Траншейные крепи. Крепление стенок траншей Инвентарные щиты для крепления траншей

При проведении земляных работ необходимо обустройство крепления стен траншей и котлованов, для предупреждения осыпания грунта. Стены крепятся обычно щитами с распорками, которые размещаются по длине траншее не реже чем через каждые 2 метра при глубине до 3,75 метра в сухих и сыпучих грунтах и не реже 1,5 метров в сыпучих, влажных и мокрых грунтах при глубине более 3,75 метра. Как происходит крепление стен траншей и котлованов на деле?

Как следует ставить распорки?

Распорки по высоте (ярусами) следует ставить не реже чем через 1,2 метра при всех глубинах, независимо от характера грунтов. Наличие элементов крепления стенок накладывает свои требования на ширину траншей. Ширину траншей следует разбивать с расчетом ширины подошвы фундамента, добавив по 15-20 сантиметров с обеих сторон на крепление. Ширина траншей для трубопроводов разбивается из расчета ширины наружного диаметра труб плюс 0,6 метра на крепление.

Деревянные или металлические щиты

Щиты, служащие для крепления грунта в траншеях и котлованах делаются деревянными или металлическими. Для сыпучих и плавучих грунтов используются сплошные щиты, а для плотных грунтов в траншеях глубиной до 3 метров щиты могут быть собраны с зазорами из досок шириной до 200 миллиметров. При этом ширина промежутков между досками щита не должна превышать ширины самих досок.

Для крепления стенок траншей средней ширины могут применяться инвентарные металлические крепления лестничного типа. Инвентарные крепления из стальных труб делают в траншеях с вертикальными стенками шириной 0,8-1,8 метра, при этом применяются трубы диаметром около 60 миллиметров и длиной до 3 метров (для продольных элементов лестничного крепления).

Поперечные распорки инвентарных креплений имеют резьбовые участки, проворачивая винты на которых, можно увеличивать длину распорок, тем самым прижимая стойки к щитам. Хотя стоимость инвентарных креплений выше, чем креплений из лесоматериалов, в конечном итоге они себя окупают многоразовым применением.

Шпунтовое крепление стен

При сыпучих, так и при текучих грунтах (плывунах) крепление стенок траншей и котлованов осуществляется шпунтовым рядом, представляющим собой сплошное крепление из маячных свай и шпунтовых досок. Шпунтовое крепление служит одновременно ограждением для ведения водоотливных работ.

Устройство деревянного шпунтового ряда следующее: забиваются сваи винтовые , к ним крепятся направляющие доски, между которыми забивается шпунт. Полностью забитые пролеты скрепляют вверху специальной насадкой, которая имеет пазы с гнездами.

Насадка крепится к сваям скобами. Чтобы земля не разрушила шпунтовой ряд в траншеях при двухстороннем устройстве, в местах набивки шпунтовых свай делаются распорки. В строительстве находят применение также металлические и железобетонные шпунты, устройство которых отличается от деревянных лишь технологией изготовления.

При одностороннем шпунтовом ряде в котловане устраивают подкосы, а в шурфах распорки ставятся в направлении, перпендикулярном к шпунтовому ряду. Шпунтовой ряд может быть сооружен как постоянное ограждение или как временное.

Забивка маячных свай

При устройстве шпунтовых ограждений наиболее трудоемкой работой является забивка маячных свай и самого шпунта. Если объем работы незначителен и забивка шпунтового ряда производится в легких грунтах, то целесообразно применять несложные приспособления, например треногу. Устроена тренога следующим образом: металлический молот – «баба» весом в 200-250 кг на тросе с откидным крюком подвешивается на блок, через который проходит трос к лебедке. В результате вращения лебедки баба приподнимается вверх на высоту 0,5-1 метра.

При обратном свободном ходе барабана лебедки она падает вниз и своим весом забивает шпунт или сваю. При небольшом объеме работ применяются простые деревянные или изготовленные из стального проката копры, снабженные ручными лебедками и бабой весом до 1 т.

Механические копры

При больших объемах свайных работ используются механические копры, к которым относятся действующие при помощи сжатого воздуха молоты и дизель-молоты. Действуют они по одному и тому же принципу, для удара в них служит сила свободного падения молота или сила давления сжатого воздуха. С применением механизированных копров за 10-15 минут сваю можно забить на глубину 6-8 м, что значительно ускоряет обустройство шпунтовых рядов для крепления стен траншей и котлованов в сравнении с ручной установкой шпунтового ряда.

