Крепление откосов котлована

Крепление откосов котлована — обязательное условие земляных работ на глубинах от одного метра. Игнорирование укрепления откосов приводит к обрушению отобранного грунта, что заканчивается несчастными случаями на стройплощадке и финансовыми потерями застройщика.

У нас можно заказать укрепление откосов котлованов и траншей до начала земляных работ. Мы работаем с любыми грунтами, гарантируем высокую скорость монтажа крепежной системы и низкие цены.

Виды котлованов

В строительном деле существует два вида котлованов — с вертикальными стенками и с откосами. Частным случаем выработки с вертикальными стенками является ступенчатый котлован. В первом случае стенки выборки отклоняются от вертикали не более, чем на пару градусов. Во втором — стенки имеют форму пологого уклона (откоса). Угол откоса зависит от глубины, типа почвы, уровня грунтовых вод.

По типу земляных работ любую выработку можно причислить к открытому или закрытому формату. Котлованы открытого типа роют с поверхности грунта, снимая почву слой за слоем, до выхода на расчетную глубину. Открытые выработки укрепляют вдоль периметра. Закрытые выработки предполагают рытье ямы и прокладку штольни под землей, в бок или под наклоном. Их укрепляют по стенкам и сверху.

Отдельным подвидом котлованов является траншея — так называют выработку, длина которой на несколько порядков превышает ее ширину. Траншеи укрепляют вдоль длинных стенок, а не по периметру.

Нормативные требования к обустройству системы укрепления котлованов

Независимо от вида котлована, каждая выработка грунта нуждается в укреплении стенок. По общепринятым стандартам строителям необходимо укреплять стенки котлованов при достижении глубины:

• 100 см — в песчаных почвах и водонасыщенных грунтах;
• 125 см — в суглинках и супесчаных грунтах;
• 150 см — в глине;
• 200 см — в грунте высокой плотности.

На этом настаивают Строительные правила от 2018 года за № 381.1325800.2018, а также СНиП 12-04 от 2002 года. Большинство выработок грунта довольствуются типовыми системами крепления — таковые применяют при глубине менее 300 сантиметров. Для укрепления откосов котлована глубже 300 см составляют индивидуальный план. Аналогичным образом поступают при выборке насыщенного влагой грунта или при рытье котлована на площадке с высоким уровнем подземных вод. В этих обстоятельствах глубина уже не важна.

«Арбаум» предлагает не только монтажные работы. Мы можем составить проект крепления откосов и выполнить его под авторским надзором. Нашим монтажникам знакомы популярные технологии крепления, а также редкие способы армирования стенок.

Способы укрепления откосов котлованов

Суть любого способа укрепления котлована — передача нагрузки со стороны стенок на систему щитов и распорок. Вдоль откоса строят щиты, между которыми укладывают распорки — они упираются в противоположные стенки. Распорку можно заменить откосом — он упирается в щит и дно выработки. Еще одна альтернатива распорке — анкерная тяга, которую погружают в откос и фиксируют с внешней стороны щита.

Для распределения нагрузки от щита на распорку вдоль ограждения строят обвязочный пояс — ряд горизонтальных или вертикальных балок, к которым крепят распорки, тяги или откосы. Сами щиты могут быть деревянными, стальными, железобетонными. Разновидности систем крепления стенок выработки в грунте определяются формой щита, обвязочного пояса и распорки.

Наша компания использует следующие разновидности систем укрепления откосов:

Горизонтально-рамное крепление

Рамный способ крепежа используется на подвижных грунтах, при строительстве траншей и неглубоких выработок. В качестве щита используется деревянная доска толщиной 50 миллиметров, расположенная по горизонтали. Обвязочная балка отсутствует, а в роли распорки выступает деревянный брус или металлическая труба. Доски и брусья (трубы) образуют рамку, габариты которой совпадают с границами котлована. Такие рамки располагаются вдоль стен шагом до 0,5 метра. Из рамок можно собрать сплошное крепление или систему с прозорами.

Горизонтально-рамная конструкция легко собирается в котловане, не требует большого расхода стройматериалов. В большинстве случаев распор и доски даже не скрепляют между собой, вбивая брус между противоположными щитами. Но подобная система крепления не выдержит давления значительных масс грунта, поэтому такой крепеж применяют при глубине выработки до 2-3 метров и складировании отобранного грунта на значительном расстоянии от выработки. Еще один минус подобной конструкции — затруднения при работах на дне выработки. Вам будут мешать распорки.

