Способы укрепления грунта котлована

Укрепление откосов котлованов различными способами

В период осуществления строительных работ на откосы котлована постоянно воздействуют различные гидрологические, атмосферные и механические факторы. Если котлован имеет большую глубину, либо запланированы работы на грунтах с низкой плотностью, то рекомендуется подобрать и осуществить такой способ укрепления, который будет иметь максимальную эффективность.

В действующих СНиП указана максимальная глубина котлована, при которой дополнительного укрепления откосов выполнять не требуется. Она зависит от типа грунта и составляет:

• Для песчаной и крупнообломочной почвы — 1 метр;
• Для супесей — 1.25 метров;
• Для суглинка и глины — 1.5 метра;
• Для грунтов высокой плотности — 2 метра

Если указанная глубина превышена, или на участке отмечается высокий уровень залегания грунтовых вод, то укреплять откосы котлована шпунтом следует в обязательном порядке.

Выбор способа укрепления в каждом конкретном случае зависит от гидрогеологических и геодезических условий, глубины выемки и наличия поблизости от места работ различных зданий и сооружений. Различают два основных способа укрепления откосов котлована:

• Шпунтом или трубами;
• С применением метода цементации.

Особенности укрепления откосов котлована путем цементации

Данный метод отличается повышенной степенью надежности, но требует высоких финансовых затрат. Цементацию применяют в тех случаях, когда поблизости от котлована находятся различные строения, чтобы полностью исключить вибрационное воздействие на их фундаменты. Впрочем, в тех же целях можно выполнить лидерное бурение и погрузить в получившие скважины сваи для шпунтового ограждения.

Укрепление котлована путем цементации состоит из следующих этапов:

• Выполняется выемка грунта. Стенки котлована выравниваются до проектного уклона;
• На откосах ставят арматурную сетку, чтобы набрызгиваемый бетон лучше фиксировался на вертикальной поверхности;
• Торкретирование стенок бетонным раствором;
• Бурение горизонтальных или наклонных скважин. Уклон может составлять до 30 градусов;
• В скважины погружаются нагели;
• С помощью инъекционных труб происходит наполнение скважин бетонным раствором. При этом не происходит давления, чтобы не деформировался расположенный на откосах котлована грунт;
• Рабочие торкретируют второй слой бетона.

Рекомендуется разрабатывать котлован ярусами по 1-3 метра, до проектной глубины. Существует два способа цементации:

1. Сухая. Применяется специальное компрессорное оборудование. Состоящая из песка и цемента смесь подается в шланг. С помощью воздушного потока выполняется ее транспортировка. Вода поступает в сопло шланга уже на выходе;
2. Мокрая. Используется готовый бетонный раствор. На выходе из шланга в бетонную смесь нагнетается сжатый воздух, благодаря чему обеспечивается разбрызгивание бетона.

При сухой цементации можно одномоментно нанести слой бетона, толщина которого составляет до 10см. При мокрой – только до 3 см.

Особенности укрепления котлована шпунтом

Шпунтовое укрепление котлованов является более экономически выгодным, чем использование цемента. После завершения запланированных работ шпунт можно изъять и использовать повторно.

Погружение шпунта в грунт на предусмотренную проектом глубину обеспечивает устойчивость постройки. В процессе использования происходит заиливание ограждений, что делает их водонепроницаемыми. Шпунтовые ограждения применяют при работе:

• На пылеватых грунтах;
• На слабых песчаных грунтах;
• В болотистой местности;
• На участках, где отмечается высокий уровень залегания грунтовых вод.

Если существует риск затопления котлована, то перед началом работ рекомендуется сконструировать защитную стенку из шпунта Ларсена.

При работе в плотных грунтах откосы котлована укрепляются не только путем погружения в грунт шпунта, но и обустройства деревянной забирки. Это позволяет предотвратить риск осыпания и обрушения стен в ходе проведения основных работ. Площадь котлована будет перекрыта досками, что снизит необходимое количество шпунта.

Шпунтовую стенку можно зафиксировать распорками или укрепить дополнительными анкерами. Второй вариант применяют, если работа происходит на достаточно плотных грунтах. Узкие котлованы рекомендуется укреплять распорками. Кроме того, фиксацию с применением анкеров применяют, если производится выемка грунта низкой плотности на большую глубину. Анкеры – это погруженные в грунт по периметру котлована винтовые сваи, к оголовкам которых привязаны верхние части шпунтовой стенки.

Используемый для укрепления стенок котлована шпунтовой металлопрокат подразделяют на три группы:

• Шпунтовые трубы;
• Плоский шпунт, имеющий боковые ребра жесткости;
• Корытообразный шпунт Ларсена.

