Wenn die Neigung der Bodenmasse größer als der Grenzwert ist, kommt es zum Zusammenbruch des Bodens. Mithilfe einer Stützmauer können Sie die Anlage im Gleichgewicht halten. Stützmauern werden in verschiedenen Bereichen des Bauwesens häufig eingesetzt. Auf Abb. In Abb. 5.9 zeigt einige Fälle der Verwendung von Stützmauern.

a B C)

Der vom Einsturzprisma auf die Wandfläche übertragene Bodendruck wird aufgerufen Wirkdruck E a. In diesem Fall wird die Stützmauer von der Hinterfüllung weg verschoben. Wird die Stützmauer in Richtung Boden verschoben, wölbt sich der Verfüllboden nach oben. Die Wand wird das Gewicht des Bodens des gewölbten Prismas überwinden, was viel mehr Kraftaufwand erfordert. Es entspricht passiver Druck (Widerstand) des Bodens E p.

Da innerhalb des Einsturzprismas ein Grenzgleichgewicht auftritt, wird das Problem der Bestimmung des Bodendrucks auf die Stützmauer mit Methoden der Grenzgleichgewichtstheorie mit folgenden Annahmen gelöst: Die Gleitfläche ist eben und das Einsturzprisma entspricht dem maximalen Bodendruck an der Stützmauer. Diese Annahmen sind nur zur Bestimmung des Wirkdrucks ausreichend.

5.5.1. Analytische Methode zur Bestimmung des Erddrucks

an einer Stützmauer

Betrachten wir die Bedingung des Grenzgleichgewichts des Elementarpreises

Wir schneiden aus dem Einsturzprisma nahe der Rückseite der Stützmauer mit einer horizontalen Bodenoberfläche und einer vertikalen Rückseite der Stützmauer, mit Mit= 0 (Abb. 5.10). Die Hauptspannungen und wirken auf die horizontalen und vertikalen Bereiche dieses Prismas, wobei die Reibung an der Wand gleich Null ist.

Aus der Bedingung des Grenzgleichgewichts in der Tiefe z

,(5.17)

Hier – horizontaler Erddruck, dessen Größe direkt proportional zur Tiefe ist z, d.h. Der Bodendruck auf die Wand verteilt sich nach dem Gesetz eines Dreiecks mit der Ordinate = 0 auf der Bodenoberfläche und am Boden der Wand. In einer Tiefe, die der Höhe der Wand entspricht H, Druck . Dann gemäß Bedingung (5.17) der seitliche Druck in der Tiefe H

, (5.18)

und der Wirkdruck wird durch die Fläche des Diagramms charakterisiert und ist gleich

. (5.19)

Die Resultierende dieses Drucks wird in einer Höhe vom Boden der Wand ausgeübt.

Berücksichtigung der Bodenkohäsion. Für einen bindigen Boden mit innerer Reibung und Kohäsion kann die Grenzgleichgewichtsbedingung wie folgt dargestellt werden

Beim Vergleich von (5.19) mit (5.20) stellen wir fest, dass Ausdruck (5.19) den Druck von lockerem Boden ohne Kohäsion charakterisiert und (5.20) zeigt, um wie viel die Druckintensität aufgrund der Tatsache abnimmt, dass der Boden Kohäsion aufweist. Dann kann dieser Ausdruck dargestellt werden als

, (5.21)

Wo , . (5.22)

Durch den Zusammenhalt des Bodens wird somit der seitliche Druck des Bodens auf die Wand über die gesamte Höhe um einen Betrag reduziert. Denken Sie daran, dass bindiger Boden in der Lage ist, ein vertikales Gefälle mit einer durch die Formel bestimmten Höhe zu halten

, (5.23)

Daher übt bindiger Boden bis zu einer Tiefe von der freien Oberfläche der Hinterfüllung keinen Druck auf die Wand aus. Der gesamte aktive Druck bindiger Böden ist definiert als die Fläche eines dreieckigen Grundstücks mit Seiten und (Abb. 5.11).

. (5.24)

Der passive Widerstand bindiger Böden wird auf ähnliche Weise bestimmt, wobei zu berücksichtigen ist, dass sich in den Formeln (5.20) und (5.22) das Minuszeichen in Klammern des Tangentenarguments in Plus ändert.

5.5.2. Bodendruck auf unterirdische Rohrleitungen

Der Bodendruck auf die Rohrleitung wird auf Basis der allgemeinen Theorie des Grenzspannungszustandes ermittelt. Vertikaler Druck in einer Bodenmasse, die in der Tiefe von einer horizontalen Oberfläche begrenzt wird z(Abb. 5.12, A) mit dem spezifischen Gewicht des Bodens wird durch die Formel bestimmt

Seitlicher Erddruck in gleicher Tiefe

wobei der seitliche Bodendruckkoeffizient im natürlichen Vorkommen gleich ist.

Wenn in der Zone, deren Kontur die Rohrleitung ist, der Boden genau durch die Rohrleitung selbst ersetzt wird (Abb. 5.12, B), ist es natürlich, dass diese Pipeline einem Druck ausgesetzt ist, der durch die Abhängigkeiten (5.26) und (5.27) bestimmt wird.

Der Druck auf die Rohrleitung wird von oben und von den Seiten übertragen und bewirkt eine gleiche und entgegengesetzt gerichtete Reaktion der Basis: Er wird als durchschnittlicher gleichmäßig verteilter Druck angenommen – vertikale Intensität R und horizontale Intensität Q, und die Beziehung R> Q. Es sind drei grundsätzlich unterschiedliche Arten der Rohrleitungsverlegung zu unterscheiden: im Graben (Abb. 5.13, A), mittels einer geschlossenen Penetration (Punktion) (Abb. 5.13, B) und unter der Böschung (Abb. 5.13, V).

Für die gleiche Tiefe H Rohrleitungsdruck R wird anders sein: beim Grabenaushub R< ; в насыпи R> und bei einer Reifenpanne, wenn H Verhältnis mäßig wenig R= , für große Werte H– R< .

Bei der Verlegung von Rohrleitungen in Gräben wird der an der Seite des Grabens befindliche Boden zuvor durch die Einwirkung seines Eigengewichts verdichtet, während sich der nach der Verlegung der Rohrleitung in den Graben eingefüllte Boden in lockerem Zustand befindet. Der Verdichtung dieses Verfüllbodens und seiner Setzung werden daher Reibungskräfte entlang der Grabenwände entgegengewirkt und der Verfüllboden bleibt sozusagen an den Grabenwänden hängen, und zwar umso mehr, je größer die Grabentiefe ist Der Graben.

Stellen wir die Gleichgewichtsbedingungen für die in einer Tiefe ausgewählte Elementarschicht zusammen z(Abb. 5.13, A). Dieses Element wird durch das Eigengewicht der Verfüllbodenschicht von oben und unten und an den Wänden des Grabens durch den Widerstand des Bodens gegen Scherung pro Flächeneinheit beeinflusst (Wo Mit– Bodenkohäsion; ist der Reibungswinkel gegenüber der Grabenwand). Nehmen wir weiterhin an, dass der Seitendruckkoeffizient des Bodens konstant ist, d. h.

.

Projizierte Kräfte auf die vertikale Achse z, wir bekommen

Nach der Reduzierung ähnlicher Terme und der Integration unter Randbedingungen ( z = 0; = 0) erhalten wir den gesamten Bodendruck in der Tiefe z, dessen Maximalwert (durch Eingabe des Überlastfaktors N≈ 1,2) kann dargestellt werden als

, (5.28)

wo ist der Bodendruckkoeffizient auf die Rohrleitung im Graben?

Der Wert für in Gräben verlegte Rohre darf nicht größer als eins ( ≤ 1) sein. Für eine ungefähre Definition können Sie die Diagrammkurven von Professor G.K. verwenden. Klein, die mit etwas Spielraum nachgeben (Kupplung vorausgesetzt). Mit = 0).

Wo h s- geschätzte Höhe des Einsturzbogens; B- die Breite des Einsturzbogens; F"- Festigkeitskoeffizient (nach M.M. Protodyakonov), angenommen für Massenböden 0,5; nasser und wassergesättigter Sand - 0,6; Lehmböden - 0,8.

Kontrollfragen

1. Welche technischen Probleme werden in der Theorie des Grenzgleichgewichts der Bodenumgebung berücksichtigt?

2. In welche zwei Gruppen werden die Grenzzustände eingeteilt?

3. Schreiben Sie die Bedingungen für das endgültige Gleichgewicht von Sand auf.

4. Geben Sie die Bedingung für das Grenzgleichgewicht bindiger Böden an.

ausgedrückt in Hauptspannungen.

5. Was ist die kritische Belastung? Unter welchen Bedingungen wird es bestimmt?

6. Wie groß ist der Bodenwiderstand des Fundaments?

7. Wie hoch ist die maximale Belastung der Basis?

8. Welche Lösungen kennen Sie zur Ermittlung der Tragfähigkeit des Untergrundes?

9. Von welchen Faktoren hängt die Hangstabilität ab?

10. Was sind die Hauptgründe, die Hanginstabilität verursachen können?

12. Wie groß ist der maximale Neigungswinkel eines lockeren Hanges?

13. Welchen Zweck haben Stützmauern?

14. Wie nennt man den aktiven Bodendruck auf die Wand?

15. Wie nennt man den passiven Druck des Bodens auf die Wand?

16. Wie wirkt sich der spezifische Zusammenhalt im Boden auf die Größe des aktiven und passiven Drucks auf die Wand aus?

Abschnitt 6. SPEZIELLE FRAGEN DER BODENMECHANIK

Schiebekeil) - der instabile Teil der Felsvorsprungsmasse von der Seite seiner Neigung, eingeschlossen zwischen den Arbeits- und stabilen Neigungswinkeln des Felsvorsprungs .

Das Konzept des Einsturzprismas wird bei der Berechnung von Böschungen verwendet, die gegen Einsturz resistent sind und Erdrutsche verhindern.

siehe auch

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Anmerkungen

Literatur

• A. Z. Abukhanov, Bodenmechanik
• Shubin M. A. Vorbereitende Arbeiten für den Bau des Bahnunterbaus. - M.: Verkehr, 1974.

Links

• // Enzyklopädisches Wörterbuch von Brockhaus und Efron: in 86 Bänden (82 Bände und 4 weitere). - St. Petersburg. , 1890-1907.

Auszug, der das Kollapsprisma charakterisiert

Nachdem die Husaren das Dorf betraten und Rostow zur Prinzessin ging, kam es in der Menge zu Verwirrung und Zwietracht. Einige Bauern begannen zu sagen, dass diese Neuankömmlinge Russen seien und dass es ihnen egal sei, wie beleidigt sie seien, dass sie die junge Dame nicht rausgelassen hätten. Drone war derselben Meinung; aber sobald er es zum Ausdruck brachte, griffen Karp und andere Bauern den ehemaligen Häuptling an.
- Wie viele Jahre hast du die Welt gegessen? Karp schrie ihn an. - Es ist dir egal! Du wirst ein kleines Ei ausgraben, es wegnehmen, was willst du, unsere Häuser ruinieren, oder nicht?
- Es heißt, es solle Ordnung herrschen, niemand soll die Häuser verlassen, um kein blaues Schießpulver herauszuholen - das ist es! schrie ein anderer.
„Es gab eine Warteschlange für deinen Sohn, und deine Glatze muss dir leidgetan haben“, sprach der kleine alte Mann plötzlich schnell und griff Dron an, „aber er hat meine Vanka rasiert.“ Oh, lass uns sterben!
- Dann werden wir sterben!
„Ich bin kein Weltverweigerer“, sagte Dron.
- Das ist kein Verweigerer, ihm ist ein Bauch gewachsen! ..
Zwei lange Männer unterhielten sich. Sobald sich Rostow in Begleitung von Iljin, Lawruschka und Alpatytsch der Menge näherte, trat Karp vor, indem er seine Finger hinter seine Schärpe steckte und leicht lächelte. Die Drohne hingegen ging in die hinteren Reihen und die Menge rückte näher.
- Hey! Wer ist hier dein Ältester? - schrie Rostow und näherte sich schnell der Menge.
- Ist das der Ältere? Was willst du? .. – fragte Karp. Doch bevor er fertig war, fiel ihm der Hut ab und sein Kopf wurde durch einen heftigen Schlag zur Seite geschleudert.
- Hut ab, Verräter! Schrie Rostows vollblütige Stimme. - Wo ist der Ältere? schrie er mit wütender Stimme.

BUNDESAGENTUR FÜR BILDUNG

STAATLICHE BILDUNGSEINRICHTUNG FÜR HOCHBERUFLICHE BILDUNG

Staatliche Universität Wjatka

Fakultät für Bauwesen und Architektur

Abteilung für industrielle Ökologie und Sicherheit

B.I.Degterev sichere Organisation von Erdarbeiten

Richtlinien

zu praktischen Übungen

Disziplin „Lebenssicherheit“

Veröffentlicht durch Beschluss des Redaktions- und Verlagsrates der Vyatka State University

UDC 658.345:614.8(07)

Degterev B.I. Sichere Organisation von Erdarbeiten. Leitfaden für praktische Übungen im Fachgebiet „Lebenssicherheit“. - Kirov: Verlag VyatGU, 2010. - 12 S.

Die Richtlinien berücksichtigen die Hauptursachen für Arbeitsunfälle bei Erdarbeiten. Es werden Methoden zur Berechnung von Hangprofilen und zur Befestigung der Wände von Gruben und Gräben angegeben. Die notwendigen Referenzmaterialien werden bereitgestellt, Abbildungen werden präsentiert. Zusammengestellte Aufgaben für Berechnungen.

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©B.I.Degterev, 2010

© Vyatka State University, 2010

Erstellen eines Hangprofils. Berechnung der Befestigung der Wände von Gruben und Gräben

Die wichtigsten Arten von Erdarbeiten im Industrie- und Zivilbau sind die Erstellung von Gruben, Gräben, Standortplanung usw. Eine Analyse der Verletzungen im Baugewerbe zeigt, dass Erdarbeiten etwa 5,5 % aller Unfälle ausmachen; Von der Gesamtzahl der Unfälle mit schwerem Ausgang bei allen Arten von Arbeiten sind 10 % mit Erdarbeiten verbunden.

Die Hauptursache für Verletzungen bei Erdarbeiten ist der Einsturz des Bodens, der auftreten kann durch:

a) Überschreiten der Standardaushubtiefe ohne Befestigungsmittel;

b) Verstoß gegen die Regeln für die Anlage von Gräben und Gruben;

c) unsachgemäße Anordnung oder unzureichende Stabilität und Festigkeit der Befestigungen der Wände von Gräben und Gruben;

d) Entwicklung von Gruben und Gräben mit unzureichend stabilen Böschungen;

e) das Auftreten unberücksichtigter zusätzlicher Belastungen (statisch und dynamisch) durch Baumaterialien, Bauwerke, Mechanismen;

f) Verstoß gegen die etablierte Erdbautechnik;

g) das Fehlen eines Entwässerungssystems oder dessen Anordnung ohne Berücksichtigung der geologischen Verhältnisse der Baustelle.

1. Neigungsgerät

Die Hauptelemente eines Tagebaus, einer Grube oder eines Grabens ohne Befestigung haben die in Abbildung 1 angegebenen Breiten l und Höhe H Leiste, Leistenform (flach, gebrochen, krummlinig, gestuft), Neigungswinkel α , Hangsteilheit (Verhältnis der Hanghöhe zu seinem Beginn H : l).

Reis. 1 - geometrische Elemente der Leiste:

H ist die Leistenhöhe; l ist die Breite der Kante; θ - Grenzwinkel

Hangbalance; α ist der Winkel zwischen der Kollapsebene und

Horizont; ABC – Kollapsprisma; φ - Ruhewinkel

Die Festlegung einer sicheren Felsvorsprunghöhe, Hangsteilheit und der günstigsten Böschungsbreite ist ein wichtiges Verfahren bei der Entwicklung von Gruben und Gräben, von dessen korrekter Umsetzung die Effizienz und Sicherheit von Erdarbeiten abhängt.

Die Ausführung von Arbeiten im Zusammenhang mit der Anwesenheit von Arbeitskräften in Aushubarbeiten mit Böschungen ohne Befestigung in lockeren, sandigen und schluffigen Tonböden oberhalb des Grundwasserspiegels (unter Berücksichtigung des Kapillaranstiegs) oder in Böden, die durch künstliche Entwässerung entwässert werden, ist in der Aushubtiefe und im Hang zulässig Steilheit gemäß Tabelle 1.

Bei der Schichtung verschiedener Bodentypen wird die Steilheit der Böschungen nach dem am wenigsten stabilen Bodentyp ab dem Einsturz des Hangs bestimmt.

Die Steilheit der Böschungen von Baugruben mit einer Tiefe von mehr als 5 m in allen Böden (homogen, heterogen, natürliche Feuchtigkeit, durchnässt) und mit einer Tiefe von weniger als 5 m, wenn die Baugrubensohle unterhalb des Grundwasserspiegels liegen sollte rechnerisch ermittelt werden.

Tabelle 1

Normative Hangsteilheit bei H≤ 5 m laut SNiP

Bodenarten	Hangsteilheit H : l mit Schnitttiefe bis
Masse lose
Sandig
Lehm
Löss

Die Berechnung kann nach der Methode von N.N. Maslov durchgeführt werden, dargelegt in. In jedem Fall sollte die stabile Böschung ein variables Böschungsprofil aufweisen, das mit der Tiefe des Aushubs abnimmt. Die Methodik berücksichtigt folgende Faktoren:

a) Veränderung der Eigenschaften des Bodens in seinen einzelnen Schichten;

b) das Vorhandensein einer zusätzlichen Belastung der Böschungsberme durch eine verteilte Last.

Bei der Berechnung der Steilheit wird das Hangprofil für seine einzelnen Schichten mit einer Dicke festgelegt Δ Z= 1 ... 2 m, was an die natürliche Schichtung dieses Bodens gebunden sein sollte.

Das Schema zur Erstellung eines Hangprofils ist in Abbildung 2 dargestellt.

Berechnungsformeln für Koordinaten X ich, m, haben die folgende Form:

a) für den allgemeinen Fall einer belasteten Berme ( R 0 > 0)

, (1)

R 0

X 0

Z ich H

α ich

X ich

Reis. 2 - Schema zum Erstellen eines Hangprofils

b) für den Sonderfall einer unbelasteten Berme ( R 0 = 0)

. (2)

In den Formeln (1) und (2) werden folgende Schreibweisen akzeptiert:

A =γ · Z ich · tgφ;

B=P 0 · tgφ + C;

γ - Volumengewicht des Bodens, t / m 3;

MIT- spezifische Kohäsion des Bodens, t / m 2;

R 0 - gleichmäßig über die Hangfläche verteilte Last, t/m2.

Zweckmäßig ist es, die Berechnungsergebnisse in einer Tabelle zusammenzufassen (Tabelle 2).

Basierend auf den Berechnungsdaten wird ein Profil mit einer ebenso stabilen Neigung erstellt.

Tabelle 2

Berechnung des Profils einer ebenso stabilen Böschung nach der Methode von N.N. Maslov

	Z ich, M	γ· Z ich, t/m2		A, t/m2		IN, t/m2				X ich, M	α ich

Übung 1

Bei Aushubarbeiten im Zusammenhang mit dem Aushub der Grube sind Bodeneinbrüche und Verletzungen der Arbeiter möglich. Um einen Unfall zu vermeiden, ist es notwendig, die zulässige Neigung der Baugrube in einer Tiefe von 5 und 10 m für Lehmboden zu berechnen.

Für eine 5 m tiefe Grube:

a) Bestimmen Sie den Winkel zwischen der Hangrichtung und der Horizontalen und das Verhältnis der Höhe des Hangs zu seiner Lage;

b) Skizzieren Sie den Rand der Grube.

Für eine 10 m tiefe Grube:

a) Berechnen Sie das Profil eines gleich stabilen Hangs und fassen Sie die Daten in einer Tabelle in Form einer Tabelle zusammen. 2;

b) Erstellen Sie gemäß der Berechnungstabelle ein Neigungsprofil.

Nehmen Sie die Ausgangsdaten aus Tabelle 3.

Tisch 3

Ausgangsdaten für Aufgabe 1

		Lehm			Lehm			Lehm
γ , t/m 3
MIT, t/m2
R 0 , t/m2

Die Berechnung der Setzung besteht darin, die Setzungen einerseits eines Stempels (flexibel oder starr), der sich auf einem elastischen homogenen linear verformbaren Halbraum befindet, und andererseits die Setzungen einer unbegrenzt linear verformbaren Schicht gleichzusetzen Bei gleichen Werten der äußeren Last, die entlang der gesamten Grenze dieser Schicht wirkt, und des Verformungsmoduls gleich. Als Ergebnis dieser Gleichung wird die Dicke einer solchen Schicht h eq, Äquivalent genannt, ermittelt. Abbildung 5.6.1 zeigt das Schema der Methode:

Berechnung der Setzung nach der Äquivalentschichtmethode

♯ Arten von Hangverstößen

Ein Hang ist eine künstlich geschaffene Fläche, die ein natürliches Bodenmassiv, eine Baugrube oder eine Böschung begrenzt.

Hänge unterliegen häufig Verformungen in Form von Einstürzen (Abb. 5.7.1, a), Erdrutschen (siehe Abb. 5.7.1 b, c, d), Abplatzungen und Absackungen (siehe Abb. 5.7.1, e).

Einstürze treten auf, wenn die Bodenmasse am Fuß des Hangs ihren Halt verliert. Erdrutsche und Erdrutsche sind durch die Bewegung eines bestimmten Bodenvolumens gekennzeichnet. Zum Ablösen kommt es, wenn die Scherkräfte den Widerstand von nichtbindigem Boden auf einer losen Oberfläche übersteigen. Unter Schwimmen (Schwimmen) versteht man die allmähliche Verformung des unteren Teils des überschwemmten Hanges oder Hanges ohne Bildung klarer Gleitflächen.

Die Hauptgründe für den Verlust der Hangstabilität sind:

- Das Gerät hat einen unzulässig steilen Hang.

- Beseitigung der natürlichen Unterstützung des Bodenmassivs durch die Entstehung von Gräben, Gruben, Abschwemmungen usw.;

– erhöhte äußere Belastung des Hangs, zum Beispiel durch die Errichtung von Bauwerken oder die Lagerung von Materialien am oder in der Nähe des Hangs;

- Verringerung der Kohäsion und Reibung des Bodens bei Befeuchtung, was bei einem Anstieg des Grundwasserspiegels möglich ist;

- falsche Zuordnung der Bemessungsmerkmale der Bodenfestigkeit;

- der Einfluss der Wiegewirkung von Wasser auf die Böden an der Basis;

– dynamische Einwirkungen (Fahrzeugverkehr, Rammarbeiten usw.), Auftreten von hydrodynamischem Druck und seismischen Kräften.

Hanginstabilität ist oft das Ergebnis mehrerer Ursachen. Daher ist es bei Untersuchungen und Planung notwendig, die wahrscheinlichen Änderungen der Bedingungen für das Vorhandensein von Böden in Hängen während der gesamten Betriebsdauer zu bewerten.

Abbildung 5.7.1. Typische Arten von Hangverformungen:
a - Zusammenbruch; b - gleitend; c - Erdrutsch; d - Erdrutsch mit Upstream; d - Schwimmen;
1 - Einsturzebene; 2 - Gleitebene; 3 - Zugriss; 4 - Bodenhebung;
5 - schwache Schicht; b, 7 – stabiler und anfänglicher Wasserstand;
8 - Gleitfläche; 9 - Depressionskurven.

Es gibt drei Arten von Hangversagen:

- Zerstörung des vorderen Hangteils. Steile Hänge (a > 60°) zeichnen sich durch Abrutschen mit Zerstörung des vorderen Hangteils aus. Eine solche Zerstörung tritt am häufigsten bei viskosen Böden auf, die über eine Adhäsionsfähigkeit und einen inneren Reibungswinkel verfügen;

- Zerstörung des unteren Teils des Hangs. An relativ sanften Hängen erfolgt die Zerstörung auf diese Weise: Die Gleitfläche kommt mit einer tiefliegenden Festkörperschicht in Kontakt. Diese Art von Versagen tritt am häufigsten in schwachen Lehmböden auf, wenn die harte Schicht tief liegt;

- Zerstörung des inneren Hangabschnitts. Die Zerstörung erfolgt in der Weise, dass die Kante der Gleitfläche über die Böschungsfront hinausgeht. Ein solches Versagen tritt auch in tonigen Böden auf, wenn die harte Schicht relativ flach ist.

♯ Methoden zur Berechnung der Hangstabilität

Die Hauptelemente des Tagebaus, der Grube oder des Grabens ohne Hangbefestigung sind die Höhe H und Breite l des Felsvorsprungs, seine Form, Steilheit und der Böschungswinkel α (Abb. 5.8.1). Der Einsturz des Felsvorsprungs erfolgt am häufigsten entlang der Linie BC, die sich in einem Winkel θ zum Horizont befindet. Das Volumen ABC wird Kollapsprisma genannt. Das Kollapsprisma wird durch in der Scherebene wirkende Reibungskräfte im Gleichgewicht gehalten.

Bodenneigungsschema:
1 - Steigung; 2 - Gleitlinie; 3 - Linie, die dem Winkel der inneren Reibung entspricht;
4 - mögliche Umrisse des Hangs während des Einsturzes; 5 - Prisma des Zusammenbruchs des Bodenmassivs.

