Засоби забезпечення стійкості стінок котлованів.

Найкраще улаштуванням природних укосів, але треба виконувати їх планування, не допускати розміщення в межах призми можливого обрушення будь-яких матеріалів чи конструкцій, а також руху чи розміщення машин та механізмів.

Технічні чи економічні причини неможливого чи неефективного улаштування природних укосів:

• близько від котлована знаходяться комунікації, будівлі чи споруди,

• більше нема де розмістити техніку або матеріали

тоді стінки котлованів чи траншей улаштовують вертикальними з додатковими їх штучним закріпленням (підкісне, анкерне; шпунтове; розпірне горизонтальне з прозорами; те саме, вертикальне суцільне; консольно-розпірне; інвентарне)

Щитове, шпунтове, шпунтово-щитове огородження стінок котлованів.

Шпунтове – найбільш надійне, хоча дороге і трудомістке огородження стінок. Його виконують, як правило, до початку розробки грунту в котловані чи траншеї. Спочатку забивають маячні палі, улаштовують направляючі між ними, а потім по направляючих забивають металевий профільований або дерев’яний шпунт. Додатково маячні палі стяжками прикріпляють до анкерних паль, або влаштовують підпорки чи розпорки.

Щитове чи шпунтово-щитове огородження влаштовують після влаштування котлованів чи траншей з обов’язковою засипкою пазух між щитами і стінками виїмки, щоб надійно передавати навантаження від стінки на щит і далі на стійки чи палі і розпорки, або анкери. Розбирають таке огородження знизу вверх по мірі засипки і ущільнення грунту в траншеї.

Заморожування та силікатизація ґрунту при розробці виїмок.

При роботах в насичених водою грунтах, особливо в пісках-пливунах, ефективно захистити котлован або траншею можна тимчасовим заморожуванням грунту. При цьому забезпечується тимчасова водонепроникненість грунту. Для цього по периметру котлована через розташовані в грунті пустотілі труби подають охолоджений до -10°…-20°С розчин солей, який постійно циркулює через морозильну установку. Поступово грунт біля труби охолоджується і крижаніє, створюючи водонепроникну стіну. Температуру замерзання грунту потрібно підтримувати постійно до закінчення робіт в котловані та утворення в підземній частині водонепроникливої конструкції. Після цього роботу морозильної установки припиняють і після відтаювання грунту труби демонтують. Головні недоліки: висока енергомісткість, інерційність, підвищена вологість. Але технологія цього способу добре відпрацьована, тому він широко застосовується в екстремальних умовах роботи.

Більш надійними способами є технології постійного закріплення грунту з одночасним забезпеченням його водонепроникненості. До них належать цементація, бітумізація, сілікатизація. Принцип дії: в грунт нагнічують розчин, який при твердінні зв’язує грунт в моноліт. Розчин подають через ін’єктори (перфоровані труби) під тиском до 0,6 МПа.

Для забезпечення стійкості вузьких траншей, свердловин, в яких в подальшому влаштовуються монолітні конструкції, застосовують водну суспензію бентонітової глини. Вона, заповнивши траншею, тисне на стінки не даючи фільтруватися підземним водам і, кальматуючи пори, забезпечує стійкість стінок та виключає обвалення. Суспензію бентонітової глини заданої щільності готують в шнекових замішувачах безпосередньо на будівельному майданчику і через труби заливають в траншеї.

Укладання і ущільнення ґрунту.

Ефективно ущільнуються грунти з раціональним зерновим складом та вологістю. Тому в насипах нераціонально використовувати:

• пилеваті піски

• легкі супісі

• жирні глини

• грунти з органічними домішками і розчинами солей.

Раціональна послідовність засипки горизонтальними шарами товщиною 30…50 см (яка може ущільнюватися).

Ущільнюють:

• катками кулачковими

• катками гладкими

• на пневмошинах

• трамбуючими машинами

Ущільнюють послідовними проходками від країв до середини, перекриваючи попередню проходку на 0,2…0,3 м. Але на дуже зволожених основах – навпаки, починають з середини, щоб витісняти зайву воду до країв. Найкращі катки пневмоколісні, бо в них можна легко регулювати тиск в шинах, в результаті чого легко змінюється тиск на ущільнюваний грунт. Останнім часом використовують ефективні віброкатки.

Головне правило ущільнення – треба, щоб тиск на поверхні ущільнюваного грунту складав приблизно 0,8…0,9 його міцності. Якщо тиск перевищений, то замість ущільнення грунт руйнується. Якщо недостатній – ущільнення малоефективне.

Годинна продуктивність катка:

П_г=v (b-a)K_ч/n,

де v –середня швидкість, м/год;

b – ширина ущільнюваного шару за одну проходку, м;

а –ширина полоси перекриття, м;

K_ч – коєфіцієнт використання за часом (0,7…0,8);

n – число проходок по одному сліду (установлюють експериментально, до потрібної щільності грунту).

При ущільненні пазух фундаментів спочатку на ширину 0,8 м від фундаменту пневматичними або електричними трамбовками, а далі – малогабаритними катками, віброплитами, що самостійно переміщуються, та ін.