Анкерное крепление стен котлована

Обновлено: 29.04.2024

Способы крепления стен котлованов. Если строительные работы ведутся не в стесненных условиях, то наиболее экономичным является придание бортам котлована таких углов откоса, при которых обеспечивается их устойчивость без специального крепления. При глубине котлована до 5 м наибольшая допустимая крутизна откосов принимается по таблице 4.2; при большей глубине – определяется расчетом.

Т а б л и ц а 4.2 – Отношение высоты откоса к его заложению при глубине

выемки Н

Грунт	Н < 1,5 м	Н = 1,5–3 м	Н > 3 м
Песчаный влажный	1 : 0,5	1 : 1	1 : 1
Супесь	1 : 0,25	1 : 0,67	1 : 0,85
Суглинок	1 : 0	1 : 0,5	1 : 0,75
Глина	1 : 0	1 : 0,25	1 : 0,5
Скальный	–	1 : 0	1 : 0,1

Если строительство ведется в стесненных условиях и стенам котлована необходимо придать вертикальную форму, то используются распорные, подкосные, закладные, шпунтовые консольные и заанкерованные крепления.

Распорные крепления применяются в грунтах, которые непродолжительное время сохраняют вертикальный откос (рисунок 4.7, а). Щиты выполняются из досок или рифленого металла, распорки – металлические винтовые. В более широких котлованах щиты подпираются подкосами (рисунок 4.7, б).

Рисунок 4.7 – Крепление откосов: а – распорное; б – подкосное: 1 – щиты; 2 – винтовая распорка; 3 – стойка; 4 – подкосы; 5 – упорные свайки

Для поддержания стен глубоких и больших в плане котлованов применяют закладные крепления. Они состоят из вертикальных стальных двутавровых стоек, погруженных в грунт забивкой, вибрированием или в заранее пробуренные скважины, и закладываемых между ними по мере откопки котлована деревянных, металлических или железобетонных элементов (забирок) – рисунок 4.8.

Рисунок 4.8 – Закладное крепление: 1 – двутавр; 2 – забирка; 3 – распорка

В водонасыщенных глинистых грунтах и мелкозернистых песках с плывунными свойствами надежным видом крепления являются шпунтовые стены. Шпунтовая стена – это ряд погруженных (забитых, вдавленных или погруженных вибрацией) по контуру котлована до его откопки вплотную друг к другу деревянных, железобетонных или металлических элементов специального профиля.

Деревянный шпунт применяется для крепления малых котлованов глубиной и размерами в плане до 2–3 м. Для больших котлованов наиболее популярен стальной шпунт (рисунок 4.9), параметры нескольких типоразмеров которого приведены в таблице 4.3. Там же приведены расчетные изгибающие моменты при расчетном сопротивлении стали С255 на изгиб по пределу упругости R_y = 250 МПа. Обращаем внимание на то, что момент сопротивления 1 м шпунтовой стенки оказывается значительно больше, чем сумма моментов двух с половиной шпунтин. Это происходит за счет того, что при стыковке шпунтин толщина образующейся стенки с рифленым сечением удваивается.

а) б)

Рисунок 4.9 – Профили металлического шпунта: а – плоский; б – корытный; в – ко

рытный типа «Ларсен»; г – Z-образный

При глубине котлована до 6 м применение шпунта корытного профиля, заглубленного ниже дна котлована на некоторую величину, определяемую расчетом, может обеспечить устойчивость стенки без дополнительного ее крепления (консольная стенка). При большей глубине котлована или при установленной расчетом необходимости погружения шпунта до глубины, более удвоенной. глубины котлована, применяется распорное, а в широких котлованах – анкерное крепление шпунтовых стен.

