2. Крепление котлованов и траншей

Безопасность труда при разработке котлованов и траншей может быть обеспечена устройством деревянных и стальных креплений стенок из инвентарных и типовых деталей, а также из элементов, определяемых расчетом.

Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 0,5 м. Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки выемки.

Крепления вертикальных стенок по конструктивному решению делятся на распорные, анкерные, подкосные и шпунтовые. При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см. Выбор вида устройства креплений определяется следующими факторами:

1. характером разрабатываемой выемки и ее глубиной;

2. гидрогеологическими условиями;

3. наличием дополнительных нагрузок на берме выемки;

4. удобством ведения работ в выемке с механическими креплениями.

Для траншей глубиной до 5 м применяют сборно-разборные инвентарные или смешанные крепления из типовых стальных и деревянных элементов. При невозможности применения инвентарных креплений стенок котлованов или траншей следует применять крепления, изготовленные по индивидуальным проектам, утвержденным установленным путем.

Для траншей и котлованов глубиной свыше 5 м устройство креплений обосновывают расчетом.

Котлованы и траншеи, разрабатываемые в зимнее время, при наступлении оттепели должны быть осмотрены, а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов или креплений.

Стальные и деревянные конструкции крепления рассчитывают на прочность и на устойчивость в наиболее невыгодных условиях без учета пространственной работы конструкции согласно указаниям СНиП [3,4].

Для обоснования конструкции крепления в расчетной схеме учитывают только действие основной нагрузки – активного давления грунта σ_акт..

Элементы конструкции крепления рассчитывают на прочность следующим образом.

Доски горизонтальной зашивки толщиной t и шириной b работают на изгиб под действием расчетной равномерно распределенной нагрузки q₁, МН/м:

(3)

и рассчитываются на прочность как неразрезная многопролетная балка.

В формуле (3) σ_2,max – боковое давление грунта на глубине h подошвы выемки, МПа. Для связных грунтов

; (4)

. (5)

Допустимое расстояние l между стойками крепления находят расчетом на прочность при изгибе; расчетная формула для определения величины шага стоек имеет вид:

, (6)

где m_в – коэффициент условий эксплуатации; для древесины, соприкасающейся с грунтом, m_в = 0,85 [4];

R_и = 8,5 МПа – расчетное сопротивление изгибу [4];

h_с – глубина, до которой траншею в заданных грунтах можно разрабатывать без крепления, м:

(7)

До глубины h_с зашивку выполняют из доски минимальной толщины t из имеющегося сортамента для исключения вывалов и осыпи грунта в траншее. Это же наименьшее значение t используется для расчета по формуле (6).

Поскольку крепление траншеи с шагом стоек менее 1,5 м экономически не обосновано, в случае получения такого результата необходимо принять l = 1,5 м и рассчитать минимально достаточную толщину досок нижнего яруса зашивки при данном шаге стоек:

. (8)

Для устройства крепления с экономически обоснованной толщиной защивки находят расчетные глубины h_расч., до которых возможно применение для зашивки досок той или иной (оптимальной) толщины:

, (9)

подставляя в формулу (9) значения t из заданного сортамента.

По результатам расчета строят ступенчатый профиль крепления (рис. 3).

h_расч.1 h_с

h_{расч. 2} h

Рис. 3 – профиль конструкции распорной зашивки траншеи

Задание 2

Рассчитать многоярусную конструкцию распорной зашивки траншеи глубиной 5,5 м в глинистом грунте (γ = 1,8 т/м³) из крепежной доски III сорта толщиной t = 25, 40, 50 и 70 мм (брус). Изобразить профиль конструкции. Исходные данные взять из таблицы 4.

Таблица 4

Исходные данные к заданию 2

Параметры	Величины параметров для вариантов
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
С, кПа	8	10	12	14	16	10	12	8	14	16
φ	30°	30°	30°	30°	30°	25°	25°	25°	25°	25°

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 12-4-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

2. Инженерные решения по охране труда в строительстве / Под ред. Г.Г.Орлова. – М.: Стройиздат, 1983.

3. СНиП II-23-81 (1990). Стальные конструкции.

4. СНиП II-25-80 (1988). Деревянные конструкции.