Что собой представляет и как производится крепление траншеи?

Рытье и засыпка траншей для магистральных трубопроводов

В табл. 7, 8 приводятся нормы расхода материалов при рытье и засыпке траншей.

Таблица 7. Изготовление, укладка и перекладка сланей

Материалы	Единица измерения	Расход для трубопроводов диаметром, мм, до
300	600	800	1000	1200	1400
Глубина траншеи, м
1,2	1,4	1,6	1,8	2,2	2,3
Бревна до 240 мм	м3	23,03	27,10	30,80	35,00	42,00	46,20
Проволока 4 мм	т	0,191	0,23	0,26	0,29	0,35	0,39
Скобы строительные	кг	460	540	610	693	831	920

Примечание: единица измерения — 1 км траншеи.
Таблица 8. Работа экскаваторами на болотах с понтона

Перечень работ	Материалы	Единица измерения	Расход
Первоначальный	С учетом оборачиваемости
Установка и закрепление экскаватора на понтоне и снятие с понтона	Бревна строительные 140–240 мм	м3	4,03	1,20
Установка и снятие лебедки для перемещения понтона	Скобы строительные	кг	36	13

Примечание: единица измерения — 1000 м3 грунта.

Свойства, влияющие на сложность работ по копке ямы

Сложность проведения работ по разработке котлована зависит от определенных свойств грунта:

• Влажность – пропорции масс воды, содержащейся в почве, и твердых включений. Выводится в процентном соотношении: меньше 5% — грунт сухой, свыше 30% — влажный, 5-30% — нормальный. Чем мокрее земля, тем труднее ее вынимать. Исключением из правил будет глина – ее проблематичней извлекать в сухом виде.
• Разрыхляемость – свойство грунта увеличиваться в объеме в процессе выемки и разработки.
• Плотность – масса одного кубометра в обычном состоянии. Наиболее плотный и тяжелый грунт – это скальный, легкий – песчаники и супеси.
• Сцепление – степень противодействия сдвигу. Супесчаный и песчаный грунт имеет показатель от 3 до 50 кПа, суглинки – от 5 до 200 кПа. Отсюда следует, что первый вид легче поддается разработке.

Как проходит установка шпунта для котлована

Строительство искусственной стены выполняется в строгом соответствии с разработанной проектной документацией, чертежами. В проекте указываются глубина ограды, высота, диаметр, тип шпунта и фиксации.

Перед работами проводится гидротехнический анализ почвы, составляется технологическая карта.

Порядок установки следующий:

1. Доставляют материалы, инструменты на место застройки.
2. Краном шпунты распределяют по периметру объекта.
3. Выполняют разметку места установки каждой сваи.
4. Проводится стропирование. Элементы доставляют к размеченному участку монтажа.
5. На шпунт крепят наголовник погружателя.
6. Сваю выравнивают строго по вертикали. Постепенно погружают ее в грунт.
7. Распорки убирают. Сваю опускают до требуемой глубины.

СНиП 3.02.01-87

Ограды, возводимые шпунтовым способом, регулируются нормами, описанными в технологической карте.

Здесь указываются:

1. Основы пожарной, экологической безопасности.
2. Показатели качественного выполнения работ.
3. Требования к размерам, типам используемого сырья.

Это лишь малая часть описания. Нормы учитываются инженерами, бригадирами и другими людьми, которые отвечают за техническую сторону строительства.

Качество строительства оценивается СНиП. Полный перечень требований к установке таких оград приведен тут:

Технология устройства шпунтовых креплений

Такие ограды нужны в следующих случаях:

1. При застройке участка на нестабильном грунте.
2. Для укрепления стен котлована.
3. Предотвратить попадание грунтовых вод на строительную площадку.
4. Для защиты от размыва берегов, обвала горных пород.
5. Повысить устойчивость конструкции при подвижной почве.
6. Для защиты сооружений при обмелении, заиливании водоема.
7. Не допустить обвала берегового откоса.
8. При прокладке коммуникаций, защиты коллектора сточных вод.

Среди других преимуществ шпунтования:

1. Устойчивость к растяжениям, изгибам, статической нагрузке.
2. Возможность многоразового применения. При правильном демонтаже шпунты используют повторно, существенно экономя на материалах.
3. Крепление шпунтов в разы дешевле установки буронабивных свай.
4. Прочность стенки и долговечность.

Много способов применения и доступная цена делают шпунтирование популярным вариантом ограждения при строительстве в местности со сложным рельефом.

Пользователи часто ищут:

• Железобетонный забор
• Демонтаж бетонного забора

Что это такое?

При появлении воды на строительной площадке, она заполняет все пустоты и полости

Ситуация усугубляется, когда уже уложены трубы канализации, водопровода или газопровода, но обратная засыпка еще не произведена.

Если в траншее лежит электрический кабель, попадание воды в нее крайне нежелательно. Во избежание подобных ситуаций делают водоотлив из траншей.

Водоотлив из траншеи – это отведение и удаление вод, образовавшихся внутри вертикальных и горизонтальных выработок грунта.

Все процедуры по производству временного водоотлива из траншеи осуществляются до начала земляных работ. Для выполнения задачи делают дренажные канавы, а также устанавливают насосы. Если траншея проходит с заглублением, в этом месте монтируют водосборный колодец, который закрепляют досками и засыпают снизу гравием или щебнем.

Зачем нужно организовывать откачку воды?

Основной задачей организации водоотлива является удаление воды, образовавшейся в траншее. Искусственное понижение уровня грунтовых вод заключается в откачке появившейся жидкости.

Чтобы поддерживать надлежащий уровень воды, приемлемый для работы техники и персонала, необходимо постоянно откачивать жидкость из канавы. Для этого используются специализированные насосы, они работают до тех пор, пока все строительные работы по укладке трубопровода и рытью траншеи не будут завершены.

Уход грунтовых вод осуществляется через выемки дна разработанной траншеи, а также через откосы. В процессе эксплуатации такой системы откосы могут разрушаться. Поэтому рекомендуется использовать шпунтовые ограждения стенок траншеи и укрепление.

Особенности создания шпунтового ограждения

Шпунтовые работы относятся к одним из самых важных строительных процессов, поэтому выполнять их должны исключительно профессионалы. Укрепление котлована шпунтом требует строгой последовательности действий и привлечения специального оборудования и техники. Уплотнение грунта будет надежным лишь при условии соблюдения всех технологий – это необходимое условие для целостности и надежности постройки. При необходимости крепление траншеи шпунтом может быть выполнено на временной основе.

РисОграждение территории стройки шпунтовым ограждением

При выборе технологии и типа ограждения котлованов на строительной площадке учитываются:

• габариты котлована
• ксплуатационные условия
• свойства грунта, на котором осуществляется строительство.

Для успешного последующего проведения строительных работ очень важно, чтобы созданием шпунтового ограждения котлована занимались специалисты, способные произвести точные расчеты. Аналогичные требования применяются и при выполнении работ по укреплению берега пластиковым шпунтом.Полезная для Вас информация:

1. Виды технологий погружения шпунта
2. Технические характеристики шпунта Ларсена

 

Рис: Независимое шпунтовое ограждение

Рис: Шпунтовое ограждение с поперечными распорками

Рис: Схема укрепления шпунта анкерами

Важно: в почве, обладающей высокой плотностью, для ограждение котлована используется плоский, зетовый либо корытообразный шпунт. В низкоплотной почве чаще применяются шпунтовые трубообразные сваи, которые, за счет большего диаметра, имеют лучшую устойчивость в грунте. 

Крепление стен котлована

Крепление вертикальных стен выполняется при строительстве котлованов в неплотных и водонасыщенных грунтах. Крепление защищает не только от обрушения стен выемки, но и препятствует смещению грунта под весом соседних зданий, оберегает их основания от деформаций.

Применяются следующие технологии укрепление стенок:

• Шпунтирование – шпунтовое из металлопроката:
  • из труб, с забиркой из доски либо без неё,
  • прокатного профиля, с забиркой либо без неё,
  • специализированного шпунта Ларсена.
• Железобетонными конструкциями:
  • бурокасательные и буросекущие сваи,
  • стена в грунте.

Все приведённые технологии применяются до рытья котлована. Заглубление ограждения выполняется по периметру выемки строго согласно технологической карты. В определённых условиях выполняется предварительное бурение скважин: обеспечение вертикальности погружения, снижение вибрационных воздействий через грунт на основания близко расположенных сооружений при забивке.

Шпунтовое ограждение из труб с обвязочным поясом из металопроката

Самым ресурсосберегающим методом является погружение шпунта из труб. Этот материал дёшев и обладает высокой оборачиваемостью, то есть возможностью многократного использования. Погружение труб выполняется забивкой копром с дизель-молотом или гидравлической копровой установкой, а также с помощью вибропогружателя. Альтернативный способ – погружение с помощью свайной буровой установки методом вдавливания и ввинчивания.

Забирку устраивают в случае критичного просыпания породы между шпунтинами, из доски толщиной 40-50 мм.

Ограждение котлована из шпунта Ларсена

При необходимости мер водопонижения применяют шпунтовое ограждение из шпунта Ларсена. Каждая из таких шпунтин имеет корытообразный прочный профиль и замковые пазы для жёсткой связи друг с другом. Таким образом можно сформировать прочную и герметичную стену сколь угодно большой длины. Погружение выполняется забивкой или вибропогружением. Шпунт Ларсена, также, как и трубы и прокатный профиль, обычно извлекают после завершения строительства, обратной засыпки, и используют повторно уже на других объектах. Иногда его не извлекают, и тогда ограждение устраивают из специального оставляемого профиля.

Крепление стенок котлована железобетонными конструкциями обеспечивает высокие механические и водоизолирующие свойства будущего основания сооружений. Они также могут служить фундаментом и одновременно стенами подземной части здания.

Крепление стен котлована буросекущими сваями и грунтовыми анкерами

Бурокасательные и буросекущие сваи выполняются методом бурения, армирования и бетонирования диаметром от 400 до 1500 мм глубиной до 45 м. Сначала по периметру котлована подготавливается форшахта – небольшая укреплённая траншея-кондуктор. В ней бурятся нечётные скважины с шагом 0,9 диаметра между боковыми краями скважин. Заполняют бетонной смесью. К тому моменту, когда начинают бурить чётные скважины бетон уже схватился и шнек буровой установки сечёт две соседние нечетные сваи, выполняя скважину для чётной между ними. Затем в скважину погружают заранее подготовленный армирующий каркас, сваренный из специального армирующего прута и проволоки, и бетонируют. В итоге после застывания бетона получается очень прочная монолитная железобетонная стена. На следующем этапе происходит рытьё котлована уже с готовым креплением ж-б стеной.

Технологическая схема устройства стены в грунте, и последующей разработки котлована

Технология «Стена в грунте» обеспечивает высокопрочное ограждение и крепление стен котлована толщиной от 300 до 1200 мм, и глубиной до 60 м. Применяется сложная спецтехника – грейферная установка. Грейфер представляет собой узкий, на ширину стены двухковшевый землеройный инструмент, погружаемый в грунт на жёсткой штанге или подвесе, с гидравлическим или полиспастным приводом. Разрабатываемая траншея защищается от обвала глинистым бентонитовым раствором. По достижении проектной глубины в неё погружается армокаркас и заливается бетон, который вытесняет глинистый раствор, который в свою очередь собирается в резервную ёмкость для дальнейшего использования. Разработка ведётся участками (захватками) через одну. Второй очередью разрываются промежуточные захватки и получают монолитную стену. После того, как бетон наберёт прочность можно проводить копку котлована.

Что это такое в строительстве: определение и значение слова

Что означает понятие «котлован»? Котлован — это искусственно выполненное углубление (яма) в почвенном покрове, создаваемое для установки фундамента либо другого типа основания под возводимый объекта.

Базовым нормативным актом для проектирования котлована являются правила СП 45.13330, изданные в 2012 году, вышедшие в России на замену советского СНиП 3.02.01 от 1987 года. Контроль за производством работ по обустройству котлована выполняется с применением СП 48.13330. Организация работ осуществляется по СНиП 3.01.01-85*.

Кроме этого, при сооружении котлована должен применяться ГОСТ 12071 от 2014 года по грунтам и СНиП III-4 от 1980 года по технике безопасности. Также при создании котлованов следует руководствоваться рекомендациями ЕНиР по земляным работам и ГЭСН.

Фото котлована:

Геотекстиль в системах укрепления склона. Мощение и наброска

В системах укрепления склонов используют водопроницаемый геотекстиль.

Но его назначение заключается в разделении дренажного слоя щебня и грунта в тех местах, где надо быстро отвести избыток воды с части склона — например, с мощеной площадки, дорожки или при использовании матрацев Рено.

И в этих случаях геотекстиль выполняет следующие функции:

• предотвращение суффозии, загрязнения щебня, снижения дренирующих и прочностных свойств слоя;
• задерживание частиц грунта (останавливает вымывание плодородного слоя через дренаж);
• укрепление грунта — перераспределение нагрузок за счет высокого сопротивления материала растягивающим усилиям.

Схема укладки геотекстиля в составе мощеной площадки выглядит так:

1. С части склона снимают верхний слой земли.
2. Подготавливают «корыто» под укладку площадки — углубляются на 20-40 см.
3. Трамбуют и выравнивают дно.
4. Застилают на дно и стенки выемки геотекстиль. Наращивают отдельные куски в длину внахлест на 10-20 см.
5. Засыпают слой щебня (или щебня и песка). Толщина однослойной подушки — 20 см, толщина слоев двухслойной подушки — 10-15 см. Выравнивают и трамбуют поверхность подушки.
6. Укладывают покрытие на бетонную подготовку.

Но геотекстиль не армирует сам склон. В этом случае склон укрепляют мощением. А для снижения влияния осадков предусматривают организованный водоотвод.

Укрепление откоса двухслойной каменной наброской на геотекстиле

Вместо мощения можно использовать каменную наброску. Обычно этот способ применяют для укрепления берегов, защиты подошв сооружений стоящих на откосах. Наброску проводят несортированный или сортированным природным камнем, размеры которого высчитывают по специальным формулам. Но такие расчеты нужны для укрепления берегов водохранилищ. В обычных условиях, при использовании несортированного камня, исходят из того, что 50% камней должны иметь размеры, форму и вес, обеспечивающие устойчивое положение на подготовленном участке склона.

Одна из разновидностей крепления камней на склоне — использование плетеных корзин из ивового прута. И в этом случае технология сродни укладке георешетки.

Также при укреплении склонов и откосов используют бетонные блоки и плиты. Но они больше подходят для промышленных объектов, где декоративная привлекательность ландшафтного дизайна роли не играет.

Описание видов

Шпунтовое ограждение имеет вид отдельных элементов, которые собраны в единую конструкцию. В этом случае они могут быть разных видов и отличаться друг от друга не только характеристиками, но и периодом эксплуатации.

Стальной шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена применяют при необходимости защиты котлована от земляного обрушения, грунтовой и дождевой воды. Название данной конструкции произошло от имени ее создателя. Данная ограда имеет вид элемента в пространстве с коробчатым сечением и замками по краям. Составные части соединяют фиксаторами, расположенными в листовых пазах.

При использовании данного метода формирования ограды котлована можно решить такие задачи:

• построить очистное сооружение;
• защитить строительную площадку от воды;
• укрепить берег водоема;
• построить причал или плотину;
• укрепить грунты, которые склонны к оползням.

Из полимеров

Пластиковые шпунтовые ограды делают из ПВХ и композитов. Это материалы для многократного использования. Зачастую их устанавливают как постоянные элементы ограждений на прибережных территориях. Данный вариант считается экономным, но в то же время не высокопрочным.

Из труб

Помимо профиля, для монтажа ограды котлована используют трубчатый металлический шпунт. Последний представляет собой полые толстостенные трубы с большим сечением. Такие конструкции обладают высокой несущей способностью. Ко всему прочему они довольно устойчивы, поэтому опрокинуть такое сооружение не получится ни у кого.

Сваи из дерева

Деревянное шпунтовое ограждение считается недорогим и практичным вариантом. По прохождении некоторого времени сваи могут испортиться из-за воздействия влаги. Деревянные сваи не рекомендуется использовать в качестве усиливающего каркаса фундамента.

Сваи из железобетона

Железобетонные сваи устанавливают одноразово. Они характеризуются большими энергетическими затратами при монтаже, а также невыгодным демонтажем. Сваи из железобетона могут также применяться как дополнительное укрепление фундамента. Этот вариант считается самым долговечным и в то же время универсальным.

Откачка воды и устройство водоотлива

Для соблюдения безопасности при выполнении земельных работ и защиты сооружений от влаги, выполняют водоотводы от возможного подтопления их атмосферными водами и водоотливы для осушения грунта, особенно если объект находится в рядом с водоемом, либо при наличии обводненных почв.

При этом объем воды Ov, подлежащий откачке, можно рассчитать по формуле Ov = V+g*t, где:

• V — вода, находящаяся в яме до осушения, м3;
• q — часовой приток жидкости в выемку, м3/ч;
• t — время осушки грунта, ч.

По установленному объему водоотлива выбирают марку и производительность стационарных центробежных насосов. В особых случаях при больших глубинах применяют плавучие насосные станции.

Об откачке воды из котлована расскажет эта публикация.

Способы погружения и необходимое оборудование

Выделяют несколько вариантов установки ограждения. Выбор зависит от типа грунта, назначения.

Забивание (ударный метод)

Копр ‒ это самоходная машина с колесами или гусеницей. Оснастка состоит из:

1. Копровой мачты. Это направляющая балка опалубки. Изготовлена из стали. На ней крепится шпунт и погружающее оборудование.
2. Лебедочные блоки. Необходимы для поднятия, установки шпунта.
3. Погружающий механизм. Молот или вибропогружатель.

Молот сделан в виде штанги или трубы, по направляющим которой передвигается боек. Он и наносит удары по шпунту.

В дизельных молотах боек приводится в действие за счет сгорания топлива.

Перед установкой проводится обследование почвы. На тяжелых каменистых, скалистых грунтах сначала бурится лидерная скважина. За счет этого забивка получается бесшумной.

После этого в металлической свае сверлится отверстие, чтобы зацепить сваю крючком, закрепить в наголовнике, надетом на молот.

Установку нужно выполнять аккуратно, чтобы не вырвать шпунт из замка ‒ это не подлежит исправлению.

Вибрационный

Вибропогружение ‒ способ установки с помощью копровой машины с навесным оборудованием. По технологии практически не отличается от ударного метода, за исключением функционирования навесного механизма.

При этом методе сваи придется шпунтовать вибропогружателем. За счет частотных колебаний плотность почвы снижается, и свая постепенно опускается в грунт на нужную глубину.

В зависимости от уровня частотности колебаний выпускаются вибропогружатели трех видов.

Низкочастотные

Оборудование предназначено для монтажа шпунта Ларсена на грунтах с низкой плотностью. Отличается большими размерами и весом. Частота колебаний не превышает 9,17 Гц. Динамическое усилие составляет до 1700 кН.

Среднечастотные

Универсальный вибропогружатель. Им удобно монтировать как шпунты, так и трубы. Рабочая частота колеблется от 10 до 30 Гц. Предельное динамическое усилие достигает 270 кН.

Высокочастотные

Механизм состоит из:

• 2- или 4-вального вибровозбудителя (в зависимости от количества электродвигателей);
• гасителя динамических нагрузок;
• гидравлического наголовника.

Показатель рабочей частоты превышает 30 Гц. Оборудование может функционировать самостоятельно, но чаще используется в сочетании со стрелковым краном.

Завинчивание или вдавливание

Рекомендуемый грунт ‒ глина, суглинок, песок и другие типы с низкой плотностью.

Исключается риск повреждения сваи при установке, как в случае забивки.

Вдавливание в почву выполняется специальной мобильной установкой с гидравлическим узлом, который прочно обжимает сваю, двигается вниз, постепенно погружая ее в землю.

Основной минус вдавливания ‒ большие размеры и вес оборудования, что существенно усложняет транспортировку и процесс подготовки к монтажу. Источник электроэнергии должен быть очень мощным.

Для перевозки всех необходимых деталей потребуется минимум 5‒6 грузовых машин, что скажется на общей стоимости проекта. Поэтому этот метод используется при застройке больших массивов.

Комбинированный (вибровдавливание)

Сочетание способа вдавливания и воздействия частотных колебаний. Хорошо подходит для мягкой почвы. Сфера, место применения не ограничены.

Для упрощения установки рекомендуется провести разметку по периметру стенок сваи.

При помощи технологии размыва

Этот метод используется как вспомогательный с одним из вышеперечисленных способов монтажа.

Принцип действия следующий:

На свае крепят по бокам или по центру трубки. По ним под давлением от 0,5 МПа подается напор воды. Вода, попадая под наконечник шпунта, который находится внизу, размывает грунт

Важно четко следить, чтобы почва размывалась равномерно, иначе вертикальность установки будет нарушена

Фото. 1 – молот; 2 – трос; 3 – напорный шланг; 4 – подмывная труба; 5 – свая; 6 – наконечник трубы; 7 – нагнетательный трубопровод: 8 – насос; 9 – всасывающий трубопровод.

Особенности устройства фундамента

Устройство котлована (СНиП 3.02.01-87 регламентирует этот процесс) после завершения данного этапа предусматривает закладку основания. Если речь идёт о ленточной конструкции, то на дно котлована укладывается подушка, которая будет обеспечивать надежность, долговечность и прочность здания. В качестве неё выступает бой кирпича, щебень или песок. Можно использовать еще и гравийную подушку. Ее толщина составляет 200 мм или больше.

Если речь идет о песке, то для его уплотнения используется холодная вода. Сверху закладывается щебень или бой кирпича. Верхний слой подушки должен получиться максимально ровным, для проверки этой характеристики нужно использовать уровень. Закладывая подушку, вы должны обеспечить гидроизоляцию, для того чтобы при затвердевании бетона влага сохранялась максимально долго.

Устройство фундамента в котловане на следующем этапе предполагает установку опалубки и заливку бетона. Однако для начала необходимо осуществить армирование. Опалубка выполняется из досок или металлического профиля. Можно использовать любые подручные средства, главное, чтобы поверхность изнутри была ровной, ведь это скажется на внешнем виде бетонной конструкции.

На этом этапе предусматриваются отверстия, например под водопровод, вентиляцию и канализацию. Для этого в указанных местах перед заливкой устанавливаются трубы соответствующего диаметра. Заливка бетона выступает в качестве заключительного этапа. Для этого подготавливается раствор из цемента, щебня и песка. Рекомендуемые пропорции: 1: 3: 3.

Устройство шпунтового ограждения котлована из труб

Шпунтовое ограждение котлована из труб производится на начальном этапе строительных работ в транспортном, жилищном или гидротехническом сооружении.

На начальном этапе работы котлован может осыпаться и повредить строителей и технику.

Предотвращение таких ситуаций успешно достигается техникой трубошпунта, состоящей из плотной стены, где скрепляющие элементы соединены между собой замками в пазах.

Проведение работ по ограждению котлована заключается в установке конструкции для опоры, это может быть корытообразный шпунт Ларсена или трубчатый шпунт.

Шпунт из труб имеет единственный недостаток, в котором он уступает шпунту Ларсена, — высокая стоимость на металлические изделия с повышенной массой, а в остальных показателях лучшей защиты котлована не найти.

Основные достоинства установки шпунтов из труб в котловане:

• высокая устойчивость изделия позволяет использовать трубчатый шпунт как несъемную опалубку;
• монтаж становится удобнее благодаря возможности дробить валуны и другие инородные тела внутри трубы;
• устойчивость материала гораздо выше, чем у шпунта Ларсена;
• наличие возможности устанавливать внутри трубы дополнительные балки и швеллеры;
• Использованные трубы можно демонтировать и использовать в других строительных работах или продать на вторичном рынке.

Как рассчитать ограждение

Чтобы исключить деформацию стенок ограждающей конструкции после разрытия грунта, необходимо провести несколько расчетов. Они основываются на следующих характеристиках:

1. Тип ограждения.
2. Глубина установки материала.
3. Габариты шпунта.
4. Силы взаимодействия.

С помощью математических расчетов шпунтового ограждения можно определить требуемый диаметр шпунта в месте забивки ниже основания и в подборке распорной системы. Строители используют проверенные формулы или онлайн-калькуляторы, позволяющие получить точный результат за несколько секунд.

Формула расчета выглядит следующим образом: М1 ≤ m/γ * M2, где:

1. M1 указывает на устойчивость к опрокидыванию.
2. M2 определяет удерживающий момент.
3. m указывает на коэффициент условий работы.
4. y является условным обозначением коэффициента надежности.