Т а б л и ц а 4.3 – Параметры корытного шпунта типа «Ларсен»

Тип	Размеры шпунтины, м	Масса 1 м	Момент сопротивления/ момент инерции,	Расчетный изгибающий момент
ширина	высота	шпунтины	1 м стенки	шпунтины	1 м стенки
Л-III Л-IV Л-V	0,4 0,4 0,4	0,168 0,180 0,180	258/2760 405/4660 420/6243	1600/23200 2200/39600 3000/54000	64,5 101,25 105,00

Анкеры. Применение анкеров допускается во всех грунтах, за исключением глинистых текучей и текучепластичной консистенции, торфов, илов. Наиболее распространенные типы анкеров изображены на рисунке 4.10.

Простейший анкер траншейного типа (см. рисунок 4.10, а) состоит из анкерной плиты, воспринимающей горизонтальную нагрузку, и несущего элемента из стального стержня или троса. Анкеры траншейного типа применяются для крепления шпунтовых и подпорных стен небольшой высоты.

Рисунок 4.10 – Грунтовые анкеры: а – траншейный; б – инъекционный: 1 – тяга; 2 – анкерный блок; 3 – засыпка траншеи; 4 – корень

Для крепления высоких стен, в том числе и с несколькими ярусами анкерного крепления, обычно используют инъекционные анкеры. Скважины для анкеров пробуриваются или пробиваются ударными механизмами. При устройстве инъекционного анкера (см. рисунок 4.10, б) после погружения в скважину несущего элемента придонная часть скважины перекрывается пробкой и туда под давлением 1–2,5 МПа подается цементный раствор. В результате в донной части скважины образуется уширение (корень анкера). В качестве несущих элементов инъекционных анкеров используются трубы, по которым в процессе изготовления цементирующая смесь подается в скважину.

Несущая способность анкера ориентировочно определяется расчетом, а в процессе строительства – пробными испытаниями.

Расчетная несущая способность по грунту плитного анкера траншейного типа (см. рисунок 4.10, а) равна пассивному отпору грунта по площади плиты:

где А_р – площадь плиты, м 2 ; h – глубина центра плиты, м.

Несущая способность инъекционных анкеров определяется по аналогии с методикой расчета несущей способности свай как сумма сопротивлений по торцу и по боковой поверхности корня:

где – опорная площадь корня при работе на выдергивание, м 2 ; D – диаметр корня, принимаемый равным 3d, м; d – диаметр скважины, м; U = πD – периметр сечения корня, м; L = длина корня, м; R, R_f – сопротивления по торцу и по боковой поверхности корня, кПа, которые зависят от глубины заложения корня и грунтовых условий и могут приниматься по таблицам 2.3 и 2.4 соответственно.

Профессиональные строительные компании знают, каким именно образом будут укреплены стены каждого котлована еще до того момента, как котлован будет отрыт. Укрепление стен котлованов или траншей решается отдельным серьезным проектом, что особенно актуально для городской застройки. Суть всех способов укрепления стен котлованов – это устройство вертикальных стоек, которые будут способны удерживать грунт, который окружает котлован и все что находится на этом грунте от сползания.

Некоторые строители часто бывают лишены возможности и необходимости использовать определенные материально-технические ресурсы для возможности укрепления стен котлованов. Частное строительство обычно предполагает строительство котлованов, глубина которого редко превышает один этаж. Но даже такой котлован с незначительной глубиной может сыграть плохую шутку с неопытными строителями. Обрушение стен котлована в результате сползания грунта может привести к авариям или стать опасным для здоровья и жизни людей. Такой риск имеет место быть особенно при устройстве траншей значительной глубины.

Строительство в открытом котловане должно предполагать укрепление его стен. Крутизна откосов котлована выполняется такой, чтобы максимально обеспечить их устойчивость. Если невозможно обеспечить устойчивость откосов в один ярус, то устраивается несколько ярусов. В зависимости от того, какова глубина котлована, его инженерные и геологические условия и состояние грунта, устраивают крепление стен или траншей подпорными, шпунтованными, распорными и прочими видами креплений.

Работы по устройству шпунтовых стен для крепления откосов состоят в следующем: стены, ограждающие котлован, собираются из отдельных шпунтовых свай с их погружением в грунт. А для того, чтобы обеспечить необходимую прочность для их укрепления, используют грунтовые анкеры (анкерное крепление), тяжи или распорки.

