II. Земляные работы

1. Общие вопросы безопасности при разработке грунтов

Основной причиной несчастных случаев при производстве земляных работ является обрушение грунта в котлованах и траншеях при превышении допускаемой глубины вертикальных стенок (без креплений), неустойчивых откосах, недостаточно прочном креплении. При организации работ иногда не учитыва­ют ослабление сил сцепления мерзлых грунтов при оттаивании и лёссовидных грунтов при увлажнении. Имеют место случаи травмирования людей и при разработке мерзлых грунтов.

Одной из причин неправильных решений по безопасному про­изводству земляных работ являются неполноценное изыскание и проектирование в основном потому, что в настоящее время в механике грунтов еще неполно отражены механические свой­ства грунтов, к тому же грунты нестатичны во времени. Имеют место также изменения в действии грунтовых вод, неоднород­ность геологического строения грунта, влияние температурных изменений, условий производства работ, взаимодействие имею­щихся сооружений с вновь возводимыми, а при производстве работ — отступления от проекта в-технологии производства ра­бот и в сроках.

Для устранения причин обрушения грунта в процессе произ­водства работ в котлованах и траншеях при разработке технологических карт или схем производства работ необходимо учи­тывать:

подробную качественную характеристику грунта;

глубину, ширину и сроки существования земляного соору­жения;

ожидаемые колебания уровней грунтовых вод и температуры грунтов за период существования сооружения;

наличие существующих подземных коммуникаций и места их расположения;

условия производства работ.

В технологических картах и схемах на производство земля­ных работ необходимо указывать способ производства работ и мероприятия по предотвращению обрушений, обеспечению устойчивости грунта и безопасности выполнения работ. При об­разовании траншеи или котлована с откосами необходимо ука­зать крутизну откосов, а также способы их образования. Крутиз­ну откосов котлованов и траншей в грунтах естественной влаж­ности и при отсутствии грунтовых вод принимают в соответствии с главой СНиП III-А.11-62 «Техника безопасности в строитель­стве».

При глубине выемки грунта, не предусмотренной в указанном документе, крутизна откосов грунта должна быть определена расчетом на основании имеющихся необходимых характеристик грунта.

Если земляные работы намечается выполнять без откосов, необходимо определить расчетом, до какой глубины в данных условиях можно рыть траншею или котлован с вертикальными стенками без закрепления. Критическую высоту вертикальной стенки Можно определить по формуле проф. В. В. Соколовского

,

где Н_кр — критическая высота вертикальной стенки в м;

С—сила сцепления грунта в т/м²;

γ — объемный вес грунта в т/м³;

φ— угол внутреннего трения в град.

Показатели С, γ, φ определяют при исследовании грунтов. Усредненные значения С, γ, φ некоторых грунтов приведены в табл. 11.

При определении предельной глубины котлована или траншеи с вертикальной стенкой рекомендуется вводить коэффициент за­паса больше единицы. Обычно этот коэффициент принимают равным 1,25, тогда

,

где Н_пр — предельная высота вертикальной стенки в м.

Таблица 11

Грунт	Объемный вес γ в т/м2	Угол внут­реннего тре­ния φ в град	Сила сцепле­ния С в т/м2
Глина	1,7-2	7—20	0-20
Суглинок легкий	1,5-1,8	12—25	0-16
Суглинок пылеватый	1,5-1,7	15—25	0-16
Суглинок лессовидный	1,4—1,7	12—25	0-20
Супесок	1,5—1,7	18—30	0-10
Песок мелкозернистый	1,6—1,9	22—35	0-0,5
Песок среднезернистый	1,6—1 9	26—35	0-0,3
Песок крупнозернистый	1,6—2	27—40	0-0,2

В грунтах естественной влажности с ненарушенной структу­рой и при отсутствии грунтовых вод предельную глубину тран­шеи или котлована с вертикальными стенками можно принимать согласно п. 10.13 главы СНиП III-A.11-62 «Техника безопасности в строительстве».

При разработке грунтов с установкой креплений последние должны быть инвентарными или специальной конструкции, про­веренной расчетом. В строительных нормах и правилах СНиП Ш-А.11-62 предусматривается установка инвентарных крепле­ний при глубине котлованов и траншей до 3 м.

Типы существующих инвентарных креплений и область их применения приведены в табл. 12.

Таблица 12

Крепление	Глубина траншеи в м	Ширина траншеи в м
Инвентарные конструкции ЦНИИОМТП То же, конструкции Трансводстрой То же, конструкции Мосподземстрой То же, конструкции Южспецстрой То же, конструкции ВНИИГС Передвижные металлические крепления Солодова	3 3 2 2,1 2-4,5 3	1,1-1,3 0,8-1,1 0,8-1,2 0,8-2 0,7-1,5 1-1,2

При невозможности использовать существующие инвентар­ные крепления применяют крепления, состоящие из стеновых свай, удерживающих обшивку, или стоек, крепежных досок, распорок между сваями или стойкими, или анкеров.

Виды креплений вертикальных стенок котлованов и траншей, рекомендуемые строительными нормами и правилами (СНиП III-A.11-62), приведены в табл. 13.

Таблица 13

Грунты	Вил крепления
Естественной влажности, за исклю­чением сыпучих Повышенной влажности и сыпучие Всех видов при большом притоке грунтовых вод	Горизонтальное с просветом через одну доску Сплошное вертикальное или гори­зонтальное Шпунтовое ограждение ниже гори­зонта грунтовых вод с забивкой его на глубину не менее 0,75 м в подсти­лающий водонепроницаемый грунт