Забезпечення стійкості земляних споруд
Забезпечення стійкості земляних споруд
Стійкістю земляних споруд називається їх здатність зберігати проектну форму і розміри і обумовлюється рівновагою мас під дією зовнішніх і внутрішніх сил. Стійкість залежить від кута природного укосу грунту, який утворюється площиною укосу з горизонтальною площиною поверхні грунту. Величина кута природного укосу визначається дослідним шляхом.
Крутизна укосів насипів або виїмки характеризується відношенням висоти схилу Н до його закладення або тангенсом кута нахилу укосу до горизонту
(Рис. 3. 1).
Найбільша крутизна схилів залежить від висоти насипу або глибини виїмки, характеристики грунтів (кута внутрішнього тертя, зчеплення, вологості) і умови виконання робіт (рис. 3.2),
Мал. 3.1. елементи укосу
про -насипі; б - виїмки; Я-висота укосу; 1-проекція укосу на горизонтальну площину; а -крутізна укосу
Мал. 3.2. Поперечні профілі земляного полотна
Мал. 3.3. Принципові схеми типів кріплень
а - консольного; б - анкерного; в - консольно-распорного; г - распорного; д - підносні; е - підвісного; 1 - щити (дошки); 2 -стійки (палі); 3 - анкери; 4 - розпірки; 5 - підкоси; 6 - упори (якоря); 7 -опори; 8 - кільце
Способи кріплення укосів тимчасових вилучень. При веденні земляних робіт на території діючих підприємств в умовах обмеженого простору або при наявності грунтових вод, пливунів і при інших складних гідрогеологічних умовах необхідно проводити кріплення траншей і котлованів. Необхідність кріплень встановлюється проектом; пристрій кріплень вертикальних стінок траншей і котлованів вимагає значних затрат ручної праці, тому кріплення виробляють тільки в тому разі, коли це економічно доцільно або коли не представляється можливим пристрій укосів.
Мал. 3.4. Шарнірно-гвинтові кріплення
Залежно від виду грунту, ширини і глибини виїмок і термінів служби застосовуються різні типи кріплень. Для вузьких траншей глибиною 2-4 м в сухих ґрунтах застосовуються горизонтально-рамне кріплення, що складається зі стійок, горизонтальних дощок або дощатих (суцільних і несплошних) щитів і розпірок, що притискують дошки або щити до стінок траншеї. Розпірки встановлюють по довжині траншеї на відстані 1,5-1,7 м одна від одної і по висоті через 0,6 0,7 м.
У тих випадках, коли виключається можливість установки розпірок (при розробці широких котлованів). застосовують анкерні або підкісні кріплення.
Для пристрою анкерних кріплень уздовж стінок котловану забивають стійки на глибину 0,5-1 м, зверху відтягують їх анкерними тягами у вигляді двох пластин, прикріплених до похило забитої палі, а за стійками встановлюють щити або дощату стіну.
Підкісні кріплення складаються з дощатих щитів, що встановлюються уздовж укосів стійок, які утримуються підкосами, і упорів, що забиваються у підстави підкосів.
Консольно-розпірні кріплення характеризуються тим, що стійки (палі) утримуються головним чином шляхом защемлення нижньої їх частини, забитої в дно виїмки. Найбільш широко застосовується кріплення з дерев'яного або сталевого шпунта. При безрозпірного кріпленні стійки розташовуються через певний крок, а в шпунтових їх забивають без інтервалу. Як шпунта можуть бути використані сталеві профілі.
При окремому кріпленні стійки у верхній частині крім защемлення закріплюються ще й анкерами. На відміну від анкерного кріплення при консольно-рас-порно затисканні стійки кріплять угорі розпірками.
Підвісні кріплення мають горизонтальні елементи, що виконують роль наполегливих прогонів, які підвішують до опорній рамі, що укладається на поверхні виїмки.
Цей вид кріплення найбільш часто застосовується для кріплення шурфів прямокутного перетину глибиною до 2-5 м в залежності від призначення.
В сипучих і нестійких грунтах ставлять розпірні або срубовой кріплення з пластин і брусів (рис. Ш.З).
У вузьких грунтах і при сильному припливі води забивають огороджувальні шпунтові стінки з дощок або брусів, що укріплюються розпірками. На поверхні землі за розмірами колодязя укладають дерев'яну брусчатую раму, а потім з зовнішніх сторін брусів рами, впритул до них, забивають дошки довжиною 1,5-2 м з деяким нахилом і під захистом забитих дощок риють котлован. Після заглиблення на 1 - 1,5 м на дні колодязя встановлюють другу таку ж раму і забивають-другий ряд дощок.
В такому ж порядку роботу продовжують до досягнення необхідної глибини.
Кріплення вертикальних стінок траншей глибиною до 3 м повинно бути, як правило, інвентарним (рис. Ш.4). Щити зазвичай встановлюють вертикально і розпирають їх інвентарними металевими розпірками. У зв'язкових грунтах природної вологості встановлюються щити з прорізами, а в грунтах з підвищеною вологістю застосовуються суцільні щити.
Необхідність кріплення вертикальних стінок траншей і котлованів або розробка їх вузькі всередині обґрунтовується проектом залежно від глибини, стану грунтових вод та інших місцевих умов.
Норми передбачають розробку в певних випадках траншей і котлованів з вертикальними стінками без кріплення при відсутності грунтових вод, в грунтах природної вологості. Глибина виїмки без кріплення не повинна перевищувати: у піщаних і гравелистих грунтах- 1 м, в супесях- 1,25; в суглинках і глінах- 1,5 м; в особливо щільних нескельних грунтах-2 м.
Розробка траншей з вертикальними стінками роторними і траншейними екскаваторами в зв'язкових грунтах (суглинках, глинах) допускається без кріплення на глибину не більше 3 м.
Роботи зі спорудження фундаментів, прокладання інженерних мереж і т. П. В траншеях з вертикальними стінками без кріплень слід вести негайно слідом за виїмкою грунту, щоб уникнути, його осипання або сповзання.
Під час риття в зазначених умовах більш глибоких траншей і котлованів без кріплень необхідно влаштовувати укоси, крутизну яких визначають за СНіП.