План земляної споруди. Способи кріплення їх укосів. Забезпечення стійкості земляних споруд

Забезпечення стійкості земляних споруд.

Забезпечення стійкості земляних споруд є найважливішим требо-

ванием, що пред'являються до них. Щоб еѐ забезпечити, земляні споруди зводять з укосами необхідної крутизни. Крутизна укосу виїмки або насипу залежить головним чином від кута природного укосу грунту. Еѐ приймають в залежності від глибини виїмки або висоти насипу, властивостей грунту, їх вологості, характеру споруд (посто-

янние або тимчасові) та інших факторів. Найбільша допустима крутизна укосів

котлованів і траншей глибиною до 5 м, що відриваються в нескельних грунтах вище рівня грунтових вод (УГВ) або в грунтах, осушених за допомогою штучного водозниження, регламентованого СНиП (табл. 1).

Таблиця 1. Найбільша крутизна схилів.

		кут між		кут між		кут між
		напрямком	крутизна	напрямком	крутизна	напрямком	крутизна Ерозія грунту є результатом взаємодії статичних чинників і динамічних факторів. Статичні фактори пов'язані з уразливістю землі. Це характерно для навколишнього середовища, в залежності від природи місцевості і незалежно від динамічних факторів. Це агенти тиску, які можуть бути як природними, так і людськими. Таким чином, ми маємо наступне співвідношення. Осадження викликає процес водної ерозії, в той час як рослинність обмежує цей процес, що призводить до руйнівного впливу на клімат, а рослинність - захисному ефекту. За веденням своєї діяльності людина втручається в процес ерозії. позитивним або негативним чином в процесі водної ерозії.
		укосу і гори-		укосу і гори-		укосу і гори-
		зонталью,		зонталью,		зонталью,
				При глибині виїмки, м, до Впровадження системи культивації на ділянці з часом визначає циклічну еволюцію поверхневих станів і землекористування. Кожна система культури має на увазі повторення культурних операцій, які викликають розриви в еволюції фізичних властивостей ґрунтів і фіксують для кожної культури календар занять і відновлення ґрунтів. Своїми діями оператор може сприяти прискоренню або, навпаки, уповільнення поверхневої деградації ґрунту. Культурні операції змінюють структурний стан грунту, але наслідки для можливостей проникнення розрізняються залежно від використовуваних методів і їх дати реалізації в порівнянні з дощовими періодами. Будь-яка обробка грунту, призначена для вирощування сільськогосподарських культур, таких як оранка і посів, або боротьба з бур'янами, наприклад, подрібнення і мотика, призводять до миттєвого збільшення пропускної здатності. Тому вони являють собою гальмо на стік за рахунок зниження його швидкості і, отже, його тягового зусилля.
	насипний
	Піщаний і гра-
	війна влаж- Крім того, на додаток до змін шорсткості, обробка грунту змінює стік у напрямку, який накладається найкрутішим схилом. У разі, коли напрямок обробки грунту перпендикулярно напрямку найбільшого нахилу, створювана шорсткість може сприяти збереженню великого обсягу води. Але ця техніка обробки грунту, слідуючи контурних лініях, часто проповідується, надзвичайно складно реалізувати на ділянках подовженою прямокутної форми. Крім того, найменша топографічна пульсація створює пул води в серії низьких точок, де раптове руйнування гребенів може бути причиною значної ерозії.
	ний (ненаси-
	глинистий: Прохід сільськогосподарської техніки на ділянках друкує сліди коліс на поверхні землі. Ці сліди будуть відбуватися від раптового зниження пропускної здатності інфільтрації. Однак зменшення гідравлічної провідності ущільненого шару призводить до прискорення появи стоку, що назад збільшує ризик ерозії. Таким чином, цей час, коли грунт дуже очищається або стискається при проходженні спорядження в зв'язку з формуванням крейсерській битви, що ризики є найвищими. Це виключає весь рослинний покрив. Урожайність, змінюючи фізичні характеристики грунту, які регулюють процеси стоку і ерозії, може вважатися миттєвою. Згодом стан місцевості поступово еволюціонує з цього початкового стану під впливом клімату.
	суглинок
	Лѐсс і лѐссо- Тому мова йде про ідентифікацію операцій, які викликають найбільші ризики, тобто ті, які збільшують ймовірність стоку, що сприяє його концентрації і підвищення крихкості грунту. Пастирське простір зменшується за рахунок надмірного випасу худоби. Зникнення рослинного покриву, таким чином, залишає важливі поверхні землі незахищеними і згодом більш схильними до ерозійним впливам води дощу і стоку. Малюнок Ліси Азу в середині марокканського атласу, якому загрожує проблема перевипасенія. перетворюючи ліс в азілітіческую зону. Вважається, що гірська промисловість відіграє роль в водної ерозії за допомогою роботи, в якій машини переміщують велику кількість грунту і переміщують вантажівки.
	морений:
	піщаний, су-
	піщаний
	суглинний Гірські ферми часто відбуваються через значне збільшення активності ерозії і процесів седиментації. Зокрема, в регіонах світу відкрите спалювання вугілля і сланцю стало причиною значних гідрологічних і седіментологіческіх проблем. Видобуток піску і гравію з відкритих кар'єрів і виїмка грунту струмків і берегів річок або дно озер призводять до аналогічних проблем. Експлуатаційні роботи включають видалення грунтового покриву, гірських порід та інших верств, що покривають руду або паливні відкладення і експлуатацію родовища. Великомасштабні шахтарі скорочують природну дренажну мережу і змінюють явища стоку і ерозії річкових басейнів. Сильні дощі можуть призвести до катастрофічної ерозії і серйозних проблем накопичення опадів і можуть вплинути на якість води.

При нашаруванні різних видів грунтів (крім рослинного) крутизну укосу для всіх пластів призначають по слабшому грунту (з меншою крутизною). Для уривки виїмок глибиною більше 5 м крутизна укосу встановлюється з розрахунку виходячи зі значень кута внутрішнього тертя () і питомого зчеплення грунту (С) з учѐтом навантаження на бермі укосу. Орієнтовно крутизну укосу таких виїмок в НЕ переувлажнѐнних грунтах для середніх значень () і (С) можна приймати за таблицею 2. При необхідності уривки виїмок нижче УГВ, де будуть обводнѐнние грунти, крутизну і укосів приймають за таблицею 3.

Технологія будівельних процесів. лекція 5.3

Таблиця 2. Розрахункова максимально допустима крутизна схилів.

	Група грун-			При глибині виїмки, м Лісові дерева або культивовані рослини захищають грунт від водної ерозії. Дійсно, вони захищають грунт від дії дощових крапель, а коріння утримують на місці частки, замкнені в щільній кореневої мережі, що збільшує опір ґрунту зрушенню і обмежує розріз. Таким чином, рослинний покрив є ключовим фактором у захисті грунту від ерозії. Фактично, добре розвинене рослинне покриття захищає ґрунт від дії опадів різними способами. ¨ Перехоплення дощових крапель дозволяє розсіяти кінетичну енергію, що в значній мірі зменшує ефект «сплеску».
		Пісок (вологий нена-
		насичення)
		суглинок Е Рослини уповільнюють стоковий воду шорсткістю, яку вони дають землі. Його коренева система утримує грунт на місці і сприяє проникненню. Зв'язок між зрошувалося і вмістом органічних речовин в грунтах. Загалом, ми можемо підсумувати захисний ефект основних видів рослинності в наступному порядку. Малюнок Вплив природи рослинного покриву на утворення осаду вододілу. Іншими словами, захисна дія рослинного покриву на стік залежить від типу рослинності, встановленої на грунті. Приклад цього захисного ефекту ілюструється даними, записаними в таблиці.
		Важкий суглинок, глина

Таблиця 3. Допустима крутизна схилу в обводнених ґрунтах.

		При глибині виїмки, м Таблиця Вплив природи рослинного покриву на стік. Це захисна дія ґрунту рослинним покривом обумовлено його щільністю, її структурою і, отже, її природою. У присутності рослинності велика частина осадительной води глибоко проникає і живить ґрунтові води. Наявність цієї води також створює сприятливі умови для розвитку рослинності, природною чи культивований. Грунти зберігаються, збагачуються і тому розвиваються. Зі збільшенням демографії прогресувало механізація сільськогосподарських робіт, розширення оброблюваних земель, деградація рослинності і ґрунту. Деградація рослинного покриву призвела до прискорення водної ерозії. В цілому, на схилах, потік швидко і інтенсивно генерується, організовується по-різному в залежності від схилу, характеру матеріалів і шорсткості поверхні і все більш і більш глибоко атакує землю, і переносить опади до оголення скелі на місці. Процес триває до узагальнення яру і освіти безплідних земель.
дрібнозернистий
середньо- і крупнозернистий
суглинок
Гравелистий і галечникові (гравію Оскільки пожежонебезпека і руйнування рослинного покриву, це має на увазі високий ризик ерозії. Фактично, райони без рослинного покриву завжди піддаються більшому ризику серйозної ерозії, ніж інші. Малюнок, покритий жилами, зруйнованими вогнем. Оскільки попит на дрова і деревне вугілля високий в сільських і навіть міських районах і більш інтенсивно розвивається в слаборозвинених і країнах, що розвиваються, деревина буде як і раніше експлуатуватися як важливим джерелом палива для домашніх господарств, а також для дрібної промисловості в сільських і міських районах. Основна частина паливної деревини як і раніше надходить з природних лісів і лісів, які вирубуються і руйнуються із загрозливими темпами, що продовжують чинити тиск на ліси, рослинний покрив яких грає дуже важливу захисну роль в уповільненні ерозійних сил дощу.
і гальки понад 40%)
Разрихлѐнний скельний

Однак не завжди є можливість риття котловану або траншей з похилими схилами необхідної крутизни, щоб забезпечити їх стійкість. Таке, зокрема, може бути при уривку виїмок в стеснѐнних умовах міської забудови і тоді доводиться їх відривати з вертикальними схилами. Для запобігання обвалення вертикальних стінок необхідно влаштовувати їх тимчасове кріплення. При цьому слід мати на увазі, що без кріплень вертикальних стінок траншей і котлованів, розташованих вище УГВ, допускається при глибині їх не більше: в піщаних і великоуламкових грунтах - 1 м; в супісках - 1,25 м; в суглинках і глинах (крім дуже міцних) - 1,5 м; в дуже міцних суглинках і глинах - 2 м.

Способи та конструкції кріплень вертикальних стінок котлованів і тран-

шей залежать від їх глибини і розмірів, фізичних і гідрогеологічних властивостей ґрунтів, наявності динамічних навантажень у краѐв виїмки (від машин і механізмів) і прийнятих способів наступних робіт (монтажу будівельних конструкцій, труб і т.п.).

Залежно від конструктивного рішення розрізняють кріплення наступних типів: розпірні, консольні, консольно-розпірні, консольно-анкерні, підкісні (рис. 1а). Тип кріплення вибирають залежно від призначення і розмірів виїмки, властивостей ґрунтів, величини припливу ґрунтових вод і умов виробництва робіт.

За характером конструктивного виконання і ступеня оборотності кріплення може бути інвентарними і стаціонарним (з окремих елементів), суцільним або з прозора.

розпірні кріпленнянайбільш поширені. Вони застосовуються для траншей глубінойдо 3 м і складаються з щитів (суцільних або з прозора), стійок (або прогонів), розсувних гвинтових розпірок або рам. На рис. 1б пріведѐн інвентарний варіант виконання кріплення. Таке кріплення складається з дерев'яних щитів 2 х 0,5 м, вертикаль

але соедінѐнних брусів 80 х 150 мм, металевих стійок з труб діаметром 70 мм з отворами для кріплення розтискних телескопічних розпірок. Кріплення стін виробляють відразу ж після уривки траншеї.

Малюнок 1. Кріплення вертикальних стін виїмок: а - схеми типів конструктивних рішень кріплень стінок траншей і котлованів: I - распорное; II - консольне; III - консольно-распорное; IV - консольно-анкерне; V - підкісний: 1 - щити; 2 - стійки (палі); 3 - анкери; 4 - розпірки; 5 - підкоси; 6 - упори; б - інвентарна распорное

кріплення: 1 - металеві стійки; 2 - куточок; 3 - загострення; 4 - щити; 5 - розпірки телескопічної конструкції; 6 - болт; в - консольний тип: 1 - стійки; 2 - щити і пластини; г - консольно-розпірний тип кріплення: 1 - двотаврові балки; 2 - підтримують сталеві куточки; 3 - дерев'яні розпірки; 4 - дошки захищає елемента кріплення (забирка); д - консольноанкерний тип: 1 - стійки; 2 - забирка; 3 - паля-анкер; 4 - засипка; 5 - тяжі; е - шпунтове огорожу з внутрішнім анкерним кріпленням: 1 - шпунтова стінка; 2 - балки; 3 - тяги; 4 - анкери.

Консольні (рис. 1в) і консольно-розпірні   (Рис. 1г) кріплення використовуються при глибинах уривки 3 м в слабких водонасичених грунтах. Конструктивними елементами кріплень цього типу є: металеві стійки-палі, суцільна забирка з дощок і розпірки між стійками.

Консольно-анкерні    кріплення (рис. 1д) на відміну від консольних мають анкери, що складаються з якорів і тяжів до стійок. Якоря зазвичай встановлюють від бровки на відстані не менше 1,5 h (де h - глибина виїмки), а їх кількість визначають по расчѐту.

шпунтові огородженнястін є різновидом консольних огорож і влаштовуються при глибоких котлованах, великому бічному тиску грунту, складних гідрогеологічних умовах. Шпунтові огорожі являють собою суцільні стінки з попередньо завантажених в грунт сталевих або дерев'яних шпунтин з замковими з'єднаннями. Існує три варіанти виконання шпунтових огорож: консольне, распорное і анкерне (рис. 1е).

підкісні кріпленнявикористовуються для кріплення стін котловану і складаються з забирки, стійки, підкоси, лежня і наполегливої ​​якоря. Кріплення такого типу ускладнюють роботи в котловані і тому застосовуються рідко.

Основними елементами відкритої розробки кар'єру, котловану або траншеї без кріплення є: сторона - l; висота уступу - H; форма уступу; кут укосу - а; крутизна (рис. 7.1) .Обрушеніе укосу відбувається найчастіше по лінії АС, розташованої під кутом Θ до горизонту. Обсяг АВС називають призмою обрушенія.Прізма обвалення утримується в рівновазі силами тертя, прикладеними в площині зсуву. Перед розробкою траншей і котлованів необхідно заздалегідь визначити крутизну укосів, забезпечивши безпеку вроведенія робіт, з урахуванням глибини траншеї або котловану і вибрати спосіб формування укосів. Риття котлованів і траншей з укосами без укріплення в нескельних грунтах вище рівня грунтових вод (з урахуванням капілярного підняття) або в ґрунтах, осушених за допомогою штучного водозниження допускається з дотриманням нормативної глибини виїмки і крутизни укосів.

Перед відкриттям котлованів і траншей без укосів, не залежно від виду грунту, розрахунковим шляхом необхідно визначити їх максимально безпечну глибину, що забезпечує стійкість вертикальних стінок. Методика розрахунку безпечної глибини котлованів і траншей без укосів така:

1. Розраховують критичну висоту вертикальної стінки котловану (траншеї) за формулою:

де Н - критична висота вертикальної стінки, м; С - сила зчеплення грунту, т / м2; γ - об'ємна вага грунту т / м3; φ - кут в нутреннего тертя

2. Визначають граничну глибину котловану або траншеї з вертикальною стінкою, вводять коефіцієнт запасу, який приймається рівний 1,25:

Н   пр. = Н   к / 1,25,

де Н   пр - гранична висота вертикальної стінки, м.

Глибина розробки котлованів і траншей з вертикальними стінками без кріплень встановлюється відповідно до ДБН А.3.2.2-2009 і становить не більше 1 м в насипних, піщаних, великоуламкових грунтах; 1,25 м, в супісках, 1,5 м в глинах. При проектуванні котлованів і траншей глибиною понад 5м необхідно провести розрахунок стійкості укосів. Згідно ДБН А.3.2.2-2009, переміщення, установка і робота машин поблизу виїмок з незакріпленими укосами дозволяється тільки за межами призми обвалення на відстані, встановленій проектом виробництва робіт. При відсутності рішень в ППР найменша відстань до найближчих опор машин вибирається по табл. 4.4. При глибині виїмки менше 5 м найменше допустима відстань від верхньої будови колії   (Кінця шпали, гусениці, колеса) до основи укосу визначається за наближеною оцінкою заднього краю призми обвалення з використанням формули:

l   н = 1,2ah +1,

де h - глибина виїмки, м, а - коефіцієнт закладення укосу, який приймається за даними табл. 5.2.

характеристики ґрунту