FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE VZDELÁVANIE

ŠTÁTNA VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA VYSOKÉHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA

Štátna univerzita Vyatka

Fakulta stavebníctva a architektúry

Katedra priemyselnej ekológie a bezpečnosti

B.I.Degterev bezpečná organizácia zemných prác

Smernice

na praktické hodiny

Disciplína "Bezpečnosť života"

Publikované rozhodnutím redakčnej a vydavateľskej rady Štátnej univerzity Vyatka

MDT 658.345:614.8(07)

Degterev B.I. Bezpečná organizácia výkopových prác. Metodické pokyny na praktické vyučovanie v disciplíne Bezpečnosť života. – Kirov: VyatGU Publishing House, 2010. – 12 s.

Smernice pojednávajú o hlavných príčinách pracovných úrazov počas výkopových prác. Uvádzajú sa metódy výpočtu profilov svahov a upevnenia stien jám a zákopov. Poskytujú sa potrebné referenčné materiály a ilustrácie. Boli zostavené výpočtové úlohy.

Podpísané pre podmienky pečate. rúra l.

Ofsetový papier Maticová tlač

Číslo objednávky Náklad

Text je vytlačený z pôvodného rozloženia poskytnutého autorom

610 000, Kirov, ul. Moskovskaja, 36

©B.I.Degterev, 2010

©Vyatka State University, 2010

Konštrukcia profilu svahu. Výpočet upevnenia stien jám a zákopov

Hlavnými typmi zemných prác v priemyselnej a občianskej výstavbe sú rozvoj jám, zákopov, plánovanie staveniska atď. Analýza úrazov v stavebníctve ukazuje, že zemné práce tvoria asi 5,5 % všetkých nehôd; Z celkového počtu nehôd so závažnými následkami pri všetkých druhoch prác je 10 % spojených s výkopovými prácami.

Hlavnou príčinou zranení pri výkopových prácach je kolaps pôdy, ku ktorému môže dôjsť v dôsledku:

a) prekročenie štandardnej hĺbky výkopu bez upevnenia;

b) porušenie pravidiel pre rozvoj zákopov a jám;

c) nesprávna konštrukcia alebo nedostatočná stabilita a pevnosť upevnenia stien zákopov a jám;

d) rozvoj jám a priekop s nedostatočne stabilnými svahmi;

e) výskyt nezapočítaných dodatočných zaťažení (statických a dynamických) od stavebných materiálov, konštrukcií, mechanizmov;

f) porušenie stanovenej technológie razenia;

g) chýbajúce odvodnenie alebo jeho usporiadanie bez zohľadnenia geologických pomerov staveniska.

1. Výstavba zjazdoviek

Hlavné prvky otvorenej jamy, jamy alebo priekopy bez podpory sú šírky znázornené na obrázku 1 l a výška h rímsa, tvar rímsy (plochý, zlomený, zakrivený, stupňovitý), uhol odpočinku α , strmosť svahu (pomer výšky svahu k jeho základu h : l).

Ryža. 1 – geometrické prvky rímsy:

h– výška rímsy; l– šírka rímsy; θ – medzný uhol

vyváženie svahu; α – uhol medzi rovinou zrútenia a

horizont; ABC – prizma kolapsu; φ - uhol odpočinku

Stanovenie bezpečnej výšky rímsy, strmosti svahu a najvýhodnejšej šírky hrádze je dôležitým postupom pri budovaní jám a zákopov, ktorých správne prevedenie určuje efektívnosť a bezpečnosť výkopových prác.

Práce zahŕňajúce prítomnosť pracovníkov vo výkopoch so svahmi bez upevnenia na sypkých, piesočnatých a ílovito-ílovitých zeminách nad hladinou podzemnej vody (s prihliadnutím na kapilárne vzlínanie) alebo zeminách odvodňovaných umelým odvodnením sú povolené pri hĺbke výkopu a strmosti svahu uvedenej v tabuľke 1.

Pri vrstvení rôznych druhov zeminy sa strmosť svahov určuje podľa najmenej odolného typu proti zrúteniu svahov.

Strmosť svahov výkopov s hĺbkou viac ako 5 m vo všetkých zeminách (homogénne, heterogénne, s prirodzenou vlhkosťou, podmáčané) a s hĺbkou menšou ako 5 m, keď sa základňa výkopu nachádza pod hladinou podzemnej vody by mala stanoviť výpočtom.

stôl 1

Štandardná strmosť svahu pri h≤ 5 m podľa SNiP

Typy pôd	Strmosť svahu h : l s hĺbkou výkopu až
Hromadné nezhutnené
Sandy
Hlina
Loess

Výpočet je možné vykonať podľa metódy N.N. Maslova uvedenej v r. Vo všetkých prípadoch musí mať stabilný svah profil premenlivej strmosti, ktorá sa s hĺbkou výkopu znižuje. Technika berie do úvahy nasledujúce faktory:

a) zmeny vlastností pôdy v jej jednotlivých vrstvách;

b) prítomnosť dodatočného zaťaženia svahu s rozloženým zaťažením.

Pri výpočte sa zisťuje strmosť profilu svahu pre jeho jednotlivé vrstvy hrúbky Δ Z= 1...2 m, čo by malo byť viazané na prirodzenú stratifikáciu vrstiev v danej pôde.

Schéma na zostavenie profilu svahu je znázornená na obrázku 2.

Výpočtové vzorce pre súradnice X i, m, majú nasledujúci tvar:

a) pre všeobecný prípad zaťaženej bermy ( R 0 > 0)

, (1)

R 0

X 0

Z i h

α i

X i

Ryža. 2 – schéma konštrukcie svahového profilu

b) pre osobitný prípad nezaťaženej záchytky ( R 0 = 0)

. (2)

Vo vzorcoch (1) a (2) sa používajú tieto zápisy:

A =γ · Z i · tgφ;

B = P 0 · tgφ + C;

γ – objemová hmotnosť pôdy, t/m3;

S– špecifická priľnavosť pôdy, t/m2;

R 0 – zaťaženie rovnomerne rozložené po povrchu svahu, t/m2.

Je vhodné zhrnúť výsledky výpočtu do tabuľky (tabuľka 2).

Na základe výpočtových údajov sa zostrojí profil rovnako stabilného svahu.

tabuľka 2

Výpočet profilu rovnako stabilného svahu metódou N. N. Maslova

	Z i, m	γ· Z i, t/m2		A, t/m2		IN, t/m2				X i, m	α i

Cvičenie 1

Pri vykonávaní výkopových prác súvisiacich s výstavbou jamy je možný kolaps pôdy a zranenie pracovníkov. Aby sa predišlo nehode, je potrebné vypočítať prípustnú strmosť svahu jamy v hĺbke 5 a 10 m pre hlinitú pôdu.

Pre jamu hlbokú 5 m:

a) určiť uhol medzi smerom svahu a horizontálou a pomer výšky svahu k jeho polohe;

b) urobte náčrt rímsy jamy.

Pre jamu hlbokú 10 m:

a) vypočítať profil rovnako stabilného svahu, zhrnúť údaje do tabuľky vo forme tabuľky. 2;

b) podľa údajov výpočtovej tabuľky zostrojte profil svahu.

Vezmite počiatočné údaje z tabuľky 3.

Tabuľka 3

Počiatočné údaje pre úlohu 1

		Hlina			Hlina			Hlina
γ , t/m3
S, t/m2
R 0 , t/m2

posuvný klin) - nestabilná časť masívu rímsy zo strany jej svahu, uzavretá medzi pracovným a stabilným uhlom sklonu rímsy.

Koncept kolapsového hranola sa používa pri výpočtoch svahov, ktoré sú odolné proti zrúteniu a prevencii zosuvov.

pozri tiež

Napíšte recenziu na článok "Collapse Prism"

Poznámky

Literatúra

• A. Z. Abuchanov, „Mechanika pôdy“
• Shubin M. A. Prípravné práce na výstavbu železničného podložia. - M.: Doprava, 1974.

Odkazy

• // Encyklopedický slovník Brockhausa a Efrona: v 86 zväzkoch (82 zväzkov a 4 dodatočné). - St. Petersburg. 1890-1907.

Úryvok charakterizujúci Collapse Prism

Potom, čo husári vstúpili do dediny a Rostov išiel k princeznej, v dave nastal zmätok a nezhody. Niektorí muži začali hovoriť, že títo nováčikovia sú Rusi a ako by sa neurazili, že slečnu nepustili von. Drone bol rovnakého názoru; ale len čo to vyjadril, Karp a ďalší muži zaútočili na bývalého veliteľa.
– Koľko rokov jete svet? - kričal na neho Karp. - Pre teba je to jedno! Vykopeš tú malú nádobu, odnesieš ju, chceš nám zničiť domy alebo nie?
- Hovorilo sa, že by mal byť poriadok, nikto by nemal opustiť domy, aby nevyniesol modrý strelný prach - to je všetko! - zakričal ďalší.
"Na tvojho syna bol rad a ty si zrejme oľutoval svoj hlad," zrazu rýchlo prehovoril starý muž a zaútočil na Drona, "a oholil si mi Vanka." Oh, zomrieme!
- Potom zomrieme!
"Nie som zo sveta odmietavý," povedal Dron.
- Nie je odmietavý, narástol mu brucho!
Svoje povedali dvaja dlhí muži. Len čo sa Rostov v sprievode Iljina, Lavrušky a Alpatycha priblížil k davu, Karp s miernym úsmevom vložil prsty za krídlo. Dron, naopak, vstúpil do zadných radov a dav sa priblížil.
- Hej! Kto je tu váš riaditeľ? - zakričal Rostov a rýchlo sa priblížil k davu.
- Takže riaditeľ? Čo potrebuješ?... – spýtal sa Karp. Ale skôr, než stihol dopovedať, odletel mu klobúk a hlava sa po silnom údere zlomila nabok.
- Klobúk dole, zradcovia! - zakričal Rostovov plnokrvný hlas. - Kde je riaditeľ? – kričal šialeným hlasom.

Hlavným prvkom povrchovej ťažby, jamy alebo zákopov bez zabezpečenia svahov je výška N a šírka l rímsu, jej tvar, strmosť a uhol kľudu α (ryža. 9.3). Zrútenie rímsy sa vyskytuje najčastejšie pozdĺž línie slnko, umiestnený pod uhlom θ k horizontále. Objem ABC nazývaný hranol kolapsu. Hranol kolaps je udržiavaná v rovnováhe trecími silami pôsobiacimi v šmykovej rovine.

Porušenie stability zemských hmôt je často sprevádzané výrazným ničením mostov, ciest, kanálov, budov a stavieb nachádzajúcich sa na zosuvných masívoch. V dôsledku porušenia pevnosti (stabilita prirodzeného svahu alebo umelého svahu) sa vytvárajú charakteristické prvky zosuv pôdy(ryža. 9.4).

Stabilita svahu analyzované pomocou teórie limitnej rovnováhy alebo spracovaním hranola zrútenia alebo kĺzania pozdĺž potenciálneho klzného povrchu ako tuhého telesa.

Ryža. 9.3. Diagram sklonu pôdy: 1 - sklon; 2 - posuvná čiara; 3 - čiara zodpovedajúca uhlu vnútorného trenia; 4 - možný obrys svahu počas kolapsu; 5 - hranol zrútenia pôdy

Ryža. 9.4. Prvky zosuvu pôdy
1 - klzná plocha; 2 - teleso zosuvu; 3 - stena stánku; 4 - poloha svahu pred zosuvom zosuvu; 5 - podložie svahu

Stabilita svahu závisí predovšetkým od jeho výšky a typu pôdy. Na vytvorenie niektorých konceptov zvážte dva základné problémy:

• stabilita svahu ideálne voľnej pôdy;
• svahová stabilita dokonale súdržnej zemnej hmoty.

Stabilita svahu ideálne voľnej pôdy

Uvažujme v prvom prípade stabilitu častíc ideálne voľne tečúceho pôdy skladanie svahu. Aby sme to dosiahli, vytvorte rovnovážnu rovnicu pre pevnú časticu M, ktorý leží na povrchu svahu ( ryža. 9,5,a). Rozšírme hmotnosť tejto častice F na dve zložky: normálne N na povrch svahu AB a dotyčnica T Jej. Zároveň sila T má tendenciu pohybovať časticou M k úpätiu svahu, ale bude to brzdené protisila T", ktorý je úmerný normálnemu tlaku.

Stabilita svahu dokonale súdržnej zemnej hmoty

Uvažujme stabilita svahuPEKLO výška N k pre súdržnú pôdu ( ryža. 9.5,6). Porušenie rovnováhy v určitej maximálnej výške nastane pozdĺž plochej klznej plochy VD, sklonené pod uhlom θ k horizontu, pretože najmenšia plocha takéhoto povrchu medzi bodmi IN A D bude mať lietadlo VD. Špecifické adhézne sily budú pôsobiť v celej tejto rovine S.

Šírka v hornej časti hranola porušenia svahu môže byť určená pomocou obr. 14.11, zostavený, rovnako ako predchádzajúce grafy, na základe rozhodnutí V.V. Sokolovského a tabuliek Fundamentproekt Institute.

Morgulis M.L., Ivanova L.I. Tabuľky a grafy pre konštrukciu svahových vrstevníc a určenie napätí v telese zemného masívu

Sokolovský V.V. Statika zrnitého média

Ryža. 14.10. Na určenie maximálneho prípustného uhla sklonu plochého svahu

TABUĽKA 14.2. SÚRADNICE HRANIČNÉHO Sklonu

r"	Hodnoty - X"pri φ", deg					–X, m	V, m
	10	15	12
5,0	5,0	3,5	5,0	5,0 – 3,5 5	2 = 4,4	7,35	7,5
7,5	11,5	7,5	11,5	11,5 – 7,5 5	2 = 9,9	14,85	11,25
10,0	19,0	12,5	19,0	19,0 – 12,5 5	2 = 16,4	24,6	15,0
12,5	27,0	18,0	27,0	27,0 – 18,0 5	2 = 23,4	35,1	18,75
15,0	37,5	24,0	37,5	37,5 – 24,0 5	2 = 32,1	48,15	22,5
17,5	48,5	30,5	58,0	58,0 – 37,5 5	2 = 41,3	61,95	26,25
20,0	58,0	37,5	58,0	58,0 – 37,5 5	2 = 49,8	74,7	30,0
24,2	75	50,0	75,0	75,0 – 50,0 5	2 = 65,0	97,5	36,3

Ryža. 14.11. Na určenie množstva IN" 0

Podľa obr. 14.11 v závislosti od hodnôt φ" a H" 0 – h 0, kde

H" 0 = H 0 γ I / c",

určí sa bezrozmerná veličina IN"0, čo zodpovedá šírke hranola zrútenia v hĺbke h"0, z ktorej sa vypočíta šírka kolapsového hranola B 0 na povrchu zeme

B 0 = (B" 0 – h"0ctg00)c"/yI.

Ryža. 14.12. Napríklad 2

1 - obrys projektovaného svahu; 2 - obrys maximálneho sklonu

Šírka hranola zrútenia sa používa pri aproximácii krivočiareho obrysu okrajového svahu s prerušeným obrysom: šírka hrádzí a plošín by nemala byť menšia ako šírka hranola zrútenia rímsy.

Príklad 14.2. V ílovitých zeminách s charakteristikami φ" = 12° je potrebné navrhnúť sklon násypu 40 m vysoký, c" = 30 kPa, γ I = 20 kN/m 3 za predpokladu výšky lavice 10 m.

Riešenie. Pri navrhovaní vysokých svahov nábrežia s ich rozdelením na rímsy sa odporúča začať výpočet konštrukciou obrysu konečného sklonu (ktorý je v prípade násypu najhospodárnejší) a potom ho aproximovať sklonom rímsy. .

Podľa obr. 14,9 pre φ" = 12° nájdeme h" 0 = 2,45. Potom maximálna výška zvislého sklonu pri c"/γ I = 30/20 = 1,5 m podľa vzorca (14.2) bude: h 0 = 2,45 · 1,5 = 3,7 m.

Aby sme zostrojili vrstevnicu svahu v hĺbke presahujúcej 3,7 m, nastavili sme hodnoty pri"na krivkách pre φ" = 10° a φ" = 15° (pozri obr. 14 8) nájdeme zodpovedajúce hodnoty pri„významy X“ a vypočítajte medziľahlé hodnoty interpoláciou X" , a potom - X A r pre φ" = 12° do hĺbky 40 m, teda do hodnoty pri" = (40 – 3,7)/1,5 = 24,2.

Výpočty zhrnieme v tabuľke. 14.2. Obrys maximálneho sklonu zostrojený z výsledkov výpočtu je na obr. 14.12.

Potom podľa obr. 14.10 hod c"/(y I H 0) = 30/(20 10) = 0,15 určíme maximálnu strmosť hornej rímsy: θ 0 = 61° pri φ" = 10°, θ 0 = 70° pri φ" = 15° a interpoláciou zistíme θ 0 = 61° + (70 – 61)2/5 = 64,6° pri φ" = 12°.

Táto strmosť sklonu rímsy je väčšia ako povolená podľa tabuľky. 14,1 (63°), preto akceptujeme sklon hornej rímsy 1:0,5. Podkladové rímsy, berúc do úvahy veľkú výšku svahu, musia byť šetrnejšie, pričom vymedzujú hraničný obrys, ako je znázornené na obr. 14.12.

Na určenie veľkosti hrádze pre rímsu vysokú 10 m si najprv pozrite obr. 14.11 hod H" 0 – h"0 = 10/1,5 – 2,45 = 4,22 nájdeme: B"0 = 3,7 pri φ" = 10°, B"0 = 2,5 pri φ" = 15°a interpoláciou vypočítame: B"0 = 3,7 – (3,7 – 2,5)2/5 = 3,22 pri φ" = 12°. Potom pomocou vzorca (14.7) určíme minimálnu šírku kolapsového hranola:

B 0 = (3,22 – 2,45 ctg 63°) 1,5 = 2,95 m.

S prihliadnutím na veľkú výšku svahu akceptujeme IN 0 = 4 m. Bermy umiestňujeme každých 10 m po výške svahu, 2 m na obe strany od vrstevnice maximálneho sklonu a vybudujeme stupňovitý plochý svah, spájajúci koncový bod predchádzajúcej hrádze a východiskový bod. z nasledujúceho. Pokládka pridelených svahových ríms: štvrtá 1:3,375, akceptovať 1:3,5; tretí 1:2,9, prijať 1:3,0; druhý 1:1,73, prijať 1:1,75; Poloha hornej rímsy je prijatá v pomere 1: 0,5. Na obr. Na obrázku 14.12 je znázornený obrys hraničného obrysu a výsledný stupňovitý profil svahu.