Крепление стен котлованов может выполняться способом подращивания, когда в котловане устраивается кольцевая подпорная стена и выполняется обратная засыпка. Работы ведутся в определенной последовательности до необходимой глубины.

Способ опускного колодца для укрепления стен котлована состоит в том, что на грунтовой поверхности устраивают ограждающие стены сооружения. Внутри располагается землеройная техника. А за пределами – краны для выемки грунта.

Нередко в строительстве используется такой метод как «стена в грунте». Этот способ крепления стен заключается в устройстве глубокой и узкой траншеи для того, чтобы устроить в ней ограждающие стены. Далее разработка грунта проводится под глинистым раствором на полную глубину. После разработки грунта по всей длине траншеи выставляется каркас из арматуры и траншея бетонируется. В случае, если устраиваются сборные стены, в траншею должны быть установлены железобетонные панели.

В зависимости от особенностей грунта и назначения сооружения, имеет смысл использовать комбинации способов крепления стен котлованов.

Часто стенки котлованов невозможно закрепить традиционными способами, в таких случаях закрепление выполняется с помощью анкеров. Такой подход обычно используется при невозможности установить в котловане распорки, когда по различным причинам не могут быть использованы поперечные балки, когда различно давление земли на стенки котлована, при наличии рядом напорных грунтовых вод или прочих факторов.

В целях уменьшения затрат труда и экономии времени в настоящее время широко используются анкеры mantaray, которые погружаются в грунт без бетонирования. В отличие от прочих анкерных систем, такие анкеры уплотняют грунт, в который они устанавливаются. Конструкция обеспечивает эффективное крепление и не причиняет ущерба окружающей среде. Для того, чтобы установить анкер, используется традиционное пневматическое или гидравлическое оборудование.

Глубина установки анкеров и их количество обусловлено характеристиками грунта, наличием грунтовых вод и их уровнем, а также методом крепления. Процесс крепления происходит с помощью шпунтованных стенок, анкерных плит, в ряде случаев крепление осуществляется за инъекционные анкера. Использование анкерного крепления дает возможность проводить в котловане работы без ограничений. Разработка котлована может вестись по всему его периметру, при этом исключается очередность строительства различных монолитных конструкций в ходе нового строительства.

Крепление – это грунтовый анкер, который включает в себя три основных элемента: оголовок, анкерную тягу и корень. Оголовок передает нагрузку от грунта или закрепляемого элемента на анкерную тягу, та, в свою очередь, передает нагрузку от оголовка на корень или заделку, а эта часть анкера передает нагрузку от тяги на грунт.

По методу устройства анкеры бывают буровыми, завинчиваемым, задавливаемыми, забивными и комбинированными. Обычно для ограждения котлована применяют буровые анкеры.

Чтобы анкерное крепление, которое уже установлено, не могло создавать помех при последующих работах, оно может быть выполнено извлекаемым. В настоящее время существует достаточное количество разработок разных типов подобных конструкций. К примеру, это могут быть анкерные крепления с обрываемыми канатами, крепления с применением арматурного стержня виннового профиля, вывинчиваемого из прикорневой части.

Анкерное крепление, как система передачи нагрузок от закрепляемой конструкции на несущие слои грунтов, относится к ограждению котлованов и используется как альтернатива системе распорок. Такой метод крепления разрешается использовать в разных грунтах, исключение составляют только набухающие грунты, просадочные и сильно сжимаемые породы: торф, ил, глина, а также грунты, которые обладают текучей консистенцией.

Инновационная технология укрепления грунта анкерными тяжами большинству пользователей абсолютно незнакома и представляется настоящей « тайной за семью печатями». Чтобы познакомиться с разновидностями грунтовых анкеров , узнать об их невидимой для всех работе в толще грунта и в чем состоит их секретная миссия, рекомендуем прочесть нашу обзорную информационную статью.

