Котлован – самая травмоопасная зона стройплощадки. Неукреплённые стенки выемки осыпаются, грунт плывёт, а при близком залегании грунтовых вод возможен прорыв воды с обрушением бортов. Поэтому до начала земляных работ проект определяет способ крепления стенок – ограждение котлована, которое удерживает грунт от обрушения и защищает людей и технику, работающих внизу. Выбор конструкции зависит от глубины выемки, типа грунта, уровня грунтовых вод и стеснённости площадки.
Что такое ограждение котлована и зачем оно нужно
Ограждение котлована – временная или постоянная конструкция по периметру выемки, которая удерживает вертикальные (реже наклонные) стенки от обрушения. Без неё допускается рыть только неглубокие выемки в плотных сухих грунтах; во всех остальных случаях СП 45.13330 («Земляные сооружения, основания и фундаменты») и СНиП по технике безопасности требуют крепления.
Задачи ограждения:
-
удержать стенки котлована от осыпания и оползания;
-
отсечь грунтовые воды (при водонепроницаемом исполнении);
-
защитить соседнюю застройку и коммуникации от осадок;
-
обеспечить безопасность работ на дне выемки.
Отдельно выделяют сигнальное ограждение – лёгкий барьер по бровке, который обозначает опасную зону, но не удерживает грунт. Его ставят поверх уже закреплённой стенки или на участках без риска обрушения.
Виды ограждений котлована
Выбор типа ограждения определяется проектом и геологией. На практике применяют четыре основных решения.
Шпунтовое ограждение
Шпунтовая стенка собирается из отдельных элементов – шпунтин Ларсена или стальных труб, погружённых в грунт вплотную друг к другу. Замковое соединение шпунтин образует непрерывную водонепроницаемую стенку, которая одновременно держит грунт и отсекает воду. Это основной способ ограждения глубоких котлованов в слабых и водонасыщенных грунтах.
Шпунтовое ограждение котлована используют при:
-
глубине выемки от 3–4 м;
-
высоком уровне грунтовых вод;
-
слабых, плывунных, обводнённых грунтах;
-
близком расположении соседних зданий, дорог и коммуникаций.
Конструкция воспринимает боковое давление грунта и гидростатическое давление воды, поэтому заложение (глубина погружения) шпунта ниже дна котлована рассчитывается отдельно.
Свайное и трубчатое ограждение
Ограждение котлована сваями выполняют, когда не нужна водозащита, но требуется удержать стенку. По контуру выемки бурят скважины и бетонируют буронабивные сваи вплотную (секущая конструкция) или с разрывом (с забиркой – заполнением промежутков досками либо железобетоном). Близкий вариант – ограждение из стальных труб, погружённых с шагом; промежутки закрывают забиркой из досок, профлиста или торкрета.
Трубчатое ограждение востребовано в плотных глинистых грунтах и там, где применяют распорную систему: трубы работают как несущие стойки, на которые опираются распорки и анкеры.
Трубошпунт
Частный случай – трубошпунтовое ограждение, когда стальные трубы большого диаметра погружают в грунт вплотную и соединяют между собой направляющими, образуя сплошную стенку. Такое решение держит и вертикальную нагрузку, и боковое давление, но по водонепроницаемости уступает шпунту Ларсена с замками. Трубошпунт чаще применяют в гидротехнике и как постоянную конструкцию.
Заборное и временное ограждение
Временное ограждение котлована не удерживает грунт, а только обозначает опасную зону и ограничивает доступ. Это инвентарные сетчатые секции или сигнальное ограждение с лентой, которые устанавливают по бровке выемки. СНиП 12-03 («Безопасность труда в строительстве») требует ограждать участки с перепадом высоты, куда возможен доступ людей и техники.
Нормативные требования к ограждению котлована
Требования к ограждению котлованов закреплены в нескольких документах, ключевые из них:
-
СП 45.13330.2017 – правила производства земляных работ, условия, при которых стенки крепят обязательно;
-
СНиП 12-03-2001, 12-04-2002 – охрана труда: ограждение проёмов, перепадов высот, установка сигнальных барьеров;
-
ГОСТ 12.4.059-89 – сигнальное ограждение мест производства работ;
-
СП 22.13330 «Основания зданий и сооружений» – расчёт давления грунта и устойчивости.
Основные требования:
-
Высота сигнального ограждения – не менее 1,2 м по периметру выемки; при проходе над траншеей и в местах движения техники высоту ограждения повышают.
-
Отступ от бровки. Ограждение ставят за пределами призмы обрушения, расстояние от края выемки определяет проект в зависимости от грунта и глубины.
-
Устойчивость стенок. Ограждение должно воспринимать активное давление грунта с запасом по проекту производства работ.
