Основными элементами открытой разработки карьера, котлована или траншеи без крепления являются: сторона - l; высота уступа - H; форма уступа; угол откоса - а; крутизна (рис. 7.1).Обрушение откоса происходит чаще всего по линии АС, расположенной под углом Θ к горизонту. Объем АВС называют призмой обрушения.Призма обрушения удерживается в равновесии силами трения, приложенными в плоскости сдвига. Перед разработкой траншей и котлованов необходимо заранее определить крутизну откосов, обеспечив безопасность вроведения работ, с учетом глубины траншеи или котлована и выбрать способ формирования откосов. Рытье котлованов и траншей с откосами без креплений в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижени допускается с соблюдением нормативной глубины выемки и крутизны откосов.
Перед открытием котлованов и траншей без откосов, не зависимо от вида грунта, расчетным путем необходимо определить их максимально безопасную глубину, что обеспечивает устойчивость вертикальных стенок. Методика расчета безопасной глубины котлованов и траншей без откосов такова:
|
|
1. Рассчитывают критическую высоту вертикальной стенки котлована (траншеи) по формуле:
где Н - критическая высота вертикальной стенки, м; С - сила сцепления почвы, т/м2; γ - объемный вес грунта т/м3; φ - угол в нутреннего трения
2. Определяют предельную глубину котлована или траншеи с вертикальной стенкой, вводят коэффициент запаса, принимаемый равный 1,25:
Н пр. = Н к /1,25,
где Н пр - предельная высота вертикальной стенки, м.
Глубина разработки котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений устанавливается в соответствии с ДБН А.3.2.2-2009 и составляет не более 1 м в насыпных, песчаных, крупнообломочных грунтах; 1,25 м, в супесях, 1,5 м в глинах. При проектировании котлованов и траншей глубиной более 5м необходимо произвести расчет устойчивости откосов. Согласно ДБН А.3.2.2-2009, перемещение, установка и работа машин вблизи выемок с незакрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения на расстоянии, установленной проектом производства работ. При отсутствии решений в ППР наименьшее расстояние до ближайших опор машин выбирается по табл. 4.4. При глубине выемки менее 5 м наименьшее допустимое расстояние от верхнего строения пути (конца шпалы, гусеницы, колеса) до основанию откоса определяется по приближенной оценке заднего края призмы обрушения с использованием формулы:
l н = 1,2ah + 1,
где h - глубина выемки, м, а - коэффициент заложения откоса, который принимается по данным табл. 5.2.
|
|
Характеристики ґрунта
Грунт | Объемный вес γ, (т/м3) | Угол внутреннего трения φ, (град.) | Сила сцепления грунта С, (т/м2) |
Глина | 1,7–2 | 7–20 | 0–20 |
Суглинок легкий | 1,5–1,8 | 12–25 | 0–16 |
Суглинок пилоподібний | 1,5–1,7 | 15–25 | 0–16 |
Суглинок лессовидний | 1,4–1,7 | 12–25 | 0–20 |
Супесь | 1,5–1,7 | 18–30 | 0–10 |
Песок дрібнозернистий | 1,6–1,9 | 22–35 | 0–0,5 |
Песок | 1,6–1,9 | 26–35 | 0–0,3 |
Песок крупнозернистий | 1,6–2 | 27–40 | 0–0,2 |