AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU EDUCAȚIE

INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT DE STAT DE ÎNVĂȚĂMÂNT PROFESIONAL SUPERIOR

Universitatea de Stat Vyatka

Facultatea de Construcții și Arhitectură

Departamentul de Ecologie Industrială și Securitate

B.I.Degterev organizarea sigură a lucrărilor de terasament

Instrucțiuni

la orele practice

Disciplina „Siguranța vieții”

Publicat prin decizie a consiliului editorial și de publicare al Universității de Stat Vyatka

UDC 658.345:614.8(07)

Degterev B.I. Organizarea în siguranță a lucrărilor de excavare. Instrucțiuni metodologice pentru orele practice la disciplina „Siguranța vieții”. – Kirov: Editura VyatGU, 2010. – 12 p.

Orientările discută principalele cauze ale vătămărilor industriale în timpul lucrărilor de excavare. Sunt prezentate metode de calcul al profilelor de pantă și de fixare a pereților gropilor și șanțurilor. Sunt furnizate materialele de referință necesare și sunt prezentate ilustrații. Sarcinile de calcul au fost compilate.

Semnat pentru sigiliu Condiții. cuptor l.

Hartie offset Imprimare Matrix

Nr. de comandă

Textul este tipărit după aspectul original oferit de autor

610000, Kirov, str. Moskovskaya, 36

©B.I.Degterev, 2010

Construirea unui profil de pantă. Calculul prinderii pereților gropilor și șanțurilor

Principalele tipuri de terasamente in constructii industriale si civile sunt amenajarea de gropi, santuri, amenajarea santierului etc. O analiză a vătămărilor în construcții arată că lucrările de pământ reprezintă aproximativ 5,5% din totalul accidentelor; Din numărul total de accidente cu consecințe grave pentru toate tipurile de lucrări, 10% sunt asociate lucrărilor de excavare.

Principala cauză a rănilor în timpul lucrărilor de excavare este prăbușirea solului, care poate apărea din cauza:

a) depășirea adâncimii standard de excavare fără elemente de fixare;

b) încălcarea regulilor de amenajare a șanțurilor și gropilor;

c) proiectarea necorespunzătoare sau stabilitatea și rezistența insuficientă a fixărilor pereților de șanțuri și gropi;

d) dezvoltarea gropilor și șanțurilor cu pante insuficient stabile;

e) apariția unor sarcini suplimentare neevaluate (statice și dinamice) din materiale de construcție, structuri, mecanisme;

f) încălcarea tehnologiei de excavare stabilite;

g) lipsa drenajului sau amenajării acestuia fără a ține cont de condițiile geologice ale șantierului.

1. Construirea taluzelor

Elementele principale ale unei cariere deschise, gropi sau șanțuri fără suport sunt lățimile prezentate în Figura 1 l si inaltime h pervaz, formă de pervaz (plat, spart, curbat, în trepte), unghi de repaus α , abruptitatea pantei (raportul dintre înălțimea pantei și fundația sa h : l).

Orez. 1 – elemente geometrice ale pervazului:

h– înălțimea pervazului; l– latimea paravanului; θ – unghi limită

echilibrul pantei; α – unghiul dintre planul de colaps si

orizont; ABC – prismă de colaps; φ – unghiul de repaus

Stabilirea înălțimii sigure a cornișului, abruptului pantei și lățimii celei mai convenabile a bermei este o procedură importantă la dezvoltarea gropilor și șanțurilor, a căror execuție corectă determină eficiența și siguranța lucrărilor de excavare.

Lucrările care implică prezența lucrătorilor în săpături cu pante fără prinderi în soluri vrac, nisipoase și argilo-lutroase deasupra nivelului pânzei subterane (ținând cont de ridicarea capilară) sau soluri drenate prin deshidratare artificială sunt permise la adâncimea de excavare și abruptul pantei specificate în tabel. 1.

La stratificarea diferitelor tipuri de sol, abruptul versanților se determină în funcție de tipul cel mai puțin rezistent la prăbușirea taluzului.

Abruptul versanților săpăturilor cu o adâncime mai mare de 5 m în toate solurile (omogene, eterogene, umiditate naturală, pline de apă) și cu o adâncime mai mică de 5 m atunci când baza săpăturii este situată sub nivelul apei subterane trebuie să fi stabilit prin calcul.

tabelul 1

Abruptă standard a pantei la h≤ 5 m conform SNiP

Tipuri de soluri	Abruptul pantei h : l cu adâncimea de săpătură până la
Tipuri de soluri
Vrac necompactat
nisipos

Lut

Loess

Calculul poate fi efectuat după metoda lui N.N. Maslov, prevăzută în. In toate cazurile, o panta stabila trebuie sa aiba un profil de abruptie variabila, in scadere cu adancimea excavatiei. Tehnica ia în considerare următorii factori:

a) modificări ale caracteristicilor solului în straturile sale individuale;

b) prezența încărcării suplimentare a bermei de taluz cu sarcină distribuită.

La calcul, abruptul profilului pantei este determinată pentru straturile sale individuale de grosime Δ Z= 1...2 m, care ar trebui legat de stratificarea naturală a straturilor dintr-un sol dat.

Diagrama pentru construirea unui profil de pantă este prezentată în Figura 2.

Formule de calcul pentru coordonate X i, m, au următoarea formă:

a) pentru cazul general al unei berme încărcate ( R 0 > 0)

, (1)

R 0

X 0

Z i h

α i

X i

Orez. 2 – schema de realizare a unui profil de panta

b) pentru cazul special al unei berme descărcate ( R 0 = 0)

. (2)

În formulele (1) și (2) se folosesc următoarele notații:

A =γ · Z i · tgφ;

B=P 0 · tgφ + C;

γ – greutatea volumetrică a solului, t/m3;

CU– aderenta specifica solului, t/m2;

R 0 – sarcina uniform distribuita pe suprafata taluzului, t/m2.

