Укрепление откосов котлована

Укрепление откосов котлована шпунтом

С технологической точки зрения укрепление откосов котлована может быть осуществлено и без использования шпунта. Часто вместо него используют деревянную забирку или обычную трубу. Многие специализированные компании предлагают произвести крепление вертикальных стенок котлована.

С технологической точки зрения существуют котлованы, которые нельзя разработать с естественным откосом в 30-45 градусов. Причиной этого могут быть нестабильные грунты, проведение работ вблизи большого количества зданий, прохождение рядом с местом работ различных инженерных сетей (канализация, водопровод, газ), имеется опасность обрушения дорожных покрытий или мостовых конструкций. В каждом из перечисленных случаев необходимо произвести укрепление котлована трубами или шпунтом.

Укрепление откосов котлованов шпунтом

В период сезонных паводков проводить работы в нестабильном грунте становится еще сложнее. Поэтому специализированные компании принимают особенно много заказов на укрепление откосов котлована весной.

Как происходит укрепление котлована шпунтом? Допустим, имеется «пятно застройки» или строительная площадка. Геодезист производит разбивку осей будущего котлована. В соответствии с этим планом производится погружение шпунта. Если расчеты будут недостаточно точными, то может возникнуть перерасход материала (котлован получится шире, чем изначально планировалось).Возможен и противоположный вариант, когда котлован окажется слишком узким. Это может помешать заказчику провести планируемые работы.

Если укрепление стенок котлована произведено с нарушениями, допущены отклонения, использован шпунт недостаточной длины или неподходящей марки, то в процессе последующей разработки грунта заказчиком шпунт начинает наклоняться внутрь котлована. Для предотвращения обрушения потребуется возвести распорную систему, что опять же уменьшит полезное пространство котлована и может существенно усложнить заказчику проведение планируемых работ. Поэтому укрепление стен котлована должно производиться с учетом всех технологических нюансов.

Чем отличается укрепление котлованов и траншей? Котлован изначально имеет торцевые стенки и шпунтовая стенка крепится к ним угловыми элементами или сваренным по шву шпунтом. Траншея не имеет торцевых стен и требуется возведение распорной системы.

2.8 Крепление стен траншей и котлованов

2.8.1 Разработка траншей и котлованов с вертикальными стенками в грунтах естественной влажности без крепления может производиться на глубине:

не более 1 м — в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах;

не более 1,25 м — в супесчаных и суглинистах грунтах;

не более 1,5 м — в глинистых грунтах;

не более 2 м — в особо плотных грунтах. При этом выполнение работ следует производить немедленно вслед за отрывкой траншей и котлованов.

2.8.2 При превышении указанных глубин рытье траншей и котлованов допускается только при условии крепления вертикальных стен или устройстве откосов допустимой крутизны (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 — Определение крутизны откоса

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов в грунтах естественной влажности должна определяться по таблице 2.4.

2.8.3 Рытье траншей и котлованов в мерзлых грунтах всех пород, за исключением сухого песчаного, можно вести с вертикальными стенками без креплений на всю глубину их промерзания. При углублении ниже уровня промерзания должно производиться крепление.

2.8.4 Траншеи и котлованы в сухих (сыпучих) песчаных грунтах, независимо от степени их промерзания, следует разрабатывать с обеспечением установленной крутизны откосов или с устройством крепления стен.

2.8.5 Рытье траншеи и котлованы в отогретых (размороженных) грунтах следует выполнять с обеспечением необходимой крутизны откосов или устройством креплений стен в тех случаях (или местах), когда глубина отогретого участка превышает размеры, указанные в таблице 2.4.

Таблица 2.4 — Максимально допустимая крутизна откосов траншей и котлованов

2.8.6 На пересечениях с железнодорожными или трамвай­ными путями необходимо разрабатывать траншеи и котлованы с обязательным креплением их стен. Крепить пути рельсовыми пакетами следует только в случаях, предусмотренных проектом, согласованным со службой эксплуатации данных путей.

2.8.7 Виды крепления котлованов и траншей с вертикаль­ными стенками приведены на рисунке 2.8 и в таблице 2.5.

а) крепление горизонтально-рамное;
б) крепление горизонтально-сплошное;
в) крепление горизонтальное с прозорами;
г) крепление смешанное: горизонтальное, сплошное и шпунты;
д) крепление вертикально-рамное;
е) крепление вертикально-сплошное

Рисунок 2.8 — Способы крепления стенок траншей и котлованов

Таблица 2.5 — Виды крепления котлованов и траншей с вертикальными стенками

2.8.8 Крепить траншеи и котлованы глубиной до 5 м следует, как правило, инвентарными приспособлениями. Инвентарные металлические винтовые распорки (рисунок 2.9) применяют для сокращения расхода лесных материалов.

Рисунок 2.9 — Винтовые распорки для крепления траншей

При глубине более 3 м крепления должны производиться по отдельным проектам, утвержденным руководством строительной организации

2.8.9 При отсутствии инвентарных приспособлений детали крепления траншей и котлованов должны изготавливаться на месте с соблюдением следующих требований:

а) для крепления грунтов естественной влажности (кроме песчаных) должны применяться доски толщиной не менее 40 мм, а для грунтов повышенной влажности — не менее 50 мм. Доски следует укладывать за вертикальные стойки вплотную к грунту с укреплением распорками;

б) стойки креплений должны устанавливаться не реже чем через 1,5 м;

в) расстояние между распорками по вертикали не должно превышать 1 м. Распорки закрепляются упором;

г) над бровками верхние доски должны выступать не менее чем на 15 см;

д) узлы креплений, на которые опираются полки для переброски грунта, необходимо сделать усиленными. Полки ограждаются бортовыми досками высотой не менее 15 см.

