Траншеи для водопровода

Траншеи для водопровода

При организации водоснабжения дома, после приобретения необходимого оборудования и надежного насоса, встает вопрос о подведении коммуникаций непосредственно к жилью. Как правило, в наших суровых условиях прокладка труб производится в грунте. В статье рассматривается правильные приемы организации таких работ.

Траншеи для прокладки трубопроводов бывают трех типов: прямоугольного сечения с отвесными стенками, трапецеидального сечения с наклонными стенками и смешанного типа (рис. 1).

Прямоугольные траншеи

Прямоугольные траншеи с отвесными стенками имеют минимальный объем земляных работ, небольшую ширину в плане, что облегчает производство работ в пределах уличных проездов. К недостаткам таких траншей следует отнести необходимость устройства крепления стенок, которое предотвращает возможность обрушения стенок и обеспечивает безопасность работающих в траншее людей.
Рытье траншей без крепления отвесных стенок допустимо в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод. При этом глубина выемки не должна превышать:
— в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах — 1 м;
— в супесных и суглинистых грунтах — 1,25 м;
— в глинистых грунтах — 1,5 м.

Рис. 1. Поперечные сечения траншей:
А — прямоугольная;
Б — трапецеидальная;
В — комбинированная

Выбор типа крепления траншеи находится в зависимости от характера и состояния грунта, глубины и ширины траншеи, близости к траншее тех или иных подземных и надземных сооружений, возможных сотрясений от динамической нагрузки и метода производства земляных работ. Необходимо всегда иметь в виду, что устойчивость одних и тех же грунтов может меняться в зависимости от ряда условий.

Например, глинистые грунты нормальной влажности достаточно устойчивы, но, будучи смочены водой, создают большую нагрузку на крепления траншеи. Траншеи в скальных грунтах могут разрабатываться на значительную глубину без всякого крепления. Однако и скальные грунты могут представлять опасность при наличии наклонных инородных прослоек, расположенных под углом более 30° к горизонту.

Сухие гравелистые и песчаные грунты легко осыпаются внутрь траншеи даже через небольшие щели в креплении, образуя за ними опасные пустоты и каверны. Это диктует необходимость тщательного крепления боков траншеи и не позволяет углублять траншею в сыпучих грунтах без немедленного соответствующего крепления.

Из всего вышесказанного нетрудно сделать вывод, что своевременное и правильное раскрепление стенок траншей является чрезвычайно важным фактором, обеспечивающим предотвращение аварийных ситуаций и требований безопасного производства работ. Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и характера грунтов, приведены в таблице .

Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и характера грунтов

Горизонтальное крепление траншеи вразбежку

Применяется в плотных грунтах и состоит из горизонтальных досок, установленных с прозорами 25-30 см и более (в зависимости от устойчивости грунта и местных условий) (рис. 2).

Рис. 2. Горизонтальное крепление вразбежку:
1 — горизонтальные доски;
2 — прозоры;
3 — вертикальные стояки;
4 — поперечные распорки

Горизонтальные доски раскрепляются вертикальными стояками из досок и поперечными распорами. Для крепления применяют доски толщиной 40-50 мм. Длина горизонтальных досок обычно составляет 4,5-6,5 м. При глубоких траншеях удобней применять доски длиной 4,5 м, так как опускание более длинных досок в траншею занимает много времени и может вызывать обрушение стенок до их раскрепления. Длина поперечных распорок, поддерживающих крепление, должна обеспечить плотное прижимание досок к стенкам траншеи.

Сплошное горизонтальное крепление применяется в слабых осыпающихся грунтах или при близком расположении траншей с ответственными сооружениями. При горизонтальном креплении верхняя бортовая доска должна выступать над поверхностью земли для предотвращения попадания в траншею камней, комьев грунта и т.п. Чтобы предохранить распорки от перекоса и выпадания после их установки, под ними к стоякам пришиваются бобышки. Забивка распорных досок значительно облегчится, если с их торцов снять фаски.

Вертикальное крепление

Рис. 3. Сплошное вертикальное крепление:
1 _ бобышка;
2 — распорка;
3 — доски толщиной 50 мм;
4 — накладка;
5 — гвозди

Применяется при разработке глубоких траншей в слабых сыпучих грунтах или вблизи ответственных надземных или подземных сооружений (рис. 3). Сплошное вертикальное крепление состоит из вертикально поставленных досок толщиной 50 мм, прижатых к стенкам траншеи брусчатыми или дощатыми рамами при помощи распорок.

В этом случае траншею копают с одновременным осаживанием вертикальных досок. По мере углубления траншеи внутри устанавливаются дополнительные рамы, расстояние между которыми по вертикали зависит от грунта и местных условий и в среднем составляет 1,2 м.

Для предотвращения оседания рам под ними пришивают бобышки либо устанавливают короткие стойки из досок или бревен, длина которых равна расстоянию между рамами. Многоярусное вертикальное крепление применяется при разработке глубоких траншей в слабых грунтах.

Траншеи с откосами

Траншеи с откосами не требуют крепления и позволяют широко использовать механизацию земляных работ. Объем земляных работ на один погонный метр траншеи с откосами значительно увеличивается. Кроме того, этот вид траншей требует немалой земельной полосы, учитывая большую их ширину поверху. При производстве работ в пределах автомобильных проездов, имеющих дорожное покрытие, раскопка траншей с откосами может оказаться экономически невыгодной из-за большого объема работ по разборке и восстановлению дорожных покрытий. Значительный объем вынутого грунта при небольших габаритах проезда создает затруднения для размещения его в отвале и может потребовать частичной временной вывозки грунта с обратной подвозкой для засыпки. Поэтому в стесненных городских условиях чаще всего применяют траншеи с отвесными стенками. Ширина откоса зависит от плотности грунта.

Смешанный тип траншей

Смешанный тип поперечного сечения траншей применяется при разработке грунта на большую глубину и при наличии грунтовых вод, уровень которых выше проектных отметок дна траншеи. В этом случае верхняя часть траншеи до уровня грунтовых вод роется с откосами, а нижняя часть в пределах грунтовых вод — с отвесными стенками. Этот вид траншей может оказаться целесообразным при наличии широких незамощенных проездов, свободных от подземных сооружений.

Ширина траншеи

Ширина траншеи принимается, исходя из условий минимального объема работ, в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения, геологических условий и принятого метода производства работ. Ширина по дну траншеи (без учета крепления) должна приниматься согласно техническим условиям. Наименьшая ширина траншей в свету между досками крепления, а также между основаниями откосов должна составлять не менее 0,7 м, а при механизированной разработке траншей — соответствовать размерам режущей кромки рабочего органа землеройной машины.

Глубина траншеи

Минимальная глубина заложения труб с учетом динамической нагрузки с поверхности земли (при перемещении транспорта) составляет приблизительно 1,0 м до верха трубы. При определении глубины заложения труб в первую очередь ориентируются на опыт эксплуатации водопровода. Обычно глубина заложения водопроводных сетей должна быть немного больше глубины промерзания грунта в данной местности.

Для ориентировочных расчетов глубину заложения водопроводных труб диаметром до 500 мм можно принимать:
Н = Нпр + 0,3 м,
где Нпр — глубина промерзания грунта в метрах.
Для северных районов РФ глубину заложения металлических труб принимают приблизительно 3-3,5 м; для средней полосы 2,5-3 м; для южных регионов — 1,25-1,3 м до низа трубы.

Обеспечение уклона траншей

Водопроводные и канализационные трубы укладывают с определенным уклоном, обозначенным в проекте на продольном профиле. Уклон напорным водопроводным трубопроводам придается таким, чтобы оставалась возможность их опорожнения. При правильном уклоне трубопровода становится невозможным скопление воздуха в его внутренних полостях. Канализационные трубопроводы являются самотечными, и уклон, с которым они укладываются, является очень важным фактором для их работы. От уклона зависит пропускная способность канализационного трубопровода и обеспечение его самоочищаемости, то есть предотвращение выпадания осадков из протекающей сточной жидкости. Особое значение имеет выполнение проектных уклонов для районов с плоским рельефом, где уклоны приходится проектировать весьма малые.

При неточном производстве работ могут иметь место участки с нулевым и даже с обратным уклонами, что создает большие затруднения в эксплуатации канализационной сети. Для обеспечения правильности уклонов прокладываемых трубопроводов большое значение имеет качественное выполнение работ по планировке дна траншеи по проектным отметкам. Для контроля уклона дна траншеи после окончания работы экскаватора на траншее устанавливают обноски. Обноска представляет собой доску толщиной 40-50 мм, врезанную и прочно пришитую к вкопанным по бокам траншеи столбикам. К обноске, с ее низовой стороны, прочно пришивается брусочек-полочка. Верхнюю грань этого брусочка устанавливают по уровню в строго горизонтальном положении. Обноски устраивают обычно над смотровыми колодцами, расстояние между которыми на канализационной сети обычно не превышает 50 м.

При прокладке коллекторов с малыми уклонами расстояние между обносками должно составлять не более 25-30 м. Зная отметку полки обноски и проектную отметку дна траншеи под обноской (из рабочего профиля), определяют величину h2, которая отмеряется от верхней грани полки. При этом получают проектную отметку дна траншеи под данной обноской. Между проектными точками под обносками через каждые 2-3 м при помощи визирок забивают колышки, верх которых находится на проектных отметках.

При разработке траншеи большую роль играет качество подготовки основания, на которое укладывают трубы. В системах водоснабжения трубопроводы укладывают на естественное или искусственное основание. Тип основания выбирают в зависимости от гидрогеологических условий, размеров и материала укладываемых труб, конструкции стыковых соединений, глубины укладки, транспортных нагрузок и местных условий. При естественном основании трубы укладывают на грунт ненарушенной структуры, обеспечивая поперечный и продольный профиль основания по проекту.

При этом по всей длине трубы должны плотно прилегать к основанию. Во избежание недопустимых просадок прочность основания должна быть достаточной для уравновешивания активных сил, то есть внешних нагрузок, действующих на трубу. При несущей способности грунтов менее 0,1 МПа (1 кгс/см2) необходимо устраивать искусственное основание. Для увеличения плотности грунтов оснований широко применяют метод уплотнения.

Несущая способность труб в значительной мере зависит от характера их опоры на основание. Так, трубы, уложенные в грунтовое ложе с углом охвата 120е, выдерживают нагрузку на 30-40% большую, чем трубы, уложенные на плоские основания. При укладке труб на искусственное основание с углом охвата 120е несущая способность труб повышается в 1,7 раза и более по сравнению с укладкой на плоское грунтовое основание. Таким образом нетрудно сделать вывод, что устройство основания является одним из главных факторов, обеспечивающих долговечность и надежность эксплуатации трубопроводов.

С увеличением диаметра трубопроводов это условие приобретает еще более важное значение, поскольку стоимость таких сооружений возрастает. Для создания искусственных оснований гравийно-щебеночного типа по дну траншеи рассыпают слой сухого щебня или гравия, выравнивают его, а после укладки труб подбивают пазухи щебнем или гравием, устраивая требуемое ложе по диаметру трубы. В процессе подготовки основания необходимо проверить соответствие проектным данным продольного и поперечного уклонов. Для этого выполняют нивелирование дна траншеи. Глубину и угол обхвата ложа необходимо проверять шаблоном.

Засыпка траншей

В зимний и весенний периоды засыпка нижней части траншеи на высоту 30-40 см производится немедленно после укладки труб. Засыпка нижней части траншеи на высоту не менее 0,5 м должна производиться исключительно талым грунтом с тщательным уплотнением пазух. Засыпка верхней части траншеи при расположении ее в пределах автомобильных переездов, имеющих дорожное покрытие, тоже должна производиться талым грунтом для предотвращения последующих осадок дорожного покрытия. При засыпке верхней части траншеи, проходящей по незамещенным проездам, допускается к укладке мерзлый грунт в количестве не более 15% от общего объема засыпки.

Перед засыпкой траншея должна быть очищена от снега. Важным моментом является засыпка нижней части траншеи, где уложен трубопровод. В процессе засыпки необходимо принимать меры для сохранения стыковых соединений, изоляции уложенных труб от повреждения сбрасываемым грунтом. Засыпка нижней части траншеи на высоту 0,25-0,30 м должна производиться вручную.

При мелких траншеях грунт сбрасывают сверху осторожно и не на сами трубы, а сбоку, в угол, чтобы удар приходился на стенки траншеи. При засыпке глубоких траншей для предохранения уложенных труб от повреждения камнями и комьями слежавшегося грунта на нижний ярус распорок укладываются доски, прикрывающие трубы.

Грунт для засыпки нижней части траншеи должен быть освобожден от камней, комьев и других примесей. Засыпка нижней части траншей должна производиться одновременно с двух сторон уложенного трубопровода слоями 0,15-0,20 м, так как односторонняя засыпка может сдвинуть трубопровод. Для уплотнения грунта в пазухах траншеи применяются деревянные либо пневматические трамбовки.

После засыпки и уплотнения грунта в пазухах траншеи дальнейшая засыпка на 0,25-0,30 м выше шелы-ги труб может производиться без уплотнения (за исключением случаев, когда срочно требуется восстановить полотно проезжей части дороги).

Механизация работ по засыпке траншей без уплотнения может быть осуществлена при помощи бульдозера или экскаватора. При прокладке трубопроводов по замощенным уличным проездам засыпка должна производиться послойно с тщательным уплотнением грунта для предотвращения последующих просадок дорожного покрытия. Горизонтальное крепление траншеи разбирается постепенно по мере засыпки грунта, начиная снизу.

Количество одновременно удаляемых досок по высоте не должно превышать трех, а в сыпучих или неустойчивых грунтах — одной. При разборке крепления сквозные стояки каждый раз отпиливают на ширину снимаемой Доски. Вертикальное и шпунтовое крепление извлекают после засыпки траншеи.

Как временно закрепить стенки выемок, защитить откосы и уплотнить грунт?

При устройстве котлованов и траншей в стесненных условиях городской застройки, на территории действующих предприятий и в других случаях, когда не представляется возможным разрабатывать выемку с откосами, ее устраивают с вертикальными стенками.

В зависимости от вида и состояния грунта СНиП устанавливает допустимую глубину выемок с вертикальными стенками для песчаных грунтов 1 м и для глинистых до 1,5 м. При большей глубине возникает необходимость временного крепления вертикальных стенок, чтобы избежать их обрушения.

Устройство крепления вертикальных стенок выемок требует значительных трудозатрат и усложняет как разработку грунта, так и выполнение строительно-монтажных работ в траншее или котловане, поэтому устройство выемки с вертикальными стенками, способ и тип крепления должны иметь технико-экономическое обоснование и применяться, когда невозможно выполнить откосы или прокладку подземных коммуникаций другими способами.

Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях, крепят сплошным ограждением из деревянного или металлического шпунта, который забивают по периметру выемки до начала разработки грунта.

В зависимости от условий производства работ и назначения выемки применяют различные типы крепления стенок (рис.5). Крепление распорного (горизонтально-рамного) типа наиболее простое в исполнении и применяется, как правило, при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или незначительной влажности грунтах.

Рис.5. Схемы крепления вертикальных стенок выемок:

а — стоечно-распорное; б — консольное; в — консольно-распорное; г — анкерное; д — подкосное; 1 — щиты (доски); 2 — стойка; 3 — распорка

Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, защемленных нижней частью в грунте на 2-3,5 м глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев), непосредственно воспринимающих давление грунта. Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м.

В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, отличающееся от консольного тем, что между стойками перпендикулярно оси траншеи устанавливаются распорки. В результате снижается изгибающий момент, воспринимаемый стойкой.

Для крепления стенок глубоких котлованов и траншей большой ширины, когда установка распорок затруднена, устраивают консольно-анкерное крепление.

При отрывке котлованов может применяться подкосное крепление вертикальных стенок. Оно состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, установленными на дно котлована и раскрепленными подкосами и упорами. Использование этого крепления ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, мешают производству работ.

Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м следует выполнять из индустриальных конструкций. В практике строительства инженерных коммуникаций используются трубчатые распорные, шарнирно-винтовые, объемные крепления и др. ^ В состав их входят инвентарные деревянные щиты, металлические стойки и телескопические распорки, позволяющие легко изменять габариты крепления в зависимости от размеров траншей. Объемное крепление представляет собой пространственную конструкцию, предварительно полностью собранную и устанавливаемую краном в траншею. Оно может по мере надобности переставляться по фронту работ. Индустриальные конструкции крепления имеют небольшую массу и малую трудоемкость при монтаже и демонтаже.

Тип крепления вертикальных стенок выемок определяется проектом производства работ на основе анализа технико-экономических показателей вариантов. Крепление должно быть индустриальным, надежно обеспечивать безопасность производства работ, не стеснять рабочее место, выполняться с минимальными материалоемкостью и трудозатратами.

Защита откосов постоянных выемок и насыпей от размыва поверхностным стоком атмосферных осадков осуществляется тщательной планировкой поверхности откосов с последующим их укреплением.

Укрепление откосов может производиться сплошной укладкой дерна, или укладкой его в клетку, т.е. пересекающимися полосами, промежутки между ними засыпают растительным грунтом с посевом многолетних трав. В местах концентрации стока (сопряжение насыпи с мостами, путепроводами и т.д.) откосы могут защищаться бетонными или железобетонными плитами и устройством водоотводных лотков.

Необходимость уплотнения грунтов возникает при возведении постоянных земляных сооружений, планировке площадок, обратной засыпке траншей и пазух котлованов, подсыпке под полы промышленных зданий и т.д.

В результате уплотнения грунта увеличиваются его плотность, модуль деформации, сопротивление сдвигу, водонепроницаемость и существенно уменьшаются осадки грунта в процессе эксплуатации сооружений.

Уплотнение грунта производится послойно механизированным способом. Толщина слоя зависит от вида грунта и типа грунтоуплотняющих средств. Наиболее эффективно уплотнять связные грунты укаткой и трамбованием, а несвязные — вибрационным и комбинированным воздействием (виброукаткой, вибротрамбованием и т.д.).

Укатку производят катками с гладкими вальцами, кулачковыми и пневмоколесными катками. Прицепные, полуприцепные и самоходные пневмоколесные катки широко используются для уплотнения различных грунтов слоями небольшой толщины (до 0,6 м).

Для уплотнения трамбованием используют трамбующие плиты, подвешенные к стреле экскаватора, различные трамбующие машины и механические трамбовки. Этим способом уплотняют, как правило, связные грунты. Уплотнение достигается многократными ударами трамбующей плиты или башмака по слою отсыпанного грунта. Трамбующие плиты и машины используют для уплотнения грунта в насыпях при максимальной толщине слоя до 0,8-1,5 м. Механическими трамбовками уплотняют грунт толщиной слоя до 0,5 м в непосредственной близи подземных коммуникаций и конструкций, в труднодоступных местах и стесненных условиях при обратной засыпке пазух, подсыпке под полы и т.д. Самоходные вибротрамбовки могут уплотнять как связные, так и несвязные грунты.

Вибрационным способом целесообразно уплотнять несвязные грунты, в которых вибрация вызывает резкое снижение сил внутреннего трения между частицами грунта.

Для уплотнения грунтов этим способом применяют виброплиты прицепные, самопередвигающиеся и подвесные. Толщина уплотняемого слоя от 0,6 до 2,0 м в зависимости от массы виброплиты, частоты и амплитуды колебаний.

С целью повышения эффективности уплотнения грунтов используют комбинированные воздействия: укатки и вибрации (виброкатки), удара и вибрации (вибротрамбовки) или увлажнения и вибрации для глубинного уплотнения (гидровибрационные установки).

Интенсивность процесса и степень уплотнения грунтов в значительной мере зависят от его влажности. Оптимальная влажность грунта — это влажность, при которой максимальная плотность грунта достигается с наименьшими энергозатратами. Она составляет для несвязных грунтов 8-12% и для связных- 19-23%.

В процессе производства работ контролируют степень уплотнения грунта. Контроль плотности может осуществляться определением объемной массы грунта в пробах, взятых из возводимой насыпи, плотномерами, погруженными в грунт, и другими приборами с использованием радиоизлучений, ультразвука и др.

Искусственное закрепление грунтов

Закрепление грунтов представляет собой совокупность и многообразие существующих методов, в результате применения которых повышаются прочность грунта, он становится неразмываемым, при использовании отдельных методов грунт дополнительно становится водонепроницаемым, повышается его противодействие агрессивным грунтовым водам.

Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес или повышения несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-механических свойств грунта и требуемых прочностных характеристик, на значения закрепления и других свойств укрепленного грунта применяют цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, химический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунта.

Цементация осуществляется для закрепления крупно- и среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород и выполняется путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. Инъектор (рис. 5.8) состоит из отдельных звеньев гладких и перфорированных труб длиной 1,5 м и внутренним диаметром 19…38 мм; внизу он имеет острый наконечник, а в верхней части — наголовник, к которому присоединяется шланг для подачи раствора под давлением. На глубину до 15 м инъекторы погружаются забивкой пневматическими молотами вибропогружателями, при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые трубы и опускают.

В зависимости от выявленных характеристик закрепляемых грунтов, расчетных прочностных величин грунта через инъекторы подается цементный раствор состава от 1:1 до 1:10 по массе (цемент: вода); оптимальное давление обычно соответствует 1 атм на 1 пог. м трубы инъектора. Радиус закрепления в трещиноватых скальных породах достигает 1,2…1,5 м, в крупнозернистых песках — 0,5…0,75 м, в песках средней крупности — 0,3…0,5 м. Прочность укрепленных грунтов может достигать 3,5 МПа. Нагнетание раствора в скважину прекращают при достижении заданного поглощения или когда при заданном давлении резко снижается расход раствора (за 20 мин в скважину попадает менее 10 л раствора).

Силикатизация (химический способ) — последовательное нагнетание в грунт водного раствора силиката натрия (жидкого стекла) и ускорителя твердения (раствора соли хлора, обычно хлористого кальция). Часто этот способ называют двухрастворным закреплением. Применима силикатизация в песках, плывунах, лессовидных грунтах, она позволяет повысить прочность, водонепроницаемость и общую устойчивость грунта. Метод может применяться как в сухих, так и насыщенных водой грунтах, даже при высоких коэффициентах фильтрации — от 2 до 80 м/сут. В грунт последовательно нагнетают при давлении до 15 атм (1,5 МПа) раствор жидкого стекла и хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют нерастворимое вещество (гель кремниевой кислоты), прочно соединяющее в единый монолит примыкающий естественный грунт.

Как и при цементации, инъекторы изготовляют из стальных цельнотянутых труб с внутренним диаметром 19…38 мм и толщиной стенки не менее 5 мм. Нижняя перфорированная часть инъектора имеет длину 0,5.-1,5 м. Насосы для нагнетания подбирают с расчетом подачи раствора в каждый установленный инъектор от 1 до 5 л/мин.

При мелких пылеватых песках удобнее нагнетать в грунт под давлением до 5 атм (0,5 МПа) раствор фосфорной кислоты и жидкого стекла, в результате реакции также получается нерастворимый гель (кремниевой кислоты и фосфорнокислого натрия).

Однорастворное закрепление из смеси силиката натрия и отверди-теля применяют для слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут. Прочность закрепленного грунта находится в пределах 0,3…0,6 МПа.

В лессовидные грунты нагнетают при давлении до 5 атм (0,5 МПа) только раствор жидкого стекла, который вступает в реакцию с содержащимися в этих грунтах солями кальция, также в итоге получается нерастворимый гель (кремниевая кислота + гидрат оксида кальция + сернокислый натрий).

Способом силикатизации укрепляли основание Большого театра, Кремлевской стены, этот метод широко используется при проходке шахт и туннелей при строительстве метрополитенов.

Битумизация применяется для закрепления песчаных и сильно трещиноватых грунтов, но что более важно — прекращение через них фильтрации воды. Горячий битум нагнетают в грунт через инъекторы, Установленные в ранее пробуренных скважинах. К инъекторам, обогреваемым электрическим током, горячий битум подается из котлов насосом по трубам при давлении, достигающем 50…80 атм (5…8 МПа). Инъектор состоит из двух труб, внутренняя с отверстиями для выхода битума, опускается в грунт ниже наружной, защитной трубы. Нагнетание битума осуществляется в несколько приемов. После первого нагнетания под давлением 2…3 атм (0,2…0,3 МПа) битуму дают возможность растечься по всем заполняемым полостям и начать затвердевать, уменьшаясь в объеме. Перед последующими нагнетаниями битум в скважине разогревают электронагревателями инъектора. Песчаные грунты можно закреплять холодной битумной эмульсией.

Термическое укрепление грунтов заключается в обжиге лессовидных и пористых суглинистых грунтов раскаленными газами через пробуренные в грунте скважины диаметром 10…20 см. Скважины пробуривают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга 2…3 м и на глубину до 15 м, сверху устье скважины «заканчивается бетонным оголовком, в котором размещается форсунка для сжигания топлива. К этой форсунке по самостоятельным шлангам подается топливо и сжатый воздух. Топливо может применяться жидкое (нефть, мазут, соляровое масло) или газообразное (природный или генераторный газ). Сжатый воздух подается под избыточным давлением, превышающим на 0,15…0,5 атм (15…50 кПа) давление в трубопроводе с топливом, благодаря этому избыточное давление позволяет отрывать пламя от форсунки и распространять его на всю глубину скважины.

В процессе обжига в скважине поддерживается температура 600…1100°С. За счет такой высокой температуры происходит процесс расплавления и последующего спекания грунта. Обжиг может продолжаться 5… 10 сут., в результате образуется керамическая свая диаметром 2…3 м. Расход топлива за весь период обжига составляет до 100 кг/пог.м скважины. Прочность грунта в среднем 1,0… 1,2 МПа, но может доходить до 10 МПа.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ основан на использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5… 1 В/см 2 и плотностью 1…5 А/м 2 . В результате действия тока глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

Электрохимическое закрепление грунтов. Это способ применяют для глинистых и илистых грунтов. В грунт параллельными рядами через 0,6… 1,0 м забивают металлические стержни или трубы, по которым пропускают постоянный электрический ток напряжением 30… 100 В и силой тока 0,5…7 А на 1 м вертикального сечения закрепляемого грунта

Специфика электрохимического способа заключается в том, что при погружении в грунт чередуют через ряд металлические стержни (аноды) и трубы (катоды), через которые в грунт подается раствор хлористого кальция, силиката натрия, хлорного железа и других химических добавок, увеличивающих проходимость тока, а значит и интенсивность процесса закрепления грунта.

Методы применимы при малых коэффициентах фильтрации грунта — 0,2…2 м/сут. В результате насыщения грунта раствором хлористого кальция и пропускания затем по этому грунту электрического тока в грунте происходят необратимые изменения, в частности они перестают пучиниться, увеличиваются их прочностные характеристики.

Песчаный грунт крепление откосов траншея глубина

Траншея — это временная выемка, устраиваемая для ленточных фундаментов и прокладки инженерных сетей. Траншеи бывают с вертикальными стенками, которые зачастую приходится крепить, с откосами и смешанного сечения.

Котлован представляет собой широкую выемку, в которой, возводятся фундаменты и части здания или сооружения, расположенные ниже поверхности земли.

Вертикальные стенки траншей и котлованов без крепления. в траншеях и котлованах допускаются в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод и глубине котлована или траншеи не более 1 м в несыпучих, песчаных, гравелистых грунтах; в супесчаных и суглинистых грунтах при глубине до 1,25, в глинистых — 1,5 м, а в особо плотных — до 2 м. При этом во избежание осыпания и сползания грунта укладывать трубы и устраивать фундаменты в траншеях и котлованах рекомендуется сразу же после их отрывки, а по окончании этих работ необходимо засыпать выемки. Когда устройство креплений экономически нецелесообразно, котлованы и траншеи делают с откосами, если позволяют условия площадки. При отсутствии грунтовых вод наибольшую крутизну откосов до глубины 1,5 м принимают от 1 : 0,5 до 1 : 0; при глубине 1,5 . 3 м — от 1:1 до 1 : 0,25, а при глубине 3 . 5 м — от 1 : 1,25 до 1 : 0,5.

Вертикальные стенки траншей и котлованов, с креплением приходится устраивать в глубоких котлованах и траншеях, в стесненных условиях площадки, когда нельзя делать откосы, и в грунтах, насыщенных водой. На рис. II. 2 показаны различные крепления стенок котлованов и траншей: подкосное, анкерное, горизонтальное, вертикальное и шпунтовое.

Подкосное крепление стенок траншей и котлованов, очень простое, но оно загромождает внутреннее пространство котлована, что затрудняет производство последующих работ.

Анкерное крепление стенок траншей и котлованов выполняют из бревен и стоек диаметром 12. 14 см и горизонтальной забирки из досок толщиной 50 мм. Анкерной тягой могут быть две доски толщиной 25. 30 мм, заглубленные в землю, или металлическая труба. Тяга крепится к забитой в грунт свае. Сваю надо располагать за пределами естественно го угла откоса разрабатываемого грунта.

Горизонтальное крепление стенок траншей и котлованов может быть с прозорами или сплошным. Крепление с прозорами применяется при глубине траншей до 3 м и отсутствии притока грунтовых вод, а сплошное крепление из досок толщиной 40 мм при глубине 3. 5 м.

Вертикальное (шпунтовое) крепление стенок траншей и котлованов, обычно устраивается сплошным из досок со специально обработанной кромкой (шпунтин).

Для разработки грунта вручную применяют копальные и подборочные лопаты, киркомотыги, ломы, кувалды и клинья с держателями.

Грунты I и II групп разрабатывают прямоугольными или полукруглыми копальными лопатами, которые одновременно могут служить и как подборочные для выбрасывания разрыхленного грунта. Более твердые грунты рыхлят (копают) остроконечной копальной ло¬патой, а разрыхленный грунт подбирают и выбрасывают подборочной (такие лопаты имеют ручки длиной 1140 и 1580 мм)

Грунты III и IV групп предварительно рыхлят киркомотыгой массой от 2,4 до 3,85 кг. Тяжелые глины и так называемую разборную скалу рыхлят ломами длиной 1150. 1400 мм и массой 4. 6,5 кг.

Ручная разработка грунта в траншеях и котлованах ведется послойно или сразу на всю глубину. При разработке траншеи глубиной до 1,5 м и средней шириной до 2 м грунт выбрасывают на бровку траншеи или котлована. Работы ведет звено из двух человек. Один копает грунт копальной лопатой, второй подбирает его подборочной и выбрасывает на бровку. Если ширина траншеи превышает 2. 4 м, то рекомендуется грунт выбрасывать в обе стороны. До выкидки на бровку грунт с помощью подборочной лопаты подкидывают по дну траншеи (котлована) к бровке, а затем выбрасывают в одну или обе стороны.

Если глубина траншеи или котлована превышает 1,5 м, то на стенках выемки крепят дощатые полки или делают достаточно широкие земляные уступы в стен ке выемки, на которых могут разместиться выбрасываемый грунт и землекоп. В этом случае работы ве дутся звеном из трех человек. Первый землекоп разрыхляет грунт копальной лопатой, второй выбрасывает грунт подборочной лопатой на уступ или полку, а третий, стоя на уступе (полке), подборочной лопатой перекидывает грунт на бровку.

Разработка грунта при рытье ям под столбы, стойки, столбики для оград и половые лаги ведется в той же последовательности. При этом до начала земляных работ размечают на грунте очертания ям с учетом за крепленных проволокой разбивочных осей так, чтобы их центральные оси совпадали с разбивочными продольными и поперечными осями здания или помещения. Разработка грунта ведется вручную с помощью копальных лопат. При значительном объеме грунта в яме разработку ведут остроконечной лопатой, а выкидку раз¬рыхленного грунта — подборочной. Затем выполняют зачистку дна и стенок ямы. Для рытья ям небольшого диаметра применяют ямобуры.

Откидывание грунта на расстояние, превышающее по горизонтали 3 м, а по вертикали 1,5 м, следует про¬изводить последовательными перекидками. Грунт желательно располагать в пределах одной перекидки от бровки.

Планировку площадок и откосов выемок вручную начинают с копания маячных борозд шириной 0,4. 0,5 м. Затем (после геодезической проверки) срезают и откидывают грунт из промежутков между бороздами и проверяют спланированную поверхность нивелиром или по заданному шаблону.

Для разрыхления твердых и скальных грунтов землекопам отряда придается компрессор с комплектом отбойных молотков. Обслуживают компрессор и молотки обычно механизаторы строительной организации.

При разработке грунта в котловане или траншее с погрузкой в бадьи или ковши и подъеме их легкими переносными кранами (типа ДИП-7, Т-33, КП-750, БТК-2) грузоподъемностью от 0,25 до 0,75 т работы ведутся звеном из трех человек Один землекоп копает грунт копальной лопатой, взрыхляя его, второй — грузит подборочной лопатой взрыхленный грунт в бадью, третий — подает команды крану при подъеме бадьи из траншеи и подаче ее на бровку к месту сброса грунта.

Число землекопов определяется на месте производства работ с учетом наиболее полного использования кранов. При этом надо тщательно организовать работу в забое и при подъеме грунта с установкой креплений в процессе работы.

Грунт сваливают на расстоянии не менее 0,5 м от бровки траншеи (котлована). Параллельно подборочны¬ми лопатами очищают поверхность бермы, стенки и дно траншеи. Берма – горизонтальная площадка, уступ, на откосах земляных сооружений, устраиваемая для придания устойчивости вышележащей части сооружений, а также улучшения условий их эксплуатации.

Наш адрес: Днепропетровск, ул. Карла Либкнехта 57
Телефон по Украине: (063) 796-79-32 или (063) 796-19-32

Организация и порядок производства земляных работ

определение безопасной крутизны незакрепленных откосов котлованов, траншей (далее — выемки) с учетом нагрузки от машин и структуры грунта;

определение конструкции крепления стенок котлованов и траншей;

выбор типов машин, применяемых для разработки грунта и мест их установки;

дополнительные мероприятия по контролю и обеспечению устойчивости откосов в связи с сезонными изменениями;

определение мест установки и типов ограждений котлованов и траншей, а также лестниц для спуска работников к месту работ.

При производстве земляных работ возможно воздействие на работника следующих опасных и вредных производственных факторов:

обрушающиеся горные породы (грунты);

падающие предметы (куски породы);

движущиеся машины и их рабочие органы, а также передвигаемые ими предметы;

расположение рабочих мест вблизи перепада по высоте 1,3 м и более;

повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

химические опасные и вредные производственные факторы.

Производство земляных работ осуществляется по наряду — допуску и под непосредственным наблюдением руководителя работ:

— В охранной зоне кабелей высокого напряжения, действующего газопровода, других коммуникаций работы производятся под наблюдением работников организации, эксплуатирующих эти коммуникации, после получения письменного разрешения от организации, эксплуатирующей эти коммуникации

— На участках с возможным патогенным заражением почвы (свалки, кладбище, скотомогильники и т.п.) — после получения письменного разрешения от органа санитарного надзора.

При размещении рабочих мест в выемках их размеры должны обеспечивать размещение оборудования, а также проходы на рабочих местах и к рабочим местам ширину в свете не менее 0,6 м. Выемки, разрабатываемые в местах возможного нахождения людей (на улицах, проездах, во дворах населенных пунктов), ограждаются защитными ограждениями. На ограждении устанавливаются предупредительные надписи, а в ночное время — сигнальное освещение. Для прохода людей через выемки устанавливаются переходные мостики. Для прохода на рабочие места в выемки устанавливаются трапы или маршевые лестницы шириной не менее 0,6 м с ограждениями или приставные лестницы (деревянные — длиной не более 5 м).

Производство работ, связанных с нахождением работников в выемках с вертикальными стенками без крепления в песчаных, пылевато-глинистых и талых грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений, допускается при их глубине не более:

1,0 м — в не слежавшихся насыпных и природного сложения песчаных грунтах;

1,25 м — в супесях;

1,5 м — в суглинках и глинах.

Перед допуском работников в выемки глубиной более 1,3 м, ответственное лицо проверяет состояние откосов, надежность крепления стенок выемки. Допуск работников в выемки с откосами, подвергшимися увлажнению, разрешается только после тщательного осмотра лицом, ответственным за обеспечение безопасности производства работ.

Разработка роторными и траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках и глинах) выемок с вертикальными стенками без крепления допускается на глубину не более 3 м. В этих случаях спуск работников в траншеи не допускается.

В местах, где требуется пребывание работников, устраиваются крепления или разрабатываются откосы. Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 0,5 м. Верхняя часть креплений должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см. Разборку креплений в выемках следует вести снизу вверх по мере обратной засыпки выемки, если иное не предусмотрено ППР.

Разработка грунта в непосредственной близости от действующих подземных коммуникаций допускается только при помощи лопат, без помощи ударных инструментов.

Применение землеройных машин в местах пересечения выемок с действующими коммуникациями, не защищенными от механических повреждений, разрешается по согласованию с организациями-владельцами коммуникаций.

Разрабатывать грунт в выемках «подкопом» не допускается. Извлеченный из выемки грунт необходимо размещать на расстоянии не менее 0.5 м от бровки этой выемки.

Автомобили-самосвалы при разгрузке на насыпях, а также при засыпке выемок следует устанавливать не ближе 1м от бровки естественного откоса.

При работе экскаватора не разрешается производить другие работы со стороны забоя и находиться работникам в радиусе действия экскаватора плюс 5 м.

При механическом ударном рыхлении грунта не допускается нахождение работников на расстояние ближе 5 м от мест рыхления.

Запрещается разработка грунта бульдозером и скреперами при движении на подъем или под уклон, с углом наклона более указанного в паспорте машины.

Работники, допускаемые к земляным работам, должны быть обучены по охране труда в установленном порядке, обеспеченными необходимыми средствами индивидуальной защиты.