Земляные работы

Земляные работы - один из наиболее тяжелых и трудоемких процессов, безопасность выполнения которых во многом зависит от способов производства работ, от гидрогеологических условий, рельефа местности и рода земляных выемок.

Основной причиной несчастных случаев при производстве земляных работ являются обрушающиеся горные породы (грунты); падающие предметы (куски породы); движущиеся машины и их рабочие органы, а также передвигаемые ими предметы; расположение рабочего места вблизи перепада по высоте 1,3 м и более; повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; химические опасные и вредные производственные факторы [8].

Выемки различных профилей (траншеи, котлованы, шурфы, колодцы и др.) выполняют с вертикальными стенками без креплений, с вертикальными стенками с креплением, с откосами без креплений и с креплением.

Предотвратить обрушение и обеспечить устойчивость грунтовых масс можно либо образованием откосов, выполненных по проекту, либо устройством креплений стенок земляных выемок [11].

Выбор безопасного способа производства земляных работ в значительной степени зависит от строительных свойств грунтов: плотности, разрыхляемости, устойчивости, размываемости, уплотняемости, влагоемкости, водопроницаемости. Эти свойства грунтов следует учитывать при проектировании откоса земляного сооружения, чтобы исключить его обрушение. Грунты подразделяются на связные (скальные, полускальные, суглинистые и другие плотные грунты) и несвязные (песчаные, гравийные, насыпные и лессовидные). Если глубина выработки не позволяет устраивать откосы без учета дополнительных мер, обеспечивающих их устойчивость, предусматривают крепление откосов траншей и котлованов.

Крепление - временное сооружение в выемке, предназначенное для удержания грунта, сохранения проектных очертаний выработки и защиты работающих от обрушения. Как правило, крепления выполняют по типовым чертежам с использованием инвентарных элементов крепежа. Различают следующие виды креплений: распорное, анкерное, шпунтовое и рамное. Распорное крепление состоит из горизонтальных рядов досок, уложенных вплотную к стене траншеи и прижатых к ней вертикальными стойками. Стойки устанавливают не реже чем через 1,5 м и разжимают горизонтальными распорками (рис. 4.4.1, а). Под оба конца распорки прибивают деревянные бобышки, препятствующие сползанию ее по стойке. Более удобно применять винтовые металлические распорки (рис. 4.4.1, б). Если распорки мешают работать внутри траншеи или вообще невозможно их поставить (в котлованах), используют анкерные крепления или крепления подкосами (рис. 4.4.1, в, г) [12].

Рис. 4.4.1. Крепление откосов выемок: а - деревянными распорками; б - винтовыми распорками; в - анкерными; г - подкосами; 1 - деревянные щиты; 2 -стойки; 3 - деревянная распорка; 4 - бобышка; 5 - винтовая распорка; 6 - анкер; 7 - подкос

После окончания работ в выемке крепления начинают разбирать снизу по одной или по две доски, одновременно засыпая выемку слоями грунта толщиной не более 40 см. Каждый засыпанный слой земли надо хорошо утрамбовать, чтобы грунт не садился и не образовывал пустот (рис. 4.4.2) [13]. Вынимать сразу все распорки нельзя, так как это может привести к обрушению грунта.

Рис. 4.4.2. Разборка креплений выемки

В плывунах и на мокрых лёссовых грунтах, где удаление креплений связно с большой опасностью, их оставляют в грунте без разборки.

При разработке выемок с наклонной поверхностью бортов без креплений важным условием является установление крутизны откоса и его формы (профиля). На рис. 4.4.3 показаны геометрические элементы котлована: А - нижняя бровка, В - верхняя бровка, Н - глубина выемки, АВ - откос, характеризуемый углом откоса а. Этот угол отсчитывается от линии откоса вглубь грунта до горизонтальной поверхности, проведенной через нижнюю бровку. Угол откоса бывает острым и прямым, но при нарушениях правил ведения земляных работ он может быть и тупым (см. рис. 4.4.3, а, б). Устройство такого откоса запрещено.

Рис. 4.4.3. Геометрические элементы выемки: А - угол откоса, Н - глубина выемки, АВ - линия фактического откоса, АС - линия естественного откоса, АБС - призма возможного обрушения

Если глубина выемки более 5 м, то угол откоса определяется расчетным путем. Запрещается производить разработку траншей и котлованов подкопом и оставлением «козырьков» (см. рис. 4.4.3). Это опасный способ, так как верхняя часть грунта может обрушиться и привести к несчастному случаю.

Производство работ, связанных с нахождением работников в выемках с вертикальными стенками без крепления в песчаных, пылевато-глинистых и талых грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений, допускается при их глубине не более, м: 1,0 - в неслежавшихся насыпных и природного сложения песчаных грунтах; 1,25 - в супесях; 1,5 - в суглинках и глинах.