Este recomandabil să rezumați rezultatele calculului într-un tabel (Tabelul 2).

Pe baza datelor de calcul, se construiește un profil al unei pante la fel de stabile.

masa 2

Calculul profilului unei pante la fel de stabile folosind metoda lui N.N. Maslov

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

Exercitiul 1

Atunci când se efectuează lucrări de excavare legate de dezvoltarea unei gropi, este posibilă prăbușirea solului și rănirea lucrătorilor. Pentru a evita un accident, este necesar să se calculeze abruptul admisibil al pantei gropii la o adâncime de 5 și 10 m pentru solul argilos.

Pentru o groapă de 5 m adâncime:

a) determinați unghiul dintre direcția pantei și orizontală și raportul dintre înălțimea pantei și amplasarea acesteia;

b) faceți o schiță a marginii gropii.

Pentru o groapă de 10 m adâncime:

a) calculați profilul unei pante la fel de stabile, rezumați datele într-un tabel sub formă de tabel. 2;

b) conform datelor din tabelul de calcul, construiți un profil de pantă.

Luați datele inițiale din tabelul 3.

Tabelul 3

Date inițiale pentru sarcina 1


	Lut	Lut	Lut
γ , t/m 3

CU, t/m2
R 0 , t/m2

Principalele tipuri de terasamente în locuințe și construcții civile sunt dezvoltarea de gropi, șanțuri, amenajarea șantierului etc.
O analiză a vătămărilor în construcții arată că lucrările de terasament reprezintă aproximativ 5,5% din totalul accidentelor, iar din numărul total de accidente cu consecințe severe pentru toate tipurile de lucrări, 10% sunt asociate cu terasamente.

Orez. 1. Diagrama pantei
Principala cauză a rănilor în timpul lucrărilor de excavare este prăbușirea solului. Cauzele prăbușirii solului sunt în principal dezvoltarea solului fără elemente de fixare, depășirea înălțimii critice a pereților verticali ai șanțurilor și gropilor, proiectarea necorespunzătoare a fixărilor pentru pereții șanțurilor și gropilor etc.
Solurile dezvoltate sunt împărțite în trei mari grupe: coezive (argiloase și similare); vrac (nisipos, vrac) și loess.
Lucrările de excavare pot fi începute doar dacă aveți un plan de lucru sau hărți tehnologice pentru dezvoltarea solului.
Conform normelor de siguranță, săparea gropilor și a șanțurilor de mică adâncime în soluri cu umiditate naturală și în absența apei subterane se poate face fără elemente de fixare. Există două modalități de a preveni prăbușirea și de a asigura stabilitatea maselor de sol: prin formarea de pante sigure de sol sau prin instalarea de elemente de fixare. În cele mai multe cazuri, prăbușirea solului are loc din cauza unei încălcări a abruptului versanților săpăturilor și șanțurilor în curs de dezvoltare.
Principalele elemente ale dezvoltării în cariera a unei cariere, gropi sau șanțuri fără fixare sunt lățimea l și înălțimea H ale pervazului, forma pervazului, unghiul de repaus α și abruptul. Prăbușirea marginii are loc cel mai adesea de-a lungul liniei AC, situată la un unghi θ față de orizont. Volumul ABC se numește prismă de colaps. Prisma de colaps este menținută în echilibru de forțele trepium aplicate în planul de forfecare.
Pentru solurile coezive, se utilizează conceptul de „unghi de frecare internă” φ. Aceste soluri, pe lângă forțele de frecare, au și forțe de adeziv între particule. Forțele adezive sunt destul de mari, astfel încât solul coeziv este destul de stabil. Cu toate acestea, în timpul exploatării (tăierii), solurile sunt afânate, structura lor este perturbată și își pierd coeziunea. De asemenea, forțele de frecare și aderență se modifică, scăzând odată cu creșterea umidității. Prin urmare, stabilitatea versanților afanați este și ea instabilă și rămâne temporară până la o modificare a proprietăților fizico-chimice ale solului, asociată în principal cu precipitațiile din timpul verii și o creștere ulterioară a umidității solului. Astfel, unghiul de repaus φ pentru nisipul uscat este de 25...30°, nisipul umed 20°, argila uscată 45° și argila umedă 15°. Stabilirea unei înălțimi sigure a bancului și a unghiului de repaus este o sarcină importantă. Siguranța dezvoltării gropii depinde de alegerea corectă a unghiului de pantă.
Pe baza teoriei stabilității rocii, înălțimea critică a peretelui vertical la α=90° este determinată de formula lui V.V. Sokolovsky:

Unde N cr este înălțimea critică a peretelui vertical, m; C - forta de aderenta a solului, t/m2; ρ - densitatea solului, t/m 3 ; φ - unghiul de frecare internă (C, ρ, φ se determină din tabele).
La determinarea adâncimii maxime a unei gropi sau șanțuri cu perete vertical, se introduce un factor de siguranță, luat egal cu 1,25:

Panta unei gropi sau șanțuri construite în soluri afânate va fi stabilă dacă unghiul format de suprafața acesteia cu orizontul nu depășește unghiul de frecare internă a solului.
În carierele dezvoltate la adâncimi mari (20...30 m sau mai mult), pericolul cel mai mare îl reprezintă alunecările de teren care pot acoperi zona inferioară de lucru împreună cu mașinile, echipamentele și personalul de service. Cel mai mare număr de alunecări de teren are loc primăvara și toamna în perioadele de inundații active, ploi și dezgheț.
Adâncimea maximă admisă a gropilor și șanțurilor cu pereți verticali fără elemente de fixare H pr, precum și abrupția admisă a pantelor (raportul dintre înălțimea pantei și fundația sa - H:l) pentru diferite soluri sunt date în tabel. În cazul în care există o stratificare a diferitelor soluri de-a lungul înălțimii pantei, abrupția pantei este determinată de solul cel mai slab.
La dezvoltarea gropilor și șanțurilor ca măsuri preventive pentru combaterea alunecărilor de teren și a prăbușirilor, se efectuează următoarele lucrări cu o justificare de calcul: construirea zidurilor de sprijin; prăbușirea intenționată a baldachinelor în sus; reducerea unghiului de taluz prin curăţare cu dragele sau împărţirea pantei în corniche cu montarea de berme intermediare.
Pereții verticali ai șanțurilor și gropilor sunt asigurați atât cu dispozitive de inventar cât și fără inventar.

Tabelul 1. Parametrii acceptabili ai pantelor realizate fără prindere

Solurile	N pr, m	Adâncimea de excavare, m
		până la 1,5		pana la 3		până la 5
		α, deg	H:l	α, deg	H:l	α, deg	H:l
Vrac necompactat Nisip și pietriș lut nisipos Lut Lut	1 1 1,25 1,5 1,5	56 63 76 90 90	1:0,25 1:0,5 1:0,25 1:0 1:0	45 45 56 63 76	1:1 1:1 1:0,67 1:0,5 1:0,25	39 45 50 53 63	1:1,25 1:1 1:0,85 1:0,75 1:0,5

Tipurile de prindere pot fi diferite. Proiectele lor depind de tipul de sol, adâncimea excavației și sarcinile de proiectare. În soluri coezive de umiditate naturală, sunt instalate elemente de fixare a panourilor (cu un spațiu de o placă, iar în soluri umede afanate - continue. Distanțierele unor astfel de elemente de fixare sunt alunecate.
Elementele de fixare sunt proiectate pentru presiunea activă a solului. Presiunea activă în soluri nisipoase, unde forțele de aderență între particule sunt nesemnificative, Pa,

Unde H este adâncimea șanțului, m; ρ - densitatea solului, t/m3; φ - unghi de repaus (unghi de frecare internă pentru soluri coezive), grade.
Pentru soluri coezive, presiune activă a solului

Unde C este coeziunea solului.
Atunci când se calculează elementele de fixare în soluri coezive, ar trebui să se țină cont de faptul că atunci când se calculează gropi și șanțuri, solul de la suprafață se slăbește și își pierde coeziunea, astfel încât a doua parte a formulei în unele cazuri poate fi ignorată.
Diagrama presiunii active a solului este un triunghi, al cărui vârf este situat de-a lungul marginii șanțului, iar valoarea maximă a presiunii p max este la nivelul fundului șanțului.

Orez. 2. Schema de montare pe panou:
1 - distanțiere; 2 - rafturi; 3 - scuturi; 4 - diagrama presiunii
Orez. 3. Ancorarea șanțurilor:
1 - ancora; 2 - tip; 3 - prismă de colaps; 4 - scuturi; 5 - stand
În elementele de fixare de tip distanțiere, plăcile de fixare, rafturile și distanțierele sunt supuse calculului. Distanțierele sunt proiectate pentru rezistență și stabilitate.
Distanța dintre rafturile de fixare a inventarului panoului depinde de lățimea plăcilor folosite h:

În cazurile în care distanțierele din elementele de fixare a șanțurilor îngreunează efectuarea lucrărilor de construcție și instalare în acestea, de exemplu, așezarea conductelor sau alte comunicații, în locul distanțierilor sunt utilizate linii de fixare și ancore.
Trebuie remarcat faptul că instalarea și dezasamblarea elementelor de fixare care nu sunt inventarizate utilizate, constând din plăci individuale, rafturi și distanțiere, este asociată cu o muncă intensivă și periculoasă. Lucrarea de demontare a unor astfel de elemente de fixare este deosebit de periculoasă. În plus, elementele de fixare fără inventar necesită un consum mare de material și au o rotație redusă a materialului de prindere, ceea ce le crește costul.
Sarcina suplimentară externă la realizarea excavațiilor (deversarea pământului, instalarea mașinilor de construcții la marginea unei pante etc.) poate provoca prăbușirea maselor de sol dacă nu se ia în considerare amplasarea acestora.
Luarea în considerare a sarcinilor suplimentare la determinarea presiunii active a solului se realizează prin aducerea sarcinii suplimentare care să fie distribuită uniform pe prisma de colaps cu o densitate egală cu densitatea solului dens.

Orez. 4. Schema de formare a „vizierei” a
Orez. 5. Instalarea unui excavator la dezvoltarea unei gropi sau șanțuri
Înălțimea încărcăturii suplimentare astfel obținute se adaugă adâncimii șanțului. Când se dezvoltă gropi adânci cu un excavator echipat cu o lopată dreaptă și instalat în partea de jos a excavației, se formează un „vârf”.

