Разновидности, плюсы и минусы, устройство ограждений и креплений котлована

Когда нужно разбирать?

Когда заканчиваются основные земляные работы, начинаются вспомогательные.

Они включают вскрытие защитных коробов, разборку креплений, проверку оборудования и засыпку трассы. На данном этапе также происходит утрамбовка грунта.

Демонтаж креплений допускается только в устойчивых грунтах, где работы не представляют опасности для людей. Если грунты сыпучие – гравелистые или суглинистые, данный этап вспомогательных земляных работ пропускается.

Если установка креплений происходит сверху вниз, то их разборка должна осуществляться снизу вверх. Также необходима установка ограждений, если рядом расположены грунтовые воды.

Если элементы, состоящие из дерева, подверглись гниению или намокли, то их разборка осуществляется только после полного осмотра руководителем работ.

Если копка осуществлялась в зимнее время года, а демонтаж приходится на период оттепели – перед началом работ яма полностью осматривается мастером. Из-за большого количества влаги существует риск схода грунта или самостоятельного разрушения креплений, что влечет ситуации, опасные для жизни.

Применение георешетки

Объемная георешетка нашла свое применение в дорожном строительстве, сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне. решетку стоит использовать для:

• предотвращения эрозии почвы;
• армирования и дренажа грунтов;
• укрепления тоннелей, путепроводов, водохранилищ, карьеров и т.п.;
• строительства подпорных стен;
• обустройства дворов, клумб, садовых дорожек.

Также георешетка используется с целью обеспечения стабильности различных наполнителей. При помощи данного материала вы сможете не допустить рассыпание песка, щебня, грунта и любых других материалов.

При использовании для укрепления склонов георешетки растягивают и закрепляют. Сверху на материал должен быть уложен плодородный грунт. Далее склон засеивается травой, которая, прорастая сквозь решетку, способствует дополнительному укреплению склона.

Укрепления откосов земляного полотна геотекстилем

Геополотно наиболее часто применяется при укреплении откосов земляного полотна с наклонов до 60 градусов.

Технология укладки геотекстильного материала при усилении склонов состоит в следующем:

1. Перед началом работы по укреплению откосов необходимо выровнять поверхность, которая в дальнейшем будет укрепляться.

2. Далее решается проблема с обустройством площадки.

• Если она будет образована выше земли, то вначале нужно положить геотекстиль: перекрытие должно составлять 20 см. Затем создать опалубку по всей длине, засыпать сверху камнем или песком. После еще раз уложить геоматериал, засыпать его песком и, если требуется провести работы по укладки плитки.
• Если же площадка будет на одном уровне с поверхностью, то необходимо извлечь грунт так, чтобы образовалось углубление в 20-50 см. Далее укладывается геополотно, насыпается гравий и щебень. Затем снова застилается геосинтетик, сыпется песок. После чего можно уложить брусчатку или плитку с помощью цементного раствора.

3. Геотекстиль, уложенный нахлестами, обязательно крепиться скобами. Вдоль шва можно насыпать еще природных материалов.

Расчет шпунта и шпунтовых ограждений

Возведение шпунтового ограждения начинается с проектирования, на этом этапе производится оценка условий строительной площадки и возможность геотехнических рисков, составляется проект на проведение работ. На основе этого проекта выполняются многочисленные математические и аналитические расчеты шпунтов. Поскольку установка шпунтового ограждения является достаточно серьезным строительным процессом, любые нарушения которого могут обернуться неприятными последствиями, то расчет должны производить профессиональные специалисты или компании, имеющие лицензии на такие работы. Следовательно в конце мы порекомендуем обратиться к таким специалистам.

Расчет шпунтового ограждения

Во время расчета шпунтового ограждения, определяются:

• параметры требуемого сечения шпунта,
• глубина его забивки 
• необходимость принятия дополнительных мер по укреплению.

В ходе сооружения шпунтового ограждения нагрузка давления грунта на шпунт одинакова с обеих сторон. В процессе выемки грунта это равновесие нарушается, потому что снижается сила давления грунта внутри котлована. Поэтому забивка шпунта в грунт начинается с расчета шпунтового ограждения, в котором учитываются действующие снаружи нагрузки и необходимые характеристики шпунтовой стенки. Чаще всего для этого пользуются методом, основанным на теории предельного равновесия грунтов.

Полезный для Вас материал:

1. Характеристики шпунта Ларсена Л5
2. Разновидности шпунта Ларсена

Методики расчета шпунтовых стенок

Для расчета шпунтов пользуются графоаналитическим методом упругой линии, известным также как метод Блюма — Ломейера, или формулой, в которой учтены такие параметры, как глубина котлована, размер вертикальных нагрузок от сооружения, предусмотренный проектом и показатели давления (активного и пассивного) грунта и воды.

При расчете необходимо обратить внимание на вид шпунтовых стенок, которые могут быть безанкерными или анкерными. Это важный момент, потому что в первом случае точка оборота шпунта находится на дне котлована, а во втором – в месте установки анкерной растяжки

Это важный момент, потому что в первом случае точка оборота шпунта находится на дне котлована, а во втором – в месте установки анкерной растяжки.

Для расчета шпунтов берут за основу такие параметры глубины погружения:

• для водозащитной подушки – от 1 м для любого грунта,
• для плотных грунтов – от 1 м,
• для глинистого, песчаного, илистого и суглинистого грунта – от 2 м.

Согласно стандарту СТП 136-99 расчет шпунтовых ограждений определяет параметры устойчивости положения и прочности материала их элементов на различных стадиях разработки котлована, параметры устойчивости днища котлована против выпучивания, минимальная глубина забивки шпунта, расчетное сопротивление элементов и другие показатели.

Формулы расчета по шпунтам

Для расчета устойчивости стены на опрокидывание

,

в которой Mz и Mu — соответствующие расчетные моменты удерживающих и опрокидывающихся нагрузок, m – коэффициент для вязких грунтов, Yn — коэффициент надежности.

Расчет прочности шпунтовой стены

,

где Мр – расчетный момент в сечении шпунтовой стены, Wcm – момент сопротивления шпунтовой стенки (берется из справочников для данного типа шпунта), Rу – расчетные параметры сопротивления материала обвязки, m – коэффициент условий работы.

Частые вопросы

— Это зависит от модели вибропогружателя,в среднем 30-40см.

— Если есть опыт, то импортный шпунт до 20 раз,отечественный до 13раз.

1. Технология погружения шпунтов
2. Методы погружения шпунтов

Для расчета шпунтового ограждения можно применять различные программные продукты, в частности большое распространение получила программа СпИн, имеющая дружественный пользовательский интерфейс. С ее помощью можно получить данные о ширине или диаметре шпунта из труб, шаге установки и необходимой глубине забивки, а также информацию о рекомендуемом типе стены (анкерная или безанкерная). На скриншоте продемонстрированы примеры окна программы для детального расчета шпунтовых ограждений.

Рассчитать шпунт Ларсена можно и в СКАДe, а также с помощью программного комплекса «ЛИРА».

Мы занимаемся фундаментными работами

1. Наши контактные данные
2. Видео наших работ

 Наша компания занимается фундаментными работами в Москве и регионе — обращайтесь, поможем!

Шпунтованная доска и ее преимущества

Подготовка обрезной доски к монтажу

До появления готовых шпунтованных изделий каждую обрезную доску просушивали в естественных условиях.

Для этого все изделия укладывали на подставки на земле, каждый ряд прокладывался брусом толщиной 40-60 мм.

Таким образом, выкладывать стоит весь лесоматериал, отобранный для изготовления пола, обычно это изделия толщиной 40-50 мм. Всю доску необходимо укрыть пленкой и придавить тяжелыми материалами (для нагрузки верхнего слоя), в таком положении они, по мнению разных специалистов, должны пролежать не менее 3 месяцев.

После того, как «дерево» просохнет, необходимо снять опрессовку и перебрать изделия.

Результат обычно разочаровывает, так как не вся доска, предназначающаяся на пол, после сушки естественным способом сохранила свою форму, и много материала приходится отбраковывать, поэтому опытные строители всегда берут доску с запасом.