Чаще всего применяют шпунт Ларсена. Наличие замков на его контурах позволяет сконструировать полностью водонепроницаемую стенку. Шпунтовые трубы применяют для возведения ограждений на грунтах с низкой плотностью. Большое сечение повышает сопротивление боковым нагрузкам и увеличивает устойчивость конструкции в грунте.

Существует три основных способа погружения металлоконструкций в грунт:

• Забивка. Осуществляется дизель-молотами, которые оказывают на шпунт динамическое ударное воздействие. Забивку не применяют в условиях плотной застройки, так как это может деструктивно отразиться на фундаментах находящихся поблизости зданий;
• Вибропогружение. Самый распространенный метод. Подразумевает использование вибропогружателей. Погружение шпунта в грунт происходит под влиянием вибрационного воздействия. Обратите внимание, что разуплотнение грунта может привести к осыпанию стенок котлована;
• Статическое вдавливание. Наиболее безопасный, но и самый дорогостоящий метод.

При сооружении шпунтовых ограждений особое внимание уделяется качеству работ. Монолитную шпунтовую стенку можно сформировать только при условии надежной стыковки металлоконструкций. Даже небольшое технологическое нарушение приводит к «вырыванию» замка и деформации стенки.

Источник

Крепление откосов котлована

При осуществлении земляных работ следует укреплять стенки котлованов под фундамент здания. Это делается для того, чтобы грунт не осыпался. Нередко стенки упрочняются щитами на распорках. Но происходит это не всегда.

Как осуществляется крепление земляных стенок котлована в разных случаях, следует разобраться.

Разновидности котлованов

В зависимости от того, какой вид основания выбирается при сооружении здания, определяется вид выемки и ее габариты. Есть точные критерии деления котлованов на разновидности. Это:

• наличие и число откосов либо их отсутствие;
• целесообразность монтажа угловых креплений;
• есть ли вертикальные стены под наклоном;
• сплошная яма либо траншейный ров, данный параметр определяется видом фундамента (ленточный либо плитный).

Обустройство выемок с вертикальными стенами без их укрепления может осуществляться при глубине разработки:

• не больше 100 см — на насыпных, песчаных и гравелистых почвах;
• до 125 см — на супесчаных и суглинистых грунтах;
• не больше 150 см — на глинистой почве;
• до 200 см — на очень плотном грунте.

Во всех остальных случаях стенки рва упрочняются. Делается это сразу же после выработки котлована. Определяя, как можно приклеить или прикрепить доску к земляной стене, специалисты сверяются со СНиПами (строительные нормы и правила).

Обустройство системы распорок в котловане

В некоторых случаях, особенно если котлован глубокий и вырыт в ненадежном грунте, шпунтовое ограждение оказывается непрочным. Оно не способно выдержать давление. Тогда используют два способа укрепления ограды.

Первым из них является распорная система:

1. По всей длине рва монтируется обвязка из металлического проката. Этот пояс равномерно распределяет давящее воздействие на стенки геодезического объекта.
2. В обвязку упираются распоры. Они располагаются поверху противоположных стен и у дна котлована.
3. Установка креплений откосов котлована производится исходя из расчетов, описанных в плане производства работ (ППР).

Однако система распорок значительно сужает пространство внутри рва. Сильно нагруженные конструкции мешают работать строителям. Из-за этого падает производительность труда, и удлиняются сроки ввода здания в строй. Поэтому распорная система укрепления стенок выемки часто заменяется анкерным аналогом.

Устройство анкеров-якорей в грунте

Упрочнение стенок котлована шпунтами с анкерами или нагелями гораздо надежнее. При этом выдергивающую нагрузку от грунтового массива на себя принимают стальные стержни (анкеры или нагели).

Крепление котлована нагелями чуть более трудоемкое и лишь немного сложнее обустройства распорок. Однако при его использовании:

• обеспечивается оперативный простор;
• экономятся трудовые и материальные ресурсы;
• увеличивается производительность труда;
• уменьшается период строительства.

Нагельное крепление стенок котлована производится таким образом:

1. В стенках выемки бурятся скважины.
2. Осуществляется заглубление анкерных якорей.
3. На шпунте закрепляется и фиксируется тяга.

Шпунтовое укрепление стенок

• а — безраспорное;
• б — анкерное;
• в — консольно-распорное;
• 1 — затяжки;
• 2 — сваи;
• 3 — растяжки;
• 4 — анкер;
• 5 — распорки.

На сыпучих и плавучих почвах укрепление стен выемок осуществляется шпунтовым рядом. Это сплошная конструкция из деревянных планок и маячных свай. Согласно разработкам Мосинжпроекта, рамное крепление котлованов одновременно является и оградой при водоотведении от объекта.

