Временное крепление стенок выемок, защита откосов и уплотнение грунтов
При устройстве котлованов и траншей в стесненных условиях городской застройки, на территории действующих предприятий и в других случаях, когда не представляется возможным разрабатывать выемку с откосами, ее устраивают с вертикальными стенками.
В зависимости от вида и состояния грунта СНиП устанавливает допустимую глубину выемок с вертикальными стенками для песчаных грунтов 1 м и для глинистых до 1,5 м. При большей глубине возникает необходимость временного крепления вертикальных стенок, чтобы избежать их обрушения.
Устройство крепления вертикальных стенок выемок требует значительных трудозатрат и усложняет как разработку грунта, так и выполнение строительно-монтажных работ в траншее или котловане, поэтому устройство выемки с вертикальными стенками, способ и тип крепления должны иметь технико-экономическое обоснование и применяться, когда невозможно выполнить откосы или прокладку подземных коммуникаций другими способами.
Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях, крепят сплошным ограждением из деревянного или металлического шпунта, который забивают по периметру выемки до начала разработки грунта.
В зависимости от условий производства работ и назначения выемки применяют различные типы крепления стенок (рис.5). Крепление распорного (горизонтально-рамного) типа наиболее простое в исполнении и применяется, как правило, при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или незначительной влажности грунтах.
Рис.5. Схемы крепления вертикальных стенок выемок:
а — стоечно-распорное; б — консольное; в — консольно-распорное; г — анкерное; д — подкосное; 1 — щиты (доски); 2 — стойка; 3 — распорка
Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, защемленных нижней частью в грунте на 2-3,5 м глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев), 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 перпендикулярно оси траншеи устанавливаются распорки. В результате снижается изгибающий момент, воспринимаемый стойкой.
Для крепления стенок глубоких котлованов и траншей большой ширины, когда установка распорок затруднена, устраивают консольно-анкерное крепление.
При отрывке котлованов может применяться подкосное крепление вертикальных стенок. Оно состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, установленными на дно котлована и раскрепленными подкосами и упорами. Использование этого крепления ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, мешают производству работ.
Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м следует выполнять из индустриальных конструкций. В практике строительства инженерных коммуникаций используются трубчатые распорные, шарнирно-винтовые, объемные крепления и др. ^ В состав их входят инвентарные деревянные щиты, металлические стойки и телескопические распорки, позволяющие легко изменять габариты крепления в зависимости от размеров траншей. Объемное крепление представляет собой пространственную конструкцию, предварительно полностью собранную и устанавливаемую краном в траншею. Оно может по мере надобности переставляться по фронту работ. Индустриальные конструкции крепления имеют небольшую массу и малую трудоемкость при монтаже и демонтаже.
Тип крепления вертикальных стенок выемок определяется проектом производства работ на основе анализа технико-экономических показателей вариантов. Крепление должно быть индустриальным, надежно обеспечивать безопасность производства работ, не стеснять рабочее место, выполняться с минимальными материалоемкостью и трудозатратами.
Защита откосов постоянных выемок и насыпей от размыва поверхностным стоком атмосферных осадков осуществляется тщательной планировкой поверхности откосов с последующим их укреплением.
Укрепление откосов может производиться сплошной укладкой дерна, или укладкой его в клетку, т.е. пересекающимися полосами, промежутки между ними засыпают растительным грунтом с посевом многолетних трав. В местах концентрации стока (сопряжение насыпи с мостами, путепроводами и т.д.) откосы могут защищаться бетонными или железобетонными плитами и устройством водоотводных лотков.
Необходимость уплотнения грунтов возникает при возведении постоянных земляных сооружений, планировке площадок, обратной засыпке траншей и пазух котлованов, подсыпке под полы промышленных зданий и т.д.
В результате уплотнения грунта увеличиваются его плотность, модуль деформации, сопротивление сдвигу, водонепроницаемость и существенно уменьшаются осадки грунта в процессе эксплуатации сооружений.
Уплотнение грунта производится послойно механизированным способом. Толщина слоя зависит от вида грунта и типа грунтоуплотняющих средств. Наиболее эффективно уплотнять связные грунты укаткой и трамбованием, а несвязные — вибрационным и комбинированным воздействием (виброукаткой, вибротрамбованием и т.д.).
Укатку производят катками с гладкими вальцами, кулачковыми и пневмоколесными катками. Прицепные, полуприцепные и самоходные пневмоколесные катки широко используются для уплотнения различных грунтов слоями небольшой толщины (до 0,6 м).
