Стена в грунте: технология и порядок устройства

В промышленных городах все сильнее становится заметным дефицит свободного пространства. Крупные застройщики ищут доступные способы рационального использования каждого метра. Раньше архитекторы придумали гигантские небоскребы.  Сегодня специалисты нашли более эффективный метод использования свободной земли: здания «растут» вверх, а теперь и вглубь – в грунт.

Появилась возможность размещать в многоуровневых подземных пространствах супермаркеты, стоянки для транспорта, склады, развлекательные комплексы. Чтобы сооружения были добротными строители применяют универсальную технологию.

Конструкция в грунте
Прочная конструкция в грунте

Краткое описание новой методики строительства

Она была разработана группой специалистов для сооружения подземных конструкций. Это касается промышленного строительства и частной застройки. Подход особенно уместен, если дом строится на дорогом участке вблизи мегаполиса и владелец недвижимости хочет максимально использовать каждый сантиметр земли. Глубина залегания стены в грунт ограничивается подпочвенными водами.

Важно! Основная суть методики «в грунте» заключается в ограждающей перегородке по периметру будущего помещения. Конструкцию заглубляют до нижней точки строительных работ.

В зависимости от технологии специалисты используют свайный, траншейный, мокрый или сухой способ сооружения защитной стены. У каждого метода есть особенности и преимущества.

Использование техники
Использование специализированной техники

Сухой траншейный способ

Этот вариант предполагает применение готовых элементов из прочного железобетона или заливки монолитного бетона. Экскаватором либо фрезой по периметру будущей стройки выкапывают траншею форшахты глубиной от 2 до 4 метров. Она нужна для четкого обозначения периметра будущего здания, для существенного укрепления стенок траншеи. У глубокой выемки самое уязвимое место – верхняя часть.

Если строительная бригада все сделает правильно – это предотвратит в будущем осыпание слабого грунта, так как стенки форшахты будут укреплены. Выборку грунта производят экскаваторами или крановыми грейферами. Глубина достигает нескольких десятков метров. Когда габариты траншеи достигнуты, в нее заливают монолитный железобетон или монтируют сборные бетонные конструкции.

Важно! Сухая методика самая простая, из-за чего ее часто применяют в строительстве. Этот вариант актуален даже по отношению к прочным грунтам с минимальным уровнем почвенных вод.

Современный подход
Современный подход к строительству

Применение специалистами мокрой технологии

Строительная система была основана на разжижении субстанции, когда отдельные материалы и составы самостоятельно восстанавливают первоначальную форму. Эти характеристики относятся к бентонитовым глинам. Их суспензия может постепенно разжижаться под воздействием вибрации. После перехода в спокойное состояние плотностные параметры возвращаются к исходному состоянию.

Первый этап возведения прочных стен практически не отличается от сухого метода. Сооружаются форшахты для обозначения четкого контура глубины траншеи. Остальные строительные работы производятся по другой технологии.

Траншею заполняют универсальной глиняной суспензией. Она оказывает давление на стены и не дает им обвалиться, удерживая заданную форму. Суспензия находится в жидком состоянии, что позволяет продолжать углублять конструкцию. Для приготовления раствора смешивают воду и глину. Плотность массы зависит от прочности грунта.

Важно! В крупном строительстве просто нельзя без мокрой технологии, когда запланированы работы на слабых почвах. Она эффективна, когда стена должна пройти сквозь грунтовые воды. В частном строительстве этот метод неактуален, так как нужно вложить крупную сумму.

Строительство площадок
Доступное строительство подземных площадок

Проверенная временем методика

Стена из сборного или монолитного железобетона заменяется сплошной конструкцией из буронабивных свай. Их заглубляют до нужного показателя. Вместо классической копки траншеи применяют универсальную технологию глубинного бурения.

После обустройства скважин, их армируют и заливают бетонным раствором. Чтобы создать прочное заграждение, которое будет препятствовать проникновению разрушительной влаги, используют технологию лидерного бурения. Вместо классических свай монтируют особые трубы, у которых одна сторона имеет характерный вогнутый желоб, проходящий вдоль.

Во время установки заготовку плотно прижимают к выпуклой части другой трубы. Это позволяет создать прочную и плотную стену, сквозь которую просто не может проникнуть грунтовая вода.

Важно! Универсальная свайная технология пользуется большим спросом при строительстве подземных конструкций, которые расположены близко от других массивных зданий.

Тщательная подготовка
Тщательная подготовка

Основные преимущества

В строительстве все чаще используют технологию возведения стен на глубине более 6 м. Большая популярность этого метода связана с несколькими весомыми преимуществами:

  • Безопасность и простота строительных работ.
  • Можно совместить фундамент недвижимости и стены подземного сооружения.
  • Не нужно отводить или замораживать высокие почвенные воды.
  • Многофункциональность технологии. Построить стены можно на любом типе грунта, это касается слабых и водонасыщенных оснований.

Важно! Мастерам нужно помнить, что существенным ограничением для такой технологии служит наличие в грунте больших пустот или массивного слоя насыпного грунта.

В видеоролике интересные факты строительства подземного паркинга, тонкости укрепления стенок котлована:

Помощь техники

Мощность и количество агрегатов зависит от объема запланированных работ, используемой строительной технологии. Для малоