Достоинства и недостатки различных способов
Наиболее простыми и дешевыми являются распорные методы упрочнения котлованов. Использование широко доступной древесины, позволяет дешево и в короткие сроки изготовить необходимое укрепление стенок.
Если грунты сухие и плотные, размер котлована относительно небольшой или это разовая работа, то применение данных методик укрепления полностью оправдана.
Применение инвентарного специального оснащения экономически обосновано в случаях, когда необходимо регулярно создавать небольшие котлованы. В остальных случаях изготовление специальной оснастки окажется нерациональной тратой финансов и времени.
Цементация является надежным методом укрепления котлованов и годится для объектов практически любых размеров, расположенных на любых, даже самых сложных грунтах.
Однако трудозатраты и стоимость не позволяют широко использовать данный способ. Он может быть оправдан в местах с плотной застройкой, как альтернатива динамическим методам упрочнения котлованов, вызывающим разрушительные вибрации.
Он хорошо подходит для любой почвы, особенно для водонасыщенной, а также для мест с большим количеством грунтовых вод. В отличие от цементации, где материал (арматура и бетонная смесь) утрачивается безвозвратно, шпунт можно вынуть и повторно использовать на других объектах.
Однако, придется не только вынуть шпунт, но и перевозить его и где-то хранить – это дополнительные трудозатраты и дополнительные расходы. Универсальный способ, который позволяет оптимально использовать ресурсы – «стена в грунте».
К сожалению, применение данной методики предполагает использование специальной техники и материалов, что не окупается при строительстве небольших объектов на мелкозаглубленных фундаментах.
Все самое важное и полезное о котловане и его разработке найдете в этом разделе
Разновидности
Для создания ограждений котлованов применяется несколько видов шпунтов. Каждая разновидность имеет свои особенности и назначение, вид шпунта также может ограничивать возможности применения технологий монтажа.
Шпунт Ларсена
Представляет собой металлический профиль особой формы, называемой «корытообразной». Края шпунта снабжены замками, которые делают ограждение цельной конструкцией. Размеры профиля могут достигать 35 метров в длину. Ширина составляет 0,8 м, а толщина варьируется от 1,5 до 2,3 см.
Существуют различные модели данного вида шпунта, которые могут отличаться как размерами, так и формой. Одна из моделей – Л5:
- Прочность – 800 кН/м.
- Один погонный метр профиля имеет вес 100 кг.
- В качестве материала используется Ст3 или 16ХГ.
Как правило, шпунт Ларсена монтируется с помощью вибрационного оборудования. Сфера применения – сложные и повышенной сложности объекты. Хорошо показывает себя на неплотных грунтах, болотистой почве, защищает котлованы от грунтовых вод.
К недостаткам изделия можно отнести высокую стоимость и то, что при установке требуется более высокая точность монтажа, чем при работе с другими видами шпунтов.
По функциональному же назначению и свойствам стальные шпунты других конфигураций совершенно идентичны шпунту Ларсена.
Металлические трубчатые сварные
Особый вид металлических стальных шпунтов – трубчатые сварные. За счет своей формы они выделяются среди аналогов и отличаются от шпунтов Ларсена повышенной в несколько раз устойчивостью к нагрузкам. Другое достоинство – большие сроки службы. К недостаткам относится высокая цена крепления устройства из стальных труб.
Деревянные
Шпунты, изготовленные из древесины – самая старая разновидность. Допускается делать ограждения из бревен, досок, бруса. Элементы погружают в почву на глубину до 6 метров, монтируют в один или два ряда, вплотную друг к другу.
Основные преимущества:
- доступность материала,
- относительно невысокая его цена,
- возможность установки без использования специальной техники.
К отрицательным качествам стоит отнести трудоемкость монтажа, низкие прочность и устойчивость к воздействию окружающей среды в сравнении с металлическими и пластиковыми шпунтами.
Полимерные
В качестве альтернативы металлическим шпунтам, можно применять элементы из полимерных материалов. Наиболее популярны ограждения из ПВХ.
Они обладают повышенной сопротивляемостью к коррозии, стойки к механическому воздействию. Панели из ПВХ обладают небольшим весом, а потому облегчается их установка, что уменьшает сроки монтажа.
Железобетон
Изготовлены из армированного бетона. По краям имеют пазы, которые позволяют соединять соседние шпунты в ограждении. Максимальная длина – 16 метров. Отличаются большим весом, а также склонностью к растрескиванию, потере целостности при механическом повреждении.
Нет возможности демонтажа, после возведения здания становятся внешним периметром фундамента. Применяются при постройке гидротехнических сооружений.
Расчеты
Шпунтовое ограждение делают перед началом работ по созданию котлована. Элементы, которые примут на себя основную нагрузку, забивают в землю. На начальном этапе система находится в равновесии и на шпунт грунт давит с обеих сторон с одинаковой силой.
После того, как начата разработка выемки, давление с одной стороны – с внутренней стороны котлована – снижается по мере того, как уменьшается количество грунта в этой зоне. Баланс нарушается, грунт с внешней стороны начинает давить на ограждение. Поэтому необходимо заранее произвести расчет шпунта, чтобы понимать какую нагрузку он сможет выдержать.
Расчеты могут производится одним из двух методов: графоаналитическим и аналитическим.
Параметры шпунтового ограждения определяются из условия Mu≤(m/yn)Mz, где:
- Mu – момент вызываемый усилием давления грунта на шпунтовое ограждение и способствующий его опрокидыванию;
- Mz – момент сопротивления опрокидыванию, работающий за счет защемления шпунтового ограждения в грунте;
- m – коэффициент, характеризующий условия работы шпунта в грунте, для слабых грунтов значение принимается равным 0,7;
- yn – показатель надежности, для сухого грунта принимается равным 1,1, для случая высоких грунтовых вод – 1,2.
Для определения момента сопротивления опрокидыванию необходимо вычислить несущую способность шпунта согласно общей формуле для расчета несущей способности свай F= yc(ycrR·d + V·∑ ycri·fi·li), где:
- yc – коэффициент, характеризующий работу сваи в грунте;
- ycr – коэффициент, определяющий сопротивление почвы, находящейся под шпунтом;
- R – сопротивление грунта под шпунтом;
- d – диаметр опорной подошвы;
- V — периметр сечения шпунта;
- ycri – коэффициент, характеризующий работу грунта на боковых поверхностях шпунта;
- fi – сопротивление грунта на боковых поверхностях шпунта;
- li – длина боковых граней шпунта.
Значения коэффициентов берутся из соответствующих нормативных документов и определяются отдельно для каждой разновидности шпунта. Окончательные расчеты проводятся путем составления эпюр и подбора глубины забивки таким образом, чтобы выполнялось условие (1). В ходе вычислений также необходимо дополнительно проверить стенку, балки и распорки на прочность, а сам шпунт на разрыв замка.
Пошаговый порядок действий
Чтобы вырыть траншею под трубопровод любого типа, используют общий план действий:
Производят разметку. Для этого применяют колышки и шнурок. Колья вставляют в грунт по всей длине траншей, руководствуясь схемой. Затем между кольями натягивают шнурок, который будет отмечать ширину окопа.
- Приступают к разработке грунта. Если это ручная копка, используют штыковую и совковую лопаты. Если полумеханизированная – применяют мотоблок и мотобур.
Полностью механизированная копка предусматривает применение бульдозеров, тракторов или барового механизма.
- Укрепление стенок. Если траншея слишком глубокая, а грунт рассыпчатый, стенки и откосы канавы укрепляют. Это необходимо для безопасного проведения работ на объекте с целью избежать обрушения земли.
После рытья траншеи ее дно утрамбовывают специальными инструментами. Это вибромолот или самодельные устройства для трамбовки грунта.
Крепление шпунтовыми ограждениями
Для крепления котлованов в грунтах, насыщенных водой (жижа и плывун), применяется так называемое шпунтовое ограждение. Шпунтовое ограждение состоит из сплошного ряда вертикально установленных шпунтовых труб или досок (в которых, в одной кромке сделан паз-шпунт, а на другой — гребень), прижатых к стенкам траншеи или котлована горизонтальными рамами с распорами (рис. 44). Все, что было сказано о распорах в вертикальном креплении, относится целиком и к шпунтовыми ограждением заключается в том, что при шпунтовом ограждении сначала забивают шпунт, а затем уже производится рытье траншеи с постепенной установкой распорных рам; в вертикальном же креплении сначала выкапывается траншея или котлован, а затем устанавливается крепление, постепенно опускаемое вниз по мере дальнейшей разработки грунта. Доски шпунта забиваются на глубину, несколько большую (на 0,2-0,5 м) глубины траншеи или котлована, для того, чтобы после окончания рытья нижние концы их не могли быть сдвинуты напором грунта.