Для уплотнения трамбованием используют трамбующие плиты, подвешенные к стреле экскаватора, различные трамбующие машины и механические трамбовки. Этим способом уплотняют, как правило, связные грунты. Уплотнение достигается многократными ударами трамбующей плиты или башмака по слою отсыпанного грунта. Трамбующие плиты и машины используют для уплотнения грунта в насыпях при максимальной толщине слоя до 0,8-1,5 м. Механическими трамбовками уплотняют грунт толщиной слоя до 0,5 м в непосредственной близи подземных коммуникаций и конструкций, в труднодоступных местах и стесненных условиях при обратной засыпке пазух, подсыпке под полы и т.д. Самоходные вибротрамбовки могут уплотнять как связные, так и несвязные грунты.
Вибрационным способом целесообразно уплотнять несвязные грунты, в которых вибрация вызывает резкое снижение сил внутреннего трения между частицами грунта.
Для уплотнения грунтов этим способом применяют виброплиты прицепные, самопередвигающиеся и подвесные. Толщина уплотняемого слоя от 0,6 до 2,0 м в зависимости от массы виброплиты, частоты и амплитуды колебаний.
С целью повышения эффективности уплотнения грунтов используют комбинированные воздействия: укатки и вибрации (виброкатки), удара и вибрации (вибротрамбовки) или увлажнения и вибрации для глубинного уплотнения (гидровибрационные установки).
Интенсивность процесса и степень уплотнения грунтов в значительной мере зависят от его влажности. Оптимальная влажность грунта — это влажность, при которой максимальная плотность грунта достигается с наименьшими энергозатратами. Она составляет для несвязных грунтов 8-12% и для связных- 19-23%.
В процессе производства работ контролируют степень уплотнения грунта. Контроль плотности может осуществляться определением объемной массы грунта в пробах, взятых из возводимой насыпи, плотномерами, погруженными в грунт, и другими приборами с использованием радиоизлучений, ультразвука и др.
Дата добавления: 2016-01-26 ; просмотров: 12431 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Крепление стенок выемок
В условиях реконструкции, особенно внутри цехов, устраивают выемки обычно с вертикальными стенками и значительно реже — с откосом (в одну или две стороны).
Крепления стенок выемок с вертикальными стенками в стесненных условиях наиболее часто применяют консоль
в стесненных условиях:
а — консольное; 6 — распорное; в — анкерное, с анкером на поверхности земли; г — то же, с анкером в скважине; д — то же, с анкером в Т-образной траншее; е — под-косное; ж — с помощью колодца; з — закрепление грунта; / — существующие конструкции; 2 — ограждающая конструкция; котлопаи; 4 — фундамент; 5 — анкер; 6 — существующая коммуникация; траншеи для устройства анкера; 8 — дорожное покрытие; 9 — опускной колодец; 10 — подкос; — массив закрепленного грунта
и консольно-распорные, а также анкерные, подкосные и распорные (рис. 4.1), выполняемые из дерева, металла, железобетона и их комбинаций (табл. 4.1). В отдельных случаях в качестве креплений выемок применяют методы химического и термического закрепления (рис. 4.1, з), цементации и замораживания. Небольшие глубокие котлованы в особо стесненных условиях (вблизи фундаментов существующего оборудования, зданий и сооружений при глубине их заложения выше отметки дна устраиваемого котлована) разрабатывают в опускных колодцах (рис. 4.1, ж). Консольное (консольно-распорное) крепление (рис.
4.1, а) устраивают при внешних ограничениях, не позволяющих применять анкерные крепления, для обеспечения свободного пространства внутри выемки и сокращения сроков производства СМР. Оно выполняется при глубине выемки: до 3 м — из деревянного шпунта, до б м — из металлического шпунта, до 10 м — из буронабивных свай или монолитных и сборных железобетонных конструкций, выполняемых методом «стена в грунте».
При значительной глубине котлована (более 8 м), при невозможности устройства анкерных креплений и постановки расстрелов внутри котлована крепление выполняют из двух рядов буронабивных свай. При устройстве буронабивных свай вблизи расположения фундаментов (первый ряд) их следует бетонировать без извлечения обсадных труб, а при устройстве второго ряда — с извлечением обсадных труб с одновременным заполнением скважин бетонной смесью.
Консольное крепление при глубине котлована более 6 м часто выполняют комбинированным — из металлического шпунта и буронабивных свай в два этапа. При этом шпунтовую стенку (первый этап) располагают со стороны рядом существующих фундаментов, а буронабивные сваи (второй этап) —со стороны котлована. В процессе разработки грунта из котлована буронабивные сваи хомутами прикрепляют к шпунтовому ряду.
Если рядом расположенные конструкции устойчивы к вибрационным воздействиям, то при устройстве шпунтовых стенок из металлических свай применяют вибропогружение. В остальных случаях погружение шпунта выполняют методом вдавливания.
При наличии рядом с устраиваемой выемкой подземных коммуникаций (трубопроводы, коллекторы, галереи) применяют анкерное крепление, при этом анкеры располагают на поверхности земли (рис. 4.1, в) или заглубляют. При свободной зоне вокруг устраиваемой выемки анкеры могут быть заглублены на 2 м и более в предварительно отрываемые Т-образные траншеи (рис. 4.1, д).