-
Наличие ворот и проходов. В ограждении предусматривают технологические проезды и лестницы для спуска людей; места переноса грунта оборудуют отдельно.
Несоблюдение этих требований – прямое нарушение норм охраны труда, за которое должностные лица несут ответственность; кроме того, обрушение стенки влечёт за собой реальный вред людям и машинам.
Устройство шпунтового ограждения: технология
Устройство шпунтового ограждения – многоэтапный процесс, который ведут по проекту производства работ. Последовательность такова.
Разметка и подготовка
По контуру котлована выносят оси стенки, намечают точки погружения каждой шпунтины. Площадку вдоль линии ограждения планируют, чтобы техника работала на ровном основании, при необходимости устраивают направляющие рамы – они задают проектное положение шпунта.
Погружение шпунта
Шпунт погружают специальными механизмами:
-
вибропогружателем – основной способ для городских площадок: быстрый, с минимальным динамическим воздействием на соседнюю застройку;
-
сваебойной установкой – применяют в плотных грунтах, где вибрации недостаточно;
-
вдавливанием – безударный способ для работ вплотную к существующим зданиям и подземным коммуникациям.
Каждую шпунтину заводят в замок предыдущей, поэтому важно следить за вертикальностью: отклонение накапливается по ряду и мешает замковому соединению. Глубину погружения контролируют по отметке, заданной расчётом заложения ниже дна котлована.
Крепление ограждения
По мере выемки грунта шпунтовую стенку раскрепляют. Крепление ограждения котлованов выполняют двумя способами:
-
распорками – стальными трубами или двутаврами, упирающимися в противоположные стенки; распорки ставят ярусами по мере углубления;
-
анкерами – наклонными тяжами, заведёнными в грунт за пределы призмы обрушения; применяют, когда ширина котлована не позволяет ставить распорки.
Выбор схемы крепления определяет расчёт устойчивости стенки.
Расчёт шпунтовой стенки
Расчёт шпунтовой стенки выполняет проектная организация в составе проекта. В основу закладывают несколько факторов:
-
геологический разрез: мощность и свойства каждого слоя грунта;
-
уровень грунтовых вод и гидростатическое давление;
-
глубину котлована и габариты выемки;
-
нагрузку на бровке – от кранов, складируемых материалов, проходящего транспорта;
-
допустимые деформации соседней застройки.
По результатам подбирают профиль шпунта (тип шпунтины Ларсена, диаметр труб), глубину погружения, число ярусов распорок или анкеров. Упрощённо ограждение считают как упругую балку на податливом основании с учётом коэффициента постели грунта; для сложных схем используют метод конечных элементов.
Извлечение шпунта
После завершения работ нулевого цикла шпунт, как правило, извлекают для повторного использования. Извлечение выполняют тем же вибропогружателем в обратном направлении. Замковое соединение на время демонтажа смазывают, чтобы шпунтины выходили без заклинивания. Освободившиеся полости заполняют цементно-песчаным или глинистым раствором – это предотвращает осадку грунта и соседних конструкций.
В стеснённых условиях или при риске повреждения застройки шпунт оставляют в грунте как постоянное ограждение, закладывая его потерю в смету проекта.
Ограждение котлована от МПО «Прометей»
Наше предприятие поставляет шпунт Ларсена, стальные трубы для ограждения котлованов и выполняет устройство шпунтовых стенок под ключ. Инженерный расчёт металлоконструкций берём в работу от геологии до подбора профиля, а строительно-монтажные работы ведём собственной техникой – вибропогружателями и сваебойными установками. Ознакомиться с нормативной базой можно в разделе ГОСТы и техническая документация.
Частые вопросы
Что такое шпунтовое ограждение котлована?
Это стенка из погружённых в грунт шпунтин Ларсена или стальных труб с замковым соединением. Держит вертикальную стенку выемки и при сплошном исполнении отсекает грунтовые воды.
Какая высота ограждения котлована требуется по нормам?
Сигнальное и защитное ограждение по периметру выемки делают высотой не менее 1,2 м. Высота самой удерживающей стенки определяется не нормой, а глубиной котлована и расчётом заложения ниже дна.
Чем отличается ограждение котлована сваями от шпунтового?
Свайное ограждение удерживает грунт, но не даёт сплошной водонепроницаемой стенки. Шпунтовое благодаря замкам работает и как водозащита, поэтому применяется в обводнённых грунтах.
Когда шпунт извлекают, а когда оставляют в грунте?
Извлекают после нулевого цикла для повторного применения. Оставляют в стеснённых условиях, при высоком риске осадки соседней застройки или когда ограждение запроектировано как постоянное.
