由罗恩Zawlocki
你到达了一个战壕的现场救援和技术救援队一起。事故指挥官一直在绝望地等待你的到来。在简报中事故指挥官(IC)告诉你，两名工人被困在一个很深的交叉壕沟，你负责支撑。当你到达壕沟并进行评估时，你会发现这是一条12英尺深6英尺宽的t型壕沟。战壕的一角塌陷了，留下了一个巨大的缺口。你训练过如何支撑t型战壕，但它们一直都在被动的土壤中，两个角落都完好无损，而且它们从来没有这么宽或这么深。这是重、湿、不稳定的土壤。你觉得这些条件很容易产生与C-60土壤相关的侧向力。你是“战壕男”，今天将做出重要的决定。
你的计划是尽可能多地运用你在课堂上学到的支撑技术。然而，这里有一些主要的区别。你们今天要用的横杆必须跨越10英尺或更多而不是你们训练时的8英尺。此外，你将用多个(堆叠的)低压气囊填满角落的空隙。你们在课堂上学到的t型沟支撑并没有解决大的墙角塌方问题。你知道你的团队将能够实施这个计划，但你对这个支撑系统的强度有严重的担忧。在10英尺跨度上，6英寸× 6英寸的边长的承载能力是否超过了它所能承受的土壤力?堆叠的安全气囊是否足够稳定，以抵抗通过支柱从对面墙壁传递的力——简而言之，你的支撑系统设计的最终强度是否比壕沟墙的潜在力更强?两倍的强度似乎是合理的，但最低要求是什么?你在你的沟技术员班，但教练有点“侧身”他们。如果你能学到一种计算不同支撑设计的安全系数的方法，而不是那种“不许提问”的死记硬背的教学方法，那就太好了。
当支撑完成后，你的团队成员转向你问，“我们能进去把这些家伙挖出来吗?”他们问你是否安全。他们有权知道答案。他们的家人和朋友有权知道答案。你知道(肯定)支撑系统比土壤力更强吗?嗯,没有教练你是从测试设计中学到的，以确保它能抵抗你准备安装它的土壤的力?救援设备制造商还没有测试过这个系统，看看它在壕沟中的表现吗?壕沟救援支撑难道没有一个性能标准(国家消防协会，ANSI，或职业安全与健康管理局)，需要一个足够强大的系统来抵抗土壤的侧向力吗?不幸的是，这些问题的答案是响亮的“没有。”
海沟巩固历史
堑壕救险支护从地下生根建设行业。使用传统的护板和支撑(一种褪色的建筑支撑方法)的基础是防止土壤移动。这可以由建筑工人完成，因为他们能够在挖掘过程后(有时是在挖掘过程中)很快开始支撑。当你能够在墙体移动显著之前(大裂缝或与坍塌相关的空洞)稳定墙体时，可以应用一些与建筑相关的理论。经验证据(见证的结果)表明，当土墙是完整的和不活动时，由支柱激活力产生的“土壤拱”和“加压区”等理论是有价值的。然而，当土壤开始移动并在墙壁上产生空隙后，这些理论就变得值得怀疑了。
这方面的测试和研究很少海沟救援支撑。不存在比较救援支撑系统和侧向土力性能的数据。地下建筑行业存在标准、表格数据和工程设计，但建筑支撑和救援支撑是不一样的。在唯一发表的关于“壕沟救援支护”的研究中，Marie LaBaw博士总结道:(1)壕沟救援支护缺乏工程分析(2)地下建筑支护和壕沟救援支护有显著的不同。
显然，没有定量的值可以指定建设当土壤活跃或塌陷时，基于理论的理论。由于救援支护与建筑支护的诸多不同之处，沟槽救援支护体系的设计必须与工程设计相结合测试抵御“最坏情况”的土壤条件，包括:
1.在其明显活跃之前没有加固(或没有适当加固)的土壤。
2.塌陷的土壤，在墙壁上留下空隙。这些墙壁在外观上不再是完整的或“整体”的。土墙将更像损坏的未加筋砌体，而不是钢筋混凝土墙。
3.可见的迹象(如脱落、松脱、扩大、裂缝等)可能很明显，也可能不明显，但土壤被认为是不稳定的。
4.部分垂直或“接近垂直”的墙存在。
5.在这种土壤条件下，压力估计为每立方英尺60磅。
照片1
照片2
图1所示的新挖掘(被动土壤条件)的支撑实践和理论，在图2所示的土壤开始移动(活跃)后，无法发挥同样的作用。施工支撑和救援支撑是不同的。（照片由作者提供。)
支持标准
几年来，有一批专业的救援人员工程师协同工作，以提高支撑和稳定的能力结构崩溃救援事件。该集团继续在经验、测试和技术的基础上进行改进。该研究结果由美国国土安全部在《国土安全》杂志上公布建筑物稳定和支撑现场指南手册。该测试方法通过将海岸设置在一个功能位置(建筑倒塌的复制)，并使其承受由受损结构产生的矢量(力的大小和方向)来测量海岸的强度。通过将海岸破坏(破坏它)，可以确定其极限强度，并将其与设计用来抵抗的力进行比较。这种比较可以提供一个“安全因素”来验证海岸的能力，以防止建筑物倒塌砸到救援人员。通过对改进版本(钉纹样、支撑、材料等)进行测试，并对结果进行比较，可以提高安全系数。出版的现场指南已成为结构倒塌救援指导员的基准。支撑设计和推荐的做法已经成为消防和救援服务的共识标准。
图3
照片4
结构倒塌救援学科的专家认为，符合《职业安全与卫生条例》(osha)的建筑行业支撑措施(图三)并没有解决包括被困或受伤人员在内的受损结构的不同(目的、范围和规模)(图四)。