Tabelul 2. Distanțe admisibile L
Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că, cu această instalare, excavatorul formează pante egale cu 1/3 din înălțimea brațului. Pericolul prăbușirii „copertinei” duce la necesitatea instalării excavatoarelor echipate cu un buldoexcavator în vârful excavației în curs de dezvoltare. Când mașinile de construcții sunt amplasate în apropierea unei săpături cu pante nearmate, este necesar să se determine distanța L de la suportul mașinii cel mai apropiat de săpătură până la marginea taluzului (Fig. 1). Această distanță depinde de înălțimea excavației H, de tipul și starea solului și se determină din tabel. 1 și conform formulei

Atunci când se construiesc clădiri și structuri din structuri și piese gata făcute folosind un număr mare de mașini și mecanisme de construcție, șantierul se transformă într-un șantier de asamblare.
Instalarea structurilor constă în procese pregătitoare și principale interconectate reciproc. Procesele pregătitoare includ construcția de căi de rulare a macaralei, livrarea structurilor, asamblarea la scară largă a pieselor, amenajarea schelelor pentru munca instalatorilor; principalele includ slingarea structurilor, ridicarea, instalarea structurilor pe suporturi, fixarea temporară, alinierea și fixarea finală a elementelor montate. Cele mai multe accidente în timpul instalării structurilor clădirilor apar din cauza erorilor de proiectare a clădirilor și structurilor; în fabricarea structurilor în fabrici, în proiecte de lucru etc.
Principalele probleme ale organizării în siguranță a muncii, pe lângă alegerea celei mai raționale metode de instalare și a secvenței adecvate de instalare a elementelor individuale, sunt: determinarea dispozitivelor necesare pentru producerea tuturor tipurilor de procese de instalare și operațiuni de lucru (tipuri de conductori sau alte dispozitive de fixare, echipamente de tachelaj etc.); metode de instalare care previn posibilitatea apariției unor solicitări periculoase în timpul ridicării elementelor structurale; metode de fixare temporară a elementelor montate, asigurând rigiditatea spațială a părții montate a clădirii și stabilitatea fiecărui element structural individual; succesiunea de fixare finală a elementelor și de îndepărtare a dispozitivelor temporare.
Cel mai important factor pentru eliminarea rănilor în timpul instalării structurilor clădirii este calculul corect al structurilor în timpul transportului, depozitării și instalării.
În timpul transportului, structurile de dimensiuni mari trebuie instalate pe două suporturi și calculate conform schemei grinzilor cu o singură travă. Schema de proiectare acceptată pentru transport, de regulă, nu coincide cu schema de proiectare adoptată la calcularea structurii pentru impactul principal. Suporturile din lemn pe care se sprijină structura trebuie verificate pentru îndoire.

Orez. 6. Schema de asigurare a fermei în timpul transportului:
1 - distanțier; 2 - cablu; 3 - suport; 4 - ferma; 5 - șnur; 6 - tracțiune; 7 - buclă
La transportul coloanelor lungi pe împrăștiere, suportul de pe remorcă trebuie să fie mobil, permițând rotația liberă, pentru a elimina momentul încovoietor transversal. Numărul de rânduri stivuite în înălțime este de până la 5.

Orez. 7. Ridicarea fermei cu o traversă:
1 - traversare; 2 - ferma
Panourile de perete și pereții despărțitori sunt transportate în poziție verticală sau înclinată. În acest caz, șocuri laterale periculoase sunt posibile în planul de rigiditate minimă al panoului. Pentru localizarea acestora se folosesc amortizoare speciale, instalate in piesele de sustinere. La transportul prin ferme de dimensiuni mari se folosesc suporturi speciale pentru panouri, iar secțiunile sunt verificate în funcție de cele mai periculoase secțiuni ale elementelor de ferme. Determinarea forțelor în bretele și nodurile ferme se realizează folosind metode mecanice structurale, ținând cont de coeficientul dinamic și de sistemul adoptat de susținere a fermeiului în timpul transportului. Pe suporturile de panou, fermele sunt asigurate cu ajutorul opritoarelor și cablurilor de prindere (Fig. 1).
Siguranța muncii în timpul instalării structurilor este asigurată în primul rând de traverse și chingi proiectate corect. La ridicarea și instalarea fermelor (Fig. 5.2), forțele în elemente individuale pot fi semnificativ mai mari decât cele calculate pentru sarcinile de funcționare. De asemenea, este posibil ca acestea să schimbe semnul tensiunilor - elementele întinse pot fi comprimate și invers. Prin urmare, de regulă, la ridicare, traversa este asigurată de nodurile mijlocii ale fermei.
Coloanele nu sunt calculate suplimentar pentru sarcina apărută în timpul ridicării. Desenele de lucru ale coloanelor oferă posibilitatea ridicării lor în siguranță dintr-o poziție orizontală într-o poziție verticală (Fig. 3).

Orez. 8. Ridicarea coloanei:
1 - coloană; 2 - cablu; 3 - prindere cadru; 4 - căptușeli din lemn
Când instalați o coloană într-o carcasă de fundație, înainte de a-i încorpora baza, coloana trebuie asigurată cu bretele sau pene (Fig. 4). În ambele cazuri, coloana este calculată pentru acțiunea sarcinii vântului. Dacă suportul nu este suficient de asigurat, coloanele se pot răsturna sau înclina. În general, ecuația de stabilitate are forma

Unde K este un factor de siguranță egal cu 1,4; M 0 - moment de răsturnare datorat vântului, Nm; M y - momentul de reținere creat de masa coloanei, N m; M închis - la fel, cu prindere, Nm.
În cazurile în care, conform calculelor efectuate, stabilitatea nu este asigurată, se folosesc inserții de pană de inventar și conductori de oțel.

Orez. 9. Fixarea temporară a coloanelor în timpul instalării:
1 - bretele; 2 - clema; 3 - coloana; 4 - pene; 5 - fundație
Orez. 10. Fixarea temporară a structurilor:
a - fermă extremă; b - ferme medii; 1 - coloană; 2 - ferma; 3 - întindere; 4 - distanțier
Elementele individuale asamblate ale structurii (stâlpi, ferme, grinzi) trebuie să formeze sisteme stabile până la finalizarea întregii game de lucrări de instalare. Pentru a face acest lucru, părțile individuale ale elementelor montate sunt conectate în sisteme rigide spațial folosind conexiuni permanente, pane sau bretele temporare.
La ridicarea structurilor se folosesc chingi, frânghii de oțel și cânepă, traverse și diverse mânere.
Metoda de slingare și proiectarea sling-ului depind de dimensiunile și greutatea elementului care se montează, de locația punctelor de slinging pe elementul ridicat, de echipamentul de ridicare utilizat, de condițiile de ridicare și de poziția elementului la diferite. etapele de instalare. Slingurile se împart în flexibile cu una, două, patru și șase ramuri și rigide precum traverse sau prinderi.
Forța în fiecare ramură a praștii

Unde α este unghiul dintre verticală și sling; G - greutatea sarcinii ridicate, N; n - numărul de curele; k - coeficient.
Pe măsură ce unghiul de înclinare al ramurilor sling-ului crește, forțele de compresiune din acestea cresc. Luați α = 45... 50°, iar unghiul dintre ramurile slingurilor nu este mai mare de 90°.
Lungimea ramurilor de praștie

unde h este înălțimea praștii; b - distanta dintre curele pe diagonala.
Orez. 11. Schema forțelor în ramurile slingului
Orez. 12. Dependenţa forţelor din ramurile slingului de unghiul dintre slinguri
Uneori sunt folosite lanțuri în loc de frânghii pentru slinging. Alegerea frânghiilor sau lanțurilor se bazează pe cea mai mare tensiune a ramului de frânghie S:

unde P este sarcina de rupere, care este luată în funcție de forța de rupere a cablului menționată în pașaportul producătorului sau în funcție de diametrul verigii lanțului, N; K - factor de siguranță (3...8), în funcție de tipul chingilor și mecanismelor de ridicare.
Pentru a crește durata de viață a curelelor, pentru a preveni strivirea și abraziunea una față de cealaltă sau împotriva colțurilor ascuțite ale marginilor structurilor, răsucirea și impactul, sunt utilizate plăcuțe metalice de inventar.
Slingurile rigide se folosesc atunci când înălțimea de ridicare a macaralei de montaj este insuficientă sau când structura care se ridică nu permite utilizarea chingilor flexibile. De regulă, o sling rigidă este utilizată sub forma unei traverse. Grinzile transversale sunt cele mai utilizate pe scară largă în timpul instalării fermelor și grinzilor prefabricate din beton armat, în special a celor precomprimate, precum și a structurilor metalice cu deschidere lungă. Traversele sunt utilizate în două tipuri: încovoiere și compresie.
Recent, a fost folosită din ce în ce mai mult o metodă progresivă de instalare a structurilor cu blocuri mari, ceea ce face posibilă reducerea intensității muncii acestora, creșterea siguranței muncii și a timpului de construcție. Dimensiunile și greutatea structurilor din oțel expediate din fabrici sunt limitate de capacitatea de transport a vehiculelor și de dimensiunile spațiilor de producție. In mod obisnuit, lungimea elementelor trimise este de 12... 18 m. Uneori, la cererea clientilor, se livreaza ferme de acoperis cu lungimea de pana la 24 m.
La efectuarea diferitelor lucrări de construcție și instalare se folosesc schele și schele din elemente tubulare metalice, în funcționarea cărora apar defecte, care duc adesea la prăbușire. Schelele și schelele sunt structuri temporare, dar reutilizabile.
Uneori pot apărea accidente grave de grup din cauza prăbușirilor de schele. O analiză a unui număr de cazuri de urgență a arătat că prăbușirea acestora are loc din mai multe motive, care sunt împărțite în trei grupuri.
Primul grup este un complex de motive cauzate de proiectarea nesatisfăcătoare a schelelor fără a ține cont de condițiile reale de funcționare ale structurii. De exemplu, fixarea schelelor pe suprafața verticală a unui șantier de construcții se realizează folosind dibluri de ancorare de diferite modele, eșalonați pe două niveluri în înălțime și prin două trave de-a lungul lungimii clădirii. Cu toate acestea, fixarea în acest mod nu este întotdeauna posibilă din cauza diferitelor caracteristici ale structurilor la care trebuie atașate aceste schele. La schimbarea schemei de fixare a schelei la o clădire, condițiile de funcționare ale schelei pentru diferite tipuri de sarcini se modifică, se modifică proiectarea structurii, ceea ce poate provoca un accident al acesteia din urmă.
A doua grupă o reprezintă motivele descoperite în etapa de fabricație și instalare a schelelor. Schelele de inventar trebuie fabricate folosind metode industriale. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu este întotdeauna posibil. Adesea, schelele sunt realizate direct pe șantier fără un design corespunzător sau cu abateri puternice de la valorile și dimensiunile de proiectare. Adesea, atunci când instalează schele, constructorii înlocuiesc elementele lipsă cu altele fără calcul și justificare teoretică pentru o astfel de înlocuire. Înainte de a instala structura schelei, este necesar să pregătiți cu atenție fundațiile pentru instalarea lor ulterioară, deoarece stabilitatea întregii structuri depinde de starea suportului. La instalarea schelei, este necesar să se asigure scurgerea necesară a apelor de suprafață și subterane, nerespectarea acestui lucru ar putea duce la deteriorarea fundației de sub schele.
Al treilea grup - cauzele prăbușirii pădurilor se referă la stadiul exploatării acestora. Acestea sunt adesea rezultatul unei îndrumări tehnice insuficiente sau al lipsei de supraveghere în timpul instalării și exploatării schelelor.
Potrivit statisticilor, un număr semnificativ de accidente forestiere au loc din cauza supraîncărcării. Încălcarea sau modificarea modelului de încărcare a schelei, care este de obicei proiectată pentru un anumit tip de încărcare în conformitate cu un aspect predeterminat, poate duce la prăbușirea acestora.
Schela este formată din rafturi dispuse pe două rânduri cu o treaptă între rafturi în două direcții reciproc perpendiculare egale cu 2 m în axe, precum și traverse longitudinale și transversale instalate la fiecare 2 m înălțime. Pentru a se asigura că nodurile nu se mișcă, în fiecare nivel sunt instalate conexiuni diagonale orizontale prin 4...5 panouri.
Conform metodei de conectare a elementelor de schelă între ele, cele mai comune în practica construcțiilor sunt două tipuri de schele tubulare metalice.
Schelele cu conexiuni fără șuruburi au un aspect al cadrului neschimbabil atât pentru zidărie, cât și pentru lucrările de finisare. Țevile de ramificație sunt sudate pe rafturi, iar cârligele rotunde din oțel îndoite în unghi drept sunt sudate pe barele transversale. Cu această metodă de fixare, instalarea fiecărui element orizontal al schelei se reduce la introducerea cârligelor în conductele de ramificație corespunzătoare ale rafturilor până la oprire.
Schele de alt tip - pe conexiuni sub formă de cleme cu balamale. În acest caz, sunt acceptate distanțe diferite între stâlpi în raport cu sarcinile din timpul lucrărilor de zidărie și finisare.
Rigiditatea spațială a întregului cadru de schelă este asigurată suplimentar prin plasarea de conexiuni diagonale în plan vertical de-a lungul șirului exterior de stâlpi în cele trei panouri exterioare la ambele capete ale secțiunilor de schelă.

Orez. 13. Schele cu conexiuni fără șuruburi:
a - schema de instalare a schelei; b - detaliu pentru sustinerea suportului tubular; c - cuplarea elementelor orizontale cu suportul; g - nod, fixare schele de perete
Pe baza caracteristicilor lor de proiectare, schelele sunt împărțite în cadru, scară, rafturi și suspendate. Pădurile sunt împărțite în funcție de scopul lor: pentru producția de piatră și beton armat, lucrări de finisare și reparații; instalarea structurilor; construirea boltilor de scoici.
Orez. 14. Schele cu cleme cu balamale:
a - schema de instalare (dimensiunile între paranteze - pentru lucrări de finisare); b - element balama
Schelele folosite pentru zidărie se instalează (măresc) pe măsură ce lucrările se desfășoară. Schelele pentru lucrările de finisare și reparații sunt ridicate pe toată înălțimea instalației înainte de începerea lucrărilor. Stângile pentru lucrările de instalare sunt folosite ca suport temporar pentru structurile montate. Acestea trebuie să se potrivească cu greutatea structurilor instalate. Schelele pentru construcția de învelișuri din beton armat prefabricate și monolit au un cadru spațial rigid complex. O astfel de schelă se realizează în funcție de proiecte individuale, în funcție de designul carcasei, ținând cont de tehnologia de construcție a carcasei.
După natura suportului, schelele sunt împărțite în staționari (fixe), mobile, suspendate și liftabile.
Pădurile descrise mai sus sunt staţionare. Înălțimea maximă a unei astfel de schele se determină prin calcul și ajunge la 40 m pentru zidărie, 60 m pentru lucrări de finisare.Când înălțimea obiectului depășește 60 m, se utilizează schele suspendate. O astfel de schelă este suspendată de console montate deasupra obiectului. Schelele mobile și de ridicare sunt utilizate pentru lucrări de reparații la fațadele clădirilor cu înălțimea de 10... 15 m. Sunt proiectate pentru propria stabilitate și, prin urmare, cadrele lor inferioare de susținere sunt lărgite la 2,5 m.
Stabilitatea unei secțiuni de schelă depinde atât de sarcinile verticale aplicate, cât și de sistemul de fixare a tronsonului și schelei pe obiect.
Pentru a organiza locurile de muncă în zone mici din fața lucrărilor de construcție, instalare și reparații, schelele sunt instalate în interior. După caracteristicile lor de proiectare, acestea se împart în: prefabricate, bloc, montate, suspendate, telescopice.
Schelele prefabricate constau din elemente individuale și necesită o muncă intensivă în timpul instalării, demontării și transportului, ceea ce limitează utilizarea lor.
Schela bloc este un element tridimensional deplasat de la podea la podea de o macara turn. Unele tipuri de schele bloc au roți pentru a le deplasa pe podea. Dintr-un set de schele bloc, o pavaj în bandă este aranjată de-a lungul peretelui cu gard de marginea liberă și, dacă este necesar, pavajul se realizează pe întreaga zonă a încăperii.
Schelele suspendate sunt concepute pentru lucrul la înălțime. Acestea includ și leagăne suspendate. Leagănele sunt folosite pentru lucrări de reparații pe fațadele clădirilor. Leagănele cu auto-ridicare au la capete trolii, care pot fi manuale sau electrice (în acest din urmă caz, motoarele electrice pot funcționa sincron și separat pentru a elimina distorsiunile).
Schelele suspendate sunt folosite pentru instalarea grinzilor sau ferme. Ele sunt întărite împreună cu scările pe coloane, chiar înainte ca coloanele să fie ridicate.
Schelele pe turnuri telescopice sunt folosite atât în interiorul clădirilor înalte, cât și pentru lucrări în aer liber. Acestea constau dintr-o platformă de lucru cu garduri și o parte de susținere. Platforma de lucru poate fi ridicată și coborâtă. Piesa de susținere poate fi o mașină.
În cazurile în care este imposibil sau imposibil să se instaleze schele, schele și garduri în timpul lucrărilor de construcție și instalare, lucrătorii trebuie să fie prevăzute cu centuri de siguranță.

Orez. 15. Instalarea coloanei:
1 - schele suspendate; 2 - scara suspendata
Elementul de absorbție a șocurilor este o bandă cusută cu o cusătură specială, care absoarbe sarcina dinamică la cădere din cauza ruperii cusăturii.
Pe lângă centură, centurile de siguranță ale mărcilor VM (spinner-mounter) și BP (top worker) au curele pentru umăr și șolduri și curele pentru piept. Când o persoană cade de la înălțime, o astfel de centură distribuie uniform sarcina pe întregul corp, ceea ce elimină posibilitatea unei fracturi a coloanei vertebrale. Centurile și carabinele sunt testate de două ori pe an pentru rezistență la o sarcină statică de 2 kN.

Elementele principale ale exploatării în cariere deschise, gropi sau șanțuri fără pante de asigurare este înălțimea Nși lățimea l marginea, forma sa, abruptul și unghiul de repaus α (orez. 9.3). Prăbușirea unei margini are loc cel mai adesea de-a lungul liniei Soare, situată la un unghi θ față de orizontală. Volum ABC numită prismă de colaps. Prismă colaps este menținută în echilibru prin forțele de frecare aplicate în planul de forfecare.

Încălcarea stabilității maselor de pământ este adesea însoțită de distrugerea semnificativă a podurilor, drumurilor, canalelor, clădirilor și structurilor situate pe masive de alunecare. Ca urmare a unei încălcări a rezistenței (stabilitatea unei pante naturale sau a unei pante artificiale), se formează elemente caracteristice alunecare de teren(orez. 9.4).

Stabilitatea pantei analizat folosind teoria echilibrului limită sau tratând o prismă de colaps sau alunecare de-a lungul unei suprafețe potențiale de alunecare ca pe un corp rigid.

Orez. 9.3. Diagrama pantei solului: 1 - panta; 2 - linie de alunecare; 3 - linie corespunzătoare unghiului de frecare internă; 4 - contur posibil al pantei în timpul prăbușirii; 5 - prisma de colaps al solului

Orez. 9.4. Elemente de alunecare de teren
1 - suprafata de alunecare; 2 - corp de alunecare de teren; 3 - perete stand; 4 - poziția taluzului înainte de deplasarea alunecării de teren; 5 - roca de bază a versantului

Stabilitatea pantei depinde în principal de înălțimea și tipul de sol. Pentru a stabili unele concepte, luați în considerare două probleme elementare:

stabilitatea pantei solului ideal afânat;
stabilitatea pantei unei mase de sol perfect coezive.

Stabilitatea pantei solului ideal afânat

Să luăm în considerare în primul caz stabilitatea particulelor de o curgere liberă ideală sol alcătuind panta. Pentru a face acest lucru, să creăm o ecuație de echilibru pentru o particulă solidă M, care se află pe suprafața pantei ( orez. 9.5,a). Să extindem greutatea acestei particule Fîn două componente: normal N până la suprafața pantei AB si tangenta T Pentru ea. În același timp, puterea T tinde să miște particula M până la poalele pantei, dar va fi îngreunată de o contraforță T", care este proporțională cu presiunea normală.

Stabilitatea pantei unei mase de sol perfect coezive

Sa luam in considerare stabilitatea panteiIADînălţime N k pentru sol coeziv ( orez. 9,5,6). O încălcare a echilibrului la o anumită înălțime maximă va avea loc de-a lungul unei suprafețe plane de alunecare VD, înclinat cu un unghi θ față de orizont, deoarece cea mai mică zonă a unei astfel de suprafețe între puncte ÎNȘi D va avea un avion VD. Forțele specifice de adeziune vor acționa pe tot acest plan CU.

La rezolvarea problemelor practice, determinarea forțelor transmise de sol către fețele verticale sau înclinate ale structurii este de obicei separată într-o sarcină separată de starea generală de tensiune a masei de sol. Structurile tipice pentru care evaluarea presiunii solului E este esențială sunt diversele tipuri de pereți de sprijin (Fig. 6.1, a), pereții de subsol (Fig. 6.1, b), culeele de pod (Fig. 6.1, c), structurile hidraulice (Fig. 6.1, b). . 6.1, d), garduri pentru gropi, buiandrugi etc.

Orez. 6.1. Presiunea la sol asupra diferitelor structuri.

1 - zona („prismă”) de colaps al solului;

2 - zona („prismă”) de ridicare a solului.

După cum au arătat în mod convingător experimentele și observațiile de teren, presiunea solului E asupra unei structuri depinde în mod semnificativ de direcția, mărimea și natura deplasărilor fețelor de contact verticale sau înclinate ale structurii de-a lungul cărora are loc interacțiunea cu masa de sol.

Să luăm în considerare efectul deplasărilor folosind exemplul unui perete de sprijin simplu (Fig. 6.2). În cazul unui perete nemișcat cu încredere (Fig. 6.2, c), deformările solului apar fără expansiune laterală și de aceea, sub acțiunea doar a greutății proprii a solului, se poate lua σ x = ξσ z = ξγ gr z, unde ξ este coeficientul presiunii laterale a solului (vezi secțiunea 3.3, formula 3.23). În acest caz, presiunea laterală totală pe unitatea de lungime a peretelui (în direcția perpendiculară pe planul xz) va fi determinată ca E 0 = ξγ gr h 2 /2. Presiunea E 0 este de obicei numită presiunea de repaus, întrucât valoarea coeficientului ξ în E 0 corespunde cazului absenţei deplasărilor laterale ale solului.

Orez. 6.2. Dependența presiunii solului de mărime și direcție

deplasarea orizontală a unui perete sau a unei structuri.

Sub influența presiunii solului, se pot produce deplasări U ale structurii în afara solului de rambleu (în Fig. 6.2 sunt luate cu semnul minus, adică U< 0). При этом в массиве грунта образуются поверхности скольжения, и постепенно формируется область обрушения, которую называют colaps prismă (pană)(1 în Fig. 6.2, b). Forțele de rezistență la forfecare care apar în solul deplasat conduc la o scădere a presiunii solului, care, odată cu valoarea deplasării U a a structurii, determinată de formarea prismei de colaps, atinge o valoare limită (minimă) numită presiune activă sau cu o împingere E a (Fig. 6.2, a). După cum au arătat experimentele, pentru a obține E a, sunt necesare valori foarte nesemnificative ale deplasării peretelui față de sol (U a ≥ (0,0002 ... 0,002)h, unde h este înălțimea peretelui în m ).

Adesea, ca urmare a acțiunii forțelor externe, structurile se deplasează spre sol. Acest lucru se poate manifesta în structuri care percep sarcini orizontale mari, de exemplu, în cazul rezemarii unui pod arc (Fig. 6.1, c), structuri hidraulice (Fig. 6.1, d) ca urmare a presiunii apei din amonte.

La mutarea peretelui U pe sol (Fig. 6.2, d), a prisma de ridicare a solului(2 în Fig. 6.2, d) și apar forțe de rezistență la forfecare, împiedicând ridicarea. Ca urmare, de-a lungul marginii peretelui are loc o reacție din ce în ce mai mare a solului, care în momentul formării prismei de ridicare atinge o valoare maximă numită presiune pasivă sau rezistență de la sol E p (Fig. 6.2, a). Pentru a dezvolta și a crea presiune pasivă a solului, este necesară o deplasare mare U p a peretelui pe sol, depășind semnificativ (cu 1 ... 2 ordine de mărime) U a. Acest lucru este cauzat, în special, de compactarea solului din spatele peretelui. Sub acțiunea unei sarcini externe care deplasează forțat peretele pe sol, solul se compactează mai întâi și abia apoi începe să se formeze o suprafață de alunecare - ridicarea solului.

Astfel, sub presiune activă se referă la presiunea maximă a solului rambleului pe perete (structură) în condițiile în care peretele este deplasat de la rambleu (datorită deformării bazei de la presiunea rambleului) și solul din spatele peretelui a intrat într-un stare de echilibru limitativ. Presiune pasivă- aceasta este valoarea limită a reacției (presiunea reactivă) în timpul deplasării forțate a peretelui pe sol în condițiile în care solul din spatele peretelui intră într-o stare de echilibru limită (în cadrul prismei de ridicare). Subliniem că în raport cu structura, presiunea activă este activă, iar presiunea pasivă este forța reactivă. Presiunea activă a solului poate fi unul dintre motivele pierderii stabilității unei structuri sau a unui perete (forfecare, înclinare și răsturnare).

Pentru determinarea presiunilor active și pasive asupra structurilor masive de mare rigiditate în practica de proiectare, se folosesc de obicei soluții aproximative, bazate pe conceptele teoriei echilibrului limită (LTE - vezi Secțiunea 3.1), discutate mai jos.

pană de alunecare) - o parte instabilă a masivului de margine din partea pantei sale, închisă între unghiurile de lucru și cele stabile ale pantei.

Conceptul de prismă de colaps este utilizat în calculele pantelor care sunt rezistente la prăbușire și prevenirea alunecărilor de teren.

Vezi si

Scrieți o recenzie despre articolul „Collapse Prism”

Note

Literatură

A. Z. Abukhanov, „Mecanica solului”
Shubin M. A. Lucrări pregătitoare pentru construcția subsolului căii ferate. - M.: Transport, 1974.

Legături

// Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron: în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - St.Petersburg. , 1890-1907.

Un fragment care caracterizează prisma colapsului

După ce husarii au intrat în sat și Rostov s-a dus la prințesă, a existat confuzie și discordie în mulțime. Unii bărbați au început să spună că acești nou-veniți sunt ruși și că nu ar fi supărați de faptul că nu au lăsat-o pe domnișoara să iasă. Drone era de aceeași părere; dar de îndată ce a exprimat-o, Karp și alți bărbați l-au atacat pe fostul șef.
– De câți ani mănânci lumea? - a strigat Karp la el. - Pentru tine este la fel! Dezgropați borcanul, luați-l, vreți să ne distrugeți casele sau nu?
- Se spunea că ar trebui să fie ordine, nimeni să nu părăsească casele, ca să nu scoată praf de pușcă albastru - atât este! – a strigat altul.
„A existat o linie pentru fiul tău și probabil că ți-ai regretat foamea”, a vorbit brusc bătrânul, atacându-l pe Dron, „și mi-ai bărbierit Vanka”. Oh, vom muri!
- Atunci vom muri!
„Nu sunt un refuz din lume”, a spus Dron.
- Nu este un refuznic, i s-a făcut burtă!...
Doi bărbați lungi și-au spus cuvântul. De îndată ce Rostov, însoțit de Ilyin, Lavrushka și Alpatych, s-a apropiat de mulțime, Karp, punându-și degetele în spatele centurii, zâmbind ușor, a venit în față. Drona, dimpotrivă, a intrat în rândurile din spate, iar mulțimea s-a apropiat.
- Hei! Cine este șeful tău aici? - strigă Rostov, apropiindu-se repede de mulțime.
- Şeful atunci? Ce ai nevoie?.. – a întrebat Karp. Dar înainte să poată termina de vorbit, pălăria i s-a desprins și capul i s-a prăbușit într-o parte dintr-o lovitură puternică.
- Jos pălăria, trădători! – strigă vocea plină de sânge a lui Rostov. -Unde este șeful? – strigă el cu o voce frenetică.