Die Stabilität von Böschungen wird mit der Theorie des Grenzgleichgewichts analysiert oder indem das Prisma des Zusammenbruchs oder des Gleitens entlang der potenziellen Gleitfläche als starrer Körper betrachtet wird.

Die Stabilität des Hanges hängt hauptsächlich von seiner Höhe und der Bodenart ab. Um einige Konzepte zu etablieren, betrachten Sie zwei elementare Probleme:

- Hangstabilität von ideal lockerem Boden;

ist die Stabilität der Böschung eines ideal zusammenhängenden Bodenmassivs.

Betrachten wir im ersten Fall die Stabilität von Partikeln ideal lockeren Bodens, die einen Hang bilden (Abbildung 5.8.2.a). Dazu stellen wir eine Gleichgewichtsgleichung für ein festes Teilchen M auf, das auf der Hangoberfläche liegt. Zerlegen wir das Gewicht dieses Teilchens F in zwei Komponenten: Normal N zur Hangfläche AB und Tangente T dazu. In diesem Fall tendiert die Kraft T dazu, das Teilchen M zum Fuß des Abhangs zu bewegen, dies wird jedoch durch die Gegenkraft T ", die proportional zum Normaldruck ist, verhindert.

Schema der auf ein Hangteilchen wirkenden Kräfte: a - lockerer Boden; b - bindiger Boden

wobei f der Reibungskoeffizient eines Bodenpartikels auf dem Boden ist, gleich dem Tangens des Winkels der inneren Reibung.

Die Gleichung der Projektion aller Kräfte auf die geneigte Hangfläche unter Bedingungen des Grenzgleichgewichts

wobei tgα=tgφ, also α=φ.

Somit ist der Grenzneigungswinkel von lockerem Boden gleich dem Winkel der inneren Reibung. Dieser Winkel wird Ruhewinkel genannt.

Betrachten Sie die Stabilität der AD-Böschung mit einer Höhe H k für bindigen Boden (Abb. 5.8.2b). Entlang einer flachen VD-Gleitfläche, die in einem Winkel θ zum Horizont geneigt ist, tritt bei einer bestimmten Grenzhöhe ein Ungleichgewicht auf, da die VD-Ebene zwischen den Punkten B und D die kleinste Fläche einer solchen Fläche aufweist. Die Kräfte der spezifischen Kohäsion C wirken in dieser Ebene.

Gleichgewichtsgleichung aller Kräfte, die auf das Erdrutschprisma des AED wirken.

Gemäß Abb. 5.8.2b Seite des Kollapsprismas AB = H zu ctg θ erhalten wir

wobei γ das spezifische Gewicht des Bodens ist.

Die dem Gleiten entgegenwirkenden Kräfte sind nur die spezifischen Adhäsionskräfte, die entlang der Gleitebene verteilt sind

Am oberen Punkt B des AED-Prismas ist der Druck Null, am unteren Punkt D sein Maximum und in der Mitte die Hälfte der spezifischen Kohäsion.

Stellen wir die Gleichung der Projektion aller Kräfte auf die Gleitebene auf und setzen sie mit Null gleich:

Wo

Unter der Annahme, dass sin2θ=1 bei θ = 45° ist, erhalten wir

Aus dem letzten Ausdruck ist ersichtlich, dass bei der Höhe der Grube (Steigung) H k > 2с/γ das Bodenmassiv entlang einer bestimmten Gleitebene in einem Winkel θ zum Horizont zusammenbricht.

Böden haben nicht nur Halt, sondern auch Reibung. In dieser Hinsicht wird das Problem der Hangstabilität wesentlich komplizierter als in den betrachteten Fällen.

Daher hat sich in der Praxis zur Lösung von Problemen in einer strengen Formulierung die Methode der rundzylindrischen Gleitflächen durchgesetzt.

♯ Runde Gleitflächenmethode

Die Methode der rundzylindrischen Gleitflächen hat in der Praxis weite Verbreitung gefunden. Der Kern dieser Methode besteht darin, eine rundzylindrische Gleitfläche mit einem Mittelpunkt an einem Punkt O zu finden, der durch die Basis des Hangs verläuft und für die der Stabilitätskoeffizient minimal ist (Abb.).

Reis. 5.9.1. Schema zur Berechnung der Hangstabilität nach der Methode einer rundzylindrischen Gleitfläche

Die Berechnung erfolgt für ein Fach, für das der Gleitkeil ABC in n vertikale Fächer unterteilt wird. Es wird davon ausgegangen, dass die Normal- und Tangentialspannungen, die auf die Gleitfläche in jedem der Gleitkeilfächer wirken, durch das Gewicht dieses Fachs Q t bestimmt werden und jeweils gleich sind:

wobei A i die Fläche der Gleitfläche innerhalb des 1. vertikalen Fachs ist, A i = 1l i ;

l ist die Länge des Gleitbogens in der Zeichenebene (siehe Abb. 5.6.1).

Scherwiderstand, der das Gleiten der Böschung entlang der betrachteten Oberfläche im Grenzzustand τ u =σ tgφ+c verhindert

Die Stabilität des Hanges lässt sich aus dem Verhältnis der Haltemomente M s,l und Scherkräfte M s,a abschätzen. Dementsprechend wird der Stabilitätsfaktor durch die Formel bestimmt

Das Moment der Haltekräfte relativ zu O ist das Moment der Kräfte Q i .

Moment der Scherkräfte relativ zum Punkt O

♯ Bodendruck auf der umschließenden Fläche

Der Bodendruck auf der umschließenden Oberfläche hängt von vielen Faktoren ab: der Art und Reihenfolge der Bodenverfüllung; natürliches und künstliches Stampfen; physikalische und mechanische Eigenschaften des Bodens; zufällige oder systematische Bodenerschütterungen; Setzung und Verschiebung der Mauer unter Einwirkung ihres Eigengewichts, Bodendruck; Art der zugehörigen Strukturen. All dies erschwert die Bestimmung des Bodendrucks erheblich. Es gibt Theorien zur Bestimmung des Bodendrucks unter Verwendung von Voraussetzungen, die es ermöglichen, das Problem mit unterschiedlicher Genauigkeit zu lösen. Beachten Sie, dass die Lösung dieses Problems in einer flachen Umgebung erfolgt.

Es gibt folgende Arten des seitlichen Erddrucks:

Ruhedruck (E 0), auch natürlich (natürlich) genannt, wirkt, wenn die Wand (umschließende Fläche) bewegungslos ist oder die Relativbewegungen von Boden und Bauwerk gering sind (Abb.;

Ruhedruckdiagramm

Aktiver Druck (E a), der durch erhebliche Verschiebungen des Bauwerks in Druckrichtung und die Bildung von Gleitebenen im Boden entsteht, entsprechend seinem Grenzgleichgewicht (Abb. 5.10.2). ABC - Kollapsprismenbasis, Prismenhöhe 1 m;

Reis. 5.10.2 Wirkdruckdiagramm

Passiver Druck (E p), der bei erheblichen Verschiebungen des Bauwerks entgegen der Druckrichtung auftritt und mit dem Beginn der „Bodenhebung“ einhergeht (Abb. 5.10.3). ABC – die Basis des prall gefüllten Prismas, die Höhe des Prismas beträgt 1 m;

Passives Druckdiagramm

Zusätzlicher reaktiver Druck (E r), der entsteht, wenn sich die Struktur in Richtung Boden bewegt (entgegengesetzt zum Druck), aber keine „Bodenhebung“ verursacht.

Die größte dieser Belastungen (bei gleicher Struktur) ist der passive Druck, die kleinste der aktive. Das Verhältnis zwischen den betrachteten Kräften sieht folgendermaßen aus: E a<Е о <Е r <Е Р

44 Algorithmus zur Berechnung der Setzung des Fundamentsockels

Die Aufgabe der Berechnung der Basisabrechnung reduziert sich auf die Berechnung des Integrals.