Устройство грунтового анкера

Технический термин «анкер» в переводе с немецкого языка означает якорь. Первые упоминания о грунтовых анкерах появились 30 лет тому назад, когда известная американская компания Foresight Products LLC получила заказ на закрепление плавающих платформ по добыче нефти. Чтобы решить поставленную задачу, инженеры разработали систему специальных якорей, надежно удерживающие массивный корпус платформы на дне океана. Результат оказался настолько успешный, что идею якоря перенесли с океана на землю, вследствие чего и появился грунтовый анкер.

Грунтовый анкер – это крепежное изделие, закрепленное в прочном несущем основании (грунте), обеспечивающее передачу растягивающих усилий от закрепляемых конструктивных элементов непосредственно на прочное грунтовое основание.

Составные элементы грунтового анкера:

Оголовок. В конструкции анкера эта часть выполняет функцию передачи нагрузочных усилий закрепляемой конструкции или другого элемента непосредственно на стержень анкера – анкерный тяж.
Анкерная тяга. Главное техническое назначение элемента заключается в промежуточной передаче выдергивающих усилий от оголовка на корневую часть анкера.
Корневая часть – заделка, оставляемая в земле.

Более подробная информация об остальных устройствах земляных анкеров содержится в техническом документе ведомственных норм ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров».

Виды грунтовых анкеров

Выполнение строительно-монтажных работ в глубоких котлованах массивных объектов городских районов с плотной застройкой, связано с риском обрушения почвы под основаниями фундаментов и осыпания стенок котлованов. Чтобы максимально защитить несущее основание нового дома и не допустить развития разрушительных деформаций соседних существующих зданий, приходится устанавливать сдерживающую вертикальную опалубку. Конструкция изготавливается из отдельных досок или металлических щитов с жестким распределительным поясом по всей площади котлована. Понятно, что такие классические методы защиты значительно увеличивают бюджет строительства и намного отодвигают сроки сдачи объекта в эксплуатацию.

Технология укрепления несущего основания грунтовыми анкерами эффективно решает проблему не только обрушения стенок котлована, но и позволяет надежно укрепить фундаментные основания соседних построек.

Классификация типов грунтовых анкеров проводится по следующим направлениям:

Срок службы. Анкеры могут быть временными с максимальным сроком использования до двух лет и постоянными, устанавливаемые на весь период эксплуатации капитального здания или сооружения. Ввиду продолжительного срока службы второй разновидности необходима антикоррозийная обработка
Схема взаимодействия с грунтами. Земляные анкеры различаются на наземные (другое название – гравитационные) и заглубленные, устанавливаемые непосредственно в массив основания. Первый тип используется в качестве временных закрепляющих элементов. В заглубленном устройстве в передаче усилий от конструкционного элемента до окружающего грунта задействованы все составные части анкера.
Направленность действия. Устройства могут располагаться вертикально или с небольшим углом наклона.
Способы устройства заделки (корня). По этому направлению анкерные устройства классифицируются на инъекционные или цилиндрические. Первый вариант предусматривает инъекции цементным раствором, который подается в пробуренную скважину под избыточным давлением. Второй вариант предусматривает цементирование подготовленной скважины пластичной цементно — песчаной смесью раствором без дополнительного давления. Часто грунтовые анкеры устанавливаются с разбуренными уширениями.
Материал. Анкера изготавливаются из арматурных стержней, трубных изделий или прядей стального каната.
Предварительно — напряженные изделия. Существует предварительно – напряженные анкеры, у которых на оголовке заранее создано предварительное натяжение равное 30% величины рабочих нагрузок

Среди большого количества видов грунтовых анкеров к самым надежным и прогрессивным относятся инъекционные анкеры с предварительным напряжением оголовка.

Основная функция грунтовых анкеров состоит в передаче выдергивающих усилий и нагрузок от здания и сооружения непосредственно на прочное основание.

Область применения

Выбор анкерных свай и область применения во многом зависит от нагрузочных усилий, действующих на анкер и от категории грунтов, на которые будет передаваться вся нагрузка. Понятно, что для установки анкерных тяжей не подходят просадочные, сильносжимающиеся грунты, а также илистые, торфяные почвы. В зоне риска находится также глинистый грунт с повышенной пластичностью.

