Выкапывание глубоких траншей или ям для строительства, коммунальных услуг или других проектов всегда сопряжено с риском обрушения почвы. Это особенно актуально, когда раскопки достигают глубины более 5 футов. Без принятия надлежащих мер безопасности эти траншеи могут провалиться, что представляет значительную угрозу для рабочих и может привести к серьезным авариям. Последствия обрушения траншеи не просто опасны — они также могут привести к дорогостоящим задержкам проектов, юридической ответственности и даже смертельным случаям.
Обвалы являются одной из основных причин смертности на рабочих местах в строительной и горнодобывающей отраслях. Ежегодно несчастные случаи на раскопках приводят в среднем к десяткам смертей. Давление окружающей почвы возрастает по мере углубления траншей, и без надлежащего укрепления риск обрушения становится все более высоким. Сложность управления глубокими раскопками возрастает по мере увеличения глубины, поэтому крайне важно иметь надежный, проверенный метод, обеспечивающий безопасность и стабильность.
Стендовые раскопки представляют собой простое, но очень эффективное решение для снижения риска обвалов. Создавая горизонтальные ступени или “скамейки” вдоль стен котлована этот метод эффективно распределяет давление окружающего грунта, снижая риск обрушения. Стендинг не только обеспечивает безопасность, но и повышает эффективность земляных работ, обеспечивая стабильную рабочую среду. Если вы планируете проект глубоких раскопок, использование стендового метода может значительно повысить безопасность и надежность ваших раскопок.
1. Как работают стендовые раскопки?
Уступчатые раскопки — это метод, который включает в себя разрезание стен котлована на ряд горизонтальных ступеней или уступов, каждая из которых установлена под безопасным небольшим углом. Этот метод более равномерно распределяет давление окружающей почвы, что помогает предотвратить обрушение стенок траншеи.
1.1 Многоуровневая структура
Процесс начинается с снятия земли послойно. По мере удаления каждого слоя стенки траншеи постепенно срезаются под небольшим углом. Каждая горизонтальная ступенька, созданная этим методом, предназначена для снятия бокового давления, оказываемого окружающим грунтом. Угол наклона уступа обычно составляет от 30 до 45 градусов, в зависимости от типа почвы и глубины раскопок.
1.2 Стабильность благодаря геометрии
Устойчивость уступовой выработки заключается в распределении давления со стороны грунта. По мере выемки грунта давление, оказываемое на стенки траншеи, снижается за счет угла и ширины ступеней. Уступы предотвращают чрезмерное скопление почвы на стенках траншеи, что является основной причиной обвалов. Угол каждой скамейки помогает направить давление от стен к дну выемки, стабилизируя траншею.
1.3 Прогрессивная глубина
По мере того как раскопки продолжаются на более глубокие уровни, добавляются новые скамейки. Каждая дополнительная скамейка спроектирована так, чтобы быть шире и мельче, чтобы обеспечить постоянную устойчивость. В случае очень глубоких раскопок можно добавить несколько ступеней, при этом каждая ступень тщательно измеряется и вырезается, чтобы обеспечить общую устойчивость траншеи.
2. Почему используются стендовые раскопки?
Уступчатые раскопки применяют в первую очередь для предотвращения обрушений траншей при глубоких раскопках. Его основные преимущества – безопасность, стабильность и экономичность. Вот почему установка уступов часто является предпочтительным методом для многих проектов раскопок:
2.1 Безопасность работников
Безопасность работников является главным приоритетом на любом месте раскопок. Основная причина использования стендов — создание более безопасной рабочей среды. Уступы защищают рабочих внутри траншеи или рядом с ней, стабилизируя стены и снижая вероятность обвалов. При работе в глубоких траншеях или ямах рабочие могут подвергаться значительному риску, и установка стенда является важной мерой по смягчению этих опасностей.
2.2 Снижение давления на почву
Уступы при раскопках помогают уменьшить боковое давление окружающей почвы. Когда траншея выкапывается без опоры, почва вокруг стенок траншеи может оказывать на стены значительную силу. По мере увеличения глубины увеличивается и давление, что делает траншею более склонной к обрушению. Благодаря созданию ступенчатых уступов давление распределяется более равномерно, что предотвращает воздействие слишком большой силы почвы на какую-либо часть стенки траншеи.
2.3 Соответствие нормативным требованиям
Во многих регионах правила техники безопасности требуют, чтобы раскопки, выходящие за пределы определенной глубины, были должным образом закреплены или защищены. Бенчинг – один из утвержденных методов обеспечения безопасности глубоких траншей. Регулирующие органы, такие как OSHA (Управление по охране труда) в США или HSE (Управление по охране труда) в Великобритании, требуют использования защитных мер, таких как установка скамеек для раскопок, глубина которых превышает определенную глубину (часто 5 футов и более).
3. Виды земляных работ
Существует несколько типов методов уступа, каждый из которых подходит для различных условий раскопок. Выбор типа уступа зависит от таких факторов, как тип почвы, глубина траншеи и доступное пространство.
3.1 Простой жим
Простая установка уступов предполагает разрезание стенок траншеи на один относительно неглубокий шаг. Этот метод обычно используется для неглубоких раскопок и небольших проектов. Угол наклона уступа поддерживается умеренным, обычно от 30 до 45 градусов, и он хорошо работает, когда есть достаточно места и времени для правильных раскопок.
3.2 Многократный жим
При более глубоких раскопках создаются многочисленные скамейки. Каждая последующая ступенька становится шире и устанавливается под меньшим углом. Этот метод используется для поддержания устойчивости в более глубоких траншеях или ямах, где давление на почву становится более интенсивным. Многочисленные уступы создают прогрессивную и устойчивую ступенчатую конструкцию, повышающую безопасность раскопок.
3.3 Скамейка по лестнице
Укладка лестницы предполагает вертикальные разрезы и ступеньки в траншее, создавая ряд “похожий на лестницу” конструкции в стенах котлована. Этот метод часто используется на твердых или каменистых почвах, где традиционный уклон невозможен. Это позволяет использовать более крутой угол раскопок и полезно, когда раскопки необходимо выполнить быстро.
3.4 Прогрессивный жим
Прогрессивная уступка — это метод, при котором каждая уступка постепенно становится мельче, в зависимости от глубины раскопок. Этот стиль адаптируется и может быть адаптирован к конкретным потребностям проекта. Это особенно полезно, когда на месте раскопок имеются различные типы почв или ограниченное пространство.
4. Преимущества стендовых раскопок
Преимущества стендовых земляных работ выходят за рамки безопасности рабочих. Этот метод предлагает ряд других преимуществ, которые делают его предпочтительным выбором для многих проектов раскопок.
4.1 Улучшенная безопасность работников
При земляных работах создаются горизонтальные ступеньки, которые защищают рабочих внутри траншеи, предотвращая обрушение почвы. Это имеет решающее значение для любого проекта глубоких раскопок, где обрушение траншеи является распространенной опасностью. Скамьи обеспечивают устойчивую, ровную поверхность, на которой рабочие могут стоять и работать, что снижает вероятность застревания в результате смещения почвы.
4.2 Экономическая эффективность
Установка скамеек, как правило, более доступна, чем другие методы защиты, такие как траншеи или гидравлические системы крепления. Это требует меньше материала и меньше трудозатрат. Если раскопки не слишком глубоки и сложны, установка стендов может стать высокоэффективным и экономичным решением.
4.3 Экологическая пригодность
В отличие от других методов обеспечения безопасности земляных работ, которые могут потребовать большого количества оборудования или материалов, стендовый метод использует меньше ресурсов, что делает его более экологически чистым. Кроме того, сам процесс раскопок вызывает меньший ущерб окружающей среде по сравнению с другими, более инвазивными методами.
5. Применение стендовых раскопок
Стендовые земляные работы — универсальный метод, используемый в различных отраслях промышленности при рытье траншей, фундаментных работах и подземном строительстве. Обычно его используют, когда траншея должна быть от мелкой до средней глубины и иметь устойчивые стенки, снижающие риск обрушения. Давайте посмотрим на распространенные применения ступенчатых раскопок.