2.8.10 Разработку выемок в грунтах, насыщенных водой (плывунах), следует осуществлять по индивидуальным проектам, предусматривающим безопасные способы производства работ — искусственное водопонижение, шпунтовое крепление и др.

2.8.11 Крепления котлованов и траншей следует разбирать снизу вверх, по мере обратной засыпки грунта и одновременно снимать не более двух-трех досок в нормальном грунте, не более одной доски — в плывунах. Перед удалением досок нижней части крепления выше должны устанавливаться временные косые распорки, причем старые распорки разрешается удалять только после установки новых; крепления должны разбираться в присутствии ответственного исполнителя работ.

Укрепление котлована жидкой резиной

В местах, где разборка креплений может вызвать повреждения строящихся сооружений, а также в грунтах-плывунах возможно крепления частично или полностью оставлять в грунте.

2.8.12 Стенки котлованов и траншей, разрабатываемых землеройными машинами, должны крепиться готовыми щитами, которые опускают и распирают сверху (рабочим опускаться в нераскрепленную траншею запрещается). Разработку траншей землеройными машинами без устройства креплений необходимо вести с откосами.

2.8.13 Необходимость, объем и способ крепления траншей определяются проектно-сметной документацией.

Геометрические размеры траншей определяют исходя из глубины заложения трубопроводов, требуемой ширины траншей по низу (по дну) и конфигурации стен.

Ширина траншеи по дну складывается из размера трубопроводов и технологических зазоров, обеспечивающих проведение всех строительных работ. Ширину траншеи по дну b (м) в зависимости от наружного диаметра трубопровода D (м) принимают равной:
b = D + (0,5…0,6) м при D ≤0,5 м;
b = D + (0,8. ..1,2) м при D > 0,5 м.

Ширина траншеи по дну может уточняться в проекте производства работ, но не должна быть меньше 0,7 м.

Траншеи отрывают с наклонными или вертикальными боковыми стенками. Траншеи с вертикальными стенками более экономичны. Однако из-за опасности обрушения грунта их наибольшая глубина в плотных грунтах без специальных расчетов и крепления стенок не должна превышать 2 м. Поэтому в основном применяют траншеи с откосами (с наклонными стенками), наибольшая крутизна которых в грунтах естественной влажности колеблется от 1 : 0,25 до I : 1,25 (табл. 5.3).

В переувлажненных глинистых и сухих песчаных грунтах крутизну откосов следует принимать, как для насыпных грунтов. Во всех случаях в проекте производства работ необходимо проверять устойчивость откосов с учетом конкретных гидрогеологических условий и наличия временной нагрузки на призме обрушения.

Траншеи с откосами, ввиду их большой ширины по верху, можно разрабатывать только на незастроенных территориях. В стесненных условиях используют преимущественно траншеи с вертикальными укрепленными стенками. В зависимости от глубины траншеи, грунтовых и гидрогеологических условий выбирают вид (табл. 5.4) и конструктивные параметры крепления.

Наибольшее распространение при строительстве водостоков находят закладные крепления, устанавливаемые в траншею по мере разработки грунта. Они состоят (рис. 5.9) из забирки, стояков и распорок.

Укрепление котлована жидкой резиной

Горизонтальная или вертикальная забирка выполняется из досок толщиной 4—б см, устанавливаемых вплотную одна к другой или с просветами (с прозорами), равными ширине доски.

Рис. 5.9. Закладные крепления траншей
а — горизонтальное вразбежку; б — вертикальное сплошное; в — инвентарное; 1 — доски забирки; 2 — стояки; 3 — распорки; 4 — бобышки; 5 — прогоны; 6 — деревянные щиты; 7 — трубчатые рамы; 8 — винтовые распорки

Горизонтальные доски забирки (рис. 5.9,а) поддерживаются вертикальными стояками, прижимаемыми к стенкам траншеи распорками. Стояки из досок толщиной не менее 5—6 см или труб устанавливают на расстоянии 1,5—2 м по длине траншеи. Распорки из бревен  диаметром 12—18 см или труб ставят через 0,6—0,75 м 410 глубине траншеи. В сплошных вертикальных креплениях (рис. 5.9,6) доски забирки через 0,7—1,4 м объединяют горизонтальными поясами (прогонами), прижимаемыми к стенкам траншеи распорками.

Инвентарные крепления состоят из стандартных, чаще всего дощатых щитов и металлических трубчатых рам с винтовыми распорками (рис. 5.9,в). Это сборно-разборные крепления, поэтому они менее трудоемки и материалоемки по сравнению с рассмотренными деревянными креплениями.

Разработка траншей при строительстве водосточной сети осуществляется, как правило, одноковшовыми экскаваторами, оборудованными обратной лопатой или драглайном с объемом ковша 0,25—1 м³. Экскаватор с обратной лопатой обеспечивает более высокую производительность и точность копания, однако имеет ограничения по размеру забоя. Поэтому при большой ширине и глубине траншей применяют драглайн. Для разработки траншей с вертикальными укрепленными стенами применяют экскаваторы с грейферным оборудованием.

Экскаваторы непрерывного действия имеют наиболее высокую производительность, однако могут разрабатывать только относительно узкие траншеи с вертикальными стенками, поэтому их применение ограничено раздельными прокладками, в основном кабельных сетей.