В строительстве анкерными сваями закрепляют стены подземных сооружений, земляные откосы и вертикальные стенки глубоких котлованов.

Применение грунтовых анкерных тяжей в условиях малых нагрузочных усилий:

В индивидуальном строительстве: укрепление ограждений и заборов, столбов и мачт уличного освещения, фиксация опорных элементов спортивных и детских игровых площадок, монтаж строительных инвентарных лесов.
В садово-парковом хозяйстве: для закрепления малых архитектурных форм, укрепления корневой системы и крон крупных деревьев, виноградников.

Использование земляных анкерных устройств в зоне действием средних усилий:

Закрепления опорных конструкций ЛЭП.
Укрепляющие инженерные элементы защиты насыпей и склонов.
Закрепление несущих стен из сборных железобетонных блоков.
Фиксация габионов.
Предотвращение провисания подземных трубопроводных коммуникаций.
Фиксирование плавучих буев, понтонов, причалов и доков.

Область применения грунтовых анкеров в условиях действия сильных опрокидывающих усилий и нагрузок:

Закрепление стен глубоких котлованов.
Укрепление опорных мачт высоковольтных линий.
Укрепление теле и радиовышек.

Установка грунтовой анкерной микросваи в прочное грунтовое основание снимает все риски развития разрушительных деформаций в закрепляемых конструкциях и их выдергиванию из почвы.

Принципы расчета

Главная цель расчета грунтовых анкерных тяжей заключается в определении несущей способности, при которых устройство будет эффективно работать в условиях постоянных выдергивающих и опрокидывающих нагрузок. Искомая величина — длина анкера, во многом зависит от грунтового массива, в котором будет закреплена корневая часть анкера. В расчете в обязательном порядке учитывается параметры общей устойчивости закрепляемых анкерами конструкций и сооружений.

Несущая способность грунтовых анкеров зависит от их способности эффективно работать под действием выдергивающих нагрузок.

Отечественными и зарубежными проектировщиками разработано множество методик расчета основных параметров грунтовых анкеров. Надо понимать, что любая расчетная методика позволяет ориентировочно определять несущую способность грунтовых анкерных тяжей. На практике уточнение полученных результатов производится пробными испытаниями.

Таблица расчетов по различным методикам определения несущей способности земляных анкеров:

Перед тем, как выполнять расчет несущей способности необходимо собрать пакет исходных данных:

План участка застройки с нанесенными подземными инженерными коммуникациями и близко расположенными объектами с отметками подошвы фундаментов.
Подробная информация о технических показателях проектируемого здания или сооружения с указанием назначения объекта, глубины заложения фундаментов, предполагаемой нагрузки.
Детальное описание фундаментных конструкций близлежащих объектов.
Отчеты инженерно-геологических изысканий состояния грунтов в районе проектируемой застройки.
Сбор информации об усилиях и нагрузках действующих на земляную поверхность в зонах разработки котлована.

Установка анкерных креплений в грунтовом массиве исключает проведение большого объема земляных работ и не наносит ущерб экологии.

Технология устройства

Пример установки анкерных тяжей.

Способ установки грунтовых анкеров зависит от их конструкции и назначения. В строительной практике чаще всего используются две разновидности грунтовых анкеров:

Буроинъекционные анкерные свайные анкеры.
Самораскрывающиеся устройства

Технологические процессы установки перечисленных тяжей различаются, поэтому предлагаем более детально рассмотреть способы их установки.

Буроинъекционные грунтовые анкеры

Анкерные тяжи, устанавливаемые буро-инъекционным способом, применяют для закрепления грунтовых массивов и конструкций, работающих в условиях постоянно действующих растягивающих и изгибающих усилий. Если рассматривать грунтовые анкеры с теории сопромата и строительной механики, нужно отметить, что в зонах закрепления тяжи подвергаются растягивающим или сжимающим нагрузкам, а также изгибающим моментам.

Примером могут служить:

Насыпи автомобильных дорог, горные склоны, земляные откосы железнодорожного полотна.
Подземные паркинги, тоннели в горных массивах.
Стены глубоких котлованов.
Несущие мачтовые опоры ЛЭП, телекоммуникационные вышки и сооружения.
Массивные здания.

Неправильный расчет несущей способности грунтового анкера вызывает развитие необратимых деформаций, вплоть до выдергивания крепления и опрокидывания конструкции.

Буроинъекционные анкеры состоят из следующих разборных элементов:

Винтовой штанги, которая работает как бурильная труба, передающая крутящие моменты на нижнюю часть анкера и одновременно обеспечивает подачу буровой смеси в скважину.
Муфтового соединения для скрепления элементов винтовых штанг.
Центратора, помогающего правильно расположить бурильную колонну в пробуриваемой скважине и равномерно распределить цементную смесь.
Буровой насадки – коронки, остающейся в скважине. Конструкция состоит из режущей матрицы, соединительного кольца для крепления долота на штанге. Подача промывочной воды производится через специальные каналы, предусмотренные в конструкции насадки.

На выбор типа буровой коронки влияет тип грунтового основания и диаметр бурильного стержня.

Составные части буроинъекционного анкера.

Процесс установки производится в следующей последовательности:

В грунтовом массиве производится бурение скважин до расчетной отметки, указанной в проекте.
На этом этапе начинается погружение арматурного стержня в отверстие скважины до проектной отметки. По мере углубления анкерной конструкции в тело скважины подается промывочная жидкость. Обычно это водно-цементная смесь, которая очищается скважину от шлама.
Достижение буровой коронки проектной глубины означает завершение процесса бурения
Через установленный анкер начинается процесс нагнетания готовой цементной смеси. Марка, прочность и состав раствора указывается проектом и контролируется строительной лабораторией.
Подачу густой растворной смеси производят до полного заполнения полости скважины. При этом остатки промывочной жидкости постепенно вытесняются цементным раствором.

Сам анкер, в заполненной цементной смесью скважине, выполняет функцию армирующего элемента.

Самораскрывающиеся грунтовые тяжи

Основное назначение грунтовых тяжей с самораскрывающим якорем состоит в восприятия растягивающих нагрузок. Погружение анкеров в грунтовое основание осуществляют ударным или вибрационным способом.

Все виды грунтовых самораскрывающихся анкеров устанавливаются по следующему принципу

Бурение скважины. Для передачи нагрузки на расчетную глубину в почвенном массиве пневмопробойником пробивается скважина. При малых нагрузочных усилиях для пробивки отверстий используется ручной инструмент.
В подготовленную скважину анкер опускается стальным стержнем.
После достижения нужной глубины стержень извлекают. Анкер раскрывается, и его корневая пластина начинает функционировать как «плита в грунте».
На заключительном этапе происходит тестирование устройства специальным погрузочным механизмом.

Грунтовые тяжи с самораскрывающимися опорными пластинами применяются в качестве фиксирующих растяжек для фиксации мачтовых элементов, стенок котлованов, укрепления фундаментных стен и перекрытия, инженерных коммуникаций, крон деревьев и других конструкций.

Примеры применения этой популярной группы анкеров:

Закрепление стенок котлованов профилированными стальными листами самораскрывающимися анкерами.

Защита подвальной части здания.

Фиксация мачты высоковольтной линии электропередач.

Фиксация надземных трубопроводов от смещения по горизонтали.

Установка закрепляющих растяжек больших деревьев.

Детальное описание процессов установки всех типов грунтовых тяжей содержится в техническом документе «ГОСТ Р. 57355-2016/EN 1537:2014 Анкеры грунтовые. Правила производства работ».

Применение грунтовых анкерных тяжей в качестве качественных и мощных крепежных элементов дает ощутимую экономию материальных и финансовых ресурсов, обеспечивают надежность и прочность закрепляемой конструкции.

При осуществлении земляных работ следует укреплять стенки котлованов под фундамент здания. Это делается для того, чтобы грунт не осыпался. Нередко стенки упрочняются щитами на распорках. Но происходит это не всегда.

