Траншеи для водопроводных сетей
При организации водоснабжения дома, после приобретения нужного оборудования и надежного насоса, встает вопрос о подведении коммуникаций конкретно к жилью. Обычно, в наших грозных критериях прокладка труб делается в грунте. В статье рассматривается правильные приемы организации таких работ.
Траншеи для прокладки трубопроводов бывают 3-х типов: прямоугольного сечения с вертикальными стенами, трапецеидального сечения с наклонными стенами и смешанного типа (рис. 1).
Прямоугольные траншеи
Прямоугольные траншеи с вертикальными стенами имеют малый объем земельных работ, маленькую ширину в плане, что упрощает создание работ в границах уличных проездов. К недочетам таких траншей следует отнести необходимость устройства крепления стен, которое предутверждает возможность обрушения стен и обеспечивает безопасность работающих в траншее людей.
Копание траншей без крепления вертикальных стен допустимо в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод. При всем этом глубина выемки не должна превосходить:
— в насыпных, песочных и гравелистых грунтах — 1 м;
— в супесных и суглинистых грунтах — 1,25 м;
— в глинистых грунтах — 1,5 м.
Рис. 1. Поперечные сечения траншей:
А — прямоугольная;
Б — трапецеидальная;
В — комбинированная
Выбор типа крепления траншеи зависит от нрава и состояния грунта, глубины и ширины траншеи, близости к траншее тех либо других подземных и надземных сооружений, вероятных сотрясений от динамической нагрузки и способа производства земельных работ. Нужно всегда подразумевать, что устойчивость одних и тех же грунтов может изменяться зависимо от ряда критерий.
К примеру, глинистые грунты обычной влажности довольно устойчивы, но, будучи смочены водой, делают огромную нагрузку на крепления траншеи. Траншеи в скальных грунтах могут разрабатываться на значительную глубину без всякого крепления. Но и скальные грунты могут представлять опасность при наличии наклонных посторонних прослоек, расположенных под углом более 30° к горизонту.
Сухие гравелистые и песочные грунты просто осыпаются вовнутрь траншеи даже через маленькие щели в креплении, образуя за ними небезопасные пустоты и каверны. Это диктует необходимость кропотливого крепления боков траншеи и не позволяет углублять траншею в сыпучих грунтах без незамедлительного соответственного крепления.
Из всего вышесказанного несложно прийти к выводу, что своевременное и правильное раскрепление стен траншей является очень принципиальным фактором, обеспечивающим предотвращение аварийных ситуаций и требований неопасного производства работ. Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и нрава грунтов, приведены в таблице .
Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и нрава грунтов
Грунтовые условия
Глубина выемки, м
до 3
от 3 до 5
Грунты обычной влажности, кроме сыпучих Горизонтальное крепление с прозорами через одну доску Сплошное горизонтальное крепление Грунты завышенной влажности и сыпучие Сплошное вертикальное и горизонтальное крепление Грунты всех видов при сильном притоке грунтовых вод Шпунтовое огораживание в границах грунтовой воды на глубину более 0,75 м, считая от проектной отметки дна котлована либо траншеи Горизонтальное крепление траншеи вразбежку
Применяется в плотных грунтах и состоит из горизонтальных досок, установленных с прозорами 25-30 см и поболее (зависимо от стойкости грунта и местных критерий) (рис. 2).
Рис. 2. Горизонтальное крепление вразбежку:
1 — горизонтальные доски;
2 — прозоры;
3 — вертикальные стояки;
4 — поперечные распорки
Горизонтальные доски раскрепляются вертикальными стояками из досок и поперечными распорами. Для крепления используют доски шириной 40-50 мм. Длина горизонтальных досок обычно составляет 4,5-6,5 м. При глубочайших траншеях удобней использовать доски длиной 4,5 м, потому что опускание более длинноватых досок в траншею занимает много времени и может вызывать обрушение стен до их раскрепления. Длина поперечных распорок, поддерживающих крепление, должна обеспечить плотное прижимание досок к стенам траншеи.
Сплошное горизонтальное крепление применяется в слабеньких осыпающихся грунтах либо при близком расположении траншей с ответственными сооружениями. При горизонтальном креплении верхняя бортовая доска должна выступать над поверхностью земли для предотвращения попадания в траншею камешков, комьев грунта и т.п. Чтоб предохранить распорки от перекоса и выпадания после их установки, под ними к стоякам пришиваются бобышки. Забивка распорных досок существенно облегчится, если с их торцов снять фаски.
Вертикальное крепление 
Рис. 3. Сплошное вертикальное крепление:
1 _ бобышка;
2 — распорка;
3 — доски шириной 50 мм;
4 — накладка;
5 — гвозди
Используется при разработке глубочайших траншей в слабеньких сыпучих грунтах либо поблизости ответственных надземных либо подземных сооружений (рис. 3). Сплошное вертикальное крепление состоит из вертикально поставленных досок шириной 50 мм, прижатых к стенам траншеи брусчатыми либо дощатыми рамами с помощью распорок.
В данном случае траншею роют с одновременным осаживанием вертикальных досок. По мере углубления траншеи снутри инсталлируются дополнительные рамы, расстояние меж которыми по вертикали находится в зависимости от грунта и местных критерий и в среднем составляет 1,2 м.
Для предотвращения оседания рам под ними пришивают бобышки или устанавливают недлинные стойки из досок либо бревен, длина которых равна расстоянию меж рамами. Многоярусное вертикальное крепление используется при разработке глубочайших траншей в слабеньких грунтах.
Траншеи с откосами
Траншеи с откосами не требуют крепления и позволяют обширно использовать механизацию земельных работ. Объем земельных работ на один метр траншеи с откосами существенно возрастает. Не считая того, этот вид траншей просит большой земляной полосы, беря во внимание огромную их ширину поверху. При производстве работ в границах авто проездов, имеющих дорожное покрытие, раскопка траншей с откосами возможно окажется экономически нерентабельной из-за огромного объема работ по разборке и восстановлению дорожных покрытий. Значимый объем вынутого грунта при маленьких габаритах проезда делает затруднения для размещения его в отвале и может востребовать частичной временной вывозки грунта с оборотной подвозкой для засыпки. Потому в стесненных городских критериях в большинстве случаев используют траншеи с вертикальными стенами. Ширина откоса находится в зависимости от плотности грунта.
Смешанный тип траншей
Смешанный тип поперечного сечения траншей используется при разработке грунта на огромную глубину и при наличии грунтовых вод, уровень которых выше проектных отметок дна траншеи. В данном случае высшая часть траншеи до уровня грунтовых вод роется с откосами, а нижняя часть в границах грунтовых вод — с вертикальными стенами. Этот вид траншей возможно окажется целесообразным при наличии широких незамощенных проездов, свободных от подземных сооружений.
Ширина траншеи
Ширина траншеи принимается, исходя из критерий малого объема работ, зависимо от поперечника прокладываемого трубопровода, глубины его заложения, геологических критерий и принятого способа производства работ. Ширина по дну траншеи (без учета крепления) должна приниматься согласно техническим условиям. Меньшая ширина траншей в свету меж досками крепления, также меж основаниями откосов должна составлять более 0,7 м, а при механизированной разработке траншей — соответствовать размерам режущей кромки рабочего органа землеройной машины.
Глубина траншеи
Малая глубина заложения труб с учетом динамической нагрузки с поверхности земли (при перемещении транспорта) составляет примерно 1,0 м до верха трубы. При определении глубины заложения труб сначала ориентируются на опыт эксплуатации водопровода. Обычно глубина заложения водопроводных сетей должна быть малость больше глубины вымерзания грунта в данной местности.
Для приблизительных расчетов глубину заложения водопроводных труб поперечником до 500 мм можно принимать:
Н = Нпр + 0,3 м,
где Нпр — глубина вымерзания грунта в метрах.
Для северных районов РФ глубину заложения железных труб принимают примерно 3-3,5 м; для средней полосы 2,5-3 м; для южных регионов — 1,25-1,3 м до низа трубы.
Обеспечение наклона траншей
Водопроводные и канализационные трубы укладывают с определенным уклоном, обозначенным в проекте на продольном профиле. Уклон напорным водопроводным трубопроводам придается таким, чтоб оставалась возможность их опорожнения. При правильном уклоне трубопровода становится неосуществимым скопление воздуха в его внутренних полостях. Канализационные трубопроводы являются самотечными, и уклон, с которым они укладываются, является очень принципиальным фактором для их работы. От наклона зависит пропускная способность канализационного трубопровода и обеспечение его самоочищаемости, другими словами предотвращение выпадания осадков из протекающей сточной воды. Особенное значение имеет выполнение проектных уклонов для районов с плоским рельефом, где уклоны приходится проектировать очень малые.
При неточном производстве работ могут иметь место участки с нулевым и даже с оборотным уклонами, что делает огромные затруднения в эксплуатации канализационной сети. Для обеспечения корректности уклонов прокладываемых трубопроводов огромное значение имеет высококачественное выполнение работ по планировке дна траншеи по проектным отметкам. Для контроля наклона дна траншеи после окончания работы экскаватора на траншее устанавливают обноски. Обноска представляет собой доску шириной 40-50 мм, врезанную и крепко пришитую к вкопанным по краям траншеи столбикам. К обноске, с ее низовой стороны, крепко пришивается брусочек-полочка. Верхнюю грань этого брусочка устанавливают по уровню в строго горизонтальном положении. Обноски устраивают обычно над смотровыми колодцами, расстояние меж которыми на канализационной сети обычно не превосходит 50 м.
При прокладке коллекторов с малыми уклонами расстояние меж обносками должно составлять менее 25-30 м. Зная отметку полки обноски и проектную отметку дна траншеи под обноской (из рабочего профиля), определяют величину h2, которая отмеряется от верхней грани полки. При всем этом получают проектную отметку дна траншеи под данной обноской. Меж проектными точками под обносками через каждые 2-3 м с помощью визирок забивают колышки, верх которых находится на проектных отметках.
При разработке траншеи огромную роль играет качество подготовки основания, на которое укладывают трубы. В системах водоснабжения трубопроводы укладывают на естественное либо искусственное основание. Тип основания выбирают в зависимости от гидрогеологических критерий, размеров и материала укладываемых труб, конструкции стыковых соединений, глубины укладки, транспортных нагрузок и местных критерий. При естественном основании трубы укладывают на грунт ненарушенной структуры, обеспечивая поперечный и продольный профиль основания по проекту.
При всем этом по всей длине трубы должны плотно прилегать к основанию. Во избежание недопустимых просадок крепкость основания должна быть достаточной для уравновешивания активных сил, другими словами наружных нагрузок, действующих на трубу. При несущей возможности грунтов наименее 0,1 МПа (1 кгс/см2) нужно устраивать искусственное основание. Для роста плотности грунтов оснований обширно используют способ уплотнения.
Несущая способность труб в значимой мере находится в зависимости от нрава их опоры на основание. Так, трубы, уложенные в грунтовое ложе с углом охвата 120е, выдерживают нагрузку на 30-40% огромную, чем трубы, уложенные на плоские основания. При укладке труб на искусственное основание с углом охвата 120е несущая способность труб увеличивается в 1,7 раза и поболее по сопоставлению с укладкой на плоское грунтовое основание. Таким макаром несложно прийти к выводу, что устройство основания является одним из основных причин, обеспечивающих долговечность и надежность эксплуатации трубопроводов.
С повышением поперечника трубопроводов это условие приобретает еще больше принципиальное значение, так как цена таких сооружений растет. Для сотворения искусственных оснований гравийно-щебеночного типа по дну траншеи рассыпают слой сухого щебня либо гравия, сглаживают его, а после укладки труб подбивают пазухи щебнем либо гравием, устраивая требуемое ложе по поперечнику трубы. В процессе подготовки основания нужно проверить соответствие проектным данным продольного и поперечного уклонов. Для этого делают нивелирование дна траншеи. Глубину и угол обхвата ложа нужно инспектировать шаблоном.
Засыпка траншей
В зимний и вешний периоды засыпка нижней части траншеи на высоту 30-40 см делается немедля после укладки труб. Засыпка нижней части траншеи на высоту более 0,5 м должна выполняться только талым грунтом с кропотливым уплотнением пазух. Засыпка высшей части траншеи при расположении ее в границах авто переездов, имеющих дорожное покрытие, тоже должна выполняться талым грунтом для предотвращения следующих осадок дорожного покрытия. При засыпке высшей части траншеи, проходящей по незамещенным проездам, допускается к укладке промерзлый грунт в количестве менее 15% от общего объема засыпки.
Перед засыпкой траншея должна быть очищена от снега. Принципиальным моментом является засыпка нижней части траншеи, где уложен трубопровод. В процессе засыпки нужно принимать конструктивные меры для сохранения стыковых соединений, изоляции уложенных труб от повреждения сбрасываемым грунтом. Засыпка нижней части траншеи на высоту 0,25-0,30 м должна выполняться вручную.
При маленьких траншеях грунт сбрасывают сверху осторожно и не на сами трубы, а с боковой стороны, в угол, чтоб удар приходился на стены траншеи. При засыпке глубочайших траншей для предохранения уложенных труб от повреждения камнями и комьями слежавшегося грунта на нижний ярус распорок укладываются доски, прикрывающие трубы.
Грунт для засыпки нижней части траншеи должен быть освобожден от камешков, комьев и других примесей. Засыпка нижней части траншей должна выполняться сразу с 2-ух сторон уложенного трубопровода слоями 0,15-0,20 м, потому что односторонняя засыпка может двинуть трубопровод. Для уплотнения грунта в пазухах траншеи используются древесные или пневматические трамбовки.
После засыпки и уплотнения грунта в пазухах траншеи предстоящая засыпка на 0,25-0,30 м выше шелы-ги труб может выполняться без уплотнения (кроме случаев, когда срочно требуется вернуть полотно проезжей части дороги).
Механизация работ по засыпке траншей без уплотнения может быть осуществлена с помощью бульдозера либо экскаватора. При прокладке трубопроводов по замощенным уличным проездам засыпка должна выполняться послойно с кропотливым уплотнением грунта для предотвращения следующих просадок дорожного покрытия. Горизонтальное крепление траншеи разбирается равномерно по мере засыпки грунта, начиная снизу.
Количество сразу удаляемых досок по высоте не должно превосходить 3-х, а в сыпучих либо неуравновешенных грунтах — одной. При разборке крепления сквозные стояки всякий раз отпиливают на ширину снимаемой Доски. Вертикальное и шпунтовое крепление извлекают после засыпки траншеи.