Деревянный шпунт изготовляется из досок толщиной 6-7 см или из брусьев 10х20 см (рис.45). В каждой шпунтине (свае) устраиваются гребень и паз. При забивке свай гребень одной входит в паз другой. Затеска нижнего конца сваи делается в виде клина с острым углом со стороны паза
При такой затеске сваи при забивке плотно прилегают друг к другу, что очень важно при мокрых грунтах, когда вода под напором просачивается в щели неплотных шпунтов. Шпунтины должны изготовляться из сырого свежевырубленного леса
Если же они изготовлены из леса, уже некоторое время пролежавшего на воздухе, то перед забивкой их надо положить в воду на 10-15 дней для того, чтобы они успели набухнуть. Делается это потом, что шпунтовой ряд, забитый из высохших свай, в мокром грунте набухает и вследствие увеличения объема свай ряд искривляется; отдельные сваи выворачиваются, образуя щели, и ряд приходит в негодность. работа по забивке свай начинается с установки точно по линии будущего ряда так называемых маячных свай через 2 м друг от друга (рис. 43).
Эти сваи забиваются в первую очередь, и к ним прикрепляются с обеих сторон рамные брусья. В промежутках между маячными сваями и рамными брусьями, служащими направляющими, производится забивка остальных свай шпунтового ряда. Каждая последующая свая должна прилегать к уже забитой пазом, а гребень должен оставаться свободным, в противном случае пазы сильно забиваются землей, и плотного ряда добиться будет трудно. Забивка производится механическим копром, а при небольшой глубине и слабом грунте может производиться и вручную деревянными бабами.
Крепление стенок котлованов
Котлованы могут оставаться открытыми, необходимо укреплять их стенки во избежании осыпания грунта
Котлованы глубиной не более 2 м могут непродолжительное время оставаться открытыми и стенки их в большинстве случаев оставляют без креплений. Если же грунт слабый или подвержен размыванию водой, то крепления обязательны.
Наиболее простой и распространенный способ креплений указан на рис. 1. Стойки диаметром 12—15 см забиваются вдоль земляной стенки на расстоянии 1,5 —2 м друг от друга.
При более глубоких котлованах крепления делают более сложными, в соответствии со специальным проектом.
В простейшем случае стойки укрепляют подкосами, а если неудобно занимать ими котлован,— проволочными схватками, укладываемыми на бровке. При наличии в котловане фундаментных рвов крепление может быть выполнено, как указано на рис. 1, в. Узкие котлованы, допускающие установку поперечных распорок, крепятся так же, как и траншеи.
Рис. 1. Крепление стенок котлована
a – стойки с подкосами; б — стойки, укрепленные схватками; в — крепление при наличии фундаментного рва
Крепления котлованов сваями с деревянной заборкой между ними
Крепление котлованов сваями с деревянно заборкой применяется при слабых грунтах, не допускающих рытья котлована на полную глубину. Кроме того часто устройство поперечных распорок при креплении котлована нежелательно, так как затрудняет производство работ в котловане. При большой ширине котлована или сложной его форме распорки вообще невозможно поставить. Поэтому во всех таких случаях прибегают к устройству крепления сваями с деревянной забивкой между ними. Этот тип креплений состоит в следующем: до начала рытья забивают в грунт деревянные, а иногда и стальные (железные) сваи, так называемые маячные сваи, на расстоянии 1,5-2 м друг от друга в зависимости от глубины котлована (рис. 43); между этими сваями по мере углубления выемки со стороны откоса укладываются отдельные доски крепления. Сваи забиваются на глубину, несколько большую глубины котлована, с таким расчетом, чтобы до окончания рытья котлована свая оставалась бы достаточно устойчивой. Для усиления устойчивости маячных свай их верхние концы заякоривают в откосе или подпирают подкосами, упирая последние в забитые на дне котлована свайки.
Крепления котлованов сваями с заборкой могут устраиваться и в предварительно вырытых котлованах, если в котловане нежелатльно иметь распорок, а грунт допускает рытье без предварительно установленных креплений.
Виды инвентарной щитовой опалубки
А. По типу конструкции опалубки бывают такие, как:
- Крупнощитовые разборно-переставные
( , Гамма, ). Они формируются из объединенных с поддерживающими элементами щитов весом от 50 кг. При возникновении надобности могут быть снабжены средствами, обеспечивающими устойчивость. Используется для габаритных монолитных конструкций с очень большими опалубливаемыми площадями. - . Включает в себя элементы весом до 50 кг, щиты, а также устройства для поддержки и крепежа. Применяется для заливки бетоном горизонтальных, вертикальных и, конечно же, наклонных поверхностей разной формы и площади.
- . Опалубка сформирована из отделяемых от забетонированного участка щитов, пастила, крепежей и специальных механизмов требуемых для перемещения. Ее используют для бетонирования в конструкциях переменного сечения, например, опоры для мостов, дымовые трубы, градирны и иные).
- Объемно-переставные
. Формируется из блоков, которые создадут П-образную форму опалубки в ее поперечном сечении. Чаще всего употребляется для создания стен и перекрытий в общественных и жилых зданиях. - Блочные
. Включают щиты и элементы для поддержки, которые собирают в блоки. Используют для бетонирования отдельно находящихся фрагментов, например, ступенчатого или столбчатого фундамента, а также для крупноразъемных конструкций. - Горизонтально-перемещаемые опалубки (тоннельные).
Формируется из щитов, которые закреплены на пространственном каркасе. Щиты могут иметь криволинейное очертание. Перемещение вдоль сооружаемого здания происходит за счет тележек или иных приспособлений. Применяют ее для строительства туннелей открытым способом, водопроводов, резервуаров и т.д. - . Включает щиты, рабочую поверхность и домкраты, приводные станции и иные элементы. По мере того как быстро бетонируется участок опалубка поднимается домкратами. В первую очередь такой тип используется для бетонирования вертикальных конструкций, высота которых может составлять более 40 м. и толщина – как минимум 12 см.
- . Представляет собой гибкую воздухоопорную оболочку, которую используют для создания конструкций с криволинейным очертанием.
- Несъемные
. Формируется из щитов, которые после высыхания бетона не демонтируются, а также поддерживающих инвентарных элементов. Опалубка может выполнять функции гидроизоляции здания, облицовки и иные.
Б. По материалу, из которого изготовлена опалубка:
- деревянные;
- металлические;
- пластмассовые;
- фанерные;
От чего зависит стоимость рытья и разработки?
Стоимость рытья траншеи и разработки грунта зависит от:
- качества и тяжести грунта (плотности);
- природного ландшафта;
- наклона местности;
- уровня сложности;
- погодных условий;
- времени года;
- индивидуальности проекта;
- подъезда к строительной площадке.
Данные факторы определяют стоимость 1 м3 и 1 погонного метра. Величина погонного метра равняется одному метру: 1 п. м = 1 м. Кубический метр характеризует весь объем работ по извлечению почвы из траншеи.
На расценки работы на земле влияют такие факторы, как содержание воды в грунте. Сухие рассыпчатые почвы легче поддаются обработке, по сравнению тяжелыми, мокрыми, суглинистыми. Если почва содержит более 30 % воды, то она считается слишком влажной.
Имеет значение форма траншеи и ее откосы, особенно при показателе объема. Ручной труд целесообразен при небольших работах (малые углубления в земле). Использование специально арендованного транспорта будет требовать затрат при больших объемах работ. Аренда транспорта для копки траншей одноковшовым экскаватором на 1 рабочий день в РФ начинается от 10 000 рублей.
При этом, имеет значение регион обслуживания. По более высоким ценам на строительство и благоустройство обслуживаются:
- Московская,
- Ленинградская,
- Краснодарская
Куда ниже стоимость в областях:
- Белгородской,
- Курской,
- Липецкой,
- Брянской.
Плюс сюда добавляются дополнительные расходы за объем загруженности и природные факторы. Поэтому рекомендуется заранее провести геологический анализ почв, и на его основе, с учетом всех факторов, проводить сметы.
Имеет значение также сезон земельных работ. Если в теплое время года при нетяжелой почве, в РФ за копку 1 м3 возьмут 240 рублей (в Москве – от 360), то зимой такая работа будет стоить от 500 до 2 000 (в МО – от 1 000) рублей.
Работа за 1 п. м копки траншеи более 50 см составляет 500 рублей, неглубокие траншеи под кабель стоят 300 рублей. Стандартная стоимость копки траншеи в РФ для 2020 г. составляет 500-1 000 руб./м3. В некоторых областях (Алтайский край) цена может увеличиваться до 1 200 рублей.
При ручной копке некоторые подрядчики устанавливают почасовую оплату, но в основном за погонный метр берут от 130 рублей. За вывоз грунта в пределах 1 км берут от 250 руб./м3.
Вывоз грунта для всех видов траншей по РФ составляет от 1500 руб. за 1 м3. Большинство компаний, занимающихся земельными работами, предоставляют расценки на свои услуги на официальных сайтах.
Вырыть траншею трактором по расчету погонного метра обойдется дешевле – 100-150 рублей в теплое время года, по сравнению с затратами на ручной труд.
производство и аренда. Траншейные инвентарные щиты, опалубка
| Траншейный щит 3,0х2,4 | 140000 |
| Траншейный щит 3,5х2,4 | 150000 |
| Траншейный щит 3,5х1,6 | 110000 |
| Траншейный щит 3,0х1,6 | 100000 |
| Траншейные крепи “Импульс-100” 3,0х2,4 (2 щита и 4 распорки ширина до 3 метров) | 310000 |
| Траншейные крепи “Импульс-150” 3,5х2,4 (2 щита и 4 распорки ширина до 3 метров) |
330000
Траншейные крепи “Импульс-250” 3,5х2,4 (2 щита) 3,5х1,6 (2 щита) и 6 распорок ширина до 3 метров
560000
Траншейные крепи “Импульс-200” 3,0х2,4 (2 щита) 3,0х1,6 (2 щита) и 6 распорок ширина до 3 метров
520000
Траншейные крепи “Импульс-350” 3,5х2,4 (4 щита 8 распорок ширина до 3 метров)
640000
Траншейные крепи “Импульс-300” 3,0х2,4 (4 щита 8 распорок ширина до 3 метров)
600000
Траншейные крепи “Импульс-450” (с направляющими глубиной до 6 метров)
950000
Траншейные крепи “Импульс-750” (с направляющими глубиной до 7 метров)
1150000
Траншейные крепи: производство и аренда
Траншейные крепи — незаменимый инструмент в процессе проведения большого объема земляных работ, включая:
- рытье колодцев, котлованов, траншей и т. д.;
прокладку коммуникаций при использовании бестраншейного способа.
Существует и ряд других задач, в решении которых могут пригодиться крепи траншейные, однако вышеперечисленные разновидности признаны наиболее популярными. Чтобы заказать траншейные крепи или изготовление других металлоконструкций, позвоните по телефону +7 (812) 987 12 80 или воспользуйтесь формой обратной связи.
Для каких целей понадобятся производство и аренда траншейной крепи?
Земляные работы для быстрой и качественной реализации требуют использования специальной землеройной техники. В то же время ее применение накладывает некоторые ограничения и неудобства. В первую очередь это относится к ширине траншеи — ее приходится увеличивать в несколько раз от намеченных размеров, чтобы минимизировать сползание грунта, а также избежать многих других неприятностей. Результат очевиден — лишняя потеря времени и денег.
Избежать этого поможет крепь траншейная. С ее помощью можно добиться сразу целого ряда преимуществ:
- максимально быстрое укрепление грунта. Монтаж и снятие крепи занимает совсем немного времени;
- обеспечение полной безопасности для рабочих. Случайных обвалов и осыпания грунта можно не бояться;
эффективное использование землеройной техники. Учитывая, что траншея надежно укреплена, все оборудование можно задействовать на полную силу.
Еще один положительный момент — это возможность аренды траншейной крепи. Это самый экономный и практичный вариант в случаях, когда необходимости повторного ее использования больше возникнуть не должно.
Кроме того, аренда траншейной крепи позволяет не думать о том, где хранить оснастку после выполнения всех работ.
Инвентарные и траншейные щиты: особенности
Современные траншейные щиты — это один из видов крепи, который применяется, как правило, при работе с достаточно глубокими траншеями. Или же в местах, где требуется повышенная безопасность для людей и техники.
За счет высокой прочности и серьезных габаритов траншейный щит продвигается вниз под собственным весом и требует минимального участия со стороны рабочего персонала.В местах, не требующих повышенного усиления грунта, могут применяться щиты инвентарные. Их главная особенность — куда меньший вес, чем у щитов траншейных. Соответственно, транспортировать такие крепи на порядок проще.
Кроме того, крепление траншеи инвентарными щитами выполняется гораздо быстрее. Для их демонтажа используется подъемный кран.
Траншейная опалубка: дополнительные разновидности
Практически любая траншейная опалубка устанавливается в качестве укрепления траншеи уже после того, как было выкопано несколько метров грунта. Это бывает не всегда удобно, особенно если грунт излишне сыпучий или обводненный.
В этом случае необходимо использовать траншейную опалубку, которую можно устанавливать до начала землеройных работ. Одним из таких решений выступает крепь Сириус. Благодаря особой технологии она легко устанавливается на любой грунт и надежно фиксируется.Применение крепи Сириус обеспечивается максимальную скорость рытья траншей и минимальную ее ширину, чего, как правило, невозможно добиться при использовании обычной опалубки.
Завод металлоконструкций «Импульс» предлагает своим клиентам на выбор несколько видов траншейной крепи, производство которой можно заказать прямо сейчас. Мы гарантируем наилучшее качество, надежность и высокую практичность производимой нами продукции. Кроме того, при необходимости вы всегда можете арендовать нужную траншейную опалубку, если она требуется вам нечасто.
Крепи «Импульс» в работе:
