§ 5. Устройство креплений

Необходимость крепления стенок кот­лованов и траншей определяется и рег­ламентируется СНиПами и зависит от гид­рогеологических условий (вида и влаж­ности грунта, наличия грунтовых вод), а также глубины выемки.

Вертикальные стенки без креп­ления допускаются в грунтах ес­тественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод: при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м, в супесях — 1,25 м, в суглинках и глинах — 1,5 м, в особо плотных грун­тах — 2 м.

На глубину не более 3 м разрешается рытье траншей многоковшовыми экс­каваторами в связных плотных грун­тах без крепления для укладки трубо­проводов плетями. Но в местах спуска рабочих в траншею для стыковки пле­тей и выполнения других работ следу­ет устраивать местные откосы или креп-, ления.

Во избежание осыпания или ополза­ния грунта вслед за отрывкой котлова­нов или траншей рекомендуется возво­дить фундаменты, укладывать трубы и т. п.

При необходимости создания более глубоких выемок с вертикальными стен­ками, а также при наличии грунтовых вод для обеспечения устойчивости стен устраивают временные креп­ления. Тип крепления определяется проектом производства работ в зави­симости от размеров выемки, свойств грунта, потока грунтовых вод и конк­ретных условий выполнения процессов.

Крепление стенок котлованов класси­фицируют по способу их работы как не­сущих конструкций.

Подносное крепление (рис. III.6, а) устанавливается внутри котлована. Под­косы затрудняют производство после­дующих работ в котловане, и поэтому применение этого крепления ограниче­но. Горизонтальную забирку устраива­ют из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски при связных грунтах естественной влажности и глубине кот­лована до 3 м. При большей глубине забирку делают сплошной. В грунтах сыпучих и повышенной влажности, не­зависимо от глубины котлована, про-зоров не оставляют.

Анкерное крепление (рис. II 1.6, б) — это конструкция, состоящая из забир-ки, стоек, деревянных и металлических тяг и свай, расположенных вне котло­вана на расстоянии

S>fc/tg<P,

(111.37)

где h — глубина котлована, м; <р — угол естественного откоса, град.

Чтобы анкерные тяги не мешали пе­редвижению людей, их нужно распола­гать несколько ниже поверхности грунта.

Консольное (шпунтовое) крепление представляет собой шпунтовую стен­ку, жестко защемленную грунтом. Такие крепления устраивают из металличес­кого и, реже, из деревянного шпунта; чаще всего их применяют для огражде­ния неглубоких котлованов в водона-сыщенных грунтах, когда не может быть произведено искусственное пони­жение уровня грунтовых вод.

Металлический шпунт (рис. III.6, в), поставляемый промышленностью по ус­тановленному сортаменту (плоский, Z-образный, корытного типа «Ларсен»), обладает большой несущей способностью и может многократно использоваться в любых грунтовых условиях, а также при разработке грунта на значитель­ную глубину.

Распорное крепление воспринимает все действующие нагрузки через распорки, а щиты крепления и шпунтовые стенки выполняют только ограждающие функ­ции. Распорки могут устанавливаться в один или несколько рядов по высоте сечения.

Рис. III.6. Крепление стенок котлованов и траншей: 1 — подносное; б — анкерное; в — шпунтовое; г — распорное, горизонтальное с прозорами; д — то же, вер-■нкальное сплошное; е — консольно-распорное с расстрелами; ж — инвентарное системы ЦНИИОМТП; / — «бирка из досок; 2 — стойка; 3 — бобышка; 4 — подкос; 5 — свая; 6 — анкерная тяга; 7 — засыпка; 8 — распорка; 9 — металлическая свая; to — пояс-обвязка; 11 — расстрел; 12 — доска затяжки; 13 — откос кот-вана; 14 — кронштейн; 15 — накладки; 16 — клинья; П — слой набрызг-бетона; 18 — прогоны; 19 — сбо­рно-раздвижная рама; 20 — инвентарные щиты ограждения; 21 — связь жесткости

По способу устройства забирки раз­личают крепление горизонтальное — сплошное или с прозорами (рис. III.6, г) — и вертикальное (рис. III.6, д).

Распорные крепления преимуществен­но деревянные; в качестве ограждающих элементов используют инвентарные щиты. При глубине котлована более 2,5 м вместо щитов может устраивать­ся деревянная шпунтовая стенка, кото­рую для лучшей устойчивости заглубля­ют в грунт на 0,5...0,7 м. Распорки, как и подкосы, затрудняют производст­во последующих работ в котловане.

