Временное крепление стенок выемок

При разработке выемок в водонасыщенных грунтах или в стесненных условиях, когда при этом невозможно обеспечить требуемое заложение откосов, вертикальные стенки закрепляют специальными временными креплениями. Временная крепь может быть выполнена в виде:

1. Шпунтового ограждения (рис. 5.7.а) (деревянного или металлического шпунта) – применяют при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт забивают до разработки выемки, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за ее пределами.

2. Крепление консольного типа (рис. 5.7.б) (деревянных щитов с опорными стойками) состоит из стоек-свай, заземленных нижней частью в грунте глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев), непосредственно воспринимающих давление грунта. Целесообразно при глубине выемки до 5м.

3. Консольно-распорное (рис. 5.7.в) используется в траншеях значительной глубины. Между стойками в верхней части устанавливают распорки.

4. Распорное крепление (рис. 5.7.г) (щитов с распорными рамами) – распорки прижимают доски (щиты) к стенкам траншеи. Используется при устройстве траншеи до 4м в сухих или маловлажных грунтах.

Инвентарные распорные рамы (рис. 5.7.е) из трубчатых стоек и распорок имеют малый вес, легко монтируются и демонтируются. Стойки имеют отверстия для крепления распорок. Распорка состоит из внутренней и наружной труб (поворотной муфты и опорной части)

5. Подкосное крепление вертикальных стенок. Оно заключается в том, что щиты или доски прижимают к грунту стойками, раскрепленными подкосами и упорами. Подобное крепление используют ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют производство работ.

Искусственное закрепление грунтов – совокупность воздействий на грунт, в результате чего повышается прочность, он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым.

Замораживание грунтов применяют в сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. По периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных между собой трубопроводом, по которому нагнетается специальная жидкость – рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой. Для охлаждения применяют хладагенты (аммиак, углекислоты).

Недостатки:

- сохранение эффекта на период действия замораживающей установки;

- длительный процесс оттаивания;

- повышение влажности грунта (вода из теплых слое поступает к холодным).

Цементация и битумизация заключается в инъецировании цементного раствора или разогретых битумов. Эти способы применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации, а также трещиноватых скальных пород.

Химическим способом закрепляют песчаные и лессовые грунты посредством нагнетания в них через иньекторы химических растворов. Раствор нагнетается специальными трубами – иньекторами (V.15.), погружаемыми раздельно или пакетами по 5шт. расстояние между иньекторами определяется в зависимости от вязкости раствора и типа грунта.

Химический способ может быть:

1. однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отвердителя) применяется для слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут;

2. двухрастворное закрепление заключается в последовательном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрия Na₂Si0₃, а затем хлористого кальция CaCl₂.

Термическое закрепление, применяемое для лессовых грунтов, заключается в обжиге раскаленными газами, нагнетаемыми через скважину в поры грунта. Газы образуются при сжигании жидкого или газообразного топлива, подаваемого в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренную скважину.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5...1 В/см и плотностью 1...5А/м². При этом глина осушается, уплотняется и теряет способность к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом и служащую иньектором, растворы химических добавок, увеличивающие проводимость тока (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.).