Как осуществляется крепление земляных стенок котлована в разных случаях, следует разобраться.

Разновидности котлованов

В зависимости от того, какой вид основания выбирается при сооружении здания, определяется вид выемки и ее габариты. Есть точные критерии деления котлованов на разновидности. Это:

наличие и число откосов либо их отсутствие;
целесообразность монтажа угловых креплений;
есть ли вертикальные стены под наклоном;
сплошная яма либо траншейный ров, данный параметр определяется видом фундамента (ленточный либо плитный).

Когда на стройплощадке будет делаться фундамент ленточного типа, котлован заменяется траншеей. Она роется в местах возведения несущих стен здания. Перед заливкой монолитного основания дома копается котлован по всему его периметру.

Обустройство выемок с вертикальными стенами без их укрепления может осуществляться при глубине разработки:

не больше 100 см — на насыпных, песчаных и гравелистых почвах;
до 125 см — на супесчаных и суглинистых грунтах;
не больше 150 см — на глинистой почве;
до 200 см — на очень плотном грунте.

Во всех остальных случаях стенки рва упрочняются. Делается это сразу же после выработки котлована. Определяя, как можно приклеить или прикрепить доску к земляной стене, специалисты сверяются со СНиПами (строительные нормы и правила).

Обустройство системы распорок в котловане

В некоторых случаях, особенно если котлован глубокий и вырыт в ненадежном грунте, шпунтовое ограждение оказывается непрочным. Оно не способно выдержать давление. Тогда используют два способа укрепления ограды.

Первым из них является распорная система:

По всей длине рва монтируется обвязка из металлического проката. Этот пояс равномерно распределяет давящее воздействие на стенки геодезического объекта.
В обвязку упираются распоры. Они располагаются поверху противоположных стен и у дна котлована.
Установка креплений откосов котлована производится исходя из расчетов, описанных в плане производства работ (ППР).

Однако система распорок значительно сужает пространство внутри рва. Сильно нагруженные конструкции мешают работать строителям. Из-за этого падает производительность труда, и удлиняются сроки ввода здания в строй. Поэтому распорная система укрепления стенок выемки часто заменяется анкерным аналогом.

Устройство анкеров-якорей в грунте

Упрочнение стенок котлована шпунтами с анкерами или нагелями гораздо надежнее. При этом выдергивающую нагрузку от грунтового массива на себя принимают стальные стержни (анкеры или нагели).

Крепление котлована нагелями чуть более трудоемкое и лишь немного сложнее обустройства распорок. Однако при его использовании:

обеспечивается оперативный простор;
экономятся трудовые и материальные ресурсы;
увеличивается производительность труда;
уменьшается период строительства.

Нагельное крепление стенок котлована производится таким образом:

В стенках выемки бурятся скважины.
Осуществляется заглубление анкерных якорей.
На шпунте закрепляется и фиксируется тяга.

Шпунтовое укрепление стенок

а — безраспорное;
б — анкерное;
в — консольно-распорное;
1 — затяжки;
2 — сваи;
3 — растяжки;
4 — анкер;
5 — распорки.

На сыпучих и плавучих почвах укрепление стен выемок осуществляется шпунтовым рядом. Это сплошная конструкция из деревянных планок и маячных свай. Согласно разработкам Мосинжпроекта, рамное крепление котлованов одновременно является и оградой при водоотведении от объекта.

Шпунтовый ряд делается так:

В дно выемки заглубляются маячные сваи.
К этим опорам фиксируются направляющие брусья.
Меж ними заколачивается шпунт.
Затем пролеты скрепляются поверху насадкой с пазами и гнездами.
Насадка фиксируется к свайным опорам скобками.
Чтобы грунт не обрушил шпунтовой ряд, в точках забивки свай ставятся распорки.

При укреплении котлованов помимо деревянных шпунтов используются также аналоги из стали и железобетона. Технологии их установки ничем не отличаются.

Технологии закрепления грунтов

Вертикальные стенки котлованов обязательно упрочняются в неплотных и насыщенных влагой грунтах. Эта процедура не только защищает их от осыпания, но и пресекает подвижки почвы под массой соседствующих строений.