不幸的是,沟救援支撑没有这样的指导方针。如今，很少有支撑系统在其功能位置(在沟渠中，而不是在计算机软件中)进行过测试。真正的安全系数还没有确定。定量的结果还没有建立，以整理神话，民间传说，和错位的应用建设为基础，土壤保持方法。在没有指导方针和共识标准的情况下，海沟救援指导员继续传授很少或根本没有科学验证的支撑技术。
后院的测试
MUSAR培训基金会已经对堑壕支撑组件(面板、护墙板和支撑设备)以及完整的堑壕救援支撑系统进行了一系列破坏性测试。我们认识到需要更精确的仪器，需要更多的测试来获得可复制的结果。在这之前，我们的“后院测试”结果的精度应该被考虑。我们真诚希望能得到学科专家的支持，救援设备制造商和专业工程师使沟渠救援支撑复制了结构倒塌学科的成就。
尽管如此，我们已经使用了两种类型的测试来评估强度在其功能位置(沟槽中)的支撑部件和系统。在这两种类型的试验中，所传递的力的大小与C-60土的土压力相当。在两个测试中，力的方向都是横向的，复制了墙进入沟槽的运动。
I型测试需要一个支撑组件以安全气囊为动力。一个安全气囊直接放置在被测试部件的后面，产生横向力。测力元件用于记录施加的力，并确定在故障点施加的最大力(组件强度)。这些试验是在沟渠或挖掘，测试显示组件在其功能位置(即在沟槽中，而不是在实验室中)如何对力作出反应。第I类测试还用于“快速了解”系统的强度。如果一个系统设计能够抵抗两倍于60磅/立方英尺(pcf)土壤所能施加的力，该系统将被考虑进行进一步的(II型)测试。
II型测试用于在支撑上产生力系统而不是在一个孤立的组件上。可以控制力的应用，在接近底部的地方产生更高的力沟测试系统抵抗土壤压力的能力。这项试验是通过挖一条与锚固沟平行的窄沟来完成的。安全气囊被放置在狭窄的“平行沟槽”中。当气囊被加压时，一段土墙被移动，在支撑系统上产生侧向力。在第二类试验中，力更接近于主动(移动)土墙的力及其在支撑系统中的分布。通过搜索MUSAR Trench，可以在YouTube上看到一些I型和II型测试的视频片段。
游戏改变者
我们使用的测力元件可以按比例测量1000磅的力增量。结果在数百或更少的磅范围内是无法获得的与这些仪器。因此，我们无法提供精确到一磅力的结果。尽管如此，我们的测试结果是如此的引人注目以至于它们造成了许多沟壑救援团队需要改变他们的装备和战术。
1.面板。全国各地的壕沟救援队伍使用各种面板/加固配置。与普遍的观点(民间传说)相反，LaBaw博士的测试显示，加固和嵌板都具有重要的结构价值，并对将支撑荷载分配到更大的沟槽墙区域有显著的影响。由MUSAR培训基金会进行的测试表明，将3 / 4英寸的Finnform胶合在2 × 12英寸的坚固背板上，最终的失效强度可以抵抗中间间隔4英尺的支柱之间超过3万磅的力(分布)。同样大小的由螺栓和螺母连接在一起的Finnform和面板在不到一半的力下失效。
2.威尔士。许多壕沟救援队使用6英寸× 6英寸的计时器作为威尔士。一个常见的跨度(支柱之间)为“救援威尔士”是8英尺。MUSAR测试了几根6英寸× 6英寸的木材，支柱间距为8英尺，发现断裂点的差异非常大(在7000到18000磅的力之间)。最“常见”的故障发生在14,000磅的力。当比较C-60土壤的“普通”强度和潜在力时，你会发现一个6英寸× 6英寸的土壤能够在非常浅的壕沟中抵抗土壤力。因此，OSHA需要更大的木材来支撑C-60土壤。在7英寸× 7英寸层压单板木材(LVL)上进行的测试显示，样品之间的强度差异很小(41,000磅和48,000磅的力)，它们的强度始终是6英寸× 6英寸木材的2到3倍。
图5所示。7英寸× 7英寸LVL梁作为walers的强度可达6英寸× 6英寸木材的3倍。
3.挖掘耙海岸。土墙所产生的力的位置、方向和大小可以明显不同于结构墙壁。为了复制在开挖墙体上发现的力，MUSAR测试在墙的顶部和底部都产生了力。耙岸在连接上下支柱的点上不断断裂。与Paratech救援公司合作开发了一个倾斜的底板，使“挖掘耙”的强度增加了一倍以上，并建立了一个可接受的安全系数。
图6所示。倾斜的底板使“挖掘耙”系统的强度增加了一倍以上。堑壕救援支护的需求、条件、力量和装备与建筑行业标准制定时不同。
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在过去的十年里消防服务随着科学测试和技术的进步，设备和实践发生了巨大的变化。结构倒塌和绳索救援都采用了科学的测试和分析来提高救援人员的安全性。2009年，玛丽·拉博博士说，“传统上缺乏技术救援系统的工程分析，包括壕沟救援支撑。随着教育和技术日益渗透到技术救援行业和消防服务中，研究、评估和建议改变现有救援系统的潜力正在成为现实。”不幸的是，到目前为止，消防/救援部门没有采取任何行动来研究、评估或建议改变壕沟救援支撑做法。当我们把目光从科学上转移开时，测试和技术壕沟救援支撑仍然是“我们肮脏的小秘密”。
生物
罗恩Zawlocki1974年，他在底特律消防局开始了他的消防生涯。2007年，他从庞蒂克市消防局退休，当时他是一名营长。他继续担任MI-TF1的救援队经理，也是MUSAR培训基金会/密歇根州立大学火灾/救援项目的壕沟救援课程经理。