Если на поверхности земли рядом с устраиваемым котлованом расположены какие-либо конструкции (дорожное полотно, трубопроводы и т. п.), анкеры устраивают забуриванием скважин со стороны разработанного котлована. Скважины забуривают под заданным углом к горизонту диаметром 20—30 см и глубиной «8—20 м, обеспечивая расположение части скважины за пределами возможной призмы обрушения (рис. 4.1,г). В скважины устанавливают анкерные оттяжки из стальных труб, стержней периодического профиля диаметром 18—40 мм или высокопрочной проволоки в виде пучков, прядей или канатов. Затем в пробуренную скважину нагнетают цементный раствор и тем самым закрепляют анкерные оттяжки по всей длине или в нижней части скважины. Со стороны стенки их закрепляют на продольных поясах, устраиваемых из двутавровых балок вдоль стенки котлована.
В условиях реконструкции предприятий при устройстве крепления стенок небольших котлованов все чаще применяют метод торкретирования с помощью цемент-пушки или бетон-шприц-машины. Набрызг бетонной смеси производится под высоким давлением; се частицы при нанесении первого слоя проникают в мягкий грунт, а при нанесении последующих слоев — в неуспевшую еще затвердеть бетонную смесь предыдущего слоя. В ряде случаев по грунту или между соответствующими слоями укладывается арматурная сетка. В результате получают монолитную конструкцию с толщиной слоя около 75 мм.
При сооружении глубоких котлованов стенки торкретбетоном крепят обычно уступами. В случае значительной толщины торкрет-бетон может быть заанкерен за пределами котлована, что избавляет от необходимости применения распорок.
Метод торкретирования эффективен при креплении стенок котлованов, устраиваемых в связных грунтах нормальной влажности. Его не рекомендуется использовать при сооружении котлованов в песчаных грунтах и при сильном притоке грунтовых вод.
Источник
Временное крепление стенок выемок
При разработке выемок в водонасыщенных грунтах или в стесненных условиях, когда при этом невозможно обеспечить требуемое заложение откосов, вертикальные стенки закрепляют специальными временными креплениями. Временная крепь может быть выполнена в виде:
1. Шпунтового ограждения (рис. 5.7.а) (деревянного или металлического шпунта) – применяют 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.
2. Крепление консольного типа (рис. 5.7.б) (деревянных щитов с опорными стойками) состоит из стоек-свай, заземленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев), непосредственно воспринимающих давление грунта. Целесообразно при глубине выемки до 5м.
3. Консольно-распорное (рис. 5.7.в) используется в траншеях значительной глубины. Между стойками в верхней части устанавливают распорки.
4. Распорное крепление (рис. 5.7.г) (щитов с распорными рамами) – распорки прижимают доски (щиты) к стенкам траншеи. Используется при устройстве траншеи до 4м в сухих или маловлажных грунтах.
Инвентарные распорные рамы (рис. 5.7.е) из трубчатых стоек и распорок имеют малый вес, легко монтируются и демонтируются. Стойки имеют отверстия для крепления распорок. Распорка состоит из внутренней и наружной труб (поворотной муфты и опорной части)
5. Подкосное крепление вертикальных стенок. Оно заключается в том, что щиты или доски прижимают к грунту стойками, раскрепленными подкосами и упорами. Подобное крепление используют ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют производство работ.
Искусственное закрепление грунтов – совокупность воздействий на грунт, в результате чего повышается прочность, он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым.
Замораживание грунтов применяют в сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. По периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных между собой трубопроводом, по которому нагнетается специальная жидкость – рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой. Для охлаждения применяют хладагенты (аммиак, углекислоты).
— сохранение эффекта на период действия замораживающей установки;
— длительный процесс оттаивания;
— повышение влажности грунта (вода из теплых слое поступает к холодным).
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.
Химическим способом закрепляют песчаные и лессовые грунты посредством нагнетания в них через иньекторы химических растворов. Раствор нагнетается специальными трубами – иньекторами (V.15.), погружаемыми раздельно или пакетами по 5шт. расстояние между иньекторами определяется в зависимости от вязкости раствора и типа грунта.
Химический способ может быть:
1. однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отвердителя) применяется для слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут;
2. двухрастворное закрепление заключается в последовательном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрия Na2Si03, а затем хлористого кальция CaCl2.
Термическое закрепление, применяемое для лессовых грунтов, заключается в обжиге раскаленными газами, нагнетаемыми через скважину в поры грунта. Газы образуются при сжигании жидкого или газообразного топлива, подаваемого в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренную скважину.
Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5. 1 В/см и плотностью 1. 5А/м 2 . При этом глина осушается, уплотняется и теряет способность к пучению.
Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом и служащую иньектором, растворы химических добавок, увеличивающие проводимость тока (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.).
Источник