Шпунтовый ряд делается так:

1. В дно выемки заглубляются маячные сваи.
2. К этим опорам фиксируются направляющие брусья.
3. Меж ними заколачивается шпунт.
4. Затем пролеты скрепляются поверху насадкой с пазами и гнездами.
5. Насадка фиксируется к свайным опорам скобками.
6. Чтобы грунт не обрушил шпунтовой ряд, в точках забивки свай ставятся распорки.

Технологии закрепления грунтов

Вертикальные стенки котлованов обязательно упрочняются в неплотных и насыщенных влагой грунтах. Эта процедура не только защищает их от осыпания, но и пресекает подвижки почвы под массой соседствующих строений.

Крепление стенок котлованов и траншей по СНиП №3.02.0/87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» осуществляется благодаря двум технологиям:

1. Первая из них — это шпунтирование.
2. Вторая — использование железобетонных конструкций.

При шпунтировании применяется ограждение выемки из металлического проката. Это могут быть:

• трубы с забиркой из досок либо без нее;
• стальной профиль с дощатой забиркой или без таковой;
• специализированный шпунт Ларсена.

Конструкции из железобетона могут представлять собой:

• буронабивные сваи;
• буросекущие аналоги;
• монолитную стенку в грунте.

Заглубление ограждения производится по длине рва строго по технологической карте.

Расчет объема котлована и вывоз грунта

При расчётах выемки грунта следует учитывать его разрыхление при копании. Плотность слежавшейся почвы уменьшается при ее рытье спецтехникой и перемещении в самосвал.

Исходя из типа грунта, при расчетах используется уточняющий коэффициент 20-25%.

1. Длина выемки составляет 50 м, ширина 25 м, глубина 4 м. При перемножении этих величин мы получаем объем котлована в 5000 м³.
2. Однако для вывоза породы необходимо вычислить больший объем: 50∙25∙5∙1,2 (20%)=6000 м³.

Как нужно устанавливать распорки

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП) крепление откосов котлована осуществляется щитами и распорками, размещаемыми по его длине:

• с шагом не более 200 см при глубине выемки (в сухой или сыпучей почве) до 375 см;
• с промежутками до 150 см при глубине котлована (в сыпучем, увлажненном и мокром грунте) больше 375 см.

Щиты из дерева или металла

Щиты, укрепляющие стены выемки, могут быть сделаны из дерева либо стали.

1. Для плывунов и сыпучих почв применяются сплошные рамные элементы.
2. При плотном грунте и выемке глубиной до 300 см крепление котлована досками имеет свои особенности. Щиты из них собираются с зазорами между досок. При этом промежутки между планками рамного элемента не должны быть больше ширины досок (она составляет не более 20 см).
3. Крепление стенок котлована инвентарными щитами из металла производится при его средней ширине.
4. Крепежи из стальных труб монтируются в выемках с вертикальными стенами шириной 80-180 см. В данном случае используются изделия сечением до 6 см и протяженностью до 300 см.

У распорок инвентарного крепежа есть резьбовые части. Прокручивая винты на них, возможно делать трубы длиннее и прижимать стойки к щитам.

Немного о том, как производится разборка креплений вертикальных стенок котлована. Для этого достаточно ослабить винты на распорках и снять их с рамного элемента.

При расчете крепления стенок котлованов и траншей досками следует учесть, что инвентарный металлический крепеж стоит больше, чем изделия из дерева. Однако он окупается благодаря неоднократному использованию.

Забивка маячных свай

При монтаже шпунтового ограждения самая трудоемкая часть работы — это заглубление свай. Когда ров небольшой либо крепеж забивается в легкую почву, то оптимальный вариант — использовать простое оборудование. Например, копр-треножник.

Работает тренога так:

1. Тяжелый железный молот («баба») на тросе с откидываемым крючком подвешивается на блоке. Через него к лебедке идет трос.
2. При вращении лебедки молот поднимается наверх на высоту 0,5-2 м.
3. При обратном перемещении барабана он устремляется вниз и своей массой заглубляет сваю.

При малом объеме работ задействуют простейшие треноги из дерева или стали, с ручными лебедками и молотом весом от 200 до 1000 кг.

Механические копры

Если необходимо забить большое количество свай, то применяются механизированные копры. К ним относятся пневматические и дизельные агрегаты. Работают они по одному принципу: для удара используется сила давления сжатого воздуха либо свободного падения бабы.

Используя механический копр, за несколько минут возможно заглубить сваю на 5-7 м. Это убыстряет монтаж шпунтовых рядов.

Источник