SNiP sieht die Berechnung des Integrals nach einem numerischen Verfahren vor, indem die Bodenschicht der Basis in einzelne Elementarschichten mit einer Dicke h i unterteilt wird, und es werden folgende Annahmen eingeführt:

1. Jede Elementarschicht hat die Konstanten E 0 und μ 0

2. Die Spannung in der Elementarschicht ist in der Tiefe konstant und entspricht der Hälfte der Summe der oberen und unteren Spannungen

3. Es gibt eine Grenze der komprimierbaren Dicke in einer Tiefe, wo σ zp =0,2σ zq (wobei σ zq die Spannung aus dem Eigengewicht des Bodens ist)

Algorithmus zur Berechnung der Setzung des Fundamentsockels

1. Die Basis ist in Elementarschichten mit einer Dicke unterteilt; wo h ich<0.4b, b- ширина подошвы фундамента.

2. Erstellen eines Spannungsdiagramms aus dem Eigengewicht des Bodens σ zq

3. Spannungsdiagramm aus äußerer Belastung σ zp

4. Die Grenze der komprimierbaren Dicke wird festgelegt.

5. Die Spannung in jeder Elementarschicht wird bestimmt: σ zpi = (σ zp oben + σ zp unten)/2

6. Die Setzung jeder Elementarschicht wird berechnet: S i =βσ zpi h i /E i

7. Die endgültige Abrechnung des Stiftungssockels errechnet sich aus der Summe der Abrechnungen
alle Elementarschichten, die in der Grenze der komprimierbaren Dicke enthalten sind.

45. Das Konzept der Sedimentberechnung im Zeitverlauf

Bei der Beobachtung der Setzungen der Fundamente konnte ein Diagramm der Siedlungsentwicklung im Zeitverlauf erstellt werden.

Das Konzept des Konsolidierungsgrads wird eingeführt: U=S t /S KOH

Der endgültige Entwurf wird nach der SNiP-Methode berechnet.

Der Konsolidierungsgrad wird durch Lösung der eindimensionalen Filtrationsdifferentialgleichung bestimmt:

U=1-16(1-2/π)e - N /π 2 +(1+2/(3π))e -9 N /9+…

Die physikalische Bedeutung des Konsolidierungsgrads wird durch den Wert des Indikators N ausgedrückt:

N=π 2 k Ф t/(4m 0 h 2 γ ω)

Wobei k Ф ~ Filtrationskoeffizient, [cm/Jahr]

m 0 - Koeffizient der relativen Kompressibilität der Schicht; [cm 2 /kg]

h ist die Dicke der komprimierbaren Schicht; [cm]

t – Zeit; [Jahr]

γ ω – spezifisches Gewicht von Wasser

Bestimmen Sie die Setzung des Fundamentsockels nach 1, 2 und 5 Jahren. Druck unter der Sohle des Fundaments p \u003d 2 kgf / cm 2; Boden - Lehm; komprimierbare Schichtdicke 5 m; Filtrationskoeffizient k Ф = 10 - 8 cm/s; Der relative Kompressibilitätskoeffizient von Lehm m 0 =0,01 cm 2 /kg.

1. Bestimmen Sie den Wert des Konsolidierungsverhältnisses: ^Pe Umrechnung von Sekunden auf Jahr

C V \u003d k F / (m 0 γ ω) \u003d (10 -8 * 3 * 10 7) (cm / Jahr) / (0,01 (cm2 / kg) * 0,001) \u003d 3 * 10 4 cm 2 / Jahr

2. Bestimmen Sie den Wert von N:

N \u003d π 2 C V t / (4h 2) \u003d 0,3t

3. Bestimmen Sie den Konsolidierungsgrad:

U 1 \u003d 1-16 (1-2 / π)e -0,3 t / π 2

4. Berechnen Sie den Wert des endgültigen Entwurfs:

S=hm 0 p=500*0,01*2=10cm

5. Berechnen Sie den Niederschlag über die Zeit als:
S t = S k U i

Die wichtigsten Arten von Erdarbeiten im Wohnungsbau und im Tiefbau sind die Erstellung von Baugruben, Gräben, die Standortplanung usw.
Eine Analyse der Verletzungen im Baugewerbe zeigt, dass Erdarbeiten etwa 5,5 % aller Unfälle ausmachen und 10 % der Gesamtzahl der Unfälle mit schwerem Ausgang bei allen Arten von Arbeiten mit Erdarbeiten in Zusammenhang stehen.

Reis. 1. Neigungsschema
Die Hauptursache für Verletzungen bei Erdarbeiten ist der Einsturz des Bodens. Die Gründe für den Einsturz des Bodens sind hauptsächlich die Entwicklung von Boden ohne Befestigungen über die kritische Höhe der vertikalen Wände von Gräben und Gruben hinaus, unsachgemäße Gestaltung der Befestigungen der Wände von Gräben und Gruben usw.
Die entwickelten Böden werden in drei große Gruppen eingeteilt: bindige (tonige und ähnliche) Böden; getrennt (sandig, lose) und Löss.
Mit Erdarbeiten kann nur begonnen werden, wenn ein Projekt zur Erstellung von Arbeiten oder technologischen Karten zur Bodenentwicklung vorliegt.
Das Ausheben von Gruben und Gräben geringer Tiefe in Böden mit natürlicher Feuchtigkeit und ohne Grundwasser kann gemäß den Sicherheitsvorschriften ohne Befestigungen durchgeführt werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, Einstürze zu verhindern und die Stabilität von Bodenmassen zu gewährleisten: durch die Bildung sicherer Bodenböschungen oder durch das Anbringen von Befestigungen. In den meisten Fällen kommt es zum Einsturz des Bodens aufgrund einer Verletzung der Steilheit der Hänge der entwickelten Gruben und Gräben.
Die Hauptelemente eines Tagebaus, einer Grube oder eines Grabens ohne Befestigung sind die Breite l und Höhe H des Felsvorsprungs, die Form des Felsvorsprungs, Böschungswinkel α, Steilheit. Der Einsturz des Felsvorsprungs erfolgt am häufigsten entlang der Linie AC, die in einem Winkel θ zum Horizont liegt. Das Volumen ABC wird Kollapsprisma genannt. Das Kollapsprisma wird durch in der Scherebene wirkende Trepiumkräfte im Gleichgewicht gehalten.
Für bindige Böden wird der Begriff „innerer Reibungswinkel“ φ verwendet. Diese Böden verfügen zusätzlich zu den Reibungskräften auch über eine Adhäsionskraft zwischen den Partikeln. Die Kohäsionskräfte sind recht groß, sodass der bindige Boden recht stabil ist. Bei der Entwicklung (Schneiden) lockern sich die Böden jedoch, ihre Struktur wird gestört und sie verlieren ihren Zusammenhalt. Auch die Reibungs- und Kohäsionskräfte verändern sich und nehmen mit zunehmender Luftfeuchtigkeit ab. Daher ist auch die Stabilität lockerer Böschungen instabil und bleibt vorübergehend bestehen, bis sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens ändern, was hauptsächlich mit Niederschlägen im Sommer und einem anschließenden Anstieg der Bodenfeuchtigkeit verbunden ist. Somit beträgt der Böschungswinkel φ für trockenen Sand 25...30°, für nassen Sand 20°, für trockenen Ton 45° und für nassen Ton 15°. Die Festlegung einer sicheren Bankhöhe und eines sicheren Neigungswinkels ist eine wichtige Aufgabe. Die Sicherheit des Aushubs hängt von der richtigen Wahl des Böschungswinkels ab.
Basierend auf der Theorie der Felsstabilität wird die kritische Höhe der vertikalen Wand bei α=90° durch die Formel von V. V. Sokolovsky bestimmt:

Wobei N cr die kritische Höhe der vertikalen Wand ist, m; C - Bodenadhäsionskraft, t / m 2; ρ - Bodendichte, t / m 3; φ ist der Winkel der inneren Reibung (C, ρ, φ werden aus den Tabellen ermittelt).
Bei der Bestimmung der maximalen Tiefe einer Grube oder eines Grabens mit vertikaler Wand wird ein Sicherheitsfaktor von 1,25 eingeführt:

Die Neigung einer in lockeren Böden angeordneten Grube oder eines Grabens ist stabil, wenn der Winkel, den ihre Oberfläche mit dem Horizont bildet, den Winkel der inneren Reibung des Bodens nicht überschreitet.
In Steinbrüchen mit großer Tiefe (20 ... 30 m oder mehr) besteht die größte Gefahr durch Erdrutsche, die den unteren Teil des Bauwerks sowie Maschinen, Geräte und Wartungspersonal verstopfen können. Die meisten Erdrutsche treten im Frühjahr und Herbst während der aktiven Einwirkung von Hochwasser, Regen und Tauwetter auf.
Die maximal zulässige Tiefe von Gruben und Gräben mit vertikalen Wänden ohne Befestigungen H pr sowie die zulässige Steilheit von Böschungen (das Verhältnis der Böschungshöhe zu ihrem Beginn - H: l) für verschiedene Böden sind in der Tabelle aufgeführt. Bei einer Schichtung verschiedener Böden entlang der Hanghöhe wird die Steilheit des Hangs durch den schwächsten Boden bestimmt.
Bei der Anlage von Gruben und Gräben als vorbeugende Maßnahme zur Bekämpfung von Erdrutschen und Einstürzen werden folgende Arbeiten mit kalkulierter Begründung durchgeführt: Einbau von Stützmauern; absichtlicher Einsturz überhängender Vordächer; Reduzierung des Böschungswinkels durch Reinigung mit Schleppleinen oder Aufteilung der Böschung in Leisten mit Einbau von Zwischenbermen.
Die Befestigung der vertikalen Wände von Gräben und Gruben erfolgt sowohl mit Inventar- als auch mit Nicht-Inventargeräten.

Tabelle 1. Zulässige Parameter von Böschungen ohne Befestigungsmittel

Böden	H pr, m	Aushubtiefe, m
		bis 1,5		bis 3		bis zu 5
		α, Grad	H:l	α, Grad	H:l	α, Grad	H:l
Massenware, nicht konsolidiert Sand und Kies sandiger Lehm Lehm Ton	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

Die Montagearten können variieren. Ihre Gestaltung hängt von der Bodenart, der Aushubtiefe und den Auslegungslasten ab. In bindigen Böden mit natürlicher Feuchtigkeit werden Schildhalterungen installiert (mit einem Abstand von einem Brett und in nassen, lockeren Böden – fest). Abstandshalter solcher Halterungen sind verschiebbar.
Befestigungsmittel sind auf den aktiven Druck des Bodens angewiesen. Aktiver Druck in sandigen Böden, wo die Adhäsionskräfte zwischen Partikeln unbedeutend sind, Pa,

Wobei H die Tiefe des Grabens ist, m; ρ - Bodendichte, t / m 3; φ - Böschungswinkel (Winkel der inneren Reibung für bindige Böden), Grad.
Für bindige Böden aktiver Erddruck

Wobei C der Zusammenhalt des Bodens ist.
Bei der Berechnung von Befestigungen in bindigen Böden ist zu berücksichtigen, dass sich bei der Berechnung von Gruben und Gräben der Boden an der Oberfläche lockert und an Kohäsion verliert, sodass der zweite Teil der Formel in manchen Fällen vernachlässigt werden kann.
Das Diagramm des aktiven Bodendrucks ist ein Dreieck, dessen Spitze sich am Rand des Grabens befindet und dessen Maximalwert des Drucks p max auf Höhe des Grabenbodens liegt.

Reis. 2. Schema der Panelmontage:
1 - Abstandshalter; 2 - Gestelle; 3 - Schilde; 4 - Druckdiagramm
Reis. 3. Verankerungsgräben:
1 - Anker; 2 - Kerl; 3 - Kollapsprisma; 4 - Schilde; 5 - Gestell
Bei Befestigungen vom Typ Abstandhalter sind Befestigungsbretter, Zahnstangen und Abstandhalter berechnungspflichtig. Abstandshalter setzen auf Stärke und Stabilität.
Der Abstand zwischen den Pfosten der Plattenbefestigung hängt von der Breite der verwendeten Platten h ab:

In Fällen, in denen Streben in Grabenbefestigungen die Durchführung von Bau- und Installationsarbeiten erschweren, beispielsweise das Verlegen von Rohrleitungen oder anderen Kommunikationsmitteln, werden anstelle von Streben Streben und Anker verwendet.
Es ist zu beachten, dass die Montage und Demontage der verwendeten nicht lagermäßigen Verbindungselemente, bestehend aus einzelnen Brettern, Gestellen und Streben, mit aufwändigen und gefährlichen Arbeiten verbunden sind. Besonders gefährlich ist die Demontage solcher Befestigungselemente. Darüber hinaus erfordern nicht vorrätige Verbindungselemente einen hohen Materialverbrauch und weisen einen geringen Umsatz an Verbindungsmaterial auf, was ihre Kosten erhöht.
Äußere Zusatzbelastungen bei der Erschließung von Baugruben (Abschütten der Erde, Aufstellung von Baufahrzeugen am Hangrand etc.) können zum Einsturz von Bodenmassen führen, wenn deren Lage nicht berücksichtigt wird.
Die Berücksichtigung zusätzlicher Belastungen bei der Bestimmung des aktiven Bodendrucks erfolgt durch Reduzierung der zusätzlichen Belastung auf eine gleichmäßig über das Einsturzprisma verteilte Dichte mit einer Dichte, die der Dichte des dichten Bodens entspricht.

Reis. 4. Schema der Bildung des „Peaks“ a
Reis. 5. Installation eines Baggers beim Ausbau einer Grube oder eines Grabens
Zur Tiefe des Grabens wird die Höhe der so erzielten Zusatzlast addiert. Beim Ausheben tiefer Gruben mit einem Bagger, der mit einer geraden Schaufel ausgestattet und am Boden der Baugrube installiert ist, entsteht ein „Visier“.

Tabelle 2. Zulässige Abstände L
Dies liegt daran, dass der Bagger bei einer solchen Installation Gefälle bildet, die 1/3 der Auslegerhöhe entsprechen. Die Gefahr des Einsturzes des „Visiers“ führt dazu, dass am oberen Ende der ausgebauten Baugrube Bagger mit Baggerlader installiert werden müssen. Bei Aufstellung von Baumaschinen in Baugrubennähe mit unbefestigten Böschungen ist der Abstand L vom der Baugrube am nächsten gelegenen Maschinenträger bis zur Böschungskante zu ermitteln (Abb. 1). Dieser Abstand hängt von der Baugrubenhöhe H, der Art und Beschaffenheit des Bodens ab und wird aus der Tabelle ermittelt. 1 und nach der Formel

Bei der Errichtung von Gebäuden und Bauwerken aus vorgefertigten Bauwerken und Teilen mit einer Vielzahl von Baumaschinen und -vorrichtungen wird die Baustelle zur Montagestelle.
Die Installation von Bauwerken besteht aus miteinander verbundenen vorbereitenden und grundlegenden Prozessen. Zu den vorbereitenden Prozessen gehören der Bau von Kranbahnen, die Lieferung von Bauwerken, die vergrößerte Montage von Teilen, die Anordnung von Gerüsten für die Arbeit von Installateuren, die wichtigsten sind das Anschlagen von Bauwerken, das Heben, das Installieren von Bauwerken auf Stützen, die vorübergehende Befestigung, Ausrichtung und endgültige Befestigung der montierten Elemente. Die meisten Unfälle bei der Errichtung von Bauwerken ereignen sich aufgrund von Fehlern bei der Planung von Gebäuden und Bauwerken; bei der Herstellung von Bauwerken in Fabriken, bei Projekten zur Herstellung von Werken usw.
Die Hauptthemen einer sicheren Arbeitsorganisation sind neben der Wahl der rationellsten Installationsmethode und der geeigneten Reihenfolge der Installation einzelner Elemente: die Bestimmung der erforderlichen Geräte für die Herstellung aller Arten von Installationsprozessen und Arbeitsvorgängen (Arten von Leiter oder andere Befestigungsvorrichtungen, Takelageausrüstung usw.); Installationsmethoden, die die Möglichkeit gefährlicher Spannungen beim Heben von Strukturelementen verhindern; Methoden zur vorübergehenden Befestigung montierter Elemente, die die räumliche Steifigkeit des montierten Gebäudeteils und die Stabilität jedes einzelnen Strukturelements gewährleisten; die Reihenfolge der endgültigen Befestigung der Elemente und der Entfernung provisorischer Vorrichtungen.
Der wichtigste Faktor zur Vermeidung von Verletzungen bei der Montage von Bauwerken ist die korrekte Berechnung der Bauwerke bei Transport, Lagerung und Montage.
Großformatige Konstruktionen sollten beim Transport auf zwei Stützen montiert und nach dem Schema eines Einfeldträgers berechnet werden. Das akzeptierte Bemessungsschema während des Transports stimmt in der Regel nicht mit dem Bemessungsschema überein, das bei der Berechnung der Struktur für die Hauptwirkung angewendet wurde. Die Holzverkleidungen, auf denen die Struktur ruht, sollten auf Einsturz überprüft werden.

Reis. 6. Das Schema zur Befestigung des Fachwerks während des Transports:
1 - Abstandshalter; 2 - Kabel; 3 - Halterung; 4 - Bauernhof; 5 - Lanyard; 6 - Schub; 7 - Schleife
Beim Transport von Säulen mit großer Länge auf Auflösungen muss die Stütze am Anhänger beweglich sein und eine freie Drehung ermöglichen, um das Querbiegemoment zu eliminieren. Die Anzahl der gestapelten Reihen in der Höhe beträgt bis zu 5.

