книги из ГПНТБ / Коротеев Д.В. Предупреждение характерных аварий и несчастных случаев в строительстве

Наименьшие допустимые расстояния по горизонтали от подошвы откоса выемки до ближайших к ней опор машин для ненасыпного

грунта

превышает в песчан-ых грунтах 1 м, суглинистых и гли­ нистых 1,5 м, необходимо устанавливать .крепления. По ■своим конструктивным особенностям крепления бывают распорные, рамные, анкерные, подносные и шпунтовые.

20

П р и м е ч а н и е. При сильном притоке грунтовых вод и воз­ можном выносе частиц грунта.применяют шпунтовое ограждение.

На :р®с. 7 показаны различные типы инвентарных 'Креп­ лений, получивших наибольшее применение в строи­ тельной практике, а в табл. 6 и 7 указаны условия их применения.

Крепления должны быть рассчитаны на активное давление грунта с учетом дополнительных нагрузок на

Т а б л и ц а 7

Рекомендуемые условия применения различных типов инвентарных

__________________________ креплений_____________

Крепления Характер выемки Условия работы

21

призму -обрушения. Расчет активного давления в песча­ ных грунтах, ще силы сцепления между частицами не­ значительны, можно производить по формуле

Ет = Н у & ( 4 5 ° ( 1 )

В -связных грунтах, ще одновременно действуют по поверхности скольжения силы трения и силы -сцепления, расчет активного давления выполняют по формуле

-где Еакт— активное давление грунта в тс/м2; Н — высота -стенки в м;

Ф — угол внутреннего трения -грунта в град; С — сила сцепления в связан ом -грунте в тс/м2

Рассчитывая крепления в связных грунтах, следует иметь в виду, что при рытье котлованов и траншей -грунт на поверхности разрыхляется и теряет связность, а зна­ чение сил оцепления в'этом случае снижается, поэтому вторую половину правой части формулы (-2) в некоторых случаях можноне учитывать.

Для крепления -стенок котлованов и траншей приме­ няют различные конструкции, разработанные строитель­ ными организациями и институтами. В -большинстве слу­ чаев крепления я их элементы (стойки, распорки) при­ нимаются без предварительного -расчета.

Как показывают материалы расследования обруше­ ния отдельных -креплений, главная причина таких обру­ шений— это не обоснованное расчетом применение креплений или использование -пиломатериала, -бывшего в употреблении.

Ниже в качестве примера приводится расчет трубча­ того крепления для траншей при работе в -п-еоках.

В расчет приняты следующие данные: у = 1800- кгс/мъ; Я — глу­ бина, на которой определяется давление, м\ ф — угол естественного откоса для влажного песка, равный 25°.

Расчет крепления выполняется с учетом последовательности монтажа креплений, т. е. глубина установки нижней распорки мо­ жет совпадать с уровнем, где действует равнодействующая полного давления, которое может быть определено по формуле:

£ = 0,5 у Я2 fga ^45° — - y j = 0,5-1800 Я2 fg2 ^45° — - у

= 0,5-1800-0,42Я2 = 378Я2; £ = 378 Я2 к г с /м .

2 2 -

N = 5783 < 1-2100-5,22 = 10962 кгс.

где т= 0,8 — коэффициент условий работы; Фі — коэффициент устойчивости.

Коэффициент фі определяется из условия

г

где 10— свободная длина распорки в см. d+ D 4+5,1

Принимаем все распорки одного диаметра из трубы dtt = 51 мм, dBH = 40 мм.

23

1. Обеспечение устойчивости откосов путем осушения водонасыщенных грунтов. Для предупреждения ополза­ ния откосов под воздействием грунтовых или поверхно­ стных вод возникает необходимость в специальных мероприятиях по водоотливу и водопонижению.

Открытый водоотлив можно применять в водоносных устойчивых породах (трещиноватые известняки, мерге­ ли) или неустойчивых, «о хорошо' отдающих воду грун­ тах (крупнозернистые пески и др.). Применение откры­ того водоотлива без учета свойств црунтов и их водонасыщенности может повлечь вынос вместе с водой мел­ ких частиц, что приводит к оползанию откосов котлова­ нов и траншей.

Для открытого водоотлива можно применить диафрагмовые, поршневые и наиболее удобные самовсасы­ вающие центробежные насосы, которые требуют залива корпуса.водой лишь при первом их пуске, а при после­ дующих пусках самовсасыівание воды происходит без повторной заливки.

Открытый водоотлив применяется обычно для борь­ бы с небольшим притоком воды, в остальных случаях целесообразно применять искусственное водопонижѳние.

При водоіпонижении в условиях водоносного горизон­ та, состоящего из нескольких слоев с различными коэф­ фициентами фильтрации, при расчете необходимо вод­ ный горизонт привести к однородной среде, вводя средне­ взвешенное или расчетное значение коэффициента филь­

Формула (5) справедлива, когда фильтрация проис­

24

При 'Отсутствии данных иженерно-геологических

изысканий значение коэффициента фильтрации можно принимать по табл. 8.

