2.5. Способи забезпечення стійкості стінок виїмок

Найкращим способом забезпечення стійкості стінок виїмок є улаштування природних укосів. Але треба виконувати їх планування, не допускати розміщення в межах призми можливого обрушення будь-яких матеріалів чи конструкцій, а також руху чи розміщення машин та механізмів. Однак, якщо з технічних чи економічних причин улаштування природних укосів неможливо чи неефективно (близько від котловану знаходяться комунікації, будівлі чи споруди, більше нема де розмістити техніку або матеріали), тоді стінки котлованів чи траншей улаштовують вертикальними з додатковим їх штучним закріпленням (рис. 2.4). Найбільш надійне, хоча дороге і трудомістке, шпунтове огородження стінок. Його виконують, як правило, до початку розроблення ґрунту в котловані чи траншеї. Спочатку забивають маячні палі, улаштовують направляючі між ними, а потім по направляючих забивають металевий профільований або дерев’яний шпунт.

Додатково маячні палі прикріпляють стяжками до анкерних паль або влаштовують підпорки чи розпорки. Щитове чи шпунтово-щитове огородження влаштовують після того, як вириті котловани чи траншеї, з обов’язковою засипкою пазух між щитами та стінками виїмки, щоб надійно передавати навантаження від стінки на щит і далі на стійки чи палі та розпорки або анкери. Розбирають таке огородження знизу вверх у міру засипки та ущільнення ґрунту в траншеї.

Під час роботи в насичених водою ґрунтах, особливо в пісках-пливунах, ефективно захистити котлован або траншею можна тимчасовим заморожуванням ґрунту. При цьому забезпечується тимчасова водонепроникність ґрунту. Для цього по периметру котловану через розташовані в ґрунті пустотілі труби подають охолоджений до -10…-20 °С розчин солей, який постійно циркулює через морозильну установку. Поступово ґрунт біля труби охолоджується і крижаніє, створюючи водонепроникну стіну. Температуру замерзання ґрунту потрібно підтримувати постійно до закінчення робіт в котловані та утворення в підземній частині водонепроникної конструкції. Після цього роботу морозильної установки припиняють і після відтаювання ґрунту труби демонтують. Головними недоліками такого способу є висока енергомісткість, інерційність, підвищена вологість.

Але технологія цього способу добре відпрацьована, тому він широко застосовується в екстремальних умовах роботи.

Рис. 2.4. Кріплення стінок котлованів і траншей: а – підкісне; б – анкерне; в – шпунтове; г – розпірне горизонтальне з прозорами; д – те саме, вертикальне суцільне; е – консольно-розпірне; є – інвентарне; 1 – дошки; 2 – стояк; 3 – бобишка; 4 – підкіс; 5 – паля; 6 – анкерна тяга; 7 – засипка; 8 – розпірка; 9 – металева паля; 10 – пояс-обв'язка; 11 – розпір; 12 – дошка затяжки; 13 – укіс котловану; 14 – кронштейн; 15 – накладки; 16 – клини; 17 – шар набризк-бетону; 18 – прогони; 19 – збірно-розсувна рама; 20 – інвентарні щити огорожі; 21 – в'язі жорсткості

Більш надійними способами є постійне закріплення ґрунту з одночасним забезпеченням його водонепроникності. До них належать цементація, бітумізація, силікатизація. Принцип їх дії однаковий. У ґрунт нагнітають розчин, який в процесі твердіння зв’язує ґрунт в моноліт. Розчин подають через ін’єктори (перфоровані труби) під тиском до 0,6 МПа.

Для забезпечення стійкості вузьких траншей, свердловин, в яких в подальшому влаштовуються монолітні конструкції, застосовують водну суспензію бентонітової глини. Вона, заповнивши траншею, тисне на стінки, не даючи фільтруватися підземним водам, і, кальматуючи пори, забезпечує стійкість стінок та виключає обвалення. Суспензію бентонітової глини заданої щільності готують в шнекових змішувачах безпосередньо на будівельному майданчику та через труби заливають в траншеї.