Reis. 7. Heben des Fachwerks mit einer Traverse:
1 - Traverse; 2 - Bauernhof
Wandpaneele und Trennwände werden in vertikaler oder geneigter Position transportiert. In diesem Fall sind gefährliche seitliche Stöße in der Ebene der geringsten Steifigkeit des Paneels möglich. Zu ihrer Lokalisierung werden spezielle Stoßdämpfer verwendet, die in den tragenden Teilen eingebaut sind. Beim Transport von großformatigen Fachwerkträgern kommen spezielle Plattenwagen zum Einsatz und die Querschnitte werden nach den gefährlichsten Abschnitten der Fachwerkelemente geprüft. Die Bestimmung der Kräfte in Streben und Knoten von Fachwerken erfolgt mit Methoden der Strukturmechanik unter Berücksichtigung des Dynamikkoeffizienten und des anerkannten Systems zur Unterstützung des Fachwerks während des Transports. Bei Plattenwagen werden die Traversen mit Anschlägen und Streben befestigt (Abb. 1).
Die Arbeitssicherheit bei der Montage von Bauwerken wird vor allem durch richtig konstruierte Traversen und Anschlagmittel gewährleistet. Beim Heben und Montieren von Fachwerken (Abb. 5.2) können die Kräfte in einzelnen Elementen deutlich größer sein als unter Betriebslasten berechnet. In ihnen ist es auch möglich, die Vorzeichen von Spannungen zu ändern – gedehnte Elemente können gestaucht werden und umgekehrt. Daher wird die Traverse beim Anheben in der Regel an den Mittelknoten des Fachwerks befestigt.
Die Berechnung der Stützen für die durch das Heben entstehende Last wird nicht zusätzlich durchgeführt. Die Arbeitszeichnungen der Säulen sehen die Möglichkeit vor, sie sicher von der horizontalen in die vertikale Position zu heben (Abb. 3).

Reis. 8. Säulenheben:
1 - Spalte; 2 - Kabel; 3 - Bilderfassung; 4 - Holzverkleidung
Beim Einbau einer Säule in eine Fundamenthülse muss die Säule vor dem Einbetonieren des Sockels mit Streben oder Keilen fixiert werden (Abb. 4). In beiden Fällen wird die Stütze für die Einwirkung der Windlast berechnet. Eine unzureichende Befestigung kann zum Umkippen oder Kippen der Säulen führen. Im Allgemeinen hat die Stabilitätsgleichung die Form

Wobei K ein Sicherheitsfaktor von 1,4 ist; M 0 - Kippmoment durch Windeinwirkung, Nm; M y – Haltemoment, das durch die Masse der Säule erzeugt wird, Nm; M geschlossen - das gleiche, Befestigung, N m.
In Fällen, in denen laut Berechnung die Stabilität nicht gewährleistet ist, werden Inventarkeileinlagen und Stahlleiter verwendet.

Reis. 9. Temporäre Befestigung der Stützen während der Montage:
1 - Klammer; 2 - Klemme; 3 - Spalte; 4 - Keile; 5 - Fundament
Reis. 10. Temporäre Befestigung von Bauwerken:
a - extreme Farm; b - mittlere Bauernhöfe; 1 - Spalte; 2 - Bauernhof; 3 - Dehnung; 4 - Abstandshalter
Die montierten Einzelelemente des Bauwerks (Stützen, Fachwerke, Balken) müssen bis zum Abschluss aller Montagearbeiten stabile Systeme bilden. Dazu werden einzelne Teile der montierten Elemente durch dauerhafte Verbindungen, Träger oder temporäre Aussteifungen zu räumlich starren Systemen verbunden.
Beim Heben von Konstruktionen werden Schlingen, Stahl- und Hanfseile, Traversen und verschiedene Griffe verwendet.
Die Anschlagmethode und die Gestaltung der Anschlagmittel hängen von den Abmessungen und dem Gewicht des zu montierenden Elements, der Lage der Anschlagpunkte am anzuhebenden Element, der verwendeten Hebeausrüstung, den Hebebedingungen und der Position des Elements an verschiedenen Stellen ab Phasen der Installation. Die Schlingen werden in flexible mit einem, zwei, vier und sechs Armen und starre Traversen- oder Griffarten unterteilt.
Kraft in jedem Zweig der Schlinge

Wobei α der Winkel zwischen der Vertikalen und der Linie ist; G – Gewicht der angehobenen Last, N; n ist die Anzahl der Zeilen; k - Koeffizient.
Mit zunehmendem Neigungswinkel der Schlingenäste nehmen die Druckkräfte in ihnen zu. Sie akzeptieren α = 45 ... 50° und der Winkel zwischen den Schlingenzweigen beträgt nicht mehr als 90°.
Beinlänge der Schlinge

wobei h die Höhe der Schlinge ist; b - diagonaler Abstand zwischen Linien.
Reis. 11. Schema der Bemühungen in den Zweigen der Schlinge
Reis. 12. Abhängigkeit der Kräfte in den Schlingenzweigen vom Winkel zwischen den Schlingen
Manchmal werden Ketten anstelle von Seilen zum Anschlagen verwendet. Die Wahl der Seile oder Ketten richtet sich nach der höchsten Spannung des Seilstrangs S:

wobei P die Bruchlast ist, die entsprechend der im Werkspass angegebenen Bruchkraft des Seils oder entsprechend dem Durchmesser des Kettenglieds, N, gemessen wird; K - Sicherheitsfaktor (3 ... 8), abhängig von der Art der Anschlagmittel und Hebemechanismen.
Inventar-Metallauskleidungen werden verwendet, um die Lebensdauer von Schlingen zu erhöhen, Quetschungen und Abrieb aneinander oder an scharfen Kanten von Bauwerkskanten, Verdrehungen und Stöße zu verhindern.
Starre Anschlagmittel werden verwendet, wenn die Hubhöhe des Montagekrans nicht ausreicht oder wenn die zu hebende Struktur den Einsatz flexibler Anschlagmittel nicht zulässt. In der Regel wird eine starre Schlinge in Form einer Traverse verwendet. Traversen werden am häufigsten bei der Installation von vorgefertigten Stahlbetonbindern und -trägern, insbesondere vorgespannten, sowie von Metallkonstruktionen mit großer Spannweite verwendet. Traversen werden in zwei Arten verwendet: Biege- und Drucktraversen.
In letzter Zeit wird zunehmend eine fortschrittliche Methode zur Montage großer Blockkonstruktionen eingesetzt, die es ermöglicht, deren Arbeitsintensität zu reduzieren, die Arbeitssicherheit und die Bauzeit zu erhöhen. Die Abmessungen und das Gewicht der aus Fabriken versandten Stahlkonstruktionen werden durch die Tragfähigkeit der Fahrzeuge und die Abmessungen der Produktionsanlagen begrenzt. Normalerweise beträgt die Länge der versendeten Elemente 12 ... 18 m. Manchmal werden auf Kundenwunsch Dachstühle mit einer Länge von bis zu 24 m geliefert.
Bei der Herstellung verschiedener Bau- und Installationsarbeiten werden Gerüste und Gerüste aus Metallrohrelementen verwendet, bei deren Arbeit Mängel auftreten, die häufig zum Einsturz führen. Gerüste und Gerüste sind temporäre, aber wiederverwendbare Baukonstruktionen.
Durch den Einsturz von Gerüsten kann es mitunter zu schweren Gruppenunfällen kommen. Eine Analyse einer Reihe von Unfällen ergab, dass ihr Zusammenbruch aus mehreren Gründen erfolgt, die in drei Gruppen unterteilt werden.
Die erste Gruppe ist ein Komplex von Gründen, die durch eine unbefriedigende Gerüstkonstruktion ohne Berücksichtigung der tatsächlichen Betriebsbedingungen des Bauwerks verursacht werden. Beispielsweise wird ein Gerüst mit Ankerdübeln unterschiedlicher Bauart an der vertikalen Fläche einer Baustelle befestigt, versetzt über zwei Ebenen in der Höhe und über zwei Spannweiten entlang der Gebäudelänge. Aufgrund der unterschiedlichen Merkmale der Strukturen, an denen diese Gerüste befestigt werden müssen, ist eine solche Befestigung jedoch nicht immer möglich. Wenn Sie das Schema der Gerüstbefestigung am Gebäude ändern, ändern sich die Bedingungen für den Betrieb des Gerüsts für verschiedene Arten von Lasten, das Konstruktionsschema ändert sich, was zu einem Unfall des Gerüsts führen kann.
Die zweite Gruppe – die Gründe, die in der Phase der Herstellung und Installation des Gerüsts gefunden werden. Lagergerüste müssen industriell hergestellt werden. In der Praxis ist dies jedoch nicht immer möglich. Oftmals werden Gerüste direkt auf der Baustelle ohne entsprechendes Projekt oder mit starken Abweichungen von den Bemessungswerten und Maßen hergestellt. Oftmals ersetzen Bauherren bei der Montage von Gerüsten die fehlenden Elemente durch andere, ohne dass eine kalkulierte und theoretische Begründung für einen solchen Austausch vorliegt. Vor der Montage der Gerüstkonstruktion ist es notwendig, die Sockel sorgfältig für die weitere Montage vorzubereiten, da die Stabilität der gesamten Konstruktion vom Zustand des Trägers abhängt. Bei der Gerüstmontage ist auf die notwendige Ableitung von Oberflächen- und Grundwasser zu achten, da bei Nichtbeachtung die Gefahr besteht, dass das Fundament unter dem Gerüst verletzt wird.
Die dritte Gruppe – die Ursachen des Waldkollapses hängen mit dem Stadium ihrer Ausbeutung zusammen. Sie sind häufig das Ergebnis einer unzureichenden technischen Anleitung oder mangelnden Aufsicht während der Installation und des Betriebs des Gerüsts.
Laut Statistik kommt es zu einer erheblichen Anzahl von Waldunfällen aufgrund von Überlastung. Eine Verletzung oder Änderung des Ladeschemas von Gerüsten, die in der Regel für eine bestimmte Belastungsart nach einem vorgegebenen Schema ihres Standortes ausgelegt sind, kann zu deren Einsturz führen.
Das Gerüst besteht aus in zwei Reihen angeordneten Gestellen mit einer Stufe zwischen den Gestellen in zwei zueinander senkrechten Richtungen von 2 m in den Achsen sowie alle 2 m in der Höhe angebrachten Längs- und Quertraversen. Um sicherzustellen, dass sich die Knoten in jeder Ebene nicht verschieben, werden horizontale Diagonalanker durch 4 ... 5 Paneele installiert.
Je nach Art der Verbindung von Gerüstelementen untereinander sind in der Baupraxis zwei Arten von Metallrohrgerüsten am gebräuchlichsten.
Gerüste auf schraubenlosen Verbindungen verfügen über ein unveränderliches Rahmenschema sowohl für Mauerwerks- als auch für Ausbauarbeiten. An den Pfosten sind Abzweigrohre und an den Querträgern Haken aus rechtwinklig gebogenem Rundstahl angeschweißt. Bei dieser Befestigungsart reduziert sich die Montage jedes horizontalen Gerüstelements auf das Einführen von Haken in die entsprechenden Abzweigrohre der Ständer bis zum Anschlag.
Gerüste anderer Art – an Gelenken in Form von Scharniermanschetten. In diesem Fall werden unterschiedliche Abstände zwischen den Regalen in Abhängigkeit von den Belastungen bei Maurer- und Ausbauarbeiten akzeptiert.
Die räumliche Steifigkeit des gesamten Gerüstrahmens wird zusätzlich durch die Anordnung von Diagonalankern in vertikaler Ebene entlang der äußeren Ständerreihe in den drei äußersten Paneelen an beiden Enden der Gerüstabschnitte gewährleistet.

Reis. 13. Gerüste auf Schraubverbindungen:
a - Gerüstlayout; b – Detail der Halterung des Rohrgestells; in - Paarung horizontaler Elemente mit einem Gestell; g - Knoten, der das Gerüst an der Wand befestigt
Nach den Konstruktionsmerkmalen werden Rahmengerüste, Leitergerüste, Regalgerüste und Hängegerüste unterschieden. Wälder werden nach ihrem Verwendungszweck eingeteilt: für die Herstellung von Stein und Stahlbeton, für Ausbau- und Reparaturarbeiten; Installation von Bauwerken; Errichtung von Gewölben aus Muscheln.
Reis. 14. Gerüste mit Scharnierkragen:
a - Schaltplan (Maße in Klammern - für Abschlussarbeiten); b - klappbares Befestigungselement
Gerüste für Mauerarbeiten werden im Zuge der Arbeiten montiert (aufgebaut). Für Ausbau- und Reparaturarbeiten wird vor Beginn der Arbeiten ein Gerüst in voller Höhe der Anlage aufgebaut. Löwen für Installationsarbeiten werden als temporäre Stützen für montierte Strukturen verwendet. Sie müssen dem Gewicht der montierten Konstruktionen entsprechen. Gerüste für die Errichtung vorgefertigter und monolithischer Stahlbetonschalen verfügen über ein komplexes starres Raumgerüst. Ein solcher Gerüstbau erfolgt projektbezogen, abhängig von der Struktur der Rohbauten unter Berücksichtigung der Technologie des Rohbaus.
Je nach Art der Unterstützung werden Gerüste in stationäre (feste), mobile, hängende und hebbare Gerüste unterteilt.
Die oben beschriebenen Wälder sind stationär. Die maximale Höhe eines solchen Gerüstes wird rechnerisch ermittelt und beträgt für Mauerwerk 40 m und für Ausbauarbeiten 60 m. Bei einer Objekthöhe über 60 m kommen Hängegerüste zum Einsatz. Ein solches Gerüst wird an Konsolen aufgehängt, die oben am Objekt montiert sind. Fahr- und Hubgerüste werden für Reparaturarbeiten an Fassaden von Gebäuden mit einer Höhe von 10 ... 15 m eingesetzt. Sie sind auf Eigenstabilität ausgelegt, weshalb ihre unteren Stützrahmen auf bis zu 2,5 m verbreitert sind.
Die Stabilität des Gerüstabschnitts hängt sowohl von den aufgebrachten Vertikallasten als auch vom Befestigungssystem des Gerüstabschnitts am Objekt ab.
Um Arbeiten in kleinen Bereichen vor Bau-, Installations- und Reparaturarbeiten zu organisieren, werden innerhalb der Räumlichkeiten Gerüste aufgestellt. Nach ihren Konstruktionsmerkmalen werden sie unterteilt in: zusammenklappbar, blockierbar, montiert, hängend, teleskopierbar.
Klappgerüste bestehen aus einzelnen Elementen und sind aufwändig beim Auf- und Abbau sowie beim Transport, was ihre Einsatzmöglichkeiten einschränkt.
Ein Blockgerüst ist ein dreidimensionales Element, das mit einem Turmdrehkran von Stockwerk zu Stockwerk bewegt wird. Einige Arten von Blockgerüsten verfügen über Räder, um sie im Boden zu bewegen. Aus einem Satz Blockgerüste wird entlang der Wand mit einem freien Randzaun ein Bandpflaster angeordnet und bei Bedarf die gesamte Raumfläche gepflastert.
Hängegerüste sind für den Einsatz in der Höhe konzipiert. Dazu gehören auch montierte Wiegen. Wiegen werden für Reparaturarbeiten an Gebäudefassaden eingesetzt. Selbsthebende Wiegen verfügen an den Enden über Winden, die manuell oder elektrisch angetrieben werden können (im letzteren Fall können die Elektromotoren synchron und getrennt arbeiten, um Verzerrungen zu vermeiden).
Hängegerüste werden zur Montage von Balken oder Fachwerken verwendet. Sie werden zusammen mit den Treppen auf den Säulen verstärkt, noch bevor diese Säulen aufsteigen.
Gerüste auf Teleskoptürmen werden sowohl in hohen Gebäuden als auch für Arbeiten im Freien eingesetzt. Sie bestehen aus einer Arbeitsplattform mit Zäunen und einem Stützteil. Die Arbeitsplattform kann angehoben und abgesenkt werden. Als tragendes Teil kann ein Auto dienen.
In Fällen, in denen die Anordnung von Gerüsten, Gerüsten und Zäunen während der Bau- und Montagearbeiten nicht möglich oder unzweckmäßig ist, müssen den Arbeitern Sicherheitsgurte zur Verfügung gestellt werden.

Reis. 15. Installation der Säule:
1 - Hängegerüst; 2 - Klappleiter
Das stoßdämpfende Element ist ein mit einer speziellen Naht vernähtes Band, das die dynamische Belastung bei einem Sturz durch einen Leinenbruch dämpft.
Sicherheitsgurte der Marken VM (Bergsteiger) und BP (Oberarbeiter) verfügen zusätzlich zum Gurt über Schulter- und Hüftgurte sowie Brustgurte. Wenn eine Person aus großer Höhe fällt, verteilt ein solcher Gürtel die Last gleichmäßig auf den gesamten Körper, wodurch die Möglichkeit eines Wirbelsäulenbruchs ausgeschlossen ist. Gürtel und Karabiner werden zweimal im Jahr aufgearbeitet und auf ihre Festigkeit bei einer statischen Belastung von 2 kN getestet.