Призма обрушения откоса снип

Вятский государственный университет

Факультет строительства и архитектуры

Кафедра промышленной экологии и безопасности

Б.И.Дегтерев безопасная организация земляных работ

к практическим занятиям

Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности»

Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета

УДК 658.345:614.8(07)

Дегтерев Б.И. Безопасная организация земляных работ. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». – Киров: Изд-во ВятГУ, 2010. – 12 с.

В методических указаниях рассмотрены основные причины производственного травматизма при ведении земляных работ. Даны методики расчета профилей откосов и крепления стенок котлованов и траншей. Приведены необходимые справочные материалы, представлены иллюстрации. Составлены задания для расчетов.

Подписано в печать Усл. печ. л.

Бумага офсетная Печать матричная

Текст напечатан с оригинала-макета, представленного автором

610000, г.Киров, ул.Московская, 36

©Вятский государственный университет, 2010

Построение профиля откоса. Расчет крепления стенок котлованов и траншей

Основными видами земляных работ в промышленном и гражданском строительстве являются разработка котлованов, траншей, планировка участков и т.д. Анализ травматизма в строительстве показывает, что на земляные работы приходится около 5,5% всех несчастных случаев; из всего количества несчастных случаев с тяжелым исходом по всем видам работ 10% связано с выполнением земляных работ.

Основная причина травматизма при земляных работах – обрушение грунта, которое может происходить вследствие:

а) превышения нормативной глубины разработки выемок без креплений;

б) нарушения правил разработки траншей и котлованов;

в) неправильного устройства или недостаточной устойчивости и прочности креплений стенок траншей и котлованов;

г) разработки котлованов и траншей с недостаточно устойчивыми откосами;

д) возникновения неучтенных дополнительных нагрузок (статических и динамических) от строительных материалов, конструкций, механизмов;

е) нарушения установленной технологии земляных работ;

ж) отсутствия водоотвода или его устройства без учета геологических условий строительной площадки.

1. Устройство откосов

Основными элементами открытой разработки карьера, котлована или траншеи без крепления являются указанные на рисунке 1 ширина l и высота h уступа, форма уступа (плоская, ломаная, криволинейная, ступенчатая), угол откоса α, крутизна откоса (отношение высоты откоса к его заложению h : l).

В С

Рис. 1 – геометрические элементы уступа:

h – высота уступа; l – ширина уступа; θ – угол предельного

равновесия откоса; α – угол между плоскостью обрушения и

горизонтом; АВС – призма обрушения; φ – угол естественного откоса

Установление безопасной высоты уступа, крутизны откоса и наиболее удобной ширины бермы является важной процедурой при разработке котлованов и траншей, от правильности выполнения которой зависит эффективность и безопасность производства земляных работ.

Производство работ, связанных с нахождением работников в выемках с откосами без креплений в насыпных, песчаных и пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, допускается при глубине выемки и крутизне откосов, указанных в таблице 1 [1].

При напластовании различных видов грунта крутизну откосов назначают по наименее устойчивому виду от обрушения откоса.

Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м во всех грунтах (однородных, неоднородных, естественной влажности, переувлажненных) и глубиной менее 5 м при расположении подошвы выемки ниже уровня грунтовых вод должна устанавливаться по расчету.

Нормативная крутизна откоса при h ≤ 5 м по СНиП [1]

Крутизна откоса h : l при глубине выемки до

СНиП 2.02.02–85 ОСНОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ — Расчет устойчивости сооружений на скальных основаниях

Содержание материала

• СНиП 2.02.02–85 ОСНОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
• 1 Общие положения
• 2. Номенклатура грунтов оснований и их физико-механические характеристики
• Характеристики нескальных грунтов
• Характеристики скальных грунтов
• 3. Расчет устойчивости
• Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях
• Расчет устойчивости сооружений на скальных основаниях
• 4. Фильтрационные расчеты оснований
• 5. Расчет местной прочности скальных оснований
• 6. Определение контактных напряжений
• Определение контактных напряжений для сооружений на однородных нескальных основаниях
• Определение контактных напряжений для сооружений на неоднородных нескальных основаниях
• 7. Расчет по деформациям оснований сооружений и плотин из грунтовых материалов
• Расчет осадок сооружений на нескальных основаниях
• Расчет крена сооружений на нескальных основаниях
• Расчет горизонтальных перемещений сооружений на нескальных основаниях
• Расчет по деформациям плотин из грунтовых материалов
• Расчет перемещений бетонных и железобетонных сооружений на скальных основаниях
• 8. Инженерные мероприятия по обеспечению надежности оснований обеспечение сопряжения сооружений с основанием
• Закрепление и уплотнение грунтов оснований
• Приложение 1 рекомендуемое классификация массивов скальных грунтов
• Приложение 2 обязательное методика определения нормативных и расчетных значений характеристик прочности по результатам испытаний методами среза (сдвига) и трехосного сжатия
• Приложение 3 обязательное определение модулей деформации оснований для расчета перемещений сооружений
• Приложение 5 обязательное расчет устойчивости сооружений на сдвиг по поверхности неоднородного основания
• Приложение 6 рекомендуемое расчет устойчивости сооружений при сдвиге с поворотом в плане
• Приложение 7 рекомендуемое расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях по схемам смешанного и глубинного сдвигов
• Приложение 8 рекомендуемое расчеты устойчивости портовых сооружений
• Приложение 9 рекомендуемое определение контактных напряжений методом внецентренного сжатия
• Приложение 10 обязательное определение контактных напряжений для сооружений на однородных песчаных основаниях методом экспериментальных эпюр
• Приложение 11 обязательное определение осадки основания методом послойного суммирования
• Приложение 12 рекомендуемое определение осадки основания при среднем давлении под подошвой сооружения, превышающем расчетное сопротивление грунта
• Приложение 13 рекомендуемое определение степени первичной консолидации грунта
• Приложение 14 рекомендуемое определение конечных горизонтальных перемещений гравитационных сооружений с горизонтальной подошвой на нескальных основаниях
• Приложение 15 рекомендуемое расчет суммарной осадки плотин из грунтовых материалов
• Приложение 16 справочное основные буквенные обозначения
• Все страницы

(Измененная редакция, Изм. № 1)

3.14. Расчеты устойчивости сооружений на скальных основаниях, скальных откосов и склонов следует выполнять по схеме сдвига по плоским или ломаным расчетным поверхностям. При этом определяющими являются результаты расчета по той схеме, которая по условию (3) показывает меньшую надежность сооружения (откоса, склона).

При плоской расчетной поверхности сдвига следует учитывать две возможные схемы нарушения устойчивости:

сдвиг с поворотом в плане.

При ломаной расчетной поверхности сдвига следует учитывать три возможные расчетные схемы:

сдвиг вдоль ребер ломаной поверхности (продольный);

сдвиг поперек ребер ломаной поверхности (поперечный);

сдвиг под углом к ребрам ломаной поверхности сдвига (косой).

Выбор схемы нарушения устойчивости сооружения или откоса (склона) и определение расчетных поверхностей сдвига следует производить, используя данные анализа инженерно–геологических структурных моделей, отражающих основные элементы трещиноватости скального массива (ориентировку, протяженность, мощность, шероховатость трещин, их частоту и т.д.) и наличие ослабленных прослоек и областей.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

3.15. При расчете устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схеме поступательного и продольного сдвигов величины, входящие в условие (3), необходимо определять по формулам:

; (14)

, (15)

где F, R – то же, что в формуле (3);

Т – активная сдвигающая сила (проекция равнодействующей расчетной нагрузки на направление сдвига);

P_i – равнодействующая нормальных напряжений (сил), возникающих на i–м участке поверхности сдвига от расчетных нагрузок;

R_g – сила сопротивления, ориентированная против направления сдвига, возникающая от анкерных усилий и т.д.;

п – число участков поверхности сдвига, назначаемое с учетом неоднородности основания по прочностным и деформационным свойствам;

,– расчетные значения характеристик скальных грунтов для i–го участка расчетной поверхности сдвига, определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16;

A_i – площадь i–го участка расчетной поверхности сдвига;

E_i – расчетная сила сопротивления упорного массива (обратной засыпки), определяемая по указаниям п. 3.16.

3.16. Расчетное значение силы сопротивления упорного массива или обратных засыпок следует определять по формуле

, (16)

где – расчетное значение силы пассивного сопротивления.

Для обратных засыпок и упорных массивов без выраженных поверхностей ослабления определяется по указаниям СНиП II-55–79. Для упорного массива, содержащего поверхности ослабления, по которым данный массив может быть сдвинут, значение следует определять без учета характеристик tgи с по упорной грани по формуле

(17)

где Q – вес призмы выпора;

А – площадь поверхности сдвига призмы выпора;

– угол наклона поверхности сдвига (плоскости ослабления) призмы выпора к горизонту;

,– расчетные значения характеристик грунтов по поверхности сдвига (выпора);

– коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от соотношения модулей деформации грунта упорного массива (обратной засыпки) Е_s и основания E_f :

при 0,8 = 0,7;

при 0,1 = ;

при 0,8 >> 0,1 определяется линейной интерполяцией;

Е_r – давление покоя, определяемое по формуле

E_r (18)

где – удельный вес грунта упорного массива;

v – коэффициент поперечной деформации грунта упорного массива;

h – высота упора на контакте с сооружением или откосом.

Примечания: 1. Сопротивление упорного массива следует учитывать только в случае обеспечения плотного контакта сооружения или откоса с упорным массивом,

2. Сила Е_p,d принимается горизонтальной независимо от наклона упорной грани массива.

3.17. При расчете устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схеме сдвига с поворотом в плане следует учитывать возможное уменьшение сопротивления сдвигу R против значений сил, устанавливаемых в предположении поступательного движения. При этом корректировку значений R допускается производить в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 6.

3.18. Расчеты устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схеме поперечного сдвига следует производить, как правило, расчленяя призму обрушения (сдвига) на взаимодействующие элементы.

Расчленение призмы обрушения (сдвига) на элементы производится в соответствии с характером поверхности сдвига, структурой скального массива призмы и распределением действующих на нее сил. В пределах каждого элемента по поверхности сдвига характеристики прочности скального грунта принимаются постоянными.

Выбор направлений расчленения призмы обрушения на элементы и расчетного метода следует производить с учетом геологического строения массива. При наличии пересекающих призму обрушения (сдвига) поверхностей ослабления, по которым возможно достижение предельного равновесия призмы, плоскости раздела между элементами следует располагать по этим поверхностям ослабления.

3.19. Расчеты устойчивости по схеме косого сдвига следует выполнять в тех случаях, когда направление смещения массива не совпадает с направлением ребра (ребер) пересечения плоскостей сдвига, например, при расчетах устойчивости береговых упоров арочных плотин и подобных массивов.

3.20. (Исключен, Изм. № 1)

3.21. Для оценки устойчивости сооружений на скальных основаниях и скальных откосов, относимых к I классу, при сложных инженерно–геологических условиях в дополнение к расчету, как правило, следует проводить исследования на моделях.