величины понижения уровня .грунтовых вод.

В табл. 9 приведены методы водопонижѳния в зави­

где Я —напор воды в ж (от подошвы проверяемого водо­ упорного слоя);

h —расстояние от дна котлована до подошвы про­ веряемого1слоя в ж;

уо— плотность воды в т/ж3; у —плотность грунта в т/ж3.

Радиус влияния водопонизительных установок можно

25

где S —понижение уровня грунтовых вод в м\

Н — МОЩНОСТЬ ВОДОНОСНОГО СЛОЯ В М \

t —время работы водопанизителвной установки в сутках;

[X—коэффициент водоотдачи грунта, значения кото­ рого составляют: для супеси 0,1—0,16; для пеока: мелкозернистого 0,1—0,15, мелкозернистого и гли­

нистого 0,15—0,2, средиезернистого 0,2—0,25, крупнозер­ нистого 0,25—0,35.

Если котлован или траншея имеют форму вытянутого прямоугольника, то приведенный радиус водононизительной установки можно определить по формуле Н. К. Ги-

ріИНОКОГО'

ще L и В —длина и ширина прямоугольника;

26

Г Л А В А III

П Р Е Д У П Р Е Ж Д Е Н И Е А В А Р И Й И Н Е С Ч А С Т Н Ы Х С Л У Ч А Е В П Р И Р А З Р А Б О Т К Е

М Е Р З Л Ы Х Г Р У Н Т О В И С Т Р О И Т Е Л Ь С Т В Е В У С Л О В И Я Х В Е Ч Н О Й М Е Р З Л О Т Ы

1. СПЕЦИФИКА РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Значительная территория Советского Союза находит­ ся в зоне вечной мерзлоты и еще большая ее часть ха­ рактеризуется суровыми и продолжительными зимами, обусловливающими сезонное промерзание грунтов на значительную глубину. При замерзании грунтов суще­ ственно меняются их физические свойства. Учет этих изменений необходим при выборе методов и оборудова­ ния для разработки ір унтов в зимнее время.

При замерзании грунтов значительно повышается прочность их на сжатие, сдвиг и другие виды деформа­ ции. В табл. 10 приведена усредненная механичеокая прочность мерзлого грунта.

Из приведенных цифр видно, что сопротивление на растяжение составляет 7з сопротивления тіа сжатие. Поэтому наиболее эффективным способом разрушения мерзлых грунтов является разработка их скалыванием, а не раздавливанием (резанием). В то же время эффек­ тивность этого способа резко снижается при повышенич температуры разрабатываемого грунта. Когда грунты приобретают пластично-мерзлые свойства, их механиче­ ская прочность резко падает. Следует учитывать, что разрыхленный при отрицательных температурах, но не­ убранный мерзлый грунт при последующих колебаниях температуры обладает способностью .повторно'смерзать­ ся. Явление повторного смерзания чаще »сего 'бывает при температурах, близких к нулю, и, наоборот, при очень низких температурах от (—іЗО до —40°С) оно практиче­ ски не наблюдается. Время начала замерзания грунта в зависимости от температуры наружного воздуха приве­

I 28

Т а б л и ц а 10

Механическая прочность некоторых мерзлых грунтов

• при температуре —10°С

Временное сопротивление мерзлого грунта

Ежегодно в строительстве около 10% всех несчаст­ ных случаев приходится на работы, 'производимые при

Данные табл. 11 свидетельствуют о том, что уровень травматизма при оттаивании грунта и рыхлении взры­ вом еще высок, а поэтому очень важными являются ре­ комендации по устранению причин такого травматизма.

Фактические и планируемые объемы разработки мерзлых грунтов в нашей стране возрастают, а поэтому разработка грунта в зимнее время выдвигает ряд науч­ ных и производственных задач, в том числе по улучше­ нию условий труда и предупреждению травматизма на земляных работах. Вместе с этим анализ действующих норм (ЕНиР 2-1 и ВНиР В-46) показывает, что для ус­ ловий сезонно промерзающих .грунтов трудоемкость раз­ работки мерзлого грунта по сравнению с талым повы­ шается в среднем в 3 раза, а с учетом дополнительных факторов (повышение износа экскаваторов, затраты тру­ да на расчистку рабочих мест от снега, снижение произво­ дительности труда за счет зимних условий) стоимость разработки повышается в 4—5 раз.

Из данных табл. 11 видно, что разработку мерзлых грунтов в ряде случаев осуществляют без учета эконо­ мических показателей, что ведет к удорожанию стоимо­ сти строительных работ. Еще велик удельный вес разра­ ботки грунта с помощью клин-молота и других машин с рабочими органами ударного действия. В отдельных трестах страны объем разработки мерзлого грунта с помощью клин-молотов превышает 90%■

29