Розробка ґрунту з влаштуванням кріплення

При розробці траншей і котлованів з вертикальними стінками для запобігання обвалів і зсувів ґрунту, встановлюють кріплення. Кріплення виїмок глибиною до 3 м повинні бути, як правило, інвентарними.

У випадку відсутності інвентарних і типових деталей для кріплення траншей і котлованів глибиною до 3 м необхідно:

- використовувати для кріплення ґрунтів природної вологості (крім піщаних) дошки товщиною не менше 4 см, а для ґрунтів піщаних і підвищеної вологості — не менше 5 см, закладаючи їх за вертикальні стійки з розпірками;

- установлювати стійки кріплень на відстані не більше 1,5 м одна від одної;

- розпірки кріплень стійок установлювати на відстані по вертикалі не більш 1 м одна від одної, а під їх кінцями (зверху і знизу) прибивати бобишки;

- верхні горизонтальні дошки кріплень, головне призначення яких — перешкоджати випадковому падінню в траншею ґрунту, каменів і інших предметів, варто випускати над бровками виїмки не менше, як на 15 см.

По характеру розташування дощок розрізняють три типи

кріплень:

– горизонтальне (рис. 6.1), коли дошки (бруси) розташовують у горизонтальному положенні за стійками, що утримуються розпірками;

– вертикальне (рис. 6.2), коли дошки розташовані вертикально за горизонтальними прогонами, що утримуються розпірками. Якщо вертикальні дошки забивають у ґрунт, кріплення називають забійним;

шпунтове (рис. 6.3), коли дошки, розташовані вертикально, обробляються у вигляді шпунтів, що забезпечує щільне їх примикання.

По характеру розташування елементів, що утримують стійки чи прогони, розрізняють також три типи кріплень:

- розпірне, коли стійки чи прогони утримуються горизонтальними розпірками (рис.6.4);

- анкерне, коли стійки утримуються анкерами (рис. 6.5). Застосовується воно в тих випадках, коли через велику ширину траншеї важко встановити розпірки чи коли розпірки заважають проведенню робіт у траншеї;

- підкісне, коли вертикальні стійки утримуються підкосами (рис. 6.6).

Кріпильний матеріал незалежно від довжини і маси варто подавати у виїмку механізованим способом. Скидати його в траншеї чи котловани забороняється.

За станом кріплень необхідно вести систематичне спостереження. З настанням морозів чи відлиг їх потрібно щодня перевіряти і заносити результати перевірки у журнал проведення робіт. Кріплення, встановлені узимку, з настанням потепління оглядати потрібно особливо ретельно і при необхідності підсилювати.

Розбирати дощаті кріплення траншей і котлованів у стійких ґрунтах необхідно в напрямку знизу вгору по ходу зворотного засипання ґрунту, видаляючи одночасно не більше 3 дощок, а в сипучих чи нестійких ґрунтах -не більше однієї. При видаленні дощок необхідно відповідно переставляти розпірки. Розбирання кріплень роблять під спостереженням виконроба чи майстра.

Зворотне однобічне засипання траншей і котлованів, у яких змуровані підпірні стінки, стіни підвалів і фундаментів, можна робити тільки після досягнення бетоном (розчином) необхідної міцності і перевірки розрахунком стійкості кладки.

У тих місцях, де розбирання кріплень у сипучих ґрунтах чи пливунах може викликати ушкодження суміжних споруд (фундаментів, підпірних стін, трубопроводів і т.п.), їх необхідно видаляти не цілком, а частково.

При розробці траншей роторними чи траншейними екскаваторами доцільно застосовувати інвентарні кріплення, установлювати які можна тільки зверху.

Найпростішим видом інвентарних кріплень є дерев'яні щити з метале­вими розпірками (рис. 6.7). Маса дерев'яного щита з просвітами складає близько 90 кг, розпірки — 8 кг. При установці стійки опускають по обидва боки в траншею і заглиблюють загостреними кінцями в ґрунт до 0,3 м, звер­ху закріплюють металевими розсувними розпірками.

Інвентарні сходові кріплення (рис. 6.9). Основним елементом цих кріплень є розсувні драбини, що складаються з металевих трубчастих стійок і гвинтових розпірок. Кріплення траншей розсувними драбинами виконують зверху. Їх установлюють двоє робітників. Загальна маса ланки кріплень 64,3 кг, призначені вони для кріплення траншей глибиною 3м, шириною 0,8—1,1 м.

Порядок розрахунку кріплень

Розрахунок кріплень зводиться до визначення розмірів його елементів - дощок обшивки, стійок, розпірок. Основним діючим на кріплення навантаженням є повний активний тиск ґрунту (рис. 6.10), величина якого на 1 м ширини стінки визначається по формулі:

(6.1)

де: H - глибина траншеї, м.;

- об’ємна маса ґрунту, кг/м³;

- кут природного укосу, град;

c - сила щеплення.

Визначивши тиск ґрунту, пере­ходять до розрахунку розмірів елементів кріплення.

Обшивка

Обшивка виготовляється з дощок товщиною 20...50 мм (визначається розрахунком) з деревини будь-якої породи не нижче 3-го сорту.

Дошки обшивки сприймають тиск ґрунту. Оскільки тиск ґрунту збільшується з глибиною, то за розрахунковий приймається максимальний тиск на глибині Н.

Інтенсивність тиску ґрунту на глибині Н визначається по формулі:

(6.3)

Дошки товщиною понад 3 м розраховують як нерозрізні балки з рівномірно розподіленим навантаженням (рис. 6.11 а).

Якщо довжина дощок менше 3 м, то розрахунок ведеться як для балки на двох опорах (рис.6.11 б).

При розрахунку кріплень в умовах будівництва можливі два варіанти:

І. Приймаючи певну відстань між стійками (як правило, не більше 1,5 м), визначають товщину дощок t, задаючись їх шириною b.

ІІ. При відомих розмірах дощок (товщина і ширина) визначають відстань між стійками

Варіант І.

1. Визначаємо максимальний згинаючий момент за формулою:

(6.4)

де: q - навантаження на 1 м дошки, кг/м;

l - довжина дошки, м.

- інтенсивність тиску грунту на глибині Н, кг/м²;

b – ширина дошки, м.

2. Визначаємо момент опору за формулою:

(6.5)

де: R_згин - розрахунковий опір деревини при згинанні, МПа.

Таблиця 6.3