Горизонтальное укрепление стенок с прозорами

Сплошное горизонтальное крепление стенок — материалоемкая технология укрепления, поэтому на практике вместо сплошного щита собирают забирку с прорехами (прозорами). Щитовую конструкцию собирают из досок толщиной 50-60 миллиметров, которые выкладывают по горизонтали. В роли обвязочной балки выступает деревянный брус, который прибивают к доскам. Обвязка располагается по вертикали, с шагом 150-300 сантиметров, в зависимости от длины доски. Распорки и подкосы крепятся к обвязочному брусу.

При сборке щита крепежа с прозорами доски укладывают с шагом 20-30 сантиметров, подпирая вертикальным брусом (обвязочной балкой). Для надежной фиксации сквозь брус вбивают гвоздь. Шаг размещения досок контролируют с помощью шаблона. Распорки укладывают с шагом от 100 до 150 сантиметров. В точке сопряжения на брус набивают полку (бобышку), на которую укладывают распор или откос.

Подобная конструкция подойдет для прямых стен котлованов и траншей глубиной до пяти метров. Ее преимущества — простота сборки, умеренная трата стройматериала. Если брус выпустить над верхней кромкой котлована, на него можно набить доску, исключающую осыпание грунта с поверхности. Минус горизонтального крепежа с прозорами — ограничение по влажности и уровню залегания грунтовых вод, которые могут проникать в яму сквозь прорехи в щите.

Вертикальные крепления сплошного типа

Устройство вертикального, сплошного крепежа позволяет оградить от обрушения даже котлованы в проблемных грунтах. Такие системы подходят для неустойчивой почвы с плывунами. Вертикальное позиционирование элементов щита дает важное преимущество — нижний кран доски или шпунта фиксируется за счет защемления в грунте. Благодаря этому повышается общая прочность крепежа. Сплошная забирка щита гарантирует защиту от проникающей из грунта влаги и обеспечивает большую стойкость к давлению грунта, чем система с прозорами.

Порядок сборки вертикальной, сплошной системы выглядит следующим образом:

• при выходе на расчетную глубину на дне котлована копают канавку, в которую укладывают нижний торец доски;
• завершив сборку щита из вертикальных досок, строители приступают к обвязке, набивая на забирку горизонтальные бруски, которые располагаются с шагом до 150 сантиметров;
• после сборки одного щита с обвязкой начинают собирать вторую забирку, с противоположной стороны выработки;
• завершив второй щит, между обвязкой укладывают горизонтальную балку — распорку.

К недостаткам подобных конструкций можно отнести совместимость с выработками с прямыми или ступенчатыми стенками. Если подобную конструкцию установить на откос, то ее выдавит вверх при первой же подвижке грунта.

Инвентарные крепления

Систему из сборных рам и щитовых конструкций называют инвентарными креплениями. Секционный крепеж блокирует подвижки грунта и предупреждает обрушение отвесных и ступенчатых стен котлованов и траншей. В длительной перспективе многоразовые инвентарные конструкции дешевле одноразового деревянного крепежа. Металлические элементы легко ремонтируются или заменяются новыми деталями. На основе инвентарного крепления можно собрать ограждение для котлована, вырытого в любом грунте.

Процесс монтажа инвентарного крепления выглядит следующим образом:

• после выхода на проектную глубину монтажники собирают раму, состоящую из обвязочной и распорной балки;
• рамы погружают в яму, выкладывая на дне;
• щиты выкладывают вдоль стенок, в зазоре между откосом котлована и рамой;
• для уплотнения сопряжения со щитами распорки рамы удлиняются (для этого используют телескопический механизм на основе резьбовой пары);
• двигаясь снизу вверх, монтажники закрепляют рамы на щитах, удлиняя распорки до плотного соприкосновения щита с откосом котлована или траншеи;
• на финальном этапе, в дополнение к телескопическим распоркам, между щитами забивают жесткие балки.

Обвязочные и распорные балки всегда изготовлены из металла. Щиты делают из влагостойкой фанеры, OSB-плит, металлических листов. Длина стандартного щита — 3-3,5 метра, ширина — от 60 до 100 сантиметров. Рекомендуемая глубина укрепляемого инвентарной системой котлована — до 300 сантиметров.

Метод цементации откоса

Шпунтовые ограждения рамного, инвентарного, вертикального или горизонтального формата предназначены для выработок с прямыми стенками. Укрепление наклонных стенок возможно с помощью особой технологии — цементации откосов. Для укрепления откоса используют два техпроцесса — сухую и мокрую цементацию. Первый вариант предполагает подачу сухой песчано-цементной смеси, которую побуждают воздушным потоком. Воду добавляют в раствор на выходе сухой смеси из сопла. Мокрое цементирование предполагает подачу готового раствора, с побуждением от бетононасоса. Сухая цементация позволяет напылить на откос 70-миллиметровую корку, мокрая — только 30-миллиметровую.

Независимо от технологии подачи и смешивания раствора, процесс цементации выполняется следующим образом:

• землекопы роют котлован и выравнивают откосы;
• монтажники укрепляют на откосе металлическую или полимерную сетку;
• бетонщики напыляют на откос и сетку слой цементно-песчаной смеси, этот процесс повторяется до выхода на проектную глубину;
• бурильщики делают в откосе скважины под анкерные тяги;
• монтажники погружают в скважины анкера, а бетонщики заливают их песчано-цементной смесью;
• поверх корки и выходов анкерных тяг напыляется еще один слой бетона.

Цементацию можно делать постепенно, укрепляя каждые 2-3 метра длины откоса. Эта технология отнимает время, но такой крепеж не создает загромождения на дне котлована.

Шпунтовое ограждение

Металлический шпунт (балки Ларсена) позволяет укрепить выработки глубиной до 5-12 метров. На его основе можно собрать герметичную, сплошную стену, которой не страшны ни грунтовые воды, ни давление грунта. Шпунты погружаются в грунт с помощью специальной техники, до начала строительства котлована. Для погружения используют:

• копры — они забивают шпунты в грунт;
• вибрационные головки — эта техника размягчает грунт, позволяя балке утонуть в почве;
• сваевдавливатели — гидравлический пресс передает на оголовок статическую нагрузку.

После расчистки шпунтованных стенок на них наваривают тавровые балки, образующие обвязочный пояс. К нему приваривают распорки из труб или двутавровых балок. Альтернативный вариант фиксации — анкерная тяга, выход которой крепится к обвязке.

Сильная сторона шпунтового ограждения — устойчивость к продольным и поперечным нагрузкам, а также возможность повторного использования шпунта, обвязки и распорок. Наша компания извлекает из грунта ненужный шпунт и выкупает подходящие для повторного использования балки после отбраковки.

Строительство стенок в грунте

Для укрепления котлована можно использовать не только съемные конструкции на основе рам, забирки и шпунта. Вы можете заказать строительство стены в грунте — водонепроницаемой опорной конструкции на основе буросекущих свай. Такая стена защищает котлован от грунтовых вод, осыпания откосов, позволяя вести работы на дне без каких-либо ограничений. Ведь стене в грунте не нужны распорки и откосы. Она держит давление почвы за счет несущей способности свай.

Строительство ограждений из буросекущих свай проходит в два этапа:

• вначале бурят четные скважины свайного поля, в которые заливают бетон марки М300 (или выше);
• спустя 7-14 дней бурят нечетные скважины, захватывая до 30% диаметра соседних, четных свай, и заполняют шахты тем же бетоном.

После этих манипуляций в грунте появляется сплошная стенка, образованная из непрерывной цепочки свай. Подобные конструкции сложны в устройстве и не предполагают извлечения, но они дают 100-процентную защиту от обрушения и используются при водопонижении строительной площадки.

Какой способ укрепления выбрать?

Тип укрепления откосов выработки выбирает проектировщик системы крепления, который ориентируется на объемы отобранного грунта, плотность и влажность почвы, уровень грунтовых вод, наличием близко расположенных зданий и коммуникаций. При этом принимают во внимание сильные и слабые стороны каждой конструкции:

• Рамные системы просты в монтаже и очень дешевые, но они не могут сопротивляться значительному давлению грунта, поэтому их используют при выработках глубиной до 2-3 метров. Аналогичные плюсы и минусы характерны и для инвентарного крепежа.
• Горизонтальные системы с прозорами выдерживают давление стенок котлована глубиной до 5 метров, но подобные конструкции совместимы только с вертикальными откосами. То же можно сказать и о вертикальных системах со сплошной забиркой.
• Цементация стоит дорого, но она гарантирует защиту котлованам с наклонными стенками, кроме того, бетонная корка остановит просачивание влаги. Однако крепеж собирают очень долго. Только на выход бетонной корки на расчетную прочность уходит до 14 суток.
• Шпунтовые ограждения и стены в грунте можно собрать до начала земляных работ. Они защищают стенки от обрушений, в также блокируют грунтовые воды. Шпунтовые конструкции можно демонтировать после завершения строительства, а буросекущие сваи останутся в грунте навсегда, как часть фундамента или стены подземного уровня.

Наша компания рекомендует использовать для укрепления наклонных откосов цементацию или шпунты и буросекущие сваи, уложенные под углом к горизонтали. Для вертикальных стенок подойдет любая другая система крепления.

Услуги «Арбаум»

Мы предлагаем работы по укреплению стенок котлована как комплексную услугу. Привлекаем к этой задаче проектировщиков, землекопов, монтажников и строителей. Наша команда готова включиться в работу на этапе проектирования котлована или после завершения выемки грунта. Для заказа крепежа для стенок вашего котлована или комплексной услуги проведения земляных работ позвоните по телефону.