2.8.1 Разработка траншей и котлованов с вертикальными стенками в грунтах естественной влажности без крепления может производиться на глубине:

не более 1 м - в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах;

не более 1,25 м - в супесчаных и суглинистах грунтах;

не более 1,5 м - в глинистых грунтах;

не более 2 м - в особо плотных грунтах. При этом выполнение работ следует производить немедленно вслед за отрывкой траншей и котлованов.

2.8.2 При превышении указанных глубин рытье траншей и котлованов допускается только при условии крепления вертикальных стен или устройстве откосов допустимой крутизны (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Определение крутизны откоса

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов в грунтах естественной влажности должна определяться по таблице 2.4.

2.8.3 Рытье траншей и котлованов в мерзлых грунтах всех пород, за исключением сухого песчаного, можно вести с вертикальными стенками без креплений на всю глубину их промерзания. При углублении ниже уровня промерзания должно производиться крепление.

2.8.4 Траншеи и котлованы в сухих (сыпучих) песчаных грунтах, независимо от степени их промерзания, следует разрабатывать с обеспечением установленной крутизны откосов или с устройством крепления стен.

2.8.5 Рытье траншеи и котлованы в отогретых (размороженных) грунтах следует выполнять с обеспечением необходимой крутизны откосов или устройством креплений стен в тех случаях (или местах), когда глубина отогретого участка превышает размеры, указанные в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Максимально допустимая крутизна откосов траншей и котлованов

2.8.6 На пересечениях с железнодорожными или трамвай­ными путями необходимо разрабатывать траншеи и котлованы с обязательным креплением их стен. Крепить пути рельсовыми пакетами следует только в случаях, предусмотренных проектом, согласованным со службой эксплуатации данных путей.

2.8.7 Виды крепления котлованов и траншей с вертикаль­ными стенками приведены на рисунке 2.8 и в таблице 2.5.

а) крепление горизонтально-рамное;
б) крепление горизонтально-сплошное;
в) крепление горизонтальное с прозорами;
г) крепление смешанное: горизонтальное, сплошное и шпунты;
д) крепление вертикально-рамное;
е) крепление вертикально-сплошное

Рисунок 2.8 - Способы крепления стенок траншей и котлованов

Таблица 2.5 - Виды крепления котлованов и траншей с вертикальными стенками

2.8.8 Крепить траншеи и котлованы глубиной до 5 м следует, как правило, инвентарными приспособлениями. Инвентарные металлические винтовые распорки (рисунок 2.9) применяют для сокращения расхода лесных материалов.

Рисунок 2.9 - Винтовые распорки для крепления траншей

При глубине более 3 м крепления должны производиться по отдельным проектам, утвержденным руководством строительной организации

2.8.9 При отсутствии инвентарных приспособлений детали крепления траншей и котлованов должны изготавливаться на месте с соблюдением следующих требований:

а) для крепления грунтов естественной влажности (кроме песчаных) должны применяться доски толщиной не менее 40 мм, а для грунтов повышенной влажности - не менее 50 мм. Доски следует укладывать за вертикальные стойки вплотную к грунту с укреплением распорками;

б) стойки креплений должны устанавливаться не реже чем через 1,5 м;

в) расстояние между распорками по вертикали не должно превышать 1 м. Распорки закрепляются упором;

г) над бровками верхние доски должны выступать не менее чем на 15 см;

д) узлы креплений, на которые опираются полки для переброски грунта, необходимо сделать усиленными. Полки ограждаются бортовыми досками высотой не менее 15 см.

2.8.10 Разработку выемок в грунтах, насыщенных водой (плывунах), следует осуществлять по индивидуальным проектам, предусматривающим безопасные способы производства работ - искусственное водопонижение, шпунтовое крепление и др.

2.8.11 Крепления котлованов и траншей следует разбирать снизу вверх, по мере обратной засыпки грунта и одновременно снимать не более двух-трех досок в нормальном грунте, не более одной доски - в плывунах. Перед удалением досок нижней части крепления выше должны устанавливаться временные косые распорки, причем старые распорки разрешается удалять только после установки новых; крепления должны разбираться в присутствии ответственного исполнителя работ. В местах, где разборка креплений может вызвать повреждения строящихся сооружений, а также в грунтах-плывунах возможно крепления частично или полностью оставлять в грунте.

2.8.12 Стенки котлованов и траншей, разрабатываемых землеройными машинами, должны крепиться готовыми щитами, которые опускают и распирают сверху (рабочим опускаться в нераскрепленную траншею запрещается). Разработку траншей землеройными машинами без устройства креплений необходимо вести с откосами.

Состав работ: 1.Устройство и разборка креплений траншей инвентарными щитами.

Измеритель: 100 м2 креплений

Крепление инвентарными щитами стенок траншей шириной до 2 м в грунтах:

1-171-1 неустойчивых и мокрых

1-171-2 устойчивых

Таблица 311- Группа 171 Нормы с 1 по 2

Группа 172 Крепление стенок котлованов и траншей досками

Состав работ: 1.Крепление стенок котлованов и траншей досками с подчисткой стенок и заготовкой креплений. 2.Разборка креплений.

Измеритель: 100 м2 креплений

Крепление досками стенок котлованов и траншей шириной более 2 м, глубиной до 3 м, в грунтах:

1-172-1 неустойчивых

1-172-2 устойчивых

1-172-3 мокрых

То же, глубиной более 3 м, в грунтах:

1-172-4 неустойчивых

1-172-5 устойчивых

1-172-6 мокрых

Таблица 312- Группа 172 Нормы с 1 по 3

Таблица 313- Группа 172 Нормы с 4 по 6

Группа 173 Водоотлив

Состав работ: 1.Водоотлив из котлованов площадью до 30 м 2.Водоотлив из траншей шириной по дну до 2 м для ленточных фундаментов под здания и сооружения, а также для внутризаводских и дворовых [внутриквартальных] коммуникаций.

Измеритель: 100 м3 мокрого грунта

1-173-1 Водоотлив из траншей

1-173-2 Водоотлив из котлованов

Таблица 314- Группа 173 Нормы с 1 по 2

Разработка сезонномерзлых грунтов

Группа 187 Уборка снега со строительных площадок и дорог

Состав работ: 1.Уборка снега механизмами. 2.0чистка вручную мест, недоступных для механизмов, с перекидкой снега на расстояние до 3 м, или погрузкой на транспортные средства [нормы 5,6].

Измеритель: 1000 м3 снега

Уборка снега со строительных площадок и дорог:

1-187-1 шнекороторными снегоочистителями

1-187-2 плужными снегоочистителями на тракторе

1-187-3 бульдозерами с перемещением на расстояние до 20 м

1-187-4 бульдозерами с перемещением на каждые последующие 10 м, сверх 20

1-187-5 вручную, снег рыхлый

1-187-6 вручную, снег плотный

Таблица 315 - Группа 187 Нормы с 1 по 3

Таблица 316- Группа 187 Нормы с 4 по 6

После отрывки траншеи и котлованы склонны к быстрому разрушению. Поэтому их стенки необходимо дополнительно укреплять. Это, во-первых, сохраняет форму выемки на время дальнейших работ, а во-вторых, защищает работников от несчастных случаев из-за обвалов грунта. Чаще всего применяют крепление стенок траншеи инвентарными щитами, досками или шпунтами. В каких случаях необходимы такие меры и как именно выполняется укрепление грунта?

Когда необходимо крепление стенок траншей и котлованов?

При подготовке к строительству или прокладке коммуникаций обычно отдают предпочтение выемкам без откосов, с вертикальными стенками. Такие траншеи имеют ряд преимуществ:

• они более экономичны в исполнении, ведь навесное оборудование экскаваторов в основном рассчитано на создание вертикальных стенок;
• котлованы и траншеи без откосов занимают меньшую площадь, что очень важно при копке в условиях плотной застройки или природного ландшафта, который нежелательно разрушать;
• наличие откоса может усложнить дальнейшие строительные работы на вырытой траншее или в котловане.

Но выемки с вертикальными стенками подвержены обвалам и осыпаниям. Поэтому без дополнительного укрепления можно копать лишь котлованы и траншеи небольшой глубины:

• на насыпных, песчаных и крупнообломочных грунтах - до 1 м;
• на супесях - до 1,25 м;
• на суглинках, глинах, лессовидных почвах - до 1,5 м;
• на особо плотных грунтах, для разработки которых необходимо применять ломы, кирки и клинья, - до 2 м.

При рытье на большей глубине требуется крепление стен траншеи специальными приспособлениями. Кроме того, укреплять стенки необходимо даже на малых глубинах в случае, если грунт перенасыщен влагой, и выемка может «поплыть».

Внимание! Необходимость укрепления стенок котлованов и траншей прописана в нормативных документах. Пренебрегать этим требованием нельзя. Обрушение грунта может привести к разрушению объектов строительства, оползням и несчастным случаям. Нахождение рабочих в выемках без откосов или укрепленных вертикальных стен строго запрещено!

Способы укрепления стенок траншеи

Чаще всего откосы выемок укрепляют следующими способами:

• инвентарными щитами и распорками;
• шпунтами;
• досками.

Способ и конструктивные параметры укрепления выбирают в зависимости от типа и состояния грунтов, высоты грунтовых вод, глубины и предназначения выемки. При этом крепление откосов траншеи выполняют небольшими участками, по мере ее рытья. Как правило, этот процесс идет вслед за экскаватором, на безопасном расстоянии от места раскопки. При большой глубине рытья конструкции устанавливают сверху вниз, после отрывки выемки в глубину не более чем на 0,5 м.

Верхняя часть всех креплений должна выступать над бровкой траншеи минимум на 15 см. Во время обратной засыпки укрепления стенок обычно разбирают. Исключение составляют случаи, когда разборка конструкций технически невозможна или может вызвать деформацию (разрушение) объекта строительства. Разбирать крепления следует снизу вверх, по мере засыпки выемки.

Укрепление траншей инвентарными щитами

Это самый популярный на сегодня способ крепления стенок:

• он удобен в исполнении и безопасен;
• требует меньших затрат труда и материалов, чем применение дощатых и шпунтовых ограждений (к примеру, использовать инвентарные щиты для крепления траншей в 3-4 раза дешевле, чем строить укрепляющие ограждения из досок).

Также инвентарные крепления незаменимы при отрывке выемок канавокопателем. Ведь в этом случае ширина раскопки настолько мала, что установка укрепляющих конструкций возможна только сверху.

Инвентарное крепление для траншей состоит из:

• металлических винтовых распорных рам;
• щитов ограждения стенок.

Распорная рама - простое приспособление из двух упоров и винта, который их соединяет. При помощи винта упоры раздвигаются на нужную ширину и прижимают элементы ограждения траншеи к ее стенкам.

Инвентарные щиты для крепления траншей производятся из разных материалов. Это может быть:

• водостойкая фанера;
• битуминизированный картон;
• волнистый листовой металл и др.

Типы щитов подбирают, исходя из условий работы и экономической целесообразности.

Установка инвентарных креплений довольно проста. Сначала в траншею опускают две уже собранные распорные рамы. Затем в зазоры между их стойками и стенками выемки помещают щиты. После этого остается лишь раздвинуть упоры, чтобы зафиксировать ограждение.

Снимают инвентарные ограждения в процессе засыпки траншеи. Распорки удаляют по мере того, как засыпанный грунт достигает их нижних концов. Щиты вынимают после удаления самых верхних распорок. Поскольку к этому времени они уже засыпаны грунтом, для их поднятия требуется крановая техника.

Дощатые и шпунтовые укрепления стенок

Крепление траншеи досками выполняется по-разному. Выделяют четыре основных его типа:

• вертикальное сплошное;
• горизонтальное сплошное;
• горизонтальное с зазором;
• горизонтально-рамное.

В разных случаях доски располагаются на стенках траншеи вертикально или горизонтально, всплошную или с просветами через одну доску. Для их фиксации используют распорки, шпунты и другие дополнительные элементы.

Крепление траншеи шпунтом применяют в сложных случаях:

1. В местностях с сильным притоком грунтовых вод, когда водой могут быть вынесены частицы грунта и размыты стенки выемки. К примеру, сплошное ограждение из корытообразных шпунтов Ларсена позволяет удержать даже болотистые, расплывающиеся, водонасыщенные грунты и выдерживает резкий подъем грунтовых вод.
2. При очень глубокой разработке.
3. Если траншея проходит близко к фундаменту здания.

Шпунтовые ограждения могут быть сплошными или с забиркой из досок. В зависимости от глубины и ширины траншеи или котлована используют деревянные, стальные или железобетонные шпунты различного профиля (плоские, корытообразные, трубчатые). Их забивают до начала рытья выемки и при необходимости дополнительно фиксируют анкерными оттяжками.

Стандартные инвентарные крепления для стенок траншей и котлованов используют при глубине разработки до 3 м. Если же выемку надо рыть глубже, укрепляющие конструкции разрабатываются индивидуально и утверждаются проектом.

Геометрические размеры траншей определяют исходя из глубины заложения трубопроводов, требуемой ширины траншей по низу (по дну) и конфигурации стен.

Ширина траншеи по дну складывается из размера трубопроводов и технологических зазоров, обеспечивающих проведение всех строительных работ. Ширину траншеи по дну b (м) в зависимости от наружного диаметра трубопровода D (м) принимают равной:
b = D + (0,5...0,6) м при D ≤0,5 м;
b = D + (0,8. ..1,2) м при D > 0,5 м.

Ширина траншеи по дну может уточняться в проекте производства работ, но не должна быть меньше 0,7 м.

Траншеи отрывают с наклонными или вертикальными боковыми стенками. Траншеи с вертикальными стенками более экономичны. Однако из-за опасности обрушения грунта их наибольшая глубина в плотных грунтах без специальных расчетов и крепления стенок не должна превышать 2 м. Поэтому в основном применяют траншеи с откосами (с наклонными стенками), наибольшая крутизна которых в грунтах естественной влажности колеблется от 1: 0,25 до I: 1,25 (табл. 5.3).

В переувлажненных глинистых и сухих песчаных грунтах крутизну откосов следует принимать, как для насыпных грунтов. Во всех случаях в проекте производства работ необходимо проверять устойчивость откосов с учетом конкретных гидрогеологических условий и наличия временной нагрузки на призме обрушения.

Траншеи с откосами, ввиду их большой ширины по верху, можно разрабатывать только на незастроенных территориях. В стесненных условиях используют преимущественно траншеи с вертикальными укрепленными стенками. В зависимости от глубины траншеи, грунтовых и гидрогеологических условий выбирают вид (табл. 5.4) и конструктивные параметры крепления.

Наибольшее распространение при строительстве водостоков находят закладные крепления, устанавливаемые в траншею по мере разработки грунта. Они состоят (рис. 5.9) из забирки, стояков и распорок. Горизонтальная или вертикальная забирка выполняется из досок толщиной 4-б см, устанавливаемых вплотную одна к другой или с просветами (с прозорами), равными ширине доски.

Рис. 5.9. Закладные крепления траншей
а - горизонтальное вразбежку; б - вертикальное сплошное; в - инвентарное; 1 - доски забирки; 2 - стояки; 3 - распорки; 4 - бобышки; 5 - прогоны; 6 - деревянные щиты; 7 - трубчатые рамы; 8 - винтовые распорки

Горизонтальные доски забирки (рис. 5.9,а) поддерживаются вертикальными стояками, прижимаемыми к стенкам траншеи распорками. Стояки из досок толщиной не менее 5-6 см или труб устанавливают на расстоянии 1,5-2 м по длине траншеи. Распорки из бревен диаметром 12-18 см или труб ставят через 0,6-0,75 м 410 глубине траншеи. В сплошных вертикальных креплениях (рис. 5.9,6) доски забирки через 0,7-1,4 м объединяют горизонтальными поясами (прогонами), прижимаемыми к стенкам траншеи распорками.

Инвентарные крепления состоят из стандартных, чаще всего дощатых щитов и металлических трубчатых рам с винтовыми распорками (рис. 5.9,в). Это сборно-разборные крепления, поэтому они менее трудоемки и материалоемки по сравнению с рассмотренными деревянными креплениями.

Разработка траншей при строительстве водосточной сети осуществляется, как правило, одноковшовыми экскаваторами, оборудованными обратной лопатой или драглайном с объемом ковша 0,25-1 м 3 . Экскаватор с обратной лопатой обеспечивает более высокую производительность и точность копания, однако имеет ограничения по размеру забоя. Поэтому при большой ширине и глубине траншей применяют драглайн. Для разработки траншей с вертикальными укрепленными стенами применяют экскаваторы с грейферным оборудованием.

Экскаваторы непрерывного действия имеют наиболее высокую производительность, однако могут разрабатывать только относительно узкие траншеи с вертикальными стенками, поэтому их применение ограничено раздельными прокладками, в основном кабельных сетей.