Как укрепить стены котлована если они осыпаются

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.

Укрепление вертикальных стенок траншей и котлованов при земляных работах.

Анализ травматизма в строительстве показывает, что на земляные работы приходится около 5,5% всех несчастных случаев, причем из всего количества несчастных случаев с тяжелым исходом по всем видам работ 10% связано с выполнением земляных работ.

Читать еще:  Какой рубероид лучше для крыши гаража

Основная причина травматизма при земляных работах — обрушение грунта. Причинами обрушения грунта являются в основном разработка грунта без креплений с превышением критической высоты вертикальных стенок траншей, и котлованов, неправильная конструкция креплений стенок траншей и котлованов и др.

Разрабатываемые грунты делятся на три большие группы: связные (глинистые и подобные им); несвязные (песчаные, насыпные) и лёссовые.

Рис. 1. Схема откоса

По правилам техники безопасности рытье котлованов и траншей малой глубины в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод может производиться без креплений. Предотвратить обрушение и обеспечить устойчивость грунтовых масс можно двумя способами: образованием безопасных откосов грунта или постановкой креплений. В большинстве случаев обрушение грунтов происходит из-за нарушения крутизны откосов разрабатываемых котлованов и траншей.

Основными элементами открытой разработки карьера, котлована или траншеи без крепления является ширина l и высота Н уступа, форма уступа, угол откоса α, крутизна. Обрушение уступа происходит чаще всего по линии АС, расположенной под углом θ к горизонту. Объем ABC называют призмой обрушения. Призма обрушения удерживается в равновесии силами трепия, приложенными в плоскости сдвига.

Откос котлована или траншеи, устраиваемый в сыпучих грунтах, будет устойчивым, если угол, образованный его поверхностью с горизонтом, не превышает угла внутреннего трения грунта.

В карьерах, разрабатываемых на большую глубину (20. 30 м и более), наибольшую опасность представляют оползни, способные засыпать нижний участок работ вместе с машинами, оборудованием и обслуживающим персоналом. Наибольшее количество оползней бывает весной и осенью в периоды активного действия паводковых вод, дождей и оттаивания.

Наибольшая допустимая глубина котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений Hпр, а также допустимая крутизна откосов (отношение высоты откоса к его заложению — Н:l) для различных грунтов приведены в таблице. В том случае, когда по высоте откоса имеется напластование различных грунтов, крутизну откоса определяют по наиболее слабому грунту.

При разработке котлованов и траншей в качестве профилактических мер борьбы с обвалами и обрушениями выполняются с расчетным обоснованием следующие работы: устройство подпорных стенок; преднамеренное обрушение нависающих козырьков; уменьшение угла откоса путем зачистки драглайнами или разделение откоса на уступы с устройством промежуточных берм.

Крепление вертикальных стенок траншей и котлованов производится как инвентарными, так и неинвентарными устройствами.

Виды креплений могут быть различными. Их конструкции зависят от типа грунта, глубины выемки и расчетных нагрузок. В связных грунтах естественной влажности ставят щитовые крепления (с просветом в одну доску, а во влажных сыпучих грунтах — сплошное. Распорки таких креплений делают раздвижными.

Эпюра активного давления грунта представляет.собой треугольник, вершина которого расположена по границе бровки траншеи, а максимальное значение давления рmах — на уровне дна траншеи.

Рис. 2. Схема щитового крепления:

1 — распорки; 2 — стойки; 3 — щиты; 4 — эпюра давления

Рис. 3. Анкерное крепление траншей:

1 — анкер; 2 — оттяжка; 3 — призма обрушения; 4 — щиты; 5 — стойка

В креплениях распорного типа расчету подлежат доски крепления, стойки и распорки. Распорки рассчитывают на прочность и на устойчивость.

В случаях, когда распорки в траншейных креплениях затрудняют выполнение в них строительно-монтажных работ, например, по прокладке трубопроводов или других коммуникаций, вместо распорок применяют оттяжки и анкеры.

Следует отметить, что устройство и разборка применяемых неинвентарных креплений, состоящих из отдельных досок, стоек и распорок, связаны с трудоемкой и опасной работой. Особенно опасны работы по разборке таких креплений. Кроме того, неинвентарные крепления требуют большого расхода материалов и имеют низкую оборачиваемость крепежного материала, что повышает их стоимость.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Устройство котлованов: копка, откосы, крепление

Формирование откосов котлована

Строительная компания БЕСТ-СТРОЙ (Москва) выполняет полный цикл устройства котлованов: земляные работы, копка, откосы, крепление стен, устройство распорной системы или грунтовых анкеров, свайного фундамента.

На строительном участке проводится разметка в соответствии с технологической картой котлована: периметр, подъездные пути под вывоз грунта и место складирования породы под обратную засыпку. Выполняется транспортировка спецтехники на участок: экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков. Все постройки, наружные и скрытые коммуникации, находящиеся на территории участка, подлежат переносу или сносу по согласованию с соответствующими организациями. Также проводится вырубка деревьев и планирование местности.

Земляные работы

После завершения подготовительных действий спецтехника приступает к основным земляным работам на котловане. Высокоэффективная механизированная разработка котлована экскаватором позволяет выполнить выемку на полный объём котлована в кратчайшие сроки. Вынутый грунт частично остаётся в пределах строительной площадки для обратной засыпки пазух на этапе строительства здания. Объём оставляемой породы известен из ранее проведённых по проекту расчётов. По остальному объёму производится вывоз грунта самосвалами на площадку утилизации.

Земляные работы и шпунтирование стен выемки трубами с забиркой из доски

Расчёт объёма котлована и вывоз грунта

При расчётах выемки породы учитывается эффект разрыхления при копке. Плотность веками слежавшихся осадочных пород нарушается при рытье экскаватором и при перемещении в отвал или в кузов самосвала. В зависимости от вида или видов разрабатываемых грунтов даётся поправочный коэффициент 20-30%. Таким образом, например, если длина котлована 70 м, ширина 30 м и глубина 5 м с прямыми шпунтованными стенками на спланированной местности, то расчёт объёма котлована даёт нам значение 10500 куб.м. Но под вывоз грунта нужно расчитывать объём больше, как минимум, на 20%: 70х30х5х1,2=12600 куб.м. Выполнение откосов увеличивает объём котлована и вынятого грунта, но это же количество зачастую идёт в обратную засыпку, поэтому не вывозится за территорию стройплощадки.

Читать еще:  Как установить полотенцесушитель в ванной самостоятельно

Стены и откосы котлована

В благоприятных условиях, если грунт особо плотный и глубина до 2 метров, выкапывают котлован с вертикальными стенами без крепления. Если грунт глинистый — до глубины 1,5 метров, супесь и суглинок — до 1,25 метра, насыпные и песчаные — до 1 метра.

При необходимости устройства котлована на глубину до 5 метров, выше уровня грунтовых вод — на помощь проектировщику приходит таблица СНиП, приводящая зависимость угла откоса (отношение высоты к заложению) от вида грунта и глубины котлована.

Таблица 1. Крутизна откосов котлованов

В случае наличия близлежащих сооружений, грунтовых вод и необходимости водопонижения, грунтов с неравномерной структурой, глубины котлована более 5 метров необходим индивидуальный расчёт угла откосов или крепления стен.

Крепление стен котлована

Крепление вертикальных стен выполняется при строительстве котлованов в неплотных и водонасыщенных грунтах. Крепление защищает не только от обрушения стен выемки, но и препятствует смещению грунта под весом соседних зданий, оберегает их основания от деформаций.

Применяются следующие технологии укрепление стенок:

  • Шпунтирование — шпунтовое ограждение котлована из металлопроката:
    • из труб, с забиркой из доски либо без неё,
    • прокатного профиля, с забиркой либо без неё,
    • специализированного шпунта Ларсена.
  • Железобетонными конструкциями:
    • бурокасательные и буросекущие сваи,
    • стена в грунте.

Все приведённые технологии применяются до рытья котлована. Заглубление ограждения выполняется по периметру выемки строго согласно технологической карты. В определённых условиях выполняется предварительное бурение скважин: обеспечение вертикальности погружения, снижение вибрационных воздействий через грунт на основания близко расположенных сооружений при забивке.

Шпунтовое ограждение из труб с обвязочным поясом из металопроката

Самым ресурсосберегающим методом является погружение шпунта из труб. Этот материал дёшев и обладает высокой оборачиваемостью, то есть возможностью многократного использования. Погружение труб выполняется забивкой копром с дизель-молотом или гидравлической копровой установкой, а также с помощью вибропогружателя. Альтернативный способ — погружение с помощью свайной буровой установки методом вдавливания и ввинчивания.

Забирку устраивают в случае критичного просыпания породы между шпунтинами, из доски толщиной 40-50 мм.

Ограждение котлована из шпунта Ларсена

При необходимости мер водопонижения применяют шпунтовое ограждение из шпунта Ларсена. Каждая из таких шпунтин имеет корытообразный прочный профиль и замковые пазы для жёсткой связи друг с другом. Таким образом можно сформировать прочную и герметичную стену сколь угодно большой длины. Погружение выполняется забивкой или вибропогружением. Шпунт Ларсена, также, как и трубы и прокатный профиль, обычно извлекают после завершения строительства, обратной засыпки, и используют повторно уже на других объектах. Иногда его не извлекают, и тогда ограждение устраивают из специального оставляемого профиля.

Крепление стенок котлована железобетонными конструкциями обеспечивает высокие механические и водоизолирующие свойства будущего основания сооружений. Они также могут служить фундаментом и одновременно стенами подземной части здания.

Крепление стен котлована буросекущими сваями и грунтовыми анкерами

Бурокасательные и буросекущие сваи выполняются методом бурения, армирования и бетонирования диаметром от 400 до 1500 мм глубиной до 45 м. Сначала по периметру котлована подготавливается форшахта — небольшая укреплённая траншея-кондуктор. В ней бурятся нечётные скважины с шагом 0,9 диаметра между боковыми краями скважин. Заполняют бетонной смесью. К тому моменту, когда начинают бурить чётные скважины бетон уже схватился и шнек буровой установки сечёт две соседние нечетные сваи, выполняя скважину для чётной между ними. Затем в скважину погружают заранее подготовленный армирующий каркас, сваренный из специального армирующего прута и проволоки, и бетонируют. В итоге после застывания бетона получается очень прочная монолитная железобетонная стена. На следующем этапе происходит рытьё котлована уже с готовым креплением ж-б стеной.

Технологическая схема устройства стены в грунте, и последующей разработки котлована

Технология «Стена в грунте» обеспечивает высокопрочное ограждение и крепление стен котлована толщиной от 300 до 1200 мм, и глубиной до 60 м. Применяется сложная спецтехника — грейферная установка. Грейфер представляет собой узкий, на ширину стены двухковшевый землеройный инструмент, погружаемый в грунт на жёсткой штанге или подвесе, с гидравлическим или полиспастным приводом. Разрабатываемая траншея защищается от обвала глинистым бентонитовым раствором. По достижении проектной глубины в неё погружается армокаркас и заливается бетон, который вытесняет глинистый раствор, который в свою очередь собирается в резервную ёмкость для дальнейшего использования. Разработка ведётся участками (захватками) через одну. Второй очередью разрываются промежуточные захватки и получают монолитную стену. После того, как бетон наберёт прочность можно проводить копку котлована.

Устройство распорной системы котлована

Не смотря на все инженерно-технические ухищрения, иногда, особенно для глубоких котлованов в тяжёлых грунтовых условиях и плотной городской застройке, шпунтовое ограждение может оказаться недостаточно прочным для удержания давления грунтовой массы.

На последнем этапе возведения котлована на помощь приходят 2 технологии крепления ограждений.

Вид на распорную систему котлована вблизи автомагистрали и соседних строений

Читать еще:  Можно ли клеить ламинат на пол

Первая из них — распорная система. По периметру устанавливается обвязочный пояс из металлопроката, равномерно распределяющий нагрузку по всему поясу. В пояс упираются распорки — как между противоположными стенками, так и между дном. Все конструкции выполняются в соответствии с точным механическим расчётом и изложены в ППР (плане производства работ).

Но распорная система крадёт внутреннее пространство выемки, которая и устраивалась специально для свободного манёвра в процессе строительных работ. Особо нагруженные конструкции распорных систем создают невероятно стеснённые условия для строителей. Это сокращает производительность и удлиняет сроки сдачи объекта.

Устройство грунтовых анкеров (якорей)

Компания БЕСТ-СТРОЙ рекомендует применение, и производит крепление шпунтовых стен грунтовыми анкерами, принимающими на себя выдёргивающую нагрузку от массива породы. Этот метод не на много более трудоёмок и незначительно сложнее устройства распорок, но в итоге даёт ничем не ограниченный оперативный простор, оборачивается значительной экономией ресурсов, повышением производительности и сокращением сроков строительства.

Схема монтажа грунтового анкера

По итогам тщательно проведённых изыскательских и расчётных работ производится бурение скважин в стенах котлована, выполнение «якоря», закрепление тяги, фиксация её на анкеруемом шпунте. При этом важно учитывать расположение оснований близлежащих сооружений и зданий.

Что делать, если посыпался котлован

Нередко из-за технологических нарушений, подвижек грунта и т д. котлован начинает осыпаться. Если своевременно не предпринять мер, то может произойти его полное обрушение. Предотвратить негативные последствия можно, выполнив укрепление котлована.

Оно может выполняться различными способами, но осуществлять его в любом случае должны специалисты, обладающие необходимым опытом и соответствующей квалификацией.

Рытье котлованов требует соблюдения определенных правил безопасности. Любой котлован или траншею, глубина которого составляет более, чем 1,25 метра, нужно укреплять. Необходимо следить за вынутым грунтом, чтобы он не мог скатиться обратно. В зависимости от особенностей грунта котлован имеет различный угол откоса. Он должен быть меньше угла естественного откоса.

Укрепление стен котлована имеет важное отличие от укрепления стен траншей. У котлована изначально есть торцевые стенки. К ним можно прикрепить шпунт, выполнив сварку или использовав уголки. У траншеи торцевых стен нет, поэтому укрепить ее без возведения распорной системы невозможно.

Самым выгодным способом укрепления осыпающегося котлована является шпунтование. Оно имеет целый ряд преимуществ:

  • Выгодная цена. Укрепление котлована шпунтом стоит дешевле, чем использование цемента для тех же целей;
  • Возможность многократного использования шпунта. После завершения проекта шпунт можно извлечь и использовать заново в другом проекте. Это позволяет существенно сэкономить, так как заказчик может не приобретать шпунт в собственность, а взять его в аренду;
  • Специалисты выполнят укрепление котлована шпунтом практически на любом типе грунта.

Существует несколько способов укрепить осыпавшийся котлован, используя шпунт. Одним из них является деревянная забирка. Укреплять откосы котлована таким способом рекомендуется только в достаточно плотных грунтах. При этом необходимое количество шпунта будет меньше обычного, площадь котлована будет перекрыта досками.

Если плотность грунта позволяет удержать ограждение, то рабочие возводят независимые стенки. В узких котлованах ставятся распорки. Если они расположены горизонтально, то их не потребуется дополнительно вертикально фиксировать.

Если производится выемка грунта низкой плотности, то ограждение укрепляется с помощью анкеров – винтовых свай, которые погружают по периметру котлована в грунт. Расстояние от анкеров до выемки составляет 5-6 метров. К оголовкам погруженных в грунт свай крепится верхняя часть шпунтовой стенки.

Самым надежным материалом для укрепления осыпающихся котлованов является шпунт Ларсена. На его боковых контурах расположены специальные замки, которые обеспечивают высокий уровень герметичности ограждения. Данный фактор очень важен в случаях, когда приходится работать на участке с высоким уровнем грунтовых вод.

Некоторые котлованы с чисто технической точки зрения нельзя разработать таким образом, чтобы они имели естественный откос в 30-45 градусов. Причиной этого может быть недостаточная стабильность грунта, плотная застройка рядом с местом проведения работ, наличие в непосредственной близости канализационных, водопроводных и других инженерных сетей. Эти факторы значительно повышают риск обрушения конструкции. Если приходится выполнять работу в таких условиях, то укрепление стенок котлована шпунтом является обязательным.

По статистике особенно часто осыпание котлованов происходит весной. Это связанно с сезонными паводками, в период которых нестабильность грунта повышается и выполнить запланированные работы становится значительно тяжелее. Если вовремя не укрепить котлован, грунт осыпется, и проведение работ станет невозможным.

Процесс укрепления котлована шпунтом включает в себя ряд важных стадий, выполняемых в строгой последовательности. Сначала геодезист выполняет разбивку осей будущего котлована. В соответствии с планом осуществляется погружение шпунта в грунт. Оно может быть выполнено с применением специальных установок статического вдавливания, навесных или подвесных вибропогружателей или с использованием гидромолота. Об особенностях каждого из этих способов погружения вы можете прочитать в соответствующих статьях.

Точность производимых расчетов очень важна. Если котлован выйдет шире запланированного, то будет перерасход материала. Если же котлован наоборот выйдет чересчур узким, это может привести к невозможности выполнить запланированные работы.

Укрепление осыпавшегося котлована шпунтом должно производиться с полным соблюдением техники безопасности и технологических нюансов. Нарушения допущенные в ходе укрепления стенок котлована шпунтом могут привести к тому, что шпунт наклонится внутрь котлована. Возникнет угроза обрушения. Для ее предотвращения понадобится срочно возводить распорную систему. Если же котлован укреплен шпунтом с соблюдением всех предварительных расчетов, то заказчик может быть уверен в том, что ничего не помешает проведению необходимых работ.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector