвы забоя (рис.2, ж).

Экскаваторами с обратной лопатой (или драглайном) котлованы разрабатывают торцовым или боковыми проходками. Эти виды сменного оборудования позволяют располагать экскаватор выше уровня дна забоя, что важно, когда грунты увлажнённые или мокрые.

Поперечно-челночная схема разработки котлованов драглайном (рис.2, н,о) позволяет набирать грунт поочередно с каждой стороны автосамосвала, подаваемого по дну выемки, не прекращая поворота стрелы в момент выгрузки грунта. При продольно-челночной схеме (рис.2, п) грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. Вследствие уменьшения высоты подъема ковша и угла поворота экскаватора до 6—10° производительность экскаватора увеличивается в 1,5—2 раза. Эти схемы целесообразно применять в широких котлованах

а - лобовая проходка экскаватора, оборудованного прямой лопатой с односторонней погрузкой грунта в самосвалы; б - то же, с двусторонней погрузкой; в - то же, с зигзагообразным перемещением экскаватора; г-поперечно-торцовая проходка; д - боковая проходка; е - разработка ярусами (I…IV – последовательность проходок); ж - торцовая проходка экскаватора, оборудованного обратной или драглайном при перемещении экскаватора по прямой; э - то же, с двумя проходками экскаватора; з – и тоже призигзагообразным перемещением экскаватора проходка; к - поперечно-торцовая проходка; л - продольно-торцовая проходка; м - схема забоя драглайна; н - поперечно-челночная схема разработки забоя; о, п - продольно-челночная схема разработки забоя; 1- ось проходки; 2 - стоянки экскаватора; 3 - путь движения автотранспорта; 4 – вехи; 5 - ось предыдущей проходки; 6 -самосвал; 7 - опускание ковша и набор грунта; 8 - окончание набора и подъем ковша; 9 - разгрузка ковша; α - угол наклона стрелы; β - средний угол поворота.

Рисунок 2 - Схемы разработки котлованов одноковшовыми экскаваторами

.

Если котлован разрабатывают боковыми проходками и грунт выгружают в отвал, рекомендуется работать по круговому циклу — поворотом экскаватора на 360°.

Рисунок 3 – Схема устройства траншей под фундаменты здания при пролетах 18,

24м.

Рисунок 4 –Схема разработки траншей бульдозером

Рисунок 5 –Схема разработки траншей экскаватором «обратная лопата» с гидравлическим приводом

Рисунок 6 –Схема разработки траншей экскаватором «драглайн»

Рисунок 7 –Схема устройства котлованов при шаге и пролете колонн 12м и более

Рисунок 8 –Схема устройства котлованов «обратная лопата» с гидравлическим приводом

Рисунок 9 –Схема устройства котлована при сетке колонн 6м и 9м

Рисунок 10 –Схема лобовой проходки при устройстве котлованов

На рисунках 3 -11 приведены схемы устройства котлованов при различных объемно-планировочных решениях производственных зданий. Выбор схемы котлована определяется величиной пролета и шагом средних и крайних колонн, а также возможностью организации последующих видов работ по устройству фундаментов и обратной засыпке их пазух.

а)

б)

а – с погрузкой в транспортные средства; б – навымет.

Рисунок 11 –Схемы боковых проходок при устройстве котлована

Дата добавления: 2015-07-02