Призма за срутване на земята. Безопасност на основните строителни и монтажни работи. Стръмни изкопи и полукопи

Ширината в горната част на призмата за срутване на наклона може да бъде определена с помощта на фиг. 14.11, съставен, както и предишните графики, въз основа на решенията на В. В. Соколовски и таблиците на Института Fundamentproekt.

Моргулис М.Л., Иванова Л.И. Таблици и графики за изграждане на контури на наклони и определяне на напреженията в тялото на почвен масив

Соколовски В.В. Насипна статика

Ориз. 14.10. За определяне на максимално допустимия ъгъл на наклон на плосък наклон

ТАБЛИЦА 14.2. ОГРАНИЧЕНИЯ НА НАКЛОНИТЕ

y"	Стойности- х"при φ", град					–NS, м	V, м
y"	10	15	12			–NS, м	V, м
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

Ориз. 14.11. Определяне на количеството V" 0

Фиг. 14.11 в зависимост от стойностите на φ "и З" 0 – з 0, където

З" 0 = З 0 γ I / ° С",

се определя безразмерното количество V"0, съответстваща на ширината на срутващата се призма на дълбочина з"0, чрез което се изчислява ширината на срутващата се призма Б 0 на земята

Б 0 = (Б" 0 – з"0 ctgθ 0) c" / γ I.

Ориз. 14.12. Например 2

1 - контура на проектирания наклон; 2 - граничен наклон

Ширината на срутващата се призма се използва при сближаване на криволинейния контур на ограничаващия наклон със счупен контур: ширината на бермите и зоните трябва да се вземат не по -малко от ширината на срутната призма на перваза.

Пример 14.2.Необходимо е да се проектира наклон на насип с височина 40 m в глинести почви с характеристики φ "= 12 °, ° С"= 30 kPa, γ I = 20 kN / m 3, приемайки височина на пейка 10 m.

Решение... При проектирането на високи наклони на насипа с разбиването им на первази се препоръчва изчислението да започне чрез конструиране на контура на ограничаващия наклон (който при наличието на насип е най -икономичен) и след това да се сближи с стъпаловиден наклон.

Фиг. 14.9 за φ "= 12 ° намираме з"0 = 2,45. Тогава максималната вертикална височина на наклона при ° С"/ γ I = 30/20 = 1,5 m съгласно формулата (14.2) ще бъде: з 0 = 2,45 1,5 = 3,7 m.

За да изградим контур на наклон на дълбочина над 3,7 m, задаваме стойностите в"на кривите за φ" = 10 ° и φ "= 15 ° (виж фиг. 14 8), намираме съответните стойности в"стойности NS"и изчисляване на междинни стойности чрез интерполация NS" , и тогава - NSи yза φ "= 12 ° на дълбочина 40 m, т.е. до стойност в" = (40 – 3,7)/1,5 = 24,2.

Изчисленията са обобщени в таблица. 14.2. Контурът на ограничаващия наклон, изграден от резултатите от изчисленията, е показан на фиг. 14.12.

След това, съгласно фиг. 14.10 в ° С"/ (γ I З 0) = 30 / (20 10) = 0,15 определяме граничната стръмност на горната стъпка: θ 0 = 61 ° при φ "= 10 °, θ 0 = 70 ° при φ" = 15 ° и чрез интерполация намираме θ 0 = 61 ° + (70 - 61) 2/5 = 64,6 ° при φ "= 12 °.

Тази стръмност на наклона на перваза е по -голяма от допустимата според таблицата. 14.1 (63 °), следователно приемаме, че наклонът на горния перваз е 1: 0.5. Первазите, лежащи отдолу, отчитайки голямата височина на наклона, трябва да се приемат за по -плоски, очертаващи ограничаващия контур, както е показано на фиг. 14.12.

За да зададете размер на берма за пейка с височина 10 m, първо се обърнете към фиг. 14.11 в З" 0 – з"0 = 10 / 1.5 - 2.45 = 4.22 намираме: Б"0 = 3,7 при φ" = 10 °, Б"0 = 2,5 при φ" = 15 ° и чрез интерполация изчисляваме: Б"0 = 3,7 - (3,7 - 2,5) 2/5 = 3,22 при φ" = 12 °. След това, използвайки формулата (14.7), определяме минималната ширина на срутващата се призма:

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

Предвид голямата височина на наклона, приемаме V 0 = 4 м. Поставете берми на всеки 10 м по височината на наклона с 2 м от двете страни на ограничаващия контур на наклона и изградете стъпаловиден плосък склон, свързващ крайната точка на предишната берма и началната точка на следващата. Полагане на поверените скатни первази: четвъртият 1: 3.375, вземаме 1: 3.5; третият е 1: 2.9, вземаме 1: 3.0; второто е 1: 1.73, вземаме 1: 1.75; поставянето на горния перваз е взето според изчислението 1: 0.5. На фиг. 14.12 показва очертанията на ограничаващия контур и произтичащия профил на стъпаловиден наклон.

Зоните, които ограничават неработещите пейки, се наричат берми. Прави се разлика между обезопасителни берми, механични почистващи берми и транспортни берми. Предпазните берми са равни на 1/3 от височината на разстоянието между съседните берми. Механичното почистване на бермите обикновено е повече от или равно на 8 метра (за задвижване на булдозери за почистване на рохкави скали).

Транспортните берми са зони, оставени извън борда на кариера за движение на превозни средства. Предпазните берми са зони, които са оставени от неработещата страна на кариерата, за да се увеличи нейната стабилност и да се задържат натрошени парчета скала. Обикновено те са леко наклонени към горния наклон на перваза. Бермите трябва да се оставят на не повече от 3 первази. Призбата за срутване е нестабилната част на перваза между наклона на перваза и равнината на естественото срутване и е ограничена от горната платформа. Ширината на основата на срутващата се призма (В) се нарича предпазна берма и се определя по формулата :.

Процедура за развитие на открито копаене

Редът на развитие на открити копателни операции в рамките на кариерно поле не може да бъде зададен произволно. Това зависи от вида на находището, което се разработва, повърхностния релеф, формата на находището, положението на находището спрямо преобладаващото повърхностно ниво, ъгъла на потъването му, дебелината, структурата, разпределението по качеството на минералите и видове затрупване. Друго последствие е изборът на вида открито копаене: повърхностно, дълбоко, планинско, планинско-дълбоко или подморско. Нашите по -нататъшни действия са фундаментално предварително решение за кариерното поле - неговата възможна дълбочина, размери по дъното и повърхността, ъглите на склоновете на страните, както и общите запаси от течаща маса и по -специално минерали. Установяват се и възможни местоположения на потребители на полезни изкопаеми, сметища, складове за опашки и приблизителния им капацитет, което дава възможност да се очертаят възможните посоки и начини за преместване на кариерен товар. Въз основа на горните съображения се установяват възможните размери на кариерното поле, неговото местоположение във връзка с релефа на повърхността, както и приблизителните контури на минно разпределението на бъдещото предприятие. Едва след това, като се вземе предвид планираният капацитет на открития рудник, те започват да решават проблема с реда на развитие на минните операции в рамките на откритото поле. За да се ускори въвеждането в експлоатация на кариера и да се намали нивото на капиталовите разходи, добивът започва, когато находището на минерали е по -близо до повърхността. Основната цел на откритото копаене е извличането на минерали от земните недра с едновременно изкопаване на голям обем от покривни покрития и заграждането на находището се постига с ясна и високо икономична организация на водещия и най -скъп процес на откриване копаене - преместване на скалната маса от границите до пунктовете за събиране на складове и сметища (до 40%). Ефективността на движението на кариерен товар се постига чрез организиране на стабилни потоци от полезни изкопаеми и натрупвания, във връзка с които се решават въпросите за отваряне на работните хоризонти на кариерното поле, както и капацитета на използваните превозни средства. Техническите решения за копаене на открит картон и неговите икономически резултати се определят от съотношенията на обемите на разкопаване и минни дейности като цяло и от периодите на експлоатация на открит рудник. Тези съотношения се определят количествено, като се използва съотношението на отстраняване.

Стръмни изкопи и полукопи

По ъгъла на наклона капиталните изкопи са разделени на стръмни. Дълбоко разположените стръмни изкопи обикновено се полагат вътрешно. По своето разположение спрямо стената на ямата те се подразделят на напречни и диагонални. Напречни стръмни изкопи се използват в случаите, когато общият ъгъл на наклона на страната на ямата е по -малък. Диагоналните стръмни окопи обикновено се използват за настаняване на конвейерни и асансьорни превозни средства. Стръмните окопи са типични, когато транспортните берми (рампи) са оставени от неработеща страна.

Временни конгреси

Основната разлика между временните рампи и плъзгащите се рампи е следната:

1. Временните рампи не се движат (не се плъзгат) при последователно изработване на горните и долните пейки в рамките на рампите;

2. Изграждането на временни рампи, като правило (в скални и полу-скални образувания), включва пробиване и взривяване на скалния блок в рамките на рампата до височината на пейката и задвижване на рампата, най-често с движението на рампата взривена скала от пода до склона с багер или булдозер;

3. Разработване на стари рампи се извършва чрез изкопване на взривената скала с товарене в автомобилен транспорт;

Маршрутът на временните изходи е прост или затворен, коефициентът на удължаване на обикновен временен маршрут зависи главно от ширината на работната платформа. Рампите за автомобили могат да бъдат в непосредствена близост до хоризонти на наклон на кормилното управление, омекотен наклон (с нежна вложка) и на площадката. Прилягането по водещ наклон е характерно за рампи по горните, вече разработени хоризонти с пропускане на автомобили по тези рампи.

АГЕНЦИЯ ЗА ФЕДЕРАЛНО ОБРАЗОВАНИЕ

ДЪРЖАВНА ОБРАЗОВАТЕЛНА ИНСТИТУЦИЯ НА ВИСШЕТО ПРОФЕСИОНАЛНО ОБРАЗОВАНИЕ

Вятски държавен университет

Факултет по строителство и архитектура

Катедра „Индустриална екология и безопасност“

B.I. Degterev безопасна организация на земни работи

Методически указания

на практическо обучение

Дисциплина "Безопасност на живота"

Препечатано с решение на Редакционно -издателския съвет на Държавния университет в Вятка

UDC 658.345: 614.8 (07)

Дегтерев Б.И. Безопасно организиране на земни работи. Методически указания за практически упражнения по дисциплината "Безопасност на живота". - Киров: Издателство на ВятСУ, 2010.- 12 стр.

В насоките се разглеждат основните причини за производствени наранявания по време на изкопни работи. Дадени са методи за изчисляване на профилите на склонове и фиксиране на стените на ями и изкопи. Осигурени са необходимите справочни материали, представени са илюстрации. Съставени задачи за изчисления.

Подписано за печат Конв. печат л.

Офсетна хартия Матричен печат

Поръчка № Тираж

Текстът е отпечатан от оригиналното оформление, предоставено от автора

610000, Киров, ул. Московская, 36

Създаване на профил на наклон. Изчисляване на закрепване на стените на ями и окопи

Основните видове земни работи в промишленото и гражданското строителство са разработването на ями, изкопи, планиране на площадки и др. Анализът на нараняванията при строителството показва, че земните работи представляват около 5,5% от всички произшествия; от общия брой злополуки с тежки последици при всички видове работа, 10% са свързани с извършването на земни работи.

Основната причина за наранявания по време на земни работи е срутването на почвата, което може да възникне поради:

а) надвишаване на стандартната дълбочина на изкопа без крепежни елементи;

б) нарушение на правилата за разработване на окопи и ями;

в) неправилно подреждане или недостатъчна стабилност и здравина на закрепванията на стените на изкопи и ями;

г) разработване на ями и изкопи с недостатъчно стабилни склонове;

д) появата на неотчетени допълнителни натоварвания (статични и динамични) от строителни материали, конструкции, механизми;

е) нарушение на установената технология на земни работи;

ж) липсата на дренажна система или нейното подреждане, без да се вземат предвид геоложките условия на строителната площадка.

1. Устройството на склонове

Основните елементи на открита яма, яма или изкоп без закрепване са ширините, показани на фигура 1. ли височина зперваза, форма на перваза (плоска, счупена, извита, стъпаловидна), ъгъл на наклон α , стръмност на склона (съотношението на височината на склона към местоположението му з : л).

Ориз. 1 - геометрични елементи на перваза:

з- височината на перваза; л- ширината на перваза; θ - ъгълът на ограничаване

баланс на склона; α - ъгълът между равнината на срутване и

хоризонт; ABC - призма на срутване; φ - ъгъл на почивка

Установяването на безопасна височина на пейката, стръмност на склона и най -удобната ширина на бермата е важна процедура при разработването на ями и изкопи, чието правилно изпълнение зависи от ефективността и безопасността на изкопа.

Изпълнението на работа, свързана с наличието на работници в разфасовки с наклони без закрепване в насипни, песъчливи и тинесто-глинести почви над нивото на подпочвените води (като се вземе предвид капилярното издигане) или почви, дренирани с изкуствено обезводняване, се допуска на дълбочината на изкопа и стръмността на склоновете, посочени в таблица 1.

Когато се залепват различни видове почва, стръмността на склоновете се определя според най -малко стабилния тип от срутването на склона.

Стръмността на склоновете на изкопите с дълбочина повече от 5 m във всички почви (хомогенна, хетерогенна, естествена влага, наводнена) и дълбочина по -малка от 5 m, когато дъното на изкопа е разположено под нивото на подпочвените води, трябва да бъде установено чрез изчисление.

маса 1

Стандартна стръмност на склона при з≤ 5 m според SNiP

Видове почви	Стръмност на склона з : лна дълбочина на изкоп до
Видове почви
Насипни, без слепване
Санди

Глина

Лос

Изчислението може да се извърши по метода на Н. Н. Маслов, изложен в чл. Във всички случаи стабилният наклон трябва да има променлив профил на стръмност, който намалява с дълбочината на изкопа. Техниката ви позволява да вземете предвид следните фактори:

а) промени в характеристиките на почвата в отделните й слоеве;

б) наличието на допълнително претоварване на бермата на склона с разпределен товар.

При изчисляване на наклона на наклона профилът се задава за отделните му слоеве с дебелина Δ Z= 1 ... 2 m, които трябва да бъдат обвързани с естественото залягане на слоевете в дадена почва.

Схемата за изграждане на профила на наклона е показана на фигура 2.

Изчислителни формули за координати NS i, m, имат следната форма:

а) за общия случай на натоварена берма ( R 0 > 0)

, (1)

R 0

NS 0

Z i з

α i

х i

Ориз. 2 - схема за изграждане на наклонен профил

б) за специалния случай на ненатоварена берма ( R 0 = 0)

. (2)

Във формули (1) и (2) се приемат следните обозначения:

А =γ · Z i · tgφ;

B = P 0 · tgφ + C;

γ - обемно тегло на почвата, t / m 3;

С- специфично сцепление на почвата, t / m 2;

R 0 - товар, равномерно разпределен по повърхността на наклона, t / m 2.

Препоръчително е резултатите от изчисленията да се обобщят в таблица (Таблица 2).

Според изчислителните данни се конструира профилът на еднакво стабилен наклон.

таблица 2

Изчисляване на профила на еднакво стабилен наклон по метода на Н. Н. Маслов

Z i, м	γ· Z i, t / m 2	А, t / m 2	V, t / m 2	х i, м	α i

Упражнение 1

При извършване на изкопни работи, свързани с разработването на яма, земята може да се срути и работниците да се наранят. За да се избегне инцидент, е необходимо да се изчисли допустимата стръмност на наклона на ямата на дълбочина 5 и 10 m за глинеста почва.

За яма с дълбочина 5 м:

а) определят ъгъла между посоката на наклона и хоризонталата и съотношението на височината на наклона към местоположението му;

б) скицирайте перваза на ямата.

За яма с дълбочина 10 м:

а) за изчисляване на профила на еднакво стабилен наклон, таблични данни под формата на таблица. 2;

б) съгласно таблицата за изчисление, изградете профил на наклон.

Първоначалните данни са взети от таблица 3.

Таблица 3

Първоначални данни за задача 1


	Глина	Глина	Глина
γ , t / m 3

С, t / m 2
R 0 , t / m 2

При решаването на практически задачи определянето на силите, предавани от почвата към вертикалните или наклонените ръбове на конструкцията, обикновено се разграничава от общото напрегнато състояние на почвения масив като отделен проблем. Типичните конструкции, за които оценката на налягането на почвата Е е от съществено значение, са различни видове подпорни стени (фигура 6.1, а), мазета (фигура 6.1, б), опори на мостове (фигура 6.1, в), хидравлични конструкции (фиг. 6.1, г), ограда на фундаментни ями, прегради и др.

Ориз. 6.1.Налягане на почвата върху различни структури.

1 - площ ("призма") на срутване на земята;

2 - зоната ("призма") на преобръщане на почвата.

Експериментите и полевите наблюдения убедително показаха, че налягането на почвата Е върху конструкцията зависи значително от посоката, големината и характера на изместванията на вертикалните или наклонените контактни повърхности на конструкцията, по които се осъществява взаимодействието с почвената маса .

Нека разгледаме ефекта от изместванията на примера на най -простата подпорна стена (фиг. 6.2). В случай на сигурно неподвижна стена (фиг. 6.2, в), деформациите на почвата настъпват без странично разширение и следователно, под действието само на собственото тегло на почвата, можем да вземем σ x = ξσ z = ξγ gr z, където ξ е коефициентът на странично налягане на почвата (вж. раздел 3.3, f-la 3.23). В този случай общото странично налягане на единица дължина на стената (в посока, перпендикулярна на равнината xz) се определя като E 0 = ξγ gr h 2/2. Обикновено се нарича налягането E 0 налягане на покой, тъй като стойността на коефициента ξ в E 0 съответства на случая на липса на странични измествания на почвата.

Ориз. 6.2.Зависимост на налягането на почвата от величината и посоката

хоризонтално изместване на стена или конструкция.

Под действието на почвеното налягане могат да възникнат измествания U на конструкцията отстрани на почвата за засипване (на фиг. 6.2, взета със знак минус, т.е. U< 0). При этом в массиве грунта образуются поверхности скольжения, и постепенно формируется область обрушения, которую называют срутваща се призма (клин)(1 на фиг. 6.2, б). Силите на съпротивление на срязване, възникващи в изместващата се почва, водят до намаляване на почвеното налягане, което при стойността на изместване U a на конструкцията, определена от образуването на срутващата се призма, достига граничната (минимална) стойност, т.нар. активно наляганеили крясък E a (фиг. 6.2, а). Експериментите показват, че за да се постигне E a, са необходими много незначителни стойности на изместването на стената от земята (U a ≥ (0,0002 ... 0,002) h, където h е височината на стената в m).

Често, в резултат на действието на външни сили, структурите се изместват към земята. Това може да се прояви в конструкции, които възприемат големи хоризонтални натоварвания, например в случай на опора на сводест мост (фиг. 6.1, в), хидравлични конструкции (фиг. 6.1, г) в резултат на налягането на нагоре по течението.

Когато U на стената се придвижи към земята (фиг. 6.2, г), а повдигаща се призма(2 на фиг. 6.2, г) и възникват сили на съпротивление на срязване, предотвратяващи повдигането. В резултат на това по ръба на стената възниква все по-нарастваща реакция на почвата, която в момента на образуване на тягата призма достига максимална стойност, т.нар. пасивен натискили съпротивление на земята E p (фиг. 6.2, а). За развитието и създаването на пасивно налягане на почвата е необходимо голямо изместване на U p на стената към земята, значително (с 1 ... 2 порядъка) над U a. Това се причинява по -специално от уплътняването на почвата зад стената. Под действието на външно натоварване, принуждавайки насилствено стената върху земята, почвата първо се уплътнява и едва след това започва да се образува плъзгащата се повърхност - повдигането на почвата.

Така, под активно наляганеограничаващото налягане на засипната почва върху стената (конструкцията) се разбира при условия, когато стената е изместена от засипката (поради деформация на основата от налягането при запълване) и почвата зад стената е преминала в състояние на пределна равновесие. Пасивен натиск- това е граничната стойност на реакцията (реактивно налягане) по време на принудително преместване на стената към земята при условия, когато почвата зад стената преминава в състояние на крайно равновесие (в призма на тягата). Подчертаваме, че по отношение на конструкцията активното налягане е активно, а пасивното налягане е реактивна сила. Активното налягане на почвата може да бъде една от причините за загубата на стабилност на конструкция или стена (срязване, търкаляне и преобръщане).

За да се определят активните и пасивните налягания върху масивни конструкции с висока твърдост, в практиката на проектиране обикновено се използват приблизителни решения въз основа на концепциите на теорията за ограничаващото равновесие (MPE - виж раздел 3.1), разгледани по -долу.

Основните елементи на открита яма, изкоп или изкоп без наклонена опора е височината Зи ширина лперваза, неговата форма, стръмност и ъгъл на почивка α (ориз. 9.3). Срутването на перваза става най -често по линията Слънцеразположени под ъгъл θ спрямо хоризонта. Сила на звука ABCнаречена призма на срутване. Призма рухваподдържани в равновесие от сили на триене, приложени в равнината на срязване.

Нарушаването на стабилността на земните маси често е придружено от значително разрушаване на мостове, пътища, канали, сгради и конструкции, разположени върху плъзгащите се масиви. В резултат на нарушаване на якостта (стабилност на естествен наклон или изкуствен наклон) се образуват характерни елементи свлачище(ориз. 9.4).

Стабилност на наклонасе анализира с помощта на теорията за ограничаване на равновесието или чрез разглеждане на призма на срутване или плъзгане по потенциална плъзгаща се повърхност като твърдо тяло.

Ориз. 9.3.Схема на наклон на почвата: 1 - наклон; 2 - линия за приплъзване; 3 - линия, съответстваща на ъгъла на вътрешно триене; 4 - възможно очертание на наклона по време на срутването; 5 - призма на срутване на почвения масив

Ориз. 9.4.Свлачищни елементи
1 - плъзгаща се повърхност; 2 - свлачищно тяло; 3 - стена на сергия; 4 - позицията на склона преди изместването на свлачището; 5 - основата на склона

Стабилност на наклоназависи главно от височината и вида на почвата. За да установите някои концепции, помислете за две основни задачи:

стабилността на наклона на идеално рохкава почва;
стабилността на наклона на идеално сплотена почвена маса.

Стабилност на склона на идеално рохкава почва

Нека разгледаме в първия случай стабилността на частиците в идеално свободно течащо състояние почвасъставяне на склона. За да направите това, съставяме уравнението за равновесие на твърда частица М, който лежи върху повърхността на склона ( ориз. 9.5, а). Разширяваме теглото на тази частица Fна два компонента: нормален нкъм повърхността на склона ABи допирателна TНа нея. В същото време силата Tсе стреми да премести частица Мдо подножието на склона, но това ще бъде възпрепятствано от противоположната сила T"което е пропорционално на нормалното налягане.

Стабилност на наклона на перфектно сплотена почвена маса

Обмисли стабилност на наклонаАДАвисочина Н кза сплотена почва ( ориз. 9.5.6). Дисбалансът на определена ограничаваща височина ще възникне върху равна плъзгаща се повърхност VDнаклонен под ъгъл θ спрямо хоризонта, тъй като най -малката площ на такава повърхност между точките Vи дще има самолет VD... По цялата тази равнина ще действат специфични сили на сближаване С.