Дощатый пол из обрезной доски далеко не просто класть, так как доски, обработанные человеком вручную, всегда имеют некоторые неровности.

При помощи клиньев доски последовательно прижимают друг к другу, после чего гвоздями или саморезами крепят к лагам.

Преимущества шпунтованной доски над другими напольными покрытиями

С появлением «шпунта» все перечисленные выше процессы не нужно проделывать. Так как половую доску выставляют в продажу уже в готовом виде.

Все процедуры сушки и строгания делают в заводских условиях на специальном оборудовании, в результате чего получается качественное изделие. Шпунтованный пол и укладывается гораздо проще, чем из обрезной доски.

Шип входит в паз очень плотно, не создавая щелей и трещин, за счет этого получается цельное единое покрытие. На обратной стороне каждой шпунтованной доски находятся дополнительные ребра жесткости.

• 28 х 140 х 6000 мм;
• 28 х 70 х 3000 мм;
• 35 х 140 х 6000 мм;
• 35 х 70 х 3000 мм.

Некоторые варианты соответствия толщины половой доски пролету между лагами, а также зависимость размера пролета комнаты и сечения лаг можно увидеть в таблице.

Если сравнивать со шпунтованной доской другие напольные материалы, которые могут служить как в качестве чистового покрытия, так и финишным полом, список их будет не велик.

Основными конкурентами данного вида настила является ОСБ плита и современное напольное покрытие Quick step, которое сделано на основе ДСП. О том, как выбрать доску для пола, смотрите в этом видео:

Quickstep имеет несколько вариантов расцветок, отлично гармонирующих с различным дизайном помещений. Данный материал также имеет метод стыковки «шип – паз».

Толщина изделия бывает 16 и 22 мм, а его размеры 1,2 х 0,9 м. Главным недостатком такого материала является его цена и вынужденное мероприятие добавления лаг перед тем, как класть изделие (чтобы они попадали на стыки).

1. А.
2. АВ.
3. В.
4. ВС.
5. С.

С этим читают

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

Грунтовые анкеры

Закажите устройство котлована
для своего объекта!
+7 (495) 643-34-98

Технология устройства шпунтовых креплений

Такие ограды нужны в следующих случаях:

1. При застройке участка на нестабильном грунте.
2. Для укрепления стен котлована.
3. Предотвратить попадание грунтовых вод на строительную площадку.
4. Для защиты от размыва берегов, обвала горных пород.
5. Повысить устойчивость конструкции при подвижной почве.
6. Для защиты сооружений при обмелении, заиливании водоема.
7. Не допустить обвала берегового откоса.
8. При прокладке коммуникаций, защиты коллектора сточных вод.

Среди других преимуществ шпунтования:

1. Устойчивость к растяжениям, изгибам, статической нагрузке.
2. Возможность многоразового применения. При правильном демонтаже шпунты используют повторно, существенно экономя на материалах.
3. Крепление шпунтов в разы дешевле установки буронабивных свай.
4. Прочность стенки и долговечность.

Много способов применения и доступная цена делают шпунтирование популярным вариантом ограждения при строительстве в местности со сложным рельефом.

Пользователи часто ищут:

• Железобетонный забор
• Демонтаж бетонного забора

Что такое крутизна откоса?

По большому счету угол откоса представляет собой соотношение высоты к заложению, и измеряется в градусах. Его легко определить, основываясь на параметры, приведенные в СНиП III-4-80. В ней учтены не только разные типы грунтов, но и глубина основной траншеи.

Если в месте работы есть наслоение разных видов грунта, то расчеты рекомендуется проводить по самому слабому.

Для примера, разберем простой и распространенный случай. Ровный дачный участок, где абсолютная отметка грунта принята за значение 51.30, а за нулевую отметку – 52.07. При этом нижнее значение фундаментной плиты составляет ровно 3, 000. Но, снизу плиты будет еще слой подготовки, толщиной в дополнительные 10 см. Грунт – суглинок, пространство не ограничено.