5.1 Установка утилиты
Одним из наиболее распространенных применений уступчатых земляных работ является прокладка инженерных коммуникаций. Это могут быть водопроводы, газопроводы, электрические кабели и канализационные системы. Установочные работы особенно полезны при монтаже инженерных сетей, поскольку они позволяют работникам безопасно копать на глубине от 5 до 20 футов. Этот метод создает устойчивые боковые стенки и позволяет работникам эффективно прокладывать трубопроводы или кабели без риска обвалов.
- Водопроводные и канализационные линии: при прокладке водопроводных и канализационных труб, для которых часто требуются траншеи средней глубины, уступы обеспечивают безопасный способ раскопок без ущерба для безопасности рабочих.
- Электрические и телекоммуникационные кабели: Для коммунальных предприятий, прокладывающих электрические и оптоволоконные линии, прокладка траншей является необходимым процессом. Уступы помогают обеспечить безопасность рабочих при копании на оживленных улицах или в городских условиях.
Траншея обычно достаточно широка, чтобы в ней могли работать одновременно несколько рабочих, что повышает производительность.
5.2 Раскопки Фонда
Для фундаментных работ, особенно в жилом и коммерческом строительстве, земляные работы являются отличным выбором для неглубоких фундаментов. Этот метод гарантирует, что стены траншеи останутся устойчивыми во время раскопок, что снижает потребность в дорогостоящих и трудоемких системах безопасности, таких как крепления. Бенчинг часто используется для рытья траншей для:
- Опоры: Создание подходящей основы для фундамента здания.
- Подвалы: При рытье подвала установка уступов помогает избежать структурных проблем со стенами траншеи.
- Плитный фундамент: При раскопках плитного фундамента может потребоваться установка уступов, чтобы обеспечить целостность стен при более глубоких заглублениях в землю.
Поскольку траншеи для фундамента требуют точного и надежного рытья для обеспечения устойчивости здания, предпочтительным методом являются земляные работы.
5.3 Дорожные работы и мощение
Уступчатка также широко применяется при строительстве дорожных работ и подготовке земли под мощение. Земляные работы на дороге часто включают в себя прокладку траншей для укладки базовых материалов, таких как щебень или гравий, которые служат основой для асфальтового или бетонного покрытия. Уступы позволяют рабочим рыть траншею без риска обрушения стен, особенно когда они работают вблизи дорог с движением транспорта.
- Подготовка основания дорожного покрытия: Земляные работы для новых дорожных покрытий требуют тщательного управления типами почвы и устойчивости траншеи.
- Прокладка траншей вдоль дорог: Часто дорожные работы включают в себя прокладку траншей. Уступ помогает сохранить целостность траншеи при прокладке инженерных коммуникаций под дорогами.
Как в городских, так и в сельских районах уступы могут быть экономичным и эффективным методом земляных работ.
5.4 Рытье траншей для дренажных систем
Установка или модернизация дренажных систем часто требует глубоких раскопок для установки труб для стока дождевой воды или управления ливневыми водами. Настенные раскопки обеспечивают стабильное решение для рытья таких траншей, которые часто могут быть довольно глубокими.
- Управление ливневыми водами: При строительстве траншей для ливневых труб бендинг предотвращает обрушение траншеи, гарантируя, что процесс установки остается безопасным и эффективным.
- Дренаж для сельскохозяйственных или коммерческих проектов: В проектах сельского хозяйства или коммерческого строительства, где требуется дренаж больших площадей, уступы позволяют создавать широкие устойчивые траншеи для различных дренажных систем.
Правильная прокладка траншей гарантирует, что дренажные системы останутся работоспособными в течение многих лет без риска выхода из строя из-за обрушения траншей или неправильной установки труб.
5,5 Строительство подземных резервуаров для хранения
Еще одним распространенным применением ступенчатых земляных работ является установка подземных резервуаров для хранения (UST), которые часто встречаются в нефтяной, химической промышленности и в сфере очистки сточных вод. Стендинг используется для создания глубоких и узких траншей, необходимых для размещения резервуара, при этом стены траншеи остаются неповрежденными во время процесса.
- Нефтяная и газовая промышленность: На заправочных станциях или подземных хранилищах в нефтегазовой промышленности стендовые раскопки обеспечивают безопасность рабочих при копании для установки резервуаров.
- Химические склады: На химических заводах выемка резервуаров для хранения требует стабильной окружающей среды.
Поскольку раскопки часто происходят в тесных, замкнутых пространствах, установка уступов обеспечивает достаточно места как для установки, так и для безопасности работников. Это также снижает вероятность несчастных случаев при работе рядом с опасными материалами.
5,6 Горное дело и разработки карьеров
При открытых горных работах и разработках карьеров уступчатые выемки можно использовать для создания устойчивых стенок карьера. Хотя уступ более распространен в строительстве и коммунальных работах, он также применим в горнодобывающей промышленности для выкапывания устойчивых уступов для транспортировки добытых материалов.
- Карьерная добыча: при добыче руд или полезных ископаемых создание горизонтальных уступов с помощью уступов позволяет горнодобывающим бригадам работать более эффективно и безопасно при добыче материалов из карьера.
- Каменные карьеры: Стендовые раскопки часто используются в карьерах для раскопок горных пород или слоев камня. Срезая стены под стабильным углом, рабочие могут безопасно удалять камень, сводя к минимуму риски, связанные с обрушением стен.
6. Нормативные указания по стендовым земляным работам
При проведении земляных работ на уступах решающее значение имеет обеспечение безопасности рабочих и устойчивости земляных работ. Вот почему существуют нормативные рекомендации и стандарты безопасности, регулирующие эту практику. Эти правила предназначены для предотвращения обвалов, защиты рабочих и обеспечения эффективности процесса раскопок. Соблюдение местных, национальных и международных правил является не только юридическим, но и этическим требованием, позволяющим минимизировать риски во время раскопок.
6.1 Стандарты OSHA (Управление по охране труда)
Во многих странах, например в США, Управление по охране труда (OSHA) разработало конкретные рекомендации по рытью траншей и земляным работам. Правила OSHA считаются золотым стандартом техники безопасности при раскопках.
- Стены траншеи и скамейки: Согласно правилам OSHA, угол стенок траншеи должен быть таким, чтобы предотвратить обрушение. При уступах срез на каждом уступе должен выполняться под углом, обеспечивающим устойчивость грунта, обычно в соответствии с соотношение 1:1 (одна нога назад на каждый фут глубины).
- Максимальная глубина: Как правило, рекомендации OSHA допускают максимальную глубину 20 футов для лежачих раскопок, хотя глубина может быть дополнительно ограничена в зависимости от почвенных условий, погоды или конкретных факторов местности.
- Анализ почвы: Перед раскопками необходимо провести анализ почвы для определения ее типа (например, тип A, B или C). Методы уступа и углы обрезки варьируются в зависимости от типа почвы:
- Тип А: Самый стабильный грунт, позволяющий создавать более крутые стенки траншеи.
- Тип Б: Умеренно устойчивая почва, требующая меньшего угла.
- Тип С: Наименее устойчивая почва, требующая дополнительных мер предосторожности и более крутых углов для обеспечения устойчивости.
6.2 Международные стандарты (ISO и EN)
Помимо местных правил, международные стандарты по рытью траншей и безопасности земляных работ устанавливаются такими организациями, как Международная организация по стандартизации (ISO) и Европейские нормы (EN).
- ИСО 20474:2017: Настоящий стандарт охватывает требования безопасности для землеройных машин, включая экскаваторы, используемые при рытье траншей и уступах.
- EN 500-8 (Европейские стандарты земляных работ): Этот набор стандартов аналогичен стандартам OSHA, но адаптирован к европейской практике и включает правила безопасной практики земляных работ, включая стендовые методы.
6.3 Факторы безопасности при стендовых земляных работах
Основной проблемой при проведении земляных работ является безопасность рабочих. Правила требуют, чтобы в процессе раскопок применялись особые меры безопасности, чтобы защитить рабочих от риска обвалов, падения предметов и других опасностей.
- Крепление и экранирование: Несмотря на то, что установка уступов сводит к минимуму риск обрушения за счет создания устойчивых склонов, в определенных ситуациях могут потребоваться дополнительные крепления и защита.
