Когда потребуется траншейная крепь?
Реализация грунтовых работ требует использования профессиональной землеройной техники. С другой стороны, ее применение доставляет ряд неудобств. Например, приходится увеличивать ширину траншеи в несколько раз. В итоге требуется вывезти много грунта, закупить больше заполнителя, потратить ценное время. Избежать неприятностей можно, установив траншейную крепь.
Также это щитовое приспособление приносит владельцу ряд неоспоримых преимуществ:
- Укрепление грунта занимает минимум времени. Крепь имеет простую конструкцию, поэтому сбор ее камеры, установка и демонтаж проходят быстро.
- Надлежащий уровень безопасности. Рабочие чувствуют себя в полной безопасности, находясь внутри траншеи. Обвалы и осыпания грунтов исключены.
- Увеличение продуктивности работ. Выемка будет надежно и качественно укреплена, а это значит, что все рабочее оснащение можно задействовать в полную силу.
Еще один важный бонус – экономия средств. Использование крепи позволяет существенно уменьшить размер траншеи. Выходит, что удастся сократить расходы на оплату труда большому количеству сотрудников, на аренду дополнительной техники и сопутствующих материалов.
Инвентарные щиты для крепления траншей в неустойчивых и мокрых грунтах
Строительство и капитальный ремонт требуют проведения различных земляных работ. Однако, при выполнении таких работ возникает ряд опасностей, особенно в неустойчивых и мокрых грунтах. Для обеспечения безопасности рабочих и сохранения стабильности траншеи применяются инвентарные щиты.
Инвентарные щиты – это конструкции, состоящие из двух жёстких пластин, которые могут быть разведены или сведены вместе с помощью промежуточных элементов. Они служат для крепления стенок траншеи и предотвращения обрушения грунта. Щиты позволяют рабочим работать в безопасном пространстве без опасности падения землей. Это оборудование является обязательным при проведении работ в особо опасных грунтах, таких как песчаники, суглинки, влажные и мокрые грунты.
Существует несколько типов инвентарных щитов:
- Компактные щиты: эти щиты предназначены для использования в узких и глубоких траншеях. Они имеют малую ширину, что обеспечивает максимальную устойчивость и защиту на узком пространстве.
- Щиты с гидравлическим приводом: эти щиты оснащены гидравлическим механизмом, который позволяет быстро и легко регулировать ширину траншеи. Это позволяет адаптироваться к различным грунтовым условиям и обеспечивает легкий доступ для рабочих и техники.
- Щиты с защитным экраном: эти щиты имеют дополнительный защитный экран, который предотвращает попадание грунта или твердых материалов внутрь траншеи. Это обеспечивает дополнительную безопасность для рабочих.
- Щиты с встроенными лестницами: эти щиты имеют интегрированные лестницы или ступени, обеспечивающие безопасный доступ для рабочих внутрь и изнутри траншеи.
Использование инвентарных щитов при выполнении земляных работ в неустойчивых и мокрых грунтах является обязательным условием безопасной и эффективной работы. Правильный выбор и установка щитов обеспечивает стабильность и надежность стенок траншеи, а также защиту от обрушения грунта.
3 Определения
В настоящей технологической карте применены следующие термины с соответствующими определениями по ГОСТ Р ИСО 9000-2001: верификация: Подтверждение на основе представления объективных свидетельств того, что установленные требования были выполнены.
документ: Информация и соответствующий носитель.
процесс: Совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, преобразующая входы в выходы.
ГОСТ 25100-95:
грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
СТО СМК-Г 423.7-2007:
технологический документ: Результат технического документирования процесса труда, содержащий информацию о способах изготовления, сборки, строительства, эксплуатации и ремонта изделий, а также об организации производственного процесса.
технологическая карта: Технологический документ, содержащий описание: операций технологического процесса применяемого оборудования и инструмента.
а также следующее:
траншея; котлован: Выемка в грунте вытянутой (траншея) или прямоугольной (котлован) формы
Устройство грунтовых анкеров (якорей)
Компания БЕСТ-СТРОЙ рекомендует применение, и производит крепление шпунтовых стен грунтовыми анкерами, принимающими на себя выдёргивающую нагрузку от массива породы. Этот метод не на много более трудоёмок и незначительно сложнее устройства распорок, но в итоге даёт ничем не ограниченный оперативный простор, оборачивается значительной экономией ресурсов, повышением производительности и сокращением сроков строительства.
Схема монтажа грунтового анкера
По итогам тщательно проведённых изыскательских и расчётных работ производится бурение скважин в стенах котлована, выполнение «якоря», закрепление тяги, фиксация её на анкеруемом шпунте
При этом важно учитывать расположение оснований близлежащих сооружений и зданий
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. 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 м 3 . 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.
Укрепление грунтов
Обычно при возведении земляных сооружений их боковые стенки устраивают таким образом, чтобы угол откоса был меньше угла естественного откоса. Однако очень часто, особенно в городских условиях, из-за стесненности устроить откосы невозможно.
Кроме того, при намокании даже в условиях правильно выполненных откосов верхняя часть выемки может обрушиться.
В таких условиях необходимо, наряду с ограничением притока воды, укреплять боковые стенки земляных сооружений креплениями (рис.1).
Рис.1. Крепление фунта от обрушения
а — схема обрушения верхней части откоса при намокании; б — инвентарные трубчатые распорные рамы; в, г, д — крепления соответственно шпунтовое, консольное, консольно-распорное; е, ж — крепления распорное и подкосное; 1 — анкерная свая; 2 — оттяжка; 3 — маячная свая (опорная стойка); 4 — направляющая свая; 5 — шпунтовое ограждение; 6 — щиты (доски); 7 — стойки распорной рамы; 8 — распорка.
Шпунтовое ограждение является дорогостоящим способом, применяемым при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемки, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.
Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, заземленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов или досок, непосредственно воспринимающих давление грунта.
Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м.
В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, отличающееся от консольного тем, что между стойками в верхней их части перпендикулярно оси траншеи устанавливают распорки.
Распорное (рамное) крепление — наиболее простое в исполнении — применяется при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или маловлажных грунтах. Оно состоит из стоек, горизонтальных досок или щитов и распорок, прижимающих доски или щиты к стенкам траншеи.
Наиболее эффективны инвентарные трубчатые распорные рамы (рис.1, б) благодаря их малой массе, легкости монтажа и демонтажа. На необходимую ширину их устанавливают поворотом муфт с винтовой нарезкой.
При создании вокруг разрабатываемых выемок постоянных водонепроницаемых завес или в случае повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов: цементацию и битумизацию; химический, термический, электрический, электрохимический, механический и др.
Цементация и битумизация заключается в инъецировании цементного раствора или разогретых битумов. Эти способы применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватых скальных пород.
Термическое закрепление заключается в обжиге лессовых грунтов раскаленными газами, нагнетаемыми через скважины в их поры. Газы подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренных скважинах.
Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом, растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления грунта возрастает.
Механический способ укрепления грунтов имеет следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых свай, вытрамбовывание котлованов и др.
Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания. Уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.
Устройство грунтовых анкеров (якорей)
Компания БЕСТ-СТРОЙ рекомендует применение, и производит крепление шпунтовых стен грунтовыми анкерами, принимающими на себя выдёргивающую нагрузку от массива породы. Этот метод не на много более трудоёмок и незначительно сложнее устройства распорок, но в итоге даёт ничем не ограниченный оперативный простор, оборачивается значительной экономией ресурсов, повышением производительности и сокращением сроков строительства.
Схема монтажа грунтового анкера
По итогам тщательно проведённых изыскательских и расчётных работ производится бурение скважин в стенах котлована, выполнение «якоря», закрепление тяги, фиксация её на анкеруемом шпунте
При этом важно учитывать расположение оснований близлежащих сооружений и зданий
Во время производства земляных работ приходится производить целый ряд побочных работ, без которых разработка невозможна. Эти работы называются вспомогательными.
К наиболее часто встречающимся при производстве земляных работ вспомогательным работам относятся:
- устройство креплений траншей и котлованов;
- водоотлив (удаление из котлованов воды);
- устройство временных дорог, въездов в забой и выездов из забоя для возки грунта при его разработке.
Надо всегда стремиться к тому, чтобы все вспомогательные работы производились особыми рабочими и чтобы производство вспомогательных работ не задерживало основных работ и не мешало им.
Забойное крепление
В небольших по размерам, но глубоких котлованах и шурфах применяют так называемое забойное крепление (рис. 42).
Устраивается оно следующим образом: на поверхности земли в месте расположения котлована или шурфа укладывается горизонтальная брусчатая рама по размеру котлована. рама эта зарывается в грунт заподлицо, после рамы забивают ряд досок слегка наклонно. Затем начинают рытье котлована под защитой образованных забитыми досками стенок. Когда выемка грунта приблизится к нижним концам забытых досок, между ними укладывают вторую раму. Для того чтобы верхняя рама не опустилась вниз по мере выработки грунта, под нее подставляют коротыши из брусков, постепенно удлиняемых. Когда установлена вторая рама, между нею и верхней рамой устанавливают бруски, которые и поддерживают верхнюю раму. После этого вдоль наружного края нижней рамы забивают другой ряд слегка наклонных досок. Между верхним и нижним рядами заборки забивают клинья большей устойчивости верхней заборки.
Оглавление
Общая часть
Раздел 1 Элементные производственные нормы
Глава 1 Механизированная разработка грунтов и пород
Техническая часть
1. Устройство щебеночного основания под экскаваторы и забое
2. Устройство и содержание дорог от забоя до отвала
3. Изготовление сланей под экскаваторы
4. Укладка сланей под экскаваторы при рытье траншей на заболоченных и обводненных участках
5. Устройство колесопроводов из железобетонных дорожных плит под землеройную технику в мокрых, налипающих грунтах
Глава 2 Устройство закрытого дренажа
Техническая часть
6. Устройство закрытого дренажа из асбестоцементных и керамических дренажных труб
7. Укладка дренажных труб на иловых площадках
8. Устройство фильтрующего основания под иловые площадки и поля фильтрации
Глава 3. Разработка грунта вручную
Техническая часть
9. Изготовление инвентарных щитов для крепления стенок котлованов и траншей
10. Крепление стенок траншей инвентарными деревянными щитами в устойчивых, неустойчивых и мокрых грунтах
11. Крепление стенок траншей и котлованов шириной более 2 м и глубиной до 3 м досками в неустойчивых грунтах
12. Укрепление стенок котлованов и траншей шириной более 2 м и глубиной до 3 м досками в устойчивых грунтах
13. Крепление стенок котлованов и траншей шириной более 2 м и глубиной до 3 м досками в мокрых грунтах
14. Крепление стенок котлованов и траншей шириной более 2 м и глубиной более 3 м досками в неустойчивых грунтах
15. Крепление стенок котлованов н траншей шириной более 2 м и глубиной более 3 м досками в устойчивых грунтах
16. Крепление стенок котлованов и траншей шириной более 2 м и глубиной более 3 м досками в мокрых грунтах
17. Устройство шпунтового крепления стенок траншей в мокрых грунтах
Глава 4. Сопутствующие и укрепительные работы
Техническая часть
18. Уплотнение грунта под основание зданий тяжелыми трамбовками
19. Устройство подстилающего слоя
20. Устройство подготовки под ростверк
21. Укрепление откосов одерновкой и одиночным мощением
22. Укрепление откосов плетневыми клетками
Раздел 2. Комплексные (укрупненные) производственные нормы
Глава 5. Механизированная разработка грунтов и пород
Техническая часть
23. Устройство щебеночного основания под экскаваторы в забое
24. Устройство и содержание дорог от забоя до отвала
25. Содержание щитов, под экскаваторы при разработке грунтов в мокрых в топких забоях
26. Содержание проездов на отвале
Глава 6. Разработка грунта вручную
Техническая часть
27. Крепление стенок котлованов в траншей шириной более 2 м досками
28. Крепление стенок котлованов и траншей инвентарными щитами
29. Устройство дренажа из керамических труб
30. Укрепление откосов одиночным мощением
31. Укрепление откосов двойным мощением
32. Устройство упоров при мощении откосов
33. Укрепление земляного полотна бетонными плитами
34. Укрепление откосов земляного полотна посевом многолетних трав механизированным способом
35. Укрепление откосов земляного полотна монолитным бетоном
Устройство креплений котлована
Как уже было указано в , не всякий грунт может держать вертикальные откосы при его копке. Величина требуемого откоса котлована равна величине угла естественного откоса грунта. Такой откос наиболее надежен.
Однако рытье котлованов и траншей при большой глубине с пологими откосами считается не экономичным, так как вызывает значительный объем излишних земляных работ. Даже и при незначительных глубинах естественные откосы иногда невозможно осуществить, например в том случае, если поблизости расположены строения. В тех же случаях, когда дно котлована или траншеи находится под водой, свободные откосы являются совершенно недопустимыми, так как они ничем не защищены от размачивания водой и разрушения.
Вот почем в большинстве случаев при устройстве котлованов и траншей приходится устраивать разного рода временные крепления. Кроме того, как указано выше, особы вид креплений (шпунтовое ограждение) служит для уменьшения приток в котлованы грунтовых вод.
Крепление траншей и котлованов деревянными распорками
Простейшие крепления стенок котлованов и траншей глубиной до 2 м устраиваются следующим образом.
Вдоль стенок траншей укладываются 4 доски толщиной 50 мм с распорками между ними, поставленными через 1,5-2 м по длине траншей (рис.38);
Распорки делаются из коротки бревен или труб толщиной 10-12 см. Этот тип креплений применяется при плотных сухих грунтах, способных некоторое время держать вертикальный откос и не размываемых дождями (плотная глина, плотный суглинок). Откосы при этом могут быть как вертикальными, так и с небольшим уклоном (1/10).
При более значительных глубинах (до 4 м) для сухих грунтов, дающих местное оползание через небольшой промежуток времени после отрывки, устраивается так называемое горизонтальное крепление. Устраивается оно так: на всю глубину котлована устанавливается ряд упорных стоек из досок толщиной до 6 см или пластин на расстоянии от 2 до 3 м в зависимости от глубины котлована (рис. 39). За эти стойки закладывается заборка из горизонтальных рядов досок толщиной 4-5 см вразбежку или сплошь в зависимости от грунта. Для удержания стоек на месте ставят деревянные или стальные распорки. Распорки должны иметь длину, немного большую, чем расстояние между противоположными стенками. При постановке распорки это обстоятельство дает возможность «заводить» распорки ударами кувалды или молота, и тем самым плотно прижимать стойки и заборку к стенам котлована или траншеи.
Для того, чтобы распорки не могли упасть (рис. 40) под их концы подкладываются коротыши (бобышки) из обрезков досок толщиной 4-5 см. Коротыши прибиваются к стойкам 125-мм гвоздями.
Расстояние между распорками по высоте зависит от глубины траншеи.С увеличением глубины напор грунта на крепления увеличивается, поэтому распорки внизу ставятся чаще, чем наверху, а именно: вверху — через 1, 2 м и внизу — через 0,9 м по высоте. Верхняя горизонтальная доска ставится несколько выше края траншеи для того, чтобы грунт с бровки не осыпался в траншею. Для перекидки грунта укладываются полки из досок на распорки.
При сыпучих и влажных грунта, а также в грунтах осыпающихся применяется вертикальное крепление, отличающее от горизонтального тем, что горизонтальные доски в нем заменены вертикальными, а стойки — горизонтальными прижимными брусьями. Прижимные брусья распираются распорками из накатника, образуя распорные или прижимные рамы (рис. 41).
Прижимные рамы при вертикальном креплении на глубину до 3 м устраиваются из полуобрезных досок толщиной 6 см, а распоры — из накатника или пластин. При глубине до 6 м толщина прижимных досок, а также и распор должны быть повышены до 10 см.
Верхняя прижимная рама должна иметь кроме внутренней доски еще и наружную доску толщиной 6 см. Эта доска врезается в стенку траншеи на полную свою толщину.
Расстояние по высоте между отдельными прижимными рамами из досок — 0,7 — 1,0 м, а при рамах из пластин и брусьев — 1,0 — 1,4 м.
При глубине до 5,0 м количество распор на каждую раму из досок длиной 6,5 м ставится по 4 шт., при большей глубине — 5 шт.
Как при вертикальном, так и при горизонтальным креплении стенки траншей должны быть отвесны. При наклонных стенках распорки под напором земли могут выскочить вверх.
Нижние прижимные брусья и распорки креплений водопроводных и канализационных траншей должны располагаться с таким расчетом, чтобы между ними и дном траншеи оставался промежуток, достаточный для беспрепятственной укладки труб.
Часто встречаются случаи (слабый грунт, наличие воды), когда уже до начала рытья необходимо устройство креплений. В этих случаях крепления получаются более сложными.
К таким креплениям относятся:
2.2.В. Закладные крепления
Устраивают при
глубине котлована до 2…4 м в сухих и
маловлажных грунтах (рис. 14.2 а, б).
Закладное крепление состоит из стоек,
распорок и горизонтальных досок
(забирки), которые заводят за стойки
снизу по мере углубления котлована или
траншеи, а стойки постепенно заменяют
на более длинные тщательно раскрепляя
их распорками.
Рис. 14.2. Крепление
вертикальных стенок выемок:
а, б – закладное;
в – анкерное; г – подкосное; 1 – стойка;
2 – доски; 3 – распорка; 4 – свайка; 5 –
стяжка; 6 – подкос
Более удобное
крепление не требующее замены стоек по
мере заглубления выемки, состоит из
предварительно забитых в грунт двутавровых
стальных балок, за полки которых
постепенно закладываются доски.