Как посчитать угол откоса? Далее последовательность расчетов выглядит так:

1. Высчитываем абсолютную отметку для фундаментной плиты. Для этого от нулевой отметки отнимаем глубину траншеи: 52.07 – 3. 000=49.07.
2. Определяем точную отметку низа траншеи, с учетом всех факторов (в нашем случае это подложка): 49.07-0.1=48.97
3. Определяемся с глубиной траншеи, которая будет вырыта: 51.30-48.97=2.33 метра.
4. На заключительном этапе определяем, что согласно нашим подсчетам оптимальный угол откоса будет 45 градусов.

По такому алгоритму можно определить оптимальный угол откоса, основываясь на любые параметры.

Таблица допустимой крутизны

Для того, чтобы было проще ориентироваться во всех данных, при проведении расчетов предлагаем воспользоваться следующей таблицей:

Точно указывайте тип грунта, в котором проводятся земельные работы. В противном случае могут быть погрешности.

Таблица углов естественного откоса грунтов

Согласно сведениям, полученным от Госстроя РФ, которые размещены в сборнике от 2000 года, углы естественного откоса грунтов, соотношения высоты к заложению для разных видов грунта представлены в таблице:

Таблица углов естественного откоса пород в разрыхленном состоянии:

Породы	Угол естественного откоса, град, для породы
сухой	влажной	мокрой
Растительная земля	40	35	25
Песок крупный	30…35	32…40	25…27
Песок средний	28…30	35	25
Песок мелкий	25	30…35	15…20
Суглинок	40…50	35…40	25…30
Глина жирная	40…45	35	15…20
Гравий	35…40	35	30
Торф без корней	40	25	15
Скальные	45…60

Угол естественного откоса — это самый большой угол, который образовывается откосом грунта в соотношении к линии горизонта в спокойном состоянии. Для того, чтоб лучше понять, как делать чертеж и рассчитывать угол откоса, приводим пример готовой работы:

Если вас интересует, что собой представляет траншея в строительстве, каково ее устройство, методы разработки, загляните в этот раздел.

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.

Устройство ограждения из шпунта

Ограждение представляет собой отдельные элементы (шпунтовые сваи), которые собираются в одну конструкцию. С боков всех элементов находятся пазы, которые позволяют легко и быстро их соединять в одну конструкцию.

Сваи могут делаться из различных материалов, которые отличаются долговечностью и характеристиками:

• Пластиковые. Делаются из композитов и ПВХ, многоразового использования, однако в большинстве случаев устанавливаются в качестве постоянных элементов ограды береговых объектов. Они считаются недорогими, однако являются не очень прочными.
• Железобетонные. Устанавливаются только один раз. Отличаются энергозатратной установкой, не выгодным демонтажем. Могут применяться в качестве дополнительного укрепления фундамента.
• Деревянные. Недорогой, но непрактичный вариант. Со временем гниют из-за влияния влаги, используются только раз. Не могут применяться как усиливающий каркас фундамента.

Шпунтовое ограждение может быть изготовлено из разных материалов, но не все они могут быть выгодными для использованияИсточник pdoshka.ru

Металлические. Самый экономичный, долговечный, универсальный и функциональный вариант. Производятся из легированных или высокоуглеродистых сталей. Многоразового применения, отличаются простотой монтажа, имеют небольшой вес, компактные, имеют высокие показатели на статические нагрузки, высокопрочные.

В большинстве случаев применяют профильный шпунт, однако существует и трубчатый из металла. Он представляет собой толстостенные трубы с большим сечением, которые внутри полые. Имеют высокую несущую способность и очень устойчивы. Применяют на нестабильных грунтах, где отмечаются сильные нагрузки на конструкцию. Могут комбинироваться с профильным шпунтом для максимального усиления участков.

Монтаж шпунтового ограждения из трубИсточник rmnt.ru

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

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.

Что такое ограждение котлована шпунтом

Шпунтовая ограждающая система — это монолитная стенка, которая состоит из шпунтовых свай, уплотняющих почву и локализующих участок, где могут происходить деформации или сдвиги. В зависимости от назначения конструкции бывают временными или постоянными. Второй тип выполняет функции несъемной опалубки для оснований построек, цоколей, стен и подвалов. Еще он создает водонепроницаемый барьер для поверхностных вод.