Крепление стенок котлованов и траншей по СНиП №3.02.0/87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» осуществляется благодаря двум технологиям:

Первая из них — это шпунтирование.
Вторая — использование железобетонных конструкций.

При шпунтировании применяется ограждение выемки из металлического проката. Это могут быть:

трубы с забиркой из досок либо без нее;
стальной профиль с дощатой забиркой или без таковой;
специализированный шпунт Ларсена.

Конструкции из железобетона могут представлять собой:

буронабивные сваи;
буросекущие аналоги;
монолитную стенку в грунте.

Заглубление ограждения производится по длине рва строго по технологической карте.

Расчет объема котлована и вывоз грунта

При расчётах выемки грунта следует учитывать его разрыхление при копании. Плотность слежавшейся почвы уменьшается при ее рытье спецтехникой и перемещении в самосвал.

Исходя из типа грунта, при расчетах используется уточняющий коэффициент 20-25%.

Длина выемки составляет 50 м, ширина 25 м, глубина 4 м. При перемножении этих величин мы получаем объем котлована в 5000 м³.
Однако для вывоза породы необходимо вычислить больший объем: 50∙25∙5∙1,2 (20%)=6000 м³.

Как нужно устанавливать распорки

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП) крепление откосов котлована осуществляется щитами и распорками, размещаемыми по его длине:

с шагом не более 200 см при глубине выемки (в сухой или сыпучей почве) до 375 см;
с промежутками до 150 см при глубине котлована (в сыпучем, увлажненном и мокром грунте) больше 375 см.

Элементы распорной системы по высоте ставятся ярусами с шагом не реже 120 см при любой глубине выемки, независимо от типа почвы.

Щиты из дерева или металла

Щиты, укрепляющие стены выемки, могут быть сделаны из дерева либо стали.

Для плывунов и сыпучих почв применяются сплошные рамные элементы.
При плотном грунте и выемке глубиной до 300 см крепление котлована досками имеет свои особенности. Щиты из них собираются с зазорами между досок. При этом промежутки между планками рамного элемента не должны быть больше ширины досок (она составляет не более 20 см).
Крепление стенок котлована инвентарными щитами из металла производится при его средней ширине.
Крепежи из стальных труб монтируются в выемках с вертикальными стенами шириной 80-180 см. В данном случае используются изделия сечением до 6 см и протяженностью до 300 см.

У распорок инвентарного крепежа есть резьбовые части. Прокручивая винты на них, возможно делать трубы длиннее и прижимать стойки к щитам.

Немного о том, как производится разборка креплений вертикальных стенок котлована. Для этого достаточно ослабить винты на распорках и снять их с рамного элемента.

При расчете крепления стенок котлованов и траншей досками следует учесть, что инвентарный металлический крепеж стоит больше, чем изделия из дерева. Однако он окупается благодаря неоднократному использованию.

Забивка маячных свай

При монтаже шпунтового ограждения самая трудоемкая часть работы — это заглубление свай. Когда ров небольшой либо крепеж забивается в легкую почву, то оптимальный вариант — использовать простое оборудование. Например, копр-треножник.

Работает тренога так:

Тяжелый железный молот («баба») на тросе с откидываемым крючком подвешивается на блоке. Через него к лебедке идет трос.
При вращении лебедки молот поднимается наверх на высоту 0,5-2 м.
При обратном перемещении барабана он устремляется вниз и своей массой заглубляет сваю.

При малом объеме работ задействуют простейшие треноги из дерева или стали, с ручными лебедками и молотом весом от 200 до 1000 кг.

Механические копры

Если необходимо забить большое количество свай, то применяются механизированные копры. К ним относятся пневматические и дизельные агрегаты. Работают они по одному принципу: для удара используется сила давления сжатого воздуха либо свободного падения бабы.

Используя механический копр, за несколько минут возможно заглубить сваю на 5-7 м. Это убыстряет монтаж шпунтовых рядов.

Читайте также: