Крепление откосов котлована с углом
6. Временное крепление откосов выемок
При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляются к откосам и стенкам выемок. Необходимость их крепления, конструкции крепления зависят от гидрогеологических условий и конструкции подземной части возводимого сооружения.
Вертикальные стенки в грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод допускаются без крепления: при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м, в супесях – 1,25 м, в суглинках и глинах – 1,5 м, в особо плотных грунтах – 2 м.
При больших глубинах для предотвращения обвалов и оползней стенок выемок устраивают откосы, параметры которых определяются и регламентируются СНиПом. Необходимость устройства откосов ведет к значительному увеличению габаритов земляного сооружения и соответственно объемов разработки грунта, повышению материальных и трудовых затрат.
Для уменьшения объемов земляных работ, а также в случаях, когда разработка выемок с откосами невозможна (особенно в городских условиях) из-за стесненности площадки или наличия грунтовых вод, устраивают выемки с вертикальными стенками.
Тип временного крепления и способ его устройства выбираются в зависимости от размеров выемки, свойств грунта, величины притока грунтовых вод и конкретных условий производства работ.
Конструкция любого крепления включает забирку, изготовленную из досок, брусьев или щитов, воспринимающих непосредственно давление грунта. Для удержания забирки в вертикальном положении служат прогоны, распорки и др. элементы. Различают крепление горизонтальное, когда доски или брусья забирки заводят горизонтально за стойки, и вертикальное, если доски забирки устанавливают вертикально и крепят горизонтальными прогонами с распорками.
Временное крепление выполняется в виде деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов с опорными стойками при подкосном креплении стенок.
Шпунтовое ограждение является наиболее надежным, но и самым дорогостоящим способом, применяемым при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2…3 м, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.
Распорное (рамное) крепление – наиболее простое в исполнении – применяется при устройстве узких траншей глубиной 2…4 м в сухих или маловлажных грунтах. Оно состоит из вертикальных стоек, горизонтальных досок (щитов) и распорок, прижимающих доски (щиты) к стенкам траншеи. Последовательность установки распорного крепления: отрывают участок траншеи; опускают в нее две рамы и устанавливают их на дно через 2 м друг от друга; затем сверху в зазор между стойками рам заводят горизонтальные доски или щиты, одновременно по обеим стенам, после чего раздвигают до упора распорные рамы.
Наиболее эффективны инвентарные трубчатые распорные рамы, благодаря их малой массе, легкости монтажа и демонтажа.
Распорное крепление трудоемко и затрудняет производство работ в траншее, особенно при прокладке коммуникаций, если позволяют условия, то применяют другие виды креплений.
Анкерное крепление применяют для восприятия опрокидывающих моментов, возникающих от действия грунта на шпунтовые, свайные и др. ограждения выемок. Анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25 0 .
Способ устройства: на уровне дна котлована или траншеи вдоль стенок забивают с шагом 1,5. 2,0 м стойки на глубину 0,5…1,0 м ниже уровня дна котлована, которые на уровне верха котлована оттягивают анкерными тягами, на расстояние, превышающее угол естественного откоса и прикрепляют тяги к наклонно забитому анкеру. За установленными стойками укладывают щиты или дощатую забирку. Анкерные тяги несколько заглубляют в грунт, чтобы они не мешали передвижению людей по бровке котлована.
Подкосное крепление состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, раскрепленными подкосами с защемлением с помощью упоров. Применяют при отрывке широких котлованов с расположением внутри котлована. Вертикальные стойки приобретают устойчивость за счет наклонных подкосов и горизонтальных распорок, при этом получившийся треугольник устойчив от скольжения благодаря забиваемым наклонным анкерам в угле соединения распорок и подкоса. Дощатые щиты устанавливают между стенками котлована и стойками, свободное расстояние между ними засыпают землей для создания цельной единой конструкции. Данное крепление используется ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют производство основных работ.
По мере выполнения или окончания работ временное крепление котлованов и траншей разбирают снизу вверх.
Методы усиления (укрепления) откосов котлована
При заложении откосов котлованов необходимо обеспечивать отличную устойчивость и прочность.
Поэтому современные методы усиления (укрепления) откосов котлована предполагают применение инновационных геосинтетических материалов, приобрести которые можно в нашей компании GeoSM, специализирующейся на производстве и продаже этих материалов во всем ассортименте по наилучшим ценам.
Наши материалы для крепления откосов котлована разработаны по уникальной, запатентованной технологии.
Мы специализируемся на разработке и производстве геосинтетиков Геофлакс:
Мы гарантируем соответствие всех материалов требованиям регулирующих организаций и национальным стандартам.
Откосы котлована и их назначение
Способ крепления откосов траншей котлованов должен соответствовать гидрогеологическим условиям и решением проекта. Откосы котлована и их назначение разрабатываются для объектов строительства различной сложности. При выборе способов для расчета крутизны откосов котлованов и траншей проектировщики руководствуются рельефными, климатическими и гидрогеологическими характеристиками местности.
Особенности создания откосов котлована
Строители должны позаботиться об укреплении откосов котлована по нормам. Необходимо создать грунтовую насыпь с оптимальной формой и размерами и соответствующей крутизной откосов котлована. Особенности создания откосов котлована связаны с возможными неблагоприятными гидрометеорологическими воздействиями, к примеру, паводками селевого или речного типа, влияющими на временное крепление откосов котлованов и откосов.
Варианты укрепления откосов котлована
Для укрепления откосов котлована и траншей используется несколько вариантов, от применения бетонных плит и решетки для котлована до так называемых плетневых заборов или посева трав. Откос грунта в котловане должен соответствовать ландшафту окружающей среды и соблюдению экологического равновесия, чему способствует использование сетки для котлована.
Материалы для укрепления откосов котлована
Для укрепления откосов котлована строители пользуются традиционными материалами (бетонными смесями, щебнем и песком). Проект уклонов откосов котлована разрабатывается с учетом обязательного использования геосинтетиков. Для усиления откосов котлована активно пользуются сборно-монолитными конструкциями из синтетических материалов.
Георешетка Геофлакс для откосов
Способствует существенному уменьшению затрат и укреплению механической фиксации засыпки. Среди достоинств решетки для котлована отметим высокую прочность и устойчивость к деформированию.
Геоматы Геофлакс для откосов
Обеспечивают противоэрозийную защиту и эффективны при армировании грунтов. Использование геоматов для откосов котлована способствует восстановлению растительного покрова, и обладают декоративной функцией.
Геосетка Геофлакс для откосов
Служит для уменьшения слоя насыпи и существенной экономии бюджета строительства. Применение геосетки для котлована помогает бороться с неравномерностью осадков и температурными изменениями в течение всего эксплуатационного периода.
Геотекстиль Геофлакс для откосов
Необходим для обеспечения надежной защиты откосов от оползней и эрозийных процессов. Использование геотекстиля для котлована предполагает тщательное изучение гидрогеологического строения участка.
Расчет угла уклона откосов котлована
Расчет угла уклона откоса котлована осуществляется в соответствии со скоростью течения потока и гидрологическим режимом подтопления. В современных условиях требуется существенное повышение качества и увеличение срока эксплуатации откосов насыпи котлованов. Нам хорошо известно, что для обеспечения надежности котлованов необходимо руководствоваться всеми запросами отрасли, существующими стандартами, требованиями заказчиков.
С материалами GeoSM строительство котлованов существенно ускоряется, а срок их эксплуатации возрастает. Применение геосинтетики GeoSM рекомендовано профессионалами.
Способы устройства креплений стенок котлованов
Поскольку разработка котлованов с естественным углом откоса в действующих предприятиях недопустима, и разработка выямок выполняется с вертикальными откосами, закрепленными в последующем технологическими способами, классификация которых приведена на рис.15.2.1. Ниже рассматриваются способы выполнения указанных креплений.
В зависимости от используемого материала крепления подразделяются: на деревянные, металлические, железобетонные и комбинированные.
1. Деревянные крепления – доски, бревна, шпунт. Доски для крепления стенок и бревна служат для создания каркаса обрамления и устройства распорок. Недостаток деревянных креплений – установка внутри котлована распорок, которые мешают производству работ в котловане.
2. Для устройства металлического крепления применяют различные типы шпунтовых свай. Наибольшее распространение получили шпунты «зетового» и «корытного» профилей. Достоинство этого крепления большая несущая способность и возможность применения в любых грунтовых условиях. Металлическая шпунтовая стена позволяет устраивать выямки без внутренних распорок, что обеспечивает удобство и безопасность работ в котловане.
3. Железобетонные крепления представляют собой разновидность подпорных стен и, помимо основного назначения выполняют еще функции будущей возводимой конструкции. Они могут быть как монолитными, так и сборными. Толщина этих стен от 0,3 до 1,5 м.
4. Комбинированные крепления, представляющие собой сочетание металла и железобетона, либо дерева с металлом, либо дерева, металла и бетона.
Варианты креплений выямок в стесненных условиях приведены на рис. 15.2.1, рис.15.2.2, рис.15.2.3 и рис. 15.2.4.
По способу крепления подпорные стены подразделяются на : консольные, распорные, распорно-консольные, анкерные.
Первые представляют собой шпунтовую стенку, жестко защемленную грунтом. Устойчивость её обеспечивается защемлением и собственной жесткостью. Такие крепления устраиваются из металлического шпунта. Наибольшее распространение они получили при ограждении неглубоких котлованов.
Основной конструкцией распорных креплений является распорка. Щиты крепления и шпунтовая стена выполняет при этом только ограждающую функцию. Распорки устанавливаются в один или несколько рядов в зависимости от величины нагрузок (глубины котлована). Распорки чаще всего выполняют деревянными.
Консольно–распорные крепления представляют собой сочетание первых двух. Здесь нагрузки от давления грунта, складированных материалов и механизмов у бровки котлована воспринимаются не только распорками, но и ограждающими элементами крепления.
В качестве последних используется деревянный или металлический шпунт, который заглубляется в грунт на величину, определяемую расчетом. При небольшой глубине котлована в качестве несущих элементов консольной части принимают двутавровые балки, между полками которых закладываются доски ограждения. Вверху балки раскрепляются распорками.
Анкерные или заанкерованные крепления представляют собой шпунтованную стенку, консольная часть которой удерживается с помощью системы анкеров. При этом последние являются несущими элементами этого вида крепления, которое позволяет беспрепятственно производить работы внутри огражденного им котлована.
Конструкция анкеров может быть различной. Наибольшее распространение получила система анкерного крепления с дополнительной шпунтовой стенкой из стальных тяжей (см. рис.13.2.2).
В зарубежной практике при реконструкции широко используется так называемый инъекцируемый анкер, предложенный фирмой «Карл Бауэр» (см. рис.13.2.3). Нагрузка на анкер в несвязных грунтах достигает 100Мпа, а в связных – 60 МПа, что позволяет применять его в следующих случаях:
− крепление стенок котлованов любого рода, глубиной до 20 м;
Рис. 15.2.1 Конструктивные схемы крепления земляных выемок в стесненных условиях с вертикальными откосами:
1) консольные (при Н меньше 3 м — деревянный шпунт; Н меньше 6 м — металлический шпунт; Н меньше 10 м — железобетонная подпорная стена); 2) анкерные; 3) распорные; 4) подкосные; 5) опускной колодец; 6)искусственное закрепление грунтов инъецированием различных композиций
1 — существующие конструкции; 2 — ограждающая конструкция; 3 -котлован; 4 -анкер; 5 -существующая коммуникация; 6 — траншея для установки анкера; 7 — распорные балки; 8 -существующая дорога; 9 — подкос; 10 -упор подкоса; 11 -опускной колодец; 12 — инъекторы для закрепляющих композиций; 13 — масссив закрепляемого грунта.
Рис. 15.2.2 Крепление вертикальных откосов котлована:
а) общий вид крепления;б) узлы крепления откосов;
1 — шпунт (деревянная или металлическая свая); 2 — ограждение выямки из досок 30мм; 3 – шпунтовая стенка; 4 — тяжи анкерного крепления; 5 — натяжное устройство анкера; 6 — шпунтовая стенка укрепленная стенка грунта; 7- закрепленный откос грунта.
Рис. 15.2.3 Схема монолитного инъецируемого анкера фирмы «Бауэр»:
1 — закрепленный откос грунта; 2 — «шпунт», ограждающий откос грунта; 3 -пластмассовая труба, размещаемая в пробуренную скважину; 4 — состав защитного покрытия анкерной тяги; 5 -анкерная тяга; 6 — инъецированный грунт; 7 — труба с рефленой поверхностью (якорь анкера), заинъецированная в грунт; 8 -устройство для натяжения анкера; 9 — массив грунта.
− крепление подпорных стенок и речных берегов;
− восприятие давления грунта на бассейны и очистные сооружения.
Сравнительная характеристика технико–экономических показателей способов крепления котлованов (по материалам фирмы «Карл – Бауэр) приводится ниже в таблице 15.2
Сопоставление способов защиты котлованов
( по материалам «Карл Бауэр»)
| Наименование способа защиты | Произв., м 2 /день | Затраты, марка/м 2 | Оценка (место) |
| Балочное крепление Шпунтовая стенка Свайная стенка «Стена в грунте» Подведение опоры «инъецированием» Инъецируемый анкер | 10-20 60-100 20-35 40-80 5-10 60-120 м/день | 110-150 100-130 250-300 250-300 550-700 50-80 марка/м |
Рассмотренные варианты устройства заглубленных помещений (см. рис 15.2.1) приемлемы только для условий сухого производства земляных работ. В сложных гидрогеологических условиях площадки с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ) целесообразнее представляется технология «стена в грунте», позволяющая весь комплекс земляных работ осуществлять под защитой противофильтрационной завесы, устройство которой производится с использованием следующих конструктивных схем (см. рис. 15.2.4)
Рис. 15.2.4 Конструктивные схемы «заглубленных помещений», выполненных по технологии устройства «стена в грунте»:
|, ||) для круглых котлованов; ) для прямоугольных и квадратных помещений; V|) для помещений любого очертания в плане;
1 — существующая или «противофильтрационная» завеса-стена; 2 — днище сооружения; 3 -распорные устройства; 4 -анкерные устройства (типа «Бауэр»).
Анализ приведенных схем крепления вертикальных откосов земляных выемок свидетельствует о том, что наиболее эффективными являются схемы с использованием анкерных креплений. Они позволяют устраивать заглубленные помещения высотой более 6 м. Все остальные схемы, менее затратные, связаны с более сложной технологией как земляных, так и монтажных работ. Причем глубина этих «помещений» не превышает 4 м.
Выбор той или иной схемы производства работ обусловлен, а первую очередь, проектными габаритами и отметкой подошвы разрабатываемого котлована, условиями (степенью) стесненности и конструктивно-технологическими характеристиками заглубленного помещения.
Дата добавления: 2015-09-11 ; просмотров: 7 | Нарушение авторских прав
Определение размеров и объема траншей и котлованов
Для определения технологических параметров работы экскаваторов необходимо предварительно рассчитать размеры и объемы выемок (ширину понизу и поверху, крутизну откосов, глубину).
При отрывке траншеи с вертикальными стенками и последующим их креплением (рис. 4.6,а) ее ширина по дну (Ь) для трубопроводов с наружным диаметром Д принимается b = А + 2о, где о — толщина крепления; величина А определяется по справочным данным.
Для возведения каких-либо сооружений в траншеях размер последних по дну назначается с учетом толщины крепления и расстояния в свету между ним и боковой поверхностью сооружения, равного 0,7 м.
При разработке траншей с откосами (рис. 4.6, б) в грунтах, расположенных выше уровня грунтовых вод, ширина траншей по дну должна быть не менее Д + 0,5 м — при укладке трубопроводов из отдельных труб и Д + 0,3 м — при укладке плетями; в грунтах ниже уровня грунтовых вод, разрабатываемых с открытым водоотливом, ширину дна траншеи определяют с учетом размещения водосборных устройств.
Ширина дна траншеи и котлованов с откосами при монтаже в них сборных ленточных или отдельно стоящих фундаментов назначается с учетом просвета b1, равного 0,2 м, между основанием откоса и фундаментом (рис. 4.6, в). При устройстве монолитных конструкций или выполнении защитных покрытий и других работ, требующих прохода рабочих, ширина просвета b1 принимается не менее 0,7 м.
В случае совмещенной прокладки в одной траншее различных по назначению и диаметру трубопроводов необходимо учитывать минимально допустимые расстояния между ними и условия расположения их по вертикали с разницей отметок до 0,4 м. При большей разнице в отметках расстояние между трубопроводами увеличивается с учетом угла естественного откоса грунта.
Ширина траншей и котлованов по верху (B) определяется с учетом размера по дну и заложения откоса (m). Величина т зависит от крутизны откоса и глубины его заложения, вида и состояния увлажнения грунта. При отрывке траншей и котлованов, расположенных выше уровня грунтовых вод, и в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, наибольшая крутизна откосов принимается по табл. 4.4.
При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной).
Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения (ф) и удельного сцепления грунта (с) с учетом нагрузки на берме откоса. Ориентировочно крутизну откоса таких выемок в непереувлажненных грунтах для средних значений Ф и с можно принять по табл. 4.5. При отрывке выемок ниже уровня грунтовых вод крутизну откосов принимают по табл. 4.6.
Определение объемов линейных сооружений (траншеи, каналы, насыпи) и котлованов производят по эмпирическим зависимостям или тригонометрическим формулам. Для этого линейные земляные сооружения предварительно разбивают вертикальными плоскостями по характерным местам продольного профиля на отдельные призматоиды (рис. 4.6, г). Тогда объем призматоида (Vi), расположенного между плоскостями 1—1 и 2—2, будет Vi=L(F1 +F2 + 4Fcp)/6,
где F1, F2 и Fcp — площади соответственно в сечениях 1—1, 2—2 и в середине призматоида.
Объем котлована прямоугольной формы с откосами (рис. 4.6, в) определяется по формуле для опрокинутой усеченной пирамиды:
Vк = hp[ab + cd+ (а + с) (b + d)]/6;
объем квадратного котлована с откосами будет: Vк = hp(F1 + F2 + корень изFlF2)/3.
Для сооружений цилиндрической или конической формы устраивают круглые в плане котлованы с откосами (рис. 4.6, д):
Vк=1,щ5hp/(R2 + r2 + Rr).
Объемы насыпей вычисляются по тем же формулам, что и для выемок, с учетом их формы. При значительной неровности рельефа местности или сложной геометрической форме земляного сооружения объем разбивают на более простые геометрические формы.
