Современные методы крепления стенок котлованов и траншей
Лекция 12
Проектирование котлованов. Обеспечение устойчивости стенок котлованов.
Общие положения
Котлованами называют выемки различные по глубине, но с достаточно большими размерами в плане, устраиваемые в грунте и предназначенные для различных целей: устройство фундаментов, монтажа подземных конструкций и оборудования, прокладки туннелей и коммуникаций и т.п.
Траншеями, называют выемки, имеющие малую ширину и большую длину,
а выемки имеющие малые размеры в плане и большую глубину – шахтами.
Проекты разработки котлованов составляют в тех случаях, когда глубина котлована превышает 2 м и для его устройства требуется применение каких-либо защитных мероприятий — сложных ограждений, глубинного водоотлива и т.д. Проект разработки котлована должен включать в себя чертежи котлована .При проектировании котлованов и траншей, устраиваемых в непосредственной близости или ниже уровня заложения существующих сооружений, необходима разработка мероприятий против осадки и деформации этих сооружений. К этим мероприятиям относятся:
· – забивка шпунтовой стенки, ограждающей основание существующего здания;
· – закрепление грунтов основания силикатизацией или цементацией;
· – заглубление подошвы существующего фундамента ниже дна проектируемого котлована путем подводки под него нового фундамента.
Выбор типа мероприятий зависит от геологических и гидрогеологических условий, величины заглубления и других местных условий и проводится на основе технико-экономического сравнения вариантов.
|
|
|
В зависимости от свойств грунта, глубины выработки и наличия подземных вод котлованы устраивают с откосными или вертикальными стенками. В маловлажных грунтах природного сложения допускается устройство котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений, если они оставляются открытыми на непродолжительный срок.
При отсутствии вблизи будущего котлована или траншеи существующих фундаментов глубина выемки с вертикальным откосом (в зависимости от грунтов) не должна превышать следующих величин, м:
· – в дресвяном, гравийном, песчаном грунтах и супесях пластичных 1;
· – в супесях твердых, суглинках и глинах мягкопластичных 1,25;
· – в суглинках и глинах тугопластичных 1,5;
· – в суглинках и глинах полутвердых 2;
· – в суглинках и глинах твердых 3.
При большей глубине выемки необходимо предусматривать крепление стенок котлована или разрабатывать выемку с откосными стенками.
При благоприятных условиях, исключающих возможность оползней, сдвига, неравномерных просадок, распыления грунтов, при однородности сложения грунтов и отсутствии подземных вод крутизна откосов котлованов и траншей, выполненных без креплений.
|
|
|
При наличии подземных вод выше отметки дна котлована в проекте должны предусматриваться мероприятия по защите котлована от притока этих вод. К этим мероприятиям относятся:
· – устройство открытого водоотлива;
· – искусственное понижение уровня подземных вод (глубинный водоотлив);
· – устройство противофильтрационной завесы;
· – замораживание грунтов;
· – применение шпунтового ограждения.
Разработка грунта в котлованах и траншеях производится экскаваторами, скреперами, бульдозерами и другими землеройными механизмами, а также с применением средств гидромеханизации.
НАЗНАЧЕНИЕ КОТЛОВАНОВ
Назначение котлованов заключается в восприятии нагрузок, возникающих от всех выше расположенных конструкций или сооружений. Кроме того, в процессе сооружения котлованов и защиты их от грунтовых вод должна быть обеспечена безопасность проведения всех строительных работ ниже отметки поверхности грунта.
Конструкции крепления стенок или откосов котлованов должны воспринимать все нагрузки от давления грунта и грунтовых вод и защищать его от их оползания или обрушения и затопления. Как правило, котлованы выполняются открытым способом. Они имеют естественные необлицованные откосы или облицованные, или защищенные стенками, а в отдельных случаях котлованы могут выполняться подземным способом.
|
|
|
Способ сооружения и конструктивное решение крепления стенок зависят от гидрологических и технологических условий.
Основными факторами, влияющими на конструкцию котлована, являются:
-геометрические размеры конструкции, для которой сооружается котлован;
-глубина выемки;
-геологические и гидрологические условия;
-технология выполнения земляных и строительных работ по сооружению основания;
-местные условия;
Устройство котлованов с наклонными откосами или вертикальными закрепленными стенками позволяет:
-применять высокопроизводительные машины по выемке грунта;
-обеспечить свободное рабочее пространство;
- упростить процесс производства работ;
- исключить многочисленные дополнительные виды работ;
-экономить строительные материалы.
При выборе типа котлована подбирается оптимальный вариант с учетом всех факторов, влияющих на сроки и стоимость его сооружения.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
|
|
|
Небольшие котлованы с незакрепленными откосами устраиваются при необходимости отвода воды со строительной площадки. Глубина таких котлованов может быть различной.
Ограничением в применении незакрепленных откосов является отсутствие достаточных площадей для их размещения. Такие котлованы не применяются также в тех случаях, когда объем вынимаемого грунта значительно превосходит объем, необходимый для размещения самого сооружения, по экономическим соображениям.
Целесообразность устройства откосов становится проблематичной в случаях, когда земляные работы выполняются малопроизводительнымимеханизмами или лишь частично механизированы. В таких котлованах и траншеях можно работать лишь в тех случаях, когда угол наклона откоса соответствует характеристике грунта и необходимому запасу надежности по его устойчивости.
Для земляных выработок средней глубины рекомендуются следующие средние значения углов наклона откосов:
450 — для легких несвязных грунтов;
60° — для средних несвязных грунтов;
80° — для прочных несвязных грунтов.
Значения рекомендуемых углов наклона откоса могут быть снижены в тех случаях, когда отметка дна котлована ниже уровня грунтовых вод или если имеются многослойные толщи грунтов.
Появление на откосах воды, что чаще всего обнаруживается после выемки грунта, может привести к снижению сцепления между частицами грунта а, следовательно, к снижению устойчивости откоса.
Увеличение норового давления воды в мелкозернистых грунтах может привести к такому уменьшению сцепления, что пески придут в состояние подвижности и произойдет оползание откоса. В этих случаях необходимо специальное исследование для определения угла наклона откоса.
Во многих случаях по технологическим условиям применяют комбинированные методы крепления откосов.
Наиболее часто встречается вариант, когда верхняя часть стенки срезается в виде откоса, переходящего далее в вертикальную шпунтовую стенку. Такое решение позволяет обходиться без монтажных кранов, которые необходимы при устройстве вертикальной стенки на полную высоту котлована.
При комбинированных видах крепления котлована в случаях, когда отметка дна располагается ниже уровня грунтовых вод, немного выше этой поверхности сооружается дополнительная рабочая площадка, с которой ведутся работы по водоотливу, закреплению стенок котлована и выемка грунта.
Другой вариант крепления траншей - это углубление дна непосредственно под укладываемую конструкцию, при котором высвобождается значительная рабочая площадь. Недостатком является то, что механизированно может быть выполнена лишь часть работ по выемке грунта. Оставшийся грунт приходится разрабатывать вручную.
Современные методы крепления стенок котлованов и траншей
Конструкция и технология устройства ограждения при строительстве подземного сооружения открытым способом должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечивать устойчивость стен котлована в процессе и после полной разработки грунта;
- воспринимать нагрузку от сооружения, если ограждение входит в состав конструкции подземного сооружения;
- обеспечивать водонепроницаемость, если невозможно или экономически нецелесообразно выполнение водопонижения;
- должна быть предусмотрена многократная оборачиваемость элементов крепи, если ограждение является временным;
- крепление не должно загромождать котлован, мешать выемке и обратной засыпке грунта и монтажу основных конструкций;
- обеспечивать сокращение материалоемкости, трудоемкости и сроков строительства;
- обеспечивать сохранность эксплуатируемых наземных и подземных объектов, попадающих в зону влияния строящегося подземного сооружения;
- обеспечивать соблюдение экологических требований (соблюдение допустимых норм по шуму, вибрации, защите окружающей среды).
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 206; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!