Консольно-распорное крепление (рис. II 1.6, е) представляет собой сочета­ние двух видов крепления. Нагрузки от давления грунта, складированных материалов у бровки котлована и дру­гие воспринимаются не только распор­ками, но и ограждающими элементами крепления. В качестве последних ис­пользуют деревянный или металличе­ский шпунт, а также двутавровые бал­ки, между которыми закладывают доски ограждения. Такие крепления приме­няют обычно для узких и неглубоких котлованов.

Для широких и глубоких котлованов используют крепление с телескопически­ми расстрелами (рис. II 1.6, е). Метал­лические сваи из двутавровых балок № 40...60 забивают вдоль бровок бу­дущего котлована с шагом а = 0,5... ...1,5 ми более, заглубляя их ниже подо­швы будущего подземного сооружения на #g = 3...5 м (рис. III.6, е). По мере разработки грунта стены котлована меж­ду сваями закрепляют деревянной до­щатой затяжкой. Доски толщиной 5... ...7 см заводят за полки свай и расклини­вают грунтом.

При глубине котлована более 3... 4 м сваи дополнительно раскрепляют продольным поясом-обвязкой из двутав­ровых балок на расстоянии не менее 0,5 м от верха котлована. В пояса упи­рают поперечные распорки-расстрелы, располагая их через 4...6 м вдоль оси котлована (рис. II 1.6, е). Для пере­дачи нагрузки от свай на расстрелы между каждой сваей и балками обвязки устанавливают стальные клинья.

При глубине котлована более 10... ...12 м и значительном боковом давлении

грунта расстрелы устанавливают в не­сколько ярусов.

Расстрелы выполняют из труб диа­метром 30...40 см или из металла состав­ного профиля: два швеллера или четыре уголка соединяют накладками с помо­щью сварки. Конструкция расстрелов раздвижная (телескопическая); при этом раскрепляют их с помощью стальных клиньев или специальных гидравличе­ских домкратов.

В ряде случаев, консольно-распорное крепление применяют в сочетании с грун­товыми анкерами.

В последнее время при устройстве креплений стенок котлованов внедря­ется метод торкретирования с помо­щью цемент-пушки или бетон-шприц-машины (см. разд. VII, гл. 7, § 3). Набрызг бетонной смеси производится под высоким давлением; ее частицы при нанесении первого слоя проника­ют в мягкий грунт, а при нанесении по­следующих слоев — в неуспевшую еще затвердеть бетонную смесь предыдуще­го слоя. В ряде случаев по грунту или между соответствующими слоями укла­дывается арматурная сетка. В резуль­тате получают монолитную конструк­цию с толщиной слоя около 75 мм.

При сооружении глубокого котлова­на его стенки крепят торкрет-бетоном обычно ярусами. Если толщина торк­рет-бетона значительна, его анкерят за пределами котлована.

Метод торкретирования не рекоменду­ется применять в песчаных и сильно обводненных грунтах.

Крепление стенок траншей по кон­структивным признакам аналогично креплению стенок котлованов.

Горизонтальное крепление с прозорами (рис. II 1.6, г) допускается для траншей глубиной до 3 м в связных грунтах ес­тественной влажности при отсутствии или незначительном притоке грунтовых вод. При глубине траншей от 3 до 5 м и тех же условиях выполняют сплош­ные крепления.

В грунтах сыпучих или повышенной влажности, независимо от глубины тран­шей, применяют сплошное горизонталь­ное или вертикальное крепление (рис. III. 6, д). При сильном притоке грунто­вых вод и опасности выноса частиц грун­та устраивают шпунтовые крепления из

досок, брусьев или металлических шпун­тов (рис. III.6, в).

Инвентарные крепления бывают раз­личных конструкций (например, кон­струкции ЦНИИОМТП, Мосподземстроя, ВНИИГС). Отличительной особенно­стью их является то, что они состоят из сборно-раздвижных распорных рам и инвентарных щитов ограждения (рис. III. 6, ж). Крепление собирается из от­дельных секций. Две распорные рамы (рис. II 1.6, ж) опускаются в траншею. После этого между стенками траншеи и стойками закладывают с обеих сто­рон инвентарные щиты, затем раздвига­ют стойки распорных рам вращением до отказа упорных гаек. После уста­новки креплений на распорные рамы для повышения устойчивости наклады­вают связи жесткости. Инвентарные кре­пления применяют при разработке зем­леройными машинами траншей глуби­ной до 3 м.