Обеспечение устойчивости стенок котлованов

В зависимости от глубины котлована, грунтовых условий и УГВ, котлованы устраивают либо с естественными откосами либо применяют те или иные методы их крепления.

 

А Котлованы с естественными откосами

 

Устраивают в сухих и маловлажных устойчивых грунтах.

Если высота котлована h_к≤5 м, то заложение откоса (отношение h_к/b) определяется по таблицам в зависимости от вида грунта.

Если высота h_к>5 м, то необходим расчет крутизны откоса.

· Такие котлованы наиболее просты, однако при этом резко увеличивается объем земляных работ, особенно при глубоких котлованах. Кроме того в естественных условиях города отрывка котлована с естественным откосом далеко не всегда возможна (близко расположенные здания)

 

Б Котлованы с вертикальными стенками

 

могут быть: - с креплением

- без крепления

Без крепления допускается только в сухих и маловлажных устойчивых грунтах на непродолжительный срок. Глубина таких котлованов не должна превышать:

· в песках до 0,5 м

· в супесях до 1,0 м

· в суглинках и глинах до 3^х м

Конструкции креплений котлованов выбирают в зависимости от следующих условий:

· глубина котлована;

· свойств грунтов;

· УГВ;

· срок службы крепления.

В зависимости от этих условий подбираются следующие конструкции крепления:

· закладные крепления;

· анкерные или подкосные крепления;

· шпунтовые ограждения.

 

В. Закладные крепления

 

Устраивают при глубине котлована до 2…4 м в сухих и маловлажных грунтах (рис. 14.2 а, б). Закладное крепление состоит из стоек, распорок и горизонтальных досок (забирки), которые заводят за стойки снизу по мере углубления котлована или траншеи, а стойки постепенно заменяют на более длинные тщательно раскрепляя их распорками.

Рис. 14.2. Крепление вертикальных стенок выемок:

а, б – закладное; в – анкерное; г – подкосное; 1 – стойка; 2 – доски; 3 – распорка; 4 – свайка; 5 – стяжка; 6 - подкос

Более удобное крепление не требующее замены стоек по мере заглубления выемки, состоит из предварительно забитых в грунт двутавровых стальных балок, за полки которых постепенно закладываются доски.

 

Г. Анкерные и подкосные крепления

 

Устраивают в тех случаях когда исключается возможность установки распорок (широкий котлован, так же если распорки мешают возведению фундамента).

Для устройства анкерных (рис. 14.2 в) креплений вдоль стенки котлована забивают наклонные свайки, которые соединяют анкерными тягами со стойками крепления.

В подкосном креплении (рис. 14.2 г) стенки удерживаются подкосами передающими сдвигающие усилия на упор, забиваемый у них основания.

 

Д. Шпунтовые ограждения

 

Служат для крепления вертикальных стен котлована при глубине более 4-х метров, а также при любой глубине, но при уровне подземных вод выше дна котлована.

Шпунтовые ограждения состоят из отдельных элементов (шпунтин), которые погружаются в грунт еще до отрывки котлована и образуют сплошную стену предотвращающую сползание грунта и проницание воду в котлован.

Рис. 14.3. Деревянное шпунтовое ограждение:

а – из досок; б – из брусьев; в – нижний конец деревянной шпунтины

 

 

Шпунты могут выполняться из:

- дерева;

- стали;

- ж\б

→ Деревянные шпунтовые ограждения применяют для крепления неглубоких котлованов (3…5 м) (рис. 14.3) может быть:

- дощатым (толщина до 8…10см)

- брусчатым (t от 10 до 24 см)

Рис. 14.4. Профили прокатного стального шпунта:

а – плоский; б – корытный; в – Z-образный

Длина шпунтин определяется глубиной их погружения, но, как правило, не превышает 8 м, поскольку более длинный не дорогой и дефицитный.

Для полного смыкания шпунтин их снабжают гребнем или пазом, а нижний конец делают с односторонним заострением, за счет чего погружаемая шпунтина прижимается к уже погруженной, что делает стенку более плотной.

Дополнительному уплотнению соединения шпунтин способствует и постепенной разбухание древесины в воде.

Деревянное шпунтове ограждение отличает простота изготовления, однако есть ограничения его применения:

- невозможность забивки шпунтин в плотные грунты;

- небольшая длина шпунтин (6…8 м);

- и относительно малая прочность.

→ Металлический шпунт применяют при глубине более 5…6 м. За счет своей конструкции (рис. 14.4) он обладает большой прочностью и жесткостью.

Он состоит из прокатного профиля l=8…24 м.

- плоской;

- корытной; } при больших изгибающих моментах

- Z-образной формы

Связь между шпунтинами по вертикали осуществляется при помощи «замков». Конструкция замков обеспечивает плотное и прочное соединение шпунтин между собой. Остающиеся зазоры в замках, быстро заливаются и металлическая шпунтовая стенка становится практически водонепроницаемой.

Железобетонный шпунт применяют при постройке набережных, причальных и гидротехнических сооружений, или в тех случаях когда шпунт в дальнейшем используются как часть конструкции.

Ж/б шпунт

 

Сплошной ж/б ряд свай (забивных или буронабивных)

 

Разрешенный ряд свай в глинистых грунтах.

 

Конструкции шпунтовых стенок:

- без креплений (консольные);

- с распорным креплением;

- с грунтовыми анкерами.

Рис. 14.5. Схемы шпунтовых ограждений:

а – консольное; б – с распорным креплением; в – с анкерным креплением; 1 – шпунтовая стенка; 2 – распорка; 3 – обвязка; 4 – анкерная свая; 5 – анкерная тяга.

Применение креплений распорного и анкерного типа увеличивает устойчивость шпунтовой стенки, уменьшает возникающие изгибающие моменты и ее горизонтальные смещения, что позволяет делать стенки более легкими.