- Оборудование для обеспечения безопасности работников: Работники всегда должны носить соответствующее защитное снаряжение, включая каски, одежду повышенной видимости и защитную обувь.
- Доступ и выход: Безопасный доступ в траншею и обратно – еще одно важное нормативное указание.
- Инспекция и мониторинг: Для обеспечения постоянной стабильности необходим постоянный мониторинг территории траншеи.
6.4 Местные правила и требования, специфичные для конкретного объекта
Хотя общие правила важны, местные правила и требования, специфичные для конкретной площадки, могут дополнительно влиять на то, как выполняется жим. Например, в городах и муниципалитетах могут действовать более строгие правила в зависимости от близости к местам с интенсивным движением транспорта, городской среде или экологически чувствительным зонам.
- Разрешения и проверки: В некоторых юрисдикциях проекты раскопок требуют получения разрешений до начала работ.
- Особые условия: Проекты раскопок вблизи автомагистралей, школ или других зон повышенного риска могут потребовать дополнительных защитных мер.
6,5 Экологические соображения
Экологические проблемы также играют решающую роль в проектах раскопок. Например, важными вопросами, которые следует учитывать, являются эрозия почвы, сток воды и загрязнение опасными материалами.
- Накопление воды: В районах, подверженных сильным дождям или наводнениям, важно контролировать поток воды внутри и вокруг места раскопок.
- Утилизация отходов: Раскопки часто приводят к смещению почвы, камней или мусора, которые необходимо утилизировать в соответствии с местными экологическими нормами.
7. Проблемы стендовых раскопок
Хотя стендовые раскопки являются широко используемым методом обеспечения безопасности и устойчивости траншей, они сопряжены с множеством проблем. Эти проблемы варьируются от состояния почвы до проблем безопасности, и всеми этими проблемами необходимо тщательно управлять, чтобы обеспечить успех проекта раскопок. Понимание этих проблем поможет вам более эффективно планировать и выполнять проекты земляных работ, минимизируя риски и максимизируя эффективность.
7.1 Изменчивость и стабильность почвы
Одной из наиболее серьезных проблем при ступенчатых земляных работах является изменчивость почвенных условий. Различные типы почвы и подстилающие слои горных пород могут сильно повлиять на устойчивость места раскопок. Например:
- Состав почвы: Типы почвы могут сильно различаться в зависимости от проекта. Например, Тип С рыхлая и зернистая почва гораздо более неустойчива, чем Тип А почва, которая является связной и более устойчивой к смещению. Это означает, что угол наклона уступов и общий дизайн раскопок необходимо скорректировать с учетом этих изменений.
- Непредсказуемые сдвиги почвы: Даже в хорошо задокументированных районах почва может неожиданно смещаться из-за изменений содержания воды, вибраций от движения транспорта поблизости или естественных факторов окружающей среды, таких как проливные дожди.
- Камень и мусор: Некоторые места раскопок расположены в местах с большим количеством камней или мусора под поверхностью. При раскопках в таких местах камни могут затруднить процесс рытья траншей.
Работа с этими переменными часто требует постоянного мониторинга и использования дополнительных инструментов для раскопок, таких как крепления, и защитного оборудования для стабилизации траншеи.
7.2 Ограничения глубины и ширины
Уступчатые раскопки, хотя и эффективны, но имеют определенные ограничения по глубине и ширине. Эти ограничения могут привести к задержкам в реализации проекта или повлиять на общую стоимость и график.
- Максимальная глубина: Согласно правилам OSHA, глубина раскопок на уступе не может превышать 20 футов, если не приняты дополнительные меры безопасности.
- Узкие траншеи: Поскольку земляные работы становятся более точными, ширину траншеи, возможно, придется корректировать в соответствии с конкретными потребностями проекта.
7.3 Проблемы накопления и дренажа воды
Накопление воды является еще одной распространенной проблемой при уступах. Во время сильного дождя или даже из-за подземных источников воды траншеи могут быстро наполниться водой. Это может сделать почву нестабильной и увеличить вероятность обрушения траншеи. Некоторые проблемы, связанные с накоплением воды, включают:
- Эрозия почвы: Вода, попадающая в траншею, может размыть почву, ослабив структуру стенок траншеи.
