1.3. Устройство откосов земляных сооружений
Основными элементами открытой разработки
карьера, котлована или траншеи без
крепления являются: сторона - l;
высота уступа - H; форма
уступа; угол откоса - а; крутизна
(рис. 7.1).Обрушение откоса происходит
чаще всего по линии АС, расположенной
под углом Θ к горизонту. Объем АВС
называют призмой обрушения.Призма
обрушения удерживается в равновесии
силами трения, приложенными в плоскости
сдвига. Перед разработкой траншей и
котлованов необходимо заранее определить
крутизну откосов, обеспечив безопасность
вроведения работ, с учетом глубины
траншеи или котлована и выбрать способ
формирования откосов. Рытье котлованов
и траншей с откосами без креплений в
нескальных грунтах выше уровня грунтовых
вод (с учетом капиллярного поднятия)
или в грунтах, осушенных с помощью
искусственного водопонижени допускается
с соблюдением нормативной глубины
выемки и крутизны откосов.
Перед открытием котлованов и траншей без откосов, не зависимо от вида грунта, расчетным путем необходимо определить их максимально безопасную глубину, что обеспечивает устойчивость вертикальных стенок. Методика расчета безопасной глубины котлованов и траншей без откосов такова:
1. Рассчитывают критическую высоту вертикальной стенки котлована (траншеи) по формуле:
где Н - критическая высота вертикальной стенки, м; С - сила сцепления почвы, т/м2; γ - объемный вес грунта т/м3; φ - угол в нутреннего трения
2. Определяют предельную глубину котлована или траншеи с вертикальной стенкой, вводят коэффициент запаса, принимаемый равный 1,25:
Н пр. = Н к /1,25,
где Нпр - предельная высота вертикальной стенки, м.
Глубина разработки котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений устанавливается в соответствии с ДБН А.3.2.2-2009 и составляет не более 1 м в насыпных, песчаных, крупнообломочных грунтах; 1,25 м, в супесях, 1,5 м в глинах. При проектировании котлованов и траншей глубиной более 5м необходимо произвести расчет устойчивости откосов. Согласно ДБН А.3.2.2-2009, перемещение, установка и работа машин вблизи выемок с незакрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения на расстоянии, установленной проектом производства работ. При отсутствии решений в ППР наименьшее расстояние до ближайших опор машин выбирается по табл. 4.4. При глубине выемки менее 5 м наименьшее допустимое расстояние от верхнего строения пути (конца шпалы, гусеницы, колеса) до основанию откоса определяется по приближенной оценке заднего края призмы обрушения с использованием формулы:
l н = 1,2ah + 1,
где h - глубина выемки, м, а - коэффициент заложения откоса, который принимается по данным табл. 5.2.
Характеристики ґрунта
Грунт |
Объемный вес γ, (т/м3) |
Угол внутреннего трения φ, (град.) |
Сила сцепления грунта С, (т/м2) |
Глина |
1,7–2 |
7–20 |
0–20 |
Суглинок легкий |
1,5–1,8 |
12–25 |
0–16 |
Суглинок пилоподібний |
1,5–1,7 |
15–25 |
0–16 |
Суглинок лессовидний |
1,4–1,7 |
12–25 |
0–20 |
Супесь |
1,5–1,7 |
18–30 |
0–10 |
Песок дрібнозернистий |
1,6–1,9 |
22–35 |
0–0,5 |
Песок |
1,6–1,9 |
26–35 |
0–0,3 |
Песок крупнозернистий |
1,6–2 |
27–40 |
0–0,2 |