Крепление траншей с вертикальными стенками. Разработка и крепление траншей

Крепления траншей и котлованов подразделяются на горизонтальные (закладные) и вертикальные.

При горизонтальном креплении за стойки закладывают доски или брусья (забирку) в горизонтальном положении; при этом стойки могут удерживаться распорками или распорок может не быть. При вертикальном креплении доски располагаются вертикально и удерживаются прогона­ми и распорками.

Крепления траншей и котлованов применяют преиму­щественно инвентарные, которые в зависимости от конструкции бывают: консольные, распорные, подкосные, подвесные и объемные.

При консольном креплении стойки удержива­ются главным образом за счет их защемления в грунте ниже дна траншеи . К этому типу креплений относятся безраспорные и шпунтовые, анкерные и консольно-распорные крепления. В безраспорном креплении стойки располагают с за­данным шагом, а в шпунтовом их забивают без интер­вала.

Консольное безраспорное двутавровое крепление состоит из свай, забиваемых в грунт, забирки (затяжки) и прогонов. В качестве свай применяют двутавровые балки. Забирку выполняют из досок или брусьев. Для прогонов используют швеллер или угловую сталь. Прогоны крепят к полкам двутавровых свай на болтах или на сварке.

При консольном безраспорном трубчатом креплении стойки выполняют из труб. Между трубами и стенками траншей устанавливают забирку из досок.

Консольное анкерное крепление включает в себя сваи, стальные щиты и устройство, состоящее из якорей и растяжек.

Консольно-распорное крепление отличается от анкерного тем, что вместо растяжек используют рас­порки.

При распорном и подкосном креплениях стойки устанавливают на дно траншеи. В первом случае стойки крепят распорка­ми, а во втором — подкосами. Конструкция распор­ного крепления состоит из сборно-раздвижных распор­ных рам, монтируемых из отдельных стальных секций, и инвентарных деревянных щитов.

Секция состоит из двух трубчатых стоек и распорки. Распорку собирают из двух вставок (удли­ненной или короткой), гильзы и винта. Винт одним концом соединен с помощью втулки, скобы и болта с муфтой стойки, а другим - введен в встав­ку гильзы и неподвижно закреплен в ней штырем. С помощью короткой вставки стальную секцию раздви­гают в пределах от 0,7 до 1,25 м, а посредством удли­ненной в пределах от 1,25 до 1,8 м. На винт надета полугайка, которая вращается ручкой, при этом стальная секция раздвигается. Фиксатор закрепляет ручку в вертикальном или горизонтальном положении. Полугайка вращается при положении ручки, закреплен­ной фиксатором вертикально. Раздвинув или ослабив распорную раму, ручку возвращают в горизонтальное положение. Секции при сборке их в распорные рамы скрепляют болтами. Количество секций в одной раме определяется глубиной раскрепляемой траншеи.

Резьбоочиститель обеспечивает очистку резьбы винта от грунта, налипаемого во время работы .

Распорное крепление устанавливают в такой после­довательности . Сначала разрабатывают траншею, не устанавливая крепления на участке, длина которого зависит от свойств местных грунтов. Сборно-раздвижные рамы собирают вне пределов траншеи, при этом поперечины-распорки раздвигают на ширину, кото­рая при размещении рам в траншее обеспечивает уста­новку щитов между рамами и стенками траншеи. Затем в траншее одновременно монтируют две рамы, далее устанавливают инвентарные щиты и раздвигают распорки до тех пор, пока щиты не будут плотно прижаты к стенкам траншеи. Затем устанавливают следующие две рамы, щиты и т. д.

При подвесном креплении на опорной раме, установленной на поверхности выемки, крепят кольца. Такое крепление применяют при уст­ройстве колодцев и камер.

Конструкция подвесного крепления состоит из опорной рамы, стальных сборно-разборных колец, подвесок (крючьев) из круглой стали и деревянной забирки. Опорную раму выполняют из двутавровых балок или бревен, на которые укладывают первое коль­цо. Каждое кольцо состоит из трех сегментов, изготов­ленных из швеллера. Соединяются сегменты между собой посредством накладок и штырей. Каждое сборно-разборное кольцо подвешивают к предыдущему на под­весках, длина которых определяется шагом колец.

Объемное крепление - это простран­ственная конструкция, устанавливаемая в траншею по мере ее разработки. После устройства коллекторов или укладки труб (в месте установки креплений) объемные крепления переносят краном для установки на следую­щем отрытом участке траншеи.

Возможно, Вас так же заинтересует:

Страница 7 из 8

Для таких крупных подземных сооружений, как станции метрополитена, необходимы котлованы с весьма значительными размерами сечения. Большинство станций сооружают в котлованах глубиной 10-12 м, а иногда (объединенные пересадочные станции) до 20 м и более. Ширину котлована принимают на 2,0-2,2 м больше поперечного сечения станции из условий гидроизоляции стен конструкции. Поэтому даже для сооружения станции с одной островной платформой ширина котлована достигает 18-20 м и более.

Для крепления стен таких больших котлованов используют металлические сваи из двутавров №55, №60 или железобетонные буронабивные сваи. Между сваями устанавливают затяжку из досок, железобетонные плиты или наносят набрызгбетон. Применяют также сплошные железобетонные ограждения, сооружаемые из вплотную расположенных буровых свай или способом «стена в грунте».

Металлические сваи забивают вдоль бровки котлована на расстоянии 1,5-2 м. Все элементы подземных коммуникаций, оставшиеся в грунте (металлические трубы, кабели и др.) в местах забивки свай, необходимо разобрать, вскрыв эти места шурфами.

В качестве сваебойного оборудования используют дизель-молоты типа С-946-А, вибропогружатели или вибромолоты типа С-467М. Сваи забивают до отметки, расположенной на 4-5 м ниже дна котлована. Поэтому в большинстве случаев их длина по проекту превосходит длину стандартного проката и сваи приходится наращивать. Для этого конец сваи оставляют над землей на 1-1,5 м, приваривают к ней двутавровую балку недостающей длины и добивают сваю до проектной отметки.

Большая длина свай приводит к значительному отклонению их от вертикального положения. Требования же качества крепления ограничивают предельное отклонение сваи на уровне дна котлована до ±150 мм. Поэтому при устройстве свайной крепи глубоких котлованов следует считать технически оправданным перед забивкой свай производить бурение лидерных скважин. Бурение лидерных скважин следует предусматривать также и в зимнее время при значительном (на 1 м и более) сезонном промерзании грунта.

Расстояние от места забивки свай до расположения действующих коммуникаций (газопроводов, водопроводов, канализаций и т. д.) должно быть не менее 3 м, а в зимний период - не менее 5 м. В тех случаях, когда необходимо избежать шума и вибрации, сваи не забивают, а устанавливают в заранее пробуренные скважины и закрепляют в нижней части (до уровня дна котлована) бетоном. Пространство между стенами скважины и сваей засыпают песком.

Железобетонные ограждения наиболее эффективны и экономичны в том случае, если они являются одновременно несущими конструкциями станции или включаются в состав этих конструкций.

Ограждение стен котлованов из железобетонных буронабивных свай устраивают, используя различные технологии: по одной из них вначале с шагом 1,5-1,8 м пробуривают скважины диаметром до 0,8-1 м и устанавливают в них стальные обсадные трубы, затем опускают арматурные каркасы и начинают укладывать бетонную смесь, постепенно извлекая обсадные трубы; по другой - бурение производят под глинистым раствором, который удерживает стенки скважины от обрушения, а после того, как забурят скважину до проектной отметки, в нее опускают арматурный каркас и методом ВПТ (вертикально перемещающейся трубы) укладывают бетонную смесь. При помощи продольных вкладышей в сваях оставляют вертикальные каналы, в которые по мере разработки грунта в котловане закладывают железобетонные плиты. Буронабивными сваями диаметром 0,8 м с затяжкой из набрызгбетона был закреплен котлован трехъярусной станции Пражского метрополитена.

Из буронабивных свай, расположенных вплотную друг к другу, можно соорудить сплошную железобетонную стену. После устройства стен по верху буронабивных свай бетонируют продольные балки обвязки; на которые впоследствии опирают перекрытие станции.

Более совершенным способом устройства одновременно железобетонного ограждения и несущих конструкций станции является способ «стена в грунте».

Способ разработки грунта и последовательность выполнения земляных работ должны соответствовать категории грунта, системе крепления и глубине котлована. Примерная схема разработки и крепления котлована показана на (рис. 5.23). Из-за большой глубины котлованов подстанционные сооружения грунт разрабатывают с поверхности земли, обычно используя экскаваторы-драглайны (3) (типов Э-652Б, Э-10011Д) с ковшом вместимостью 0,65-1,0 м 3 . Выемку грунта следует вести от середины котлована к бортам, оставляя у бортов бермы шириной не менее 1 м с естественными откосами. Оставшийся по бокам котлована грунт срезают и перемещают в зону действия экскаватора с помощью бульдозеров (4) (ДЗ-53, ДЗ-270). Разработанный грунт грузят в автосамосвалы (9) (МАЗ-555, МАЗ-503) и часть его вывозят в отвалы, а часть используют для обратной засыпки котлована. Непосредственно у стен грунт разрабатывают вручную.

Аналогичными приемами разрабатывают грунт следующих ярусов, устраивая съезды с уклоном до 1:10 и площадки для размещения экскаваторов и автосамосвалов длиной не менее 20 м. Разработку последующих ярусов можно вести экскаваторами прямая лопата с отставанием на 10-12 м от разработки вышерасположенного яруса.