- Решения для обезвоживания: В районах с высоким уровнем грунтовых вод или частыми дождями бригадам раскопок часто приходится использовать системы водоотведения, такие как насосы, траншеи или отстойники, для удаления воды из раскопок.
- Риски наводнений: Скопление воды в траншеи также может привести к ее затоплению, что сделает ее небезопасной для рабочих.
7.4 Риски безопасности и защита работников
Несмотря на то, что стендовые земляные работы предназначены для повышения безопасности работников, это по-прежнему опасный вид деятельности с многочисленными потенциальными рисками для безопасности. Крайне важно обеспечить наличие и неукоснительное соблюдение протоколов безопасности. Некоторые общие проблемы безопасности включают в себя:
- Обвалы и обвалы: Даже при наличии уступов на стенах все еще существует риск обрушения или обрушения стен, особенно если углы уступов не рассчитаны или не выдержаны должным образом.
- Падающие предметы: Еще одним распространенным риском при земляных работах на уступах является вероятность падения мусора, инструментов или материалов в траншею, что создает серьезную угрозу травмирования рабочих, находящихся внизу.
- Захват и неправильные пути выхода: Рабочие, ведущие глубокие раскопки, всегда должны иметь безопасные средства входа и выхода из траншеи. Когда раскопки становятся глубже или уже, рабочим становится все труднее быстро выбраться в случае чрезвычайной ситуации.
- Пыль и качество воздуха: Земляные работы, особенно при прорезании грунта или камня, приводят к образованию большого количества пыли и твердых частиц, которые могут ухудшить качество воздуха.
7,5 Ограничения на машины и оборудование
Оборудование и техника, необходимые для земляных работ, иногда могут создавать проблемы. Эти инструменты должны быть мощными, универсальными и правильно обслуживаться, чтобы быть эффективными при рытье траншей и уступах. К числу проблем, возникающих при использовании оборудования, относятся:
- Поломка оборудования: Экскаваторная техника, такая как траншеекопатели и экскаваторы, может страдать от механических поломок из-за большой рабочей нагрузки.
- Совместимость вложений: Для достижения точной уступки экскаваторам часто требуется специальное навесное оборудование, такое как планировочные или траншейные ковши.
- Мобилизация и доступ к сайту: Перемещение крупной землеройной техники на строительную площадку и обратно иногда может быть проблемой, особенно на городских строительных площадках или в районах с ограниченным доступом.
7,6 Эффективность затрат и времени
Земляные работы иногда могут оказаться трудоемким и дорогостоящим процессом, особенно в сложных почвенных условиях или при скоплении воды. Потребность в дополнительных мерах безопасности, специальном оборудовании и опытном персонале может увеличить общую стоимость проекта. Некоторые из финансовых проблем включают в себя:
- Дополнительные затраты на крепления и защиту: Хотя лежак обеспечивает присущую ему устойчивость, в некоторых случаях необходимы дополнительные защитные меры, такие как подпорки или траншеи. Это может привести к значительным затратам в процессе раскопок.
- Задержки проекта: Задержки, вызванные погодными условиями, поломками оборудования или непредвиденными состояниями почвы, могут увеличить как время, так и затраты на рабочую силу. Эффективное управление проектом, регулярная оценка прогресса и планирование на случай непредвиденных обстоятельств необходимы для контроля расходов.
8. Заключение
Стендовые раскопки являются важным методом обеспечения безопасности и устойчивости глубоких раскопок. Разрезая стены на горизонтальные ступени, снижается риск обвалов и обеспечивается более безопасная рабочая среда для тех, кто занимается строительством, коммунальными услугами и горнодобывающей деятельностью. Несмотря на то, что существуют проблемы, связанные с уступом, его преимущества намного перевешивают недостатки, что делает его предпочтительным методом для многих проектов раскопок.
Если вы ищете качественные подержанные экскаваторы и навесное оборудование для своего следующего проекта раскопок, ХИОСЕН предлагает надежные и экономичные решения в области машиностроения. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о нашем инвентаре и о том, как мы можем помочь вам добиться успеха в ваших проектах раскопок.