Для обустройства шпунтовой стенки не нужно проводить земляные работы. Все составляющие предварительно вкапываются в почву и фиксируются там. После этого почву достают на поверхность.

Стенка не нуждается в ленточном фундаменте и может размещаться на любых грунтах без учета глубины промерзания. Она не оказывает большого воздействия на грунт и устанавливается глубже линии промерзания. Удерживание шпунтовых свай обеспечивается силой трения почвы, а не прочностью фундамента.

В отличие от традиционных систем, шпунтовая ограда выдерживает большие смещающие и изгибающие нагрузки, причем без внедрения армированных бетонных опор.

Когда и зачем оно необходимо

Укрепление котлована шпунтом применяется для следующих целей:

1. Укрепление бортов углублений под основания постройки.
2. Защита стенок котлована от осыпания.
3. Локализация строительной площадки.
4. Поддержание береговой линии.
5. Обустройство гидротехнических сооружений.
6. Укрепление фундаментов.
7. Организация герметичных емкостей для промышленных отходов.
8. Обустройство очистных конструкций.
9. Укрепление железнодорожных путей.

В отдельных случаях шпунтовую стенку возводят на нулевом этапе работ с целью соблюдения требований СнИП, когда нужно работать ниже нулевого уровня почвы. При вертикальной разработке грунта подобное ограждение обеспечивает усиленную защиту стенок от осыпаний и оползней. Углубления с наклонными стенками чаще подвергаются осыпанию, поэтому они укрепляются в первую очередь.

Отличительной особенностью шпунта является возможность повторного применения, поэтому выбор таких систем предпочтительнее, чем организация водопоглощающей системы.

3.2. Способы крепления шпунтовых ограждений

В условиях слабых грунтов, склонных к потере устойчивости при приложении динамических воздействий при погружении свай, движении строительной техники, разгрузке строительных материалов и т. п., могут происходить как деформации ограждений котлованов, так и распорных конструкций, проседание и выпор грунта внутрь подземного сооружения, сопровождающиеся просадками грунта и деформациями конструкций фундаментов зданий, прилегающих к разрабатываемому котловану.

В этой связи с учетом схем, представленных на рис. 3.3-3.12, рассмотрим наиболее распространенные технические решения обеспечения устойчивости шпунтовых ограждений.

Рис. 3.3. Конструктивно-технологические решения по обеспечению устойчивости шпунтовых ограждений:

a — консольное, б — с горизонтальными креплениями стальными балками, в — с анкерными стенками из шпунта, г — с горизонтальными анкерными плитами, 1 — шпунтовое ограждение, 2 — распределительный пояс (обвязочная балка), 3 — горизонтальные стальные балки, 4 — анкерная стенка из шпунта, 5 — стальные анкерные тяги, 6 — анкерные плиты, уложенные по грунту

А. Открытый котлован

• 1. Консольные ограждения, в том числе с поясами жесткости из стальных балок различного сечения применяют для котлованов глубиной до 4-5 м с ограничением динамических воздействий при перемещении строительной техники и запретом складирования материалов вблизи ограждения (рис. 3.3, а). При этом в условиях слабых грунтов необходимо обеспечить заглубление шпунта ниже дна котлована не менее 2/3 его глубины. Для обеспечения совместной работы шпунта по верху ограждения обязательно устраивается обвязочная балка из стального проката, в основном двутавров, спаренных швеллеров, или шпунта (рис. 3.3, 2).
• 2. Временные распорные горизонтальные крепления из металлических банок различною сечения (в основном труб диаметром 450-720 мм, двутавров или соединенных сваркой шпунтин) при ширине котлована до 15-20 м (рис. 3.3, б). Для котлованов с большими размерами применяют промежуточные сваи стойки из шпунта или колонных двутавров, а также конструктивные элементы стен здания, выполняемые до разработки грунта при поэтапной откопке котлована по захваткам (рис. 3.4,3). Распорки устраиваются в один или несколько ярусов с определяемых расчетом шагом, который обычно составляет 4—6 м.

Рис. 3.4. Вариант крепления шпунтового ограждения горизонтальными стальными балками:

I — шпунтовые ограждения, 2 — распределительный пояс (обвязочная балка), 3 — горизонтальные стальные балки, 4 — промежуточные опоры (сваи-стойки) из шпунта

Рис. 3.5. Конструктивные решения крепления шпунтовых ограждений шириной до 15-20 м:

а, в — обвязочными балками из двутавра, б—узел крепления анкерного стержня к обвязочной балке из швеллеров, в — обвязочные балки из двух двутавров, д,е—обвязочные балки из двух и одной шпунтины соответственно, / — шпунт, 2 — двутавр, 3 — стальная шпилька, 4 — стальная труба или деревянный брус, 5 — швеллер, б — стальная поддерживающая косынка, 7 — анкерный стрежень, 8 — упорная стальная пластина, 9 — стальная шайба, 10 — гайка, 11 — фиксирующий стальной клин

Конструктивные решения устройства крепления шпунтовых ограждений котлованов шириной до 10-15 м представлены на рис. 3.5, а, для котлованов шириной до 20-30 м на рис. 3.6 .

3. Для снижения металлоемкости в качестве распорных систем крепления шпунтовых ограждений можно использовать инвентарные стальные рамные элементы с заменяемыми концевыми частями

Рис. 3.6. Конструктивное решение крепления шпунтовых ограждений котлованов горизонтальными стальными трубами

(рис. 3.7, а). В крайние стержни, примыкающие к шпунту, включают домкраты, позволяющие рейдировать перемещения ограждения котлована и контролировать усилия в распорках.

Рис. 3.7. Рамные распорные системы крепления шпунтового ограждения котлована:

а — стальными инвентарными рамами с домкратами, б — железобетонными фермами, I — шпунт, 2 — обвязочные балки, 3 — стальные инвентарные рамные элементы,

4 — домкраты, 5 — железобетонные фермы (промежуточные опоры условно не показаны)

Рамные конструкции в некоторых случаях изготавливают из горизонтальных железобетонных ферм, имеющих промежуточные стойки

• (см. рис. 3.7). После разработки котлована такие конструкции могут быть включены в состав ребристых перекрытий подземных этажей сооружения. На фермах, перекрывающих котлованы больших пролетов, можно располагать строительное и технологическое оборудование, а также скла- дировагь материалы в процессе возведения подземной части здания.
• 4. Крепление ограждения к вертикальным анкерным стенкам или горизонтальным плитам стальными тягами на расстоянии не менее величины S = Нк tg(45° – % , т„ = хГ/х«

Разновидности, плюсы и минусы, устройство ограждений и креплений котлована

Данные меры необходимы, так как откосы, стены находятся под постоянным действием механических, гидрологических, погодных факторов. Особенно явно это проявляется в условиях почвы с низкой плотностью.

Обрушение грунта может привести не только к повреждению строительных объектов, конструкций, дорогостоящей техники, но и к несчастным случаям, связанным с гибелью людей.

Поэтому нормативными документами устанавливаются жесткие требования к методикам упрочнения стен, а также строжайший запрет на присутствие работников в котлованах, не имеющих откосов или укрепленных стенок.

2.2.Е. Расчет шпунтовых ограждений

— Шпунтовые стенки рассчитывают по первой группе предельных состояний;

— Подавляющее большинство методов основано на классической теории предельного равновесия грунтов (Ea, Eп, Eо)

Рис. 14.6. Работа безанкерной шпунтовой стенки:

а – действующие силы; б – фактическая эпюра давления грунта; в – эпюра давления грунта, принятая в расчете; 1 – активное давление; 2 – пассивное давление; 3 – предельное активное давление; 4 – предельное пассивное давление.

→ Безанкерные шпунтовые стенки (рис. 14.6)

Задача состоит в определении глубины ее забивки, усилий, действующих в стенках, и размеров поперечного сечения шпунта.

— Принимается, что под действием Ea, стенка стремится повернуться вокруг т.О, расположенной на некоторой глубине to ниже дна котлована

— Устойчивость стенки обеспечивается вследствие уравновешенного активного и пассивного давления грунта с разных ее сторон.

— За счет перемещений и гибкости стенки получается довольно сложным криволинейная эпюра давлений грунта на стенку (рис. 14.6. б)

— С целью упрощения расчета эта эпюра заменяется на более простую (рис. 14.6. в). После этого задача становится статически определимой с двумя неизвестными to и Eр’, которые находятся из уравнений равновесия.

равновесие момента относительно т. О

∑Мт.о.=0 следовательно приводит к уравнению 3й степени относительно to; to

будучи определена, позволяет найти Eр’ из ∑X=0 – уравнение равновесия горизонтальных сил.

— Поскольку полученная to определена из условия предельного состояния, для обеспечения запаса, ее увеличивают на величину ∆t

полная глубина заделки шпунтовой стенки ;

∆t определяется из условия реализации обратного отпора грунта Eр’

где qto – вертикальное давление грунта на глубине приложенной силы Eр’

λр, λа – коэффициент активного и пассивного давления грунта

— На практике чаще всего составляется только одно уравнение моментов, не содержащее Eр’, и определяется to, а полная заделка шпунтовой стенки в грунт принимается равной

→ Анкерные шпунтовые стенки

— В зависимости от жесткости стенки различают 3 расчетные схемы:

• свободно опертая стенка (схема Ю.К.Якоби)

• заделанная стенка (схема Блюма-Ломейера)

Рис. 14.7. Расчет заанкеренной стенки схеме Э.К.Якоби:

а – схема работы стенки; б – расчетная схема

Критерий жесткости шпунтовой стенки определяется отношением:

dav – приведенная высота стенки

J – момент инерции приведенного сечения стенки «М»

D – ширина шпунтины, м;

t – глубина заложения стенки, м.

— При — стенка повышенной жесткости (ж/б стена или стенка из буронабивных свай) ее следует рассчитывать по схеме «свободного опирания».

→ Свободно опертая стенка (схема Э. К. Якоби)

— Расчет исходит из предположений, что в момент потери устойчивости стенка под действием сил активного давления грунта Ea, будет поворачиваться вокруг точки крепления анкера (рис. 14.7 а). При этом на дне котлована возникает выпор грунта и реакция массивного давления

Упрощенная расчетная схема – рис.14.7. б

— Необходимо найти:

— to,- длина заделки стенки;

— R — усилия в стенке и в анкере;

— подобрать сечение стенки и анкера.

Приняв т.О (точка крепления анкера) – неподвижной to и R определяют из уравнений равновесия:

За расчетное значение заделки принимают

→ Заделанная стенка (схема Биома-Ломейера) или (метод упругой линии)

• Расчет ведется в предположении, что нижний участок забитой части стенки полностью защемлен в грунте.

• Упрощенная диаграмма строится по аналогии т.О расположена на расстоянии 0,2to от нижнего конца стенки (рис. 14.8)

• Задача статически неопределенна, т.к. содержит три неизвестные:

t ; R; Усилие в анкере; и Eр

Рис. 14.8. Расчет заанкерной стенки по схеме Блюма-Ломейера:

а – схема работы стенки; б – расчетная схема.

Необходимо помимо уравнений равновесия добавочное условии – это равенство …угла поворота защемленного участка в месте заделки стенки, т.е. в т. О

— Решение ведется методом последовательных приближений.

1. Задаемся to — глубиной заделки, определяем t

1. Из уравнение равновесия находим R и Eр’

2. Строим эпюру изгибающих моментов выше т.О

3. Путем двойного интегрирования составленного уравнения моментов получаем уравнение упругой линии стенки.

(Две постоянные интегрирования определяются из условия, что точка анкеровки и т.О являются неподвижными)

1. Из уравнения упругой линии стенки определяют угол ее поворота в т.О

Если угол θ≠0, то изменяем глубину to и производим действия п.п 1-5 заново.

1. Дальнейший расчет заключается в построении эпюры изгибающих моментов и определении Ммах, по которому проверяют сечение шпунта.

— Объем вычислений можно существенно сократить если использовать графоаналитический метод расчета, изложенный в справочнике проектировщика.

Крепление шпунтовыми ограждениями

Для крепления котлованов в грунтах, насыщенных водой (жижа и плывун), применяется так называемое шпунтовое ограждение. Шпунтовое ограждение состоит из сплошного ряда вертикально установленных шпунтовых труб или досок (в которых, в одной кромке сделан паз-шпунт, а на другой — гребень), прижатых к стенкам траншеи или котлована горизонтальными рамами с распорами (рис. 44). Все, что было сказано о распорах в вертикальном креплении, относится целиком и к шпунтовыми ограждением заключается в том, что при шпунтовом ограждении сначала забивают шпунт, а затем уже производится рытье траншеи с постепенной установкой распорных рам; в вертикальном же креплении сначала выкапывается траншея или котлован, а затем устанавливается крепление, постепенно опускаемое вниз по мере дальнейшей разработки грунта. Доски шпунта забиваются на глубину, несколько большую (на 0,2-0,5 м) глубины траншеи или котлована, для того, чтобы после окончания рытья нижние концы их не могли быть сдвинуты напором грунта.

Деревянный шпунт изготовляется из досок толщиной 6-7 см или из брусьев 10х20 см (рис.45). В каждой шпунтине (свае) устраиваются гребень и паз. При забивке свай гребень одной входит в паз другой. Затеска нижнего конца сваи делается в виде клина с острым углом со стороны паза

При такой затеске сваи при забивке плотно прилегают друг к другу, что очень важно при мокрых грунтах, когда вода под напором просачивается в щели неплотных шпунтов. Шпунтины должны изготовляться из сырого свежевырубленного леса. Если же они изготовлены из леса, уже некоторое время пролежавшего на воздухе, то перед забивкой их надо положить в воду на 10-15 дней для того, чтобы они успели набухнуть

Делается это потом, что шпунтовой ряд, забитый из высохших свай, в мокром грунте набухает и вследствие увеличения объема свай ряд искривляется; отдельные сваи выворачиваются, образуя щели, и ряд приходит в негодность. работа по забивке свай начинается с установки точно по линии будущего ряда так называемых маячных свай через 2 м друг от друга (рис. 43)

Если же они изготовлены из леса, уже некоторое время пролежавшего на воздухе, то перед забивкой их надо положить в воду на 10-15 дней для того, чтобы они успели набухнуть. Делается это потом, что шпунтовой ряд, забитый из высохших свай, в мокром грунте набухает и вследствие увеличения объема свай ряд искривляется; отдельные сваи выворачиваются, образуя щели, и ряд приходит в негодность. работа по забивке свай начинается с установки точно по линии будущего ряда так называемых маячных свай через 2 м друг от друга (рис. 43).

Эти сваи забиваются в первую очередь, и к ним прикрепляются с обеих сторон рамные брусья. В промежутках между маячными сваями и рамными брусьями, служащими направляющими, производится забивка остальных свай шпунтового ряда. Каждая последующая свая должна прилегать к уже забитой пазом, а гребень должен оставаться свободным, в противном случае пазы сильно забиваются землей, и плотного ряда добиться будет трудно. Забивка производится механическим копром, а при небольшой глубине и слабом грунте может производиться и вручную деревянными бабами.

Заключение

Из всего изложенного материала ясно, что при разработке котлована под фундамент возводимого здания извлекаемый грунт меняется в объеме за счет формирования пустоты между кусками. Под этим подразумевается увеличение количества земли по отношению к той, что была вначале.

Такое явление характеризуется первичным коэффициентом разрыхления. Его значение варьируется в зависимости от типа грунта. А после укладки почвы в отвалы и после принудительной утрамбовки она вновь становится плотнее. Здесь уже имеет место остаточный коэффициент разрыхления.

Эти значения нужны для составления строительной сметы при подсчете земляных работ. А именно, во сколько обойдется аренда грузового автотранспорта и спецтехники. Если предварительная смета будет неверной, встанет необходимость в сверхурочном задействовании ТС, что обойдется дороже, поскольку услуга будет считаться сверхурочной.