Рис. 5.23 - Схема разработки грунта при свайно-распорном креплении котлована (а) и очередность разработки котлована (б): 1 - металлические сваи; 2 - пояса; 3 - экскаватор-драглайн; 4 - бульдозер; 5 - расстрелы; 6 - доски затяжки; 7 - угловые расстрелы; 8 - железобетонная стена (портал); 9 - автосамосвал; 10 - контур конструкции; 11 - перегонные тоннели; 12 - ограждение котлована; I и IV - разработка грунта экскаватором; II и V - бульдозером; III и VI - вручную

Последний ярус разрабатывают с недобором грунта на дне котлована в 150-250 мм при работе драглайном и 50-100 мм при работе обратной лопатой. Переборы при устройстве котлована в нёскальных грунтах (за исключением валунного глыбового) недопустимы. Дно котлована выравнивают бульдозером и вручную.

Мерзлый грунт разрабатывают экскаватором без предварительного рыхления только при толщине мерзлого слоя до 0,25 м при вместимости ковша 0,5-0,65 м 3 и до 0,4 м при вместимости ковша 1-1,25 м 3 . Если грунт в зимний период промерзает на глубину, превышающую эти величины, его рыхлят, оттаивают или предохраняют от промерзания.

Правильная, организация земляных работ должна обеспечить темпы их выполнения в объеме 300-400 м 3 грунта в смену.

В процессе разработки грунта при незначительном притоке подземных вод их собирают во временные зумпфы с деревянными ограждениями и удаляют насосами, установленными на поверхности земли или в котловане. Все временные зумпфы, устраиваемые на дне котлована, после окончания земляных работ ликвидируют, заполняя их тощим бетоном марки М50.

Одновременно с разработкой грунта производят тщательное крепление грунта между сваями (1). Учитывая значительные нагрузки на крепь, в качестве затяжки (6) используют доски толщиной 50-70 мм или при значительном шаге свай круглый лес диаметром 120-140 мм. При пересечении прослоек водонасыщенных грунтов пространство между сваями можно перекрыть двумя слоями досок. Первый слой укладывают, как обычно, горизонтальными рядами, но через просмоленные канаты. Доски второго ряда располагают вертикально и распирают их в горизонтальные металлические уголки, приваренные к сваям с шагом 1-1,2 м по высоте. Участки с неустойчивыми сыпучими грунтами при обнажении свай проходят с забивной крепью.

После разработки котлована на определенную глубину устраивают распорную или анкерную крепь стен котлована. При устройстве распорной крепи вначале устанавливают пояса (2) из сдвоенных двутавровых или швеллерных балок №45, закрепляя их на кронштейнах, приваренных к полкам свай или закладным деталям железобетонных стен. При сооружении стен из буронабивных свай пояса устраивают из монолитного бетона.

После устройства поясов козловым краном (ККТС-20) монтируют расстрелы (5), распирая их в пояса клиньями или домкратами. Вследствие значительной ширины котлована для обеспечения устойчивости расстрелов их выполняют из труб диаметром более 600 мм и устанавливают с шагом 4,5-6 м.

В торцах котлована устанавливают подкосы (угловые расстрелы) (7), расположенные под углом 45° к стенам, упирая их в продольные пояса. На высоту перегонных тоннелей возводят торцовые бетонные стены (8) с круговыми проемами по контуру тоннелей (11).

Из-за большой ширины котлованов для станций метрополитенов расстрелы получаются громоздкими и тяжелыми: масса одного расстрела может достигать 2,5 т и более. В большинстве случаев их необходимо устанавливать в два ряда, а при глубоких котлованах - и более. Это вызывает значительные трудности при производстве строительных работ и особенно при монтаже сборных конструкций. Наметившийся в последние годы переход на укрупненные элементы сборных станционных конструкций еще более осложняет их монтаж при распорном креплении котлована. Поэтому взамен систем крепления с применением расстрелов для обеспечения устойчивости свай или железобетонных стен следует использовать более прогрессивную анкерную крепь.

В относительно благоприятных инженерно-геологических условиях (супесчаные или суглинистые грунты естественной влажности) для крепления стен высотой до 10 м может быть рекомендован способ стержневого крепления котлованов . Сущность этого способа заключается в следующем. По мере послойной разработки котлована (на глубину 1-1,5 м) в откос пневматической машиной ПУМ-3 (масса 18 кг) забивают арматурные стержни диаметром 14-16 мм. Длина стержней в зависимости от глубины котлована составляет от 3 до 6 м; устанавливают их в шахматном порядке с шагом 0,8-1,0 м. Для защиты откоса от местных обрушений и размыва грунта атмосферными осадками на стержни навешивают стальную сетку и наносят слой набрызгбетона толщиной 3-5 см. В результате из прилегающего к котловану массива грунта формируется самонесущая армированная грунтовая стена. Опытные работы, проведенные в нашей стране, в ФРГ и Франции, позволяют заключить, что стержневое крепление является эффективным способом укрепления крутых (вплоть до вертикальных) откосов котлованов. Оно технологично в работе, требует небольших трудозатрат и незначительного расхода металла по сравнению с традиционным свайным креплением. Сравнительные расчеты трудозатрат и стоимости при стержневом и свайном креплениях котлованов (с учетом 85% возврата металла при свайном креплении) позволяют сделать вывод, что применение стержневой крепи почти втрое сокращает трудозатраты и дает экономию средств до 45%.

Все элементы временной крепи котлованов (металлические и железобетонные сваи, железобетонные стены, пояса, доски и бревна, затяжки, набрызгбетонные покрытия расстрелы, анкерные оттяжки и арматура стержневого крепления) должны быть рассчитаны по прочности, устойчивости и по деформациям под воздействием бокового давления грунта и временных нагрузок на борту котлована. На основании этих расчетов составляют паспорт крепления котлована, который является основным документом, определяющим последовательность работ по его разработке и креплению.

Применяемые технологии, примеры работы нашей техники по укреплению откосов, фото, ваша выгода.

Из данной страницы вы узнаете особенности технологии укрепления откосов котлованов шпунтом. Мы рассмотрим основные виды применяемой техники и типы шпунтового металлопроката для формирования ограждений. Будет изучен метод укрепления котлованов цементизацией и приведены расценки компании "Богатырь" на выполнение основных видов шпунтовых работ.

Компания "Богатырь" производит шпунтовые работы, в том числе:

  • укрепление откосов котлованов на нулевом цикле строительных работ
  • укрепление стенок траншеи
  • бурение под шпунтование
  • забирка шпунтового ограждения и др.

Какую технику мы применяем

Строительная компания "Богатырь" для выполнения работ по укреплению котлованов задействует следующие виды техники:

На колесном ходу :

Данный сваебой выполнен на базе полноприводного Урала-4230, благодаря чему он без проблем передвигается и выполняет работы по погружению шпунта в условиях бездорожья и на пересеченной местности, что крайне важно при реализации нулевого цикла строительства на неподготовленном участке.

БМ-811 обладает небольшими габаритами, которые позволяют машине самостоятельно передвигаться по дорогам общего назначения без необходимости получения специальных разрешений, что значительно удешевляет стоимость перебазирования техники.


Рис. 1.1

БМ-811 выполняет весь спектр работ по погружению шпунта, в том числе и бурение лидерных скважин . Машина попеременно комплектуется требуемым, в зависимости от ситуации, оборудованием - дизель молотом СП-75А трубчатого тип либо шнековой буровой установкой, способной бурить любые типы грунтов, в том числе и вечную мерзлоту.

УСА на колесной базе КРАЗ-250К применяется при необходимости выполнения больших объемов шпунтовых работ. УСА обладает поворотной рабочей платформой, что дает возможность погружать сразу несколько шпунтов не изменяя позиции сваебоя на стройплощадке.


Рис. 1.2

УСА оборудована дизель молотами УР1-1250 и УР1-1800, способными выполнять забивку шпунта в высокоплотный грунт. Шпунтование может выполнятся как в вертикальной, так и в наклонной плоскости.

Техника на гусеничном ходу :

Гусеничный копер-сваебой КГ-12М относится к классу тяжелой техники, способной выполнять погружения шпунта максимальной длины (до 17 метров) и веса в любые виды грунтов.
Основное оборудование копра КГ-12М - дизель молот штангового типа МСДШ-2500. При необходимости предварительного бурения лидерных скважин КГ-12М комплектуется навесной буровой установкой СО-2.


Рис. 1.3

Копер-сваебой КГ-12М отличается высокой продуктивностью работы. Установка, за счет гусеничной базы, способна передвигаться в любых грунтовых условиях.
Единственный недостаток данного копра - низкая мобильность при передвижении по асфальтированных дорогах общего назначения, которая обуславливает высокую стоимость перебазирования КГ-12М.

Статьи в тему: Что такое шпунт Ларсена и Расчет шпунтового ограждения

Специфика укрепления откосов котлована

Откосы котлованов и траншей в период выполнения строительных работ находятся под постоянными воздействиями атмосферных, гидрологических и механических (ударной нагрузки, вибраций) влияний. При проведении работ в условиях низкоплотных грунтов, либо при большой глубине котлована, необходимо определить и реализовать максимально эффективный способ укрепления его откосов.

Требованиями действующих СНиП определен нормативный максимум глубины котлована, стенки которого могут не укрепляться дополнительными элементами. Данная величина отличается для разных типов грунтов:

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


Рис. 1.4

Выбор способа укрепления откосов котлована производится на основании следующих факторов:

  • Глубины выемки;
  • Геодезических и гидрогеологических условий;
  • Наличие близстоящих зданий и сооружений.

Способы укрепления откосов котлована

Существуют различные способы укрепления откосов котлована

  • крепление стен траншей шпунтом или трубами;


Рис. 1.5 : Укрепление котлована трубами


Рис. 1.6 : Укрепление котлована методом цементации

Возможно вас заинтересует - видео нашей техники в работе .

Цементанизация при укреплении котлованов

Цементизация откосов котлована считается наиболее надежным способом укрепления, однако данный метод обладает одним существенным недостатком - высокой стоимостью реализации.

Метод цементации используют, как правило там, где соседние здания находятся слишком близко от нового котлована, чтобы исключить вибрационное воздействие на их фундаменты. Хотя для той же цели можно использовать лидерное бурение , с дальнейшим погружением свай шпунтового ограждения. Этот способ почти во всех случаях сводит к минимуму вибрацию при погружении свай.

Для укрепление откосов котлована 2-5 м, а в некоторых случаях и глубже, применение шпунта практичнее, чем цементация: шпунт или шпунтовые сваи после окончания работ можно извлечь и применять повторно.

Обычные шпунтовые ограждения по завершению строительных работ могут быть демонтированы и использованы повторно, либо проданы на вторичном рынке, что позволяет вернуть часть затраченных на нулевой цикл работ средств, тогда как вложения в укрепление котлованов бетонированием являются безвозвратными.


Рис. 1.7

Работы по укреплению откосов котлована посредством цементизации выполняются в следующей последовательности:

  • Производится механизированная выемка грунта на глубину 1-2 ярусов котлована (от 1 до 3 метров) с последующим выравниванием стенок котлована до проектного уклона;
  • На откосах котлована фиксируется арматурная сетка, которая необходима для лучшей фиксации набрызгиваемого бетона на вертикальной поверхности;
  • Выполняется торкретирование стенок бетонным раствором;
  • До полного схватывания бетона проводится бурение горизонтальных либо наклонных скважин (с уклоном до 30 градусов от горизонтали);
  • В пробуренные скважины погружаются арматурные стержни (нагели);
  • Через инъекционные трубы в скважины нагнетается бетонный раствор. Заполнение скважин выполняется без давления, чтобы не деформировать грунт на откосах котлована;
  • Производится торкретирование второго слоя бетона.



Рис. 1.8

Непосредственная цементизация может выполнятся двумя методами - сухим и мокрым:

  • Для сухой цементизации используется специальное компрессорное оборудования. Сухая смесь из песка и цемента поступает в шланг подачи и транспортируется с помощью воздушного потока (скорость потока воздуха составляет 60-65 метров в секунду), при этом сама вода подается на выходе в сопло шланга;
  • Мокрая цементизация выполняется уже готовым бетонным раствором. Сжатый воздух в бетонную смесь нагнетается непосредственно на выходе из шланга, что обеспечивает необходимое разбрызгивание бетона.


Рис. 1.9

Укрепление стенок котлована шпунтовым ограждением

Обустройство шпунтовых ограждений является наиболее экономически целесообразным методом укрепления откосов котлованов.

Фактически мы предлагаем услуги по погружению шпунта или труб, но если вам нужен полный комплекс по ограждению котлована, то детали оговариваются при звонке .

Наши услуги по укреплению стен котлована

Мы производим укрепление стен котлована на любом этапе производства строительных работ:

  • до начала разарботки котлована - забивка труб и забирка полостей досками
  • после начала циклов земляных работ - путем погружения шпунта Ларсена

При непосредственной близости к строительной площадке других зданий и сооружений мы используем для погружения шпунтовых свай метод лидерного бурения , что, в большинстве случаев, позволяет произвести укрепление временных откосов котлованов без опасности вибрационного воздействия на соседние постройки.

Крепление котлованов металлическими сваями . Наиболее распространено временное крепление вертикальных стен котлована металлическими сваями (рис. 524).

Рис. 524.

Металлические сваи представляют собой двутавровые балки № 36-60, погружаемые вдоль котлована на расстоянии 0,9-1,2 м одна от другой. Профиль двутавровых балок зависит от ширины и глубины котлована и числа рядов распорок (расстрелов) между ними; наибольшее применение имеют двутавры № 40-55.

Ширину котлована принимают на 30-50 см больше ширины возводимого сооружения на случай отклонения свай при их забивке и для того, чтобы при выдергивании свай не повредить обделку тоннеля. При сборных обделках полное уширение котлована может доходить и до 2,2-2,4 м по условию устройства гидроизоляции.

Доски закладывают за полки двутавров по мере углубления котлована. Каждый последующий ряд досок подводят снизу, плотно прижигают к грунту при помощи клиньев, вгоняемых между доской и полками двутавров. Сваи распирают одним или двумя рядами расстрелов в зависимости от глубины котлована и интенсивности бокового давления. Для котлованов глубиной до 10 м, в которых может быть возведено подавляющее большинство сооружений мелко заложенной линии метрополитена, при благоприятных условиях может быть поставлен один ряд расстрелов. При глубине котлована 4-5 м возможно применение свай консольного типа.

В котлованах глубиной более 10 м ставят два ряда расстрелов. При этом нижний ряд съемных расстрелов устанавливают на высоте не менее 30 см от верха лотковой плиты, чтобы обеспечить возможность ее кладки или бетонирования; с этой же целью верхний ряд расстрелов устанавливают на высоте 50 см от верха перекрытия.

Расстрелы могут быть деревянные (из двух соединенных между собой бревен Ø 20-30 см) или металлические различных сечений: швеллерные состоящие из двух швеллеров №30 или 40 с накладками из листов через 0,8-1,2 м; трубчатые Ø 15-20 см или в редких случаях в виде сквозных ферм. Наибольшее применение имеют металлические расстрелы, употребляемые для котлованов шириной от 6 до 20 м.

В местах опирания расстрелов к сваям прикрепляют продольные пояса из швеллеров №24 или 26 для распределения усилий.

На одном или обоих концах расстрел имеет выдвижные части длиной 1,7 м из двух швеллеров, которые служат для раскрепления его на сваи посредством металлических клиньев и вкладышей.

Боковое давление грунта, воспринимаемое промежуточными сваями, передается на подкосы, имеющиеся по концам расстрелов (см. рис. 524).

Расстояние между расстрелами в продольном направлении составляет обычно от 3,6 до 4,5 м, но может быть увеличено до 6 и даже 10м при условии усиления продольных поясов.

Если ширина котлована превышает 20 м, можно применять дополнительные ряды свай и комбинированное крепление, состоящее из металлических и деревянных расстрелов (рис. 525).


Рис. 525.

При сооружении тоннелей в котлованах обычно применяют следующий порядок производства работ. По длине сооружаемого участка по обеим сторонам котлована проходят разведочные траншеи шириной 0,8 м и глубиной 1,2 м. Назначение этих разведочных траншей заключается в уточнении расположения подземных городских коммуникаций и облегчении забивки свай, так как сваи забивают в грунт из этих траншей.

Сваи погружают до необходимой глубины, превышающей глубину котлована на 3-5 м, вибраторами или молотами, установленными на копрах, передвигающихся вдоль котлована по специально уложенным путям. Погружение свай на глубину 12-14 м ведет бригада из 4-5 чел. Производительность такой бригады - от 8 до 12 свай в смену. Если расчетная длина свай превышает стандартную, их выполняют сварными из нескольких стандартных секций.

Котлован глубиной до 10 м разрабатывают в два захода (рис. 526). Первую заходку делают на глубину не более 4 м с разработкой в средней части котлована траншеи глубиной 2,5 м для пропуска экскаватора под расстрелами (рис. 527). Грунт первой заходки разрабатывают драглайном. Вторую заходку до полной глубины котлована разрабатывают экскаватором (прямая лопата) или грейфером.


Рис. 526.

Рис. 527. Разработка грунта (первый этап)

Наиболее целесообразно применять для разработки котлована экскаваторы универсального типа, которые можно использовать как механические лопаты, драглайны и краны.

При наличии воды применяют искусственное водопонижение.

Крепление стен котлована ведут одновременно с разработкой грунта. За полки двутавров заводят доски и расклинивают их. После разработки котлована до отметки расстрелов верхнего ряда устанавливают продольную связь между сваями в виде поясов из швеллеров. Затем краном опускают расстрелы, устанавливаемые на каждую третью сваю.

Для разработки грунта второй заходки делают съезд для автомашин с уклоном до 0,01 (см. рис. 526), по которому опускают экскаваторы и автомашины. Вслед за разработкой котлована сооружают обделку с одновременным выполнением гидроизоляционных работ.

Обделки из монолитного бетона или железобетона сооружают в три приема: сначала делают лоток, затем стены и перекрытие. Бетон подают краном в ковшах по деревянным лоткам или металлическому шарнирному желобу; при этом используют инвентарную подвижную опалубку. Элементы сборных обделок укладывают козловым или стреловым краном.

После сооружения тоннеля ведут обратную засыпку котлована грунтом, выдаваемым из котлована на головных участках.

Зазор между тоннелями и креплением котлована засыпают песком слоями 30-50 см; каждый слой поливают водой и утрамбовывают. Сваи вытаскивают приспособенным для этой цели самоходным краном.

Заключительной работой является планировка строительной площадки, снос временных сооружений и асфальтирование поверхности.

Крепление котлованов стальным шпунтовым ограждением целесообразно при сооружении тоннелей в водонасыщенных и не отдающих воду породах, имеющих в основании водоупорный слой. Расположение крупных зданий на призме обрушения также вызывает необходимость применения шпунтового ограждения, как более надежного против осадок зданий. Необходимая жесткость крепи обеспечивается постановкой дополнительных расстрелов.

Наиболее удачной конструкцией являются шпунты корытообразного профиля Ларсен III, IV и V со следующими характеристиками:

Порядок производства работ при сооружении тоннелей мелкого заложения с применением стального шпунта остается таким же, как и при креплении котлована сваями. После сооружения тоннеля стальные шпунты выдергивают.

Крепление котлованов способом замораживания применяют в сложных геологических и гидрогеологических условиях при глубоком расположении водоупорного слоя и при замкнутых котлованах значительной площади, крепление стен которых сваями или шпунтами и расстрелами было бы слишком сложным. Искусственное замораживание грунта по контуру таких котлованов создает стены не только водонепроницаемые, но и воспринимающие активное давление грунта.

В котловане, освобожденном от временной крепи, создаются благоприятные условия для механизации выемки грунта и укладки бетона или готовых конструкций.

Анкерное крепление применяют в случаях разработки котлованов значительных размеров при возведении в них подземных вестибюлей или для сооружения перегонных тоннелей и станций метрополитенов. Сущность этого способа состоит в том, что обычную свайную крепь 1 котлованов заанкеривают в грунт за линией естественного откоса. Необходимость в установке расстрелов (рис. 528, а ) отпадает. Наиболее целесообразно применение нагнетаемых железобетонных анкеров, обеспечивающих надежную связь их с несвязным грунтовым массивом (песок, гравий).

Конструкция и технология изготовления применяемых анкеров отличаются большим разнообразием. В качестве примера приведен анкер (рис. 528, б) в виде стержня 2 из высокопрочной стали диаметром 26-32 мм с резьбой на обоих концах для крепления к буровой коронке 4 и элементу ограждения котлована. По мере извлечения обсадной трубы d = 40÷60 мм, под защитой которой выполнялось бурение скважины, в образующееся пространство 3 нагнетают цементное молоко (В:Ц 0,4-0,6) с добавками пол давлением 30-40 кгс/см 2 .


Рис. 528.

Усилие, воспринимаемое анкером длиной в 3-4 м, достигает 20-30 тс.

Остальную часть скважины заполняют цементным молоком под давлением 5 кгс/см 2 для образования защитной оболочки 5 вокруг стержня анкера. Эту часть анкера иногда защищают от коррозии полиэтиленовой трубкой. Через головную часть 6 анкера усилие передается на ограждение котлована.

К земляным работам относятся рытье разведывательных траншей, планировочные работы, разработка котлованов, рытье водоотводных канав и засыпка котлованов.

Существует схема крепления ограждения котлованов - анкерная.

Что такое грунтовые анкера и для чего их применяют?
Грунтовые анкера относятся тоже к ограждению котлованов и применяются взамен распорной системы. Грунтовые анкера компенсируют опрокидывающий момент, действующий со стороны грунта на конструкцию.

Характеристика грунта определяет, какая именно конструкция анкерного крепления и какой материал для нее следует выбирать.

В качестве одного из элементов анкеров части используют трубы, в случае когда необходимо ввести насадки для подмыва и инъекцирования в скважину.

Чтобы анкеры были более долговечны и не подвергались коррозии, их защищают различными покрытиями:

  • пластмассовыми оболочками
  • покрытиями из специальных растворов
  • антикоррозийными затворами

Работа такого ограждения аналогична работе заанкеренной подпорной стенки. Наиболее часто используются предварительно-напрягаемые анкеры, поскольку они позволяют предотвратить разуплотнение грунта вокруг котлована. В случае применения предварительно-напрягаемых анкеров ограждение прижимается к грунту силой в десятки тонн на каждый метр еще до того, как грунт мог разуплотниться (за исключением самого верхнего участка, который работает по консольной схеме). Это позволяет компенсировать отпор вынимаемого грунта. Есть у анкерного крепления и еще один плюс- котлован совершенно свободен от всяких временных конструкций и наиболее удобен для разработки грунта и возведения сооружения.

В городском строительстве необходимо учитывать множество факторов, кроме основного назначения. Анкера располагаются за пределами котлована, и, как правило, выходят за пределы участка застройки.
Во-первых, устройство анкеров не должно разрушать существующие сооружения и инженерные коммуникации.
Во-вторых, сами анкера не должны препятствовать дальнейшему городскому строительству, в том числе подземному.

При устройстве анкерных крепей в городах обычно не применяются постоянные анкера, т.е. анкера с расчетным сроком службы 50 лет и более. Ведь котлованы устраиваются для строительства подземных частей зданий или других сооружений, которые вполне могут сами воспринимать давление грунта. Анкеры, как и другие крепления, обычно являются временными, со сроком службы до 2 лет. Это позволяет применить более простые и менее дорогостоящие конструкции.

Для того, чтобы установленные анкера не создавали помех при дальнейшем освоении подземного пространства, анкера могут быть извлекаемой конструкции. На сегодняшний день разработано несколько типов таких конструкций, например с обрываемыми канатами или с использованием арматурного стержня винтового профиля, который можно вывинтить из корневой части.

В ременные анкерные крепления для ограждений котлованов являются не менее надежным решением, чем распорные системы или метод «UP-DOWN».

При больших и глубоких котлованах наиболее эффективно использование анкерных систем крепления. Свободный котлован позволяет быстро и просто разрабатывать грунт, а затем и возводить постоянные конструкции. Высокие темпы строительства и возможность применения наиболее простых технологий разработки грунта и бетонирования компенсируют относительно высокие затраты на устройство анкерного крепления.

Ширина дна котлованов зависит от ширины возводимой конструкции и ее материала (сборный или монолитный железобетон), наличия и вида крепления котлована, а также используемых средств водопонижения.

При сборных конструкциях гидроизоляцию стен выполняют с наружной стороны, поэтому между стенами конструкции и креплением котлована должно оставаться рабочее пространство. При расположении водопонижающих систем вне котлована это рабочее пространство составляет 1,2 м, а при креплении иглофильтров к сваям крепления — 1,5 м.

Для котлованов с откосами расстояние между подошвой откоса и стеной сооружения при отсутствии канав открытого водоотлива или дренирующих устройств принимают равным 0,5 м.


Наличие расстрелов в котловане затрудняет работу землеройных машин и осложняет монтаж конструкций. Поэтому стараются применять такую конструкцию крепления котлована, при которой можно было бы допустить наибольшее расстояние между расстрелами в плане. Для этого устраивают мощные пояса из двух двутавровых балок такого же сечения, как и сваи. Балки укладывают плашмя одна на другую, приваривая их полки к полкам свай. В качестве расстрелов используют стальные трубы диаметром до 630 мм.


Рис. 142. Крепление котлована:
1 — свая; 2 — пояс; 3 — расстрел; 4 — временные пояса; 5 — ограждение котлована; 6 — глиняная обваловка; 7 — деревянная распорка; 8 — засыпка пазухи песком; 9 — бетон; 10 — постоянная конструкция

В последнее время все большее распространение получает система крепления из забивных свай с растяжками и анкерами, заделанными в грунт (рис. 143). Растяжки из стальных стержней вводят в наклонные скважины, пробуриваемые за пределы призмы обрушения грунта. Их концы заанкеривают в грунте нагнетанием цементно-песчаного раствора.

При производстве работ в непосредственной близости от жилых и производственных зданий, культурно-исторических памятников и ответственных сооружений, где забивка свай недопустима, используют буронабивные сваи.

В скальных грунтах, допускающих крутые откосы, разработку котлованов ведут без крепления.


Рис. 143. Анкерное крепление котлована:
1 — свая крепления котлована; 2 — пояс из двух двутавров; 3 — тяга анкера; 4 — заделка анкера

Перед забивкой свай и до начала разработки котлована с откосами копают вручную разведочные траншеи по краям будущего котлована для обнаружения подземных коммуникаций, не указанных в имеющейся проектной документации. При котловане с вертикальными стенами эти траншеи располагают по линиям рядов свай.

Сваи забивают дизель-молотом с копровой мачты, укрепленной на стреле экскаватора. В песчаных грунтах и при небольшой глубине забивки (до 10-12 м) можно применять электровибропогружатели. Высота копровой мачты должна соответствовать длине сваи, погружаемой за один прием (13-1,4 м). Сваи большей длины погружают в два приема с наращиванием после забивки первой сваи. Сращивают сваи фасонными листами, привариваемыми к стенкам стыкуемых двутавров.

Для обеспечения точного направления погружаемых свай перед их забивкой в плотных грунтах бурят опережающие (лидерные) скважины.

В котлованах с креплением грунт разрабатывают обычно экскаватором-драглайном с ковшом вместимостью 0,5-0,65 м 3 до глубины, на которой необходимо устанавливать расстрелы. У стен оставляют бермы, предотвращающие обвалы грунта (рис. 144). После установки расстрелов нижерасположенную часть котлована и бермы разрабатывают послойно бульдозером с перемещением грунта в зону работы экскаватора. Непосредственно у стен котлована грунт разрабатывают вручную заходками на две-три доски затяжки с немедленным их заведением за полки двутавра и тщательной расклинкой с тем, чтобы они были плотно прижаты к грунту. o

Для крепления стен котлованов все большее применение находит анкерное крепление .


В котлованах с откосами грунт разрабатывают экскаватором-драглайном с ковшом вместимостью 1 м 3 . Крутизну откосов принимают близкой к углу внутреннего трения грунта. При сооружении станций, когда пролет козлового крана для монтажа обделки меньше ширины котлована поверху, а также при многоярусном водопонижении устраивают уступчатые откосы с бермами достаточной ширины для размещения подкрановых путей и оборудования.

При открытом водоотливе котлован разрабатывают ярусами. Разработку каждого яруса начинают с проходки пионерной (разрезной) траншеи глубиной, несколько превышающей высоту яруса. Уклон траншеи принимают противоположным направлению движения экскаватора. В начале траншеи (вблизи съезда в котлован) устраивают водоприемный зумпф для сбора фильтрующейся воды, Насосы для откачки воды устанавливают на дне траншеи вблизи зумпфа, а при больших водопритоках — у верхней бровки траншеи. По окончании выемки грунта очередного яруса у стен котлована устраивают водосборные канавы.

В готовом осушенном котловане весь фильтрационный поток должен собираться канавками или траншеями. В местах сосредоточенной фильтрации воды через стены или откосу котлована с выносом грунта устраивают фильтрующие пригрузки.


Рис. 145. Технологическая схема разработки и крепления котлована с применением двухъярусного анкерного крепления:
I — разработка грунта ниже уровня верхнего яруса крепления; II — устройство верхнего яруса крепления и разработка грунта ниже уровня нижнего яруса крепления; III — устройство нижнего яруса крепления и разработка грунта до низа котлована; 1 — экскаватор-драглайн; 2 — самоходная установка для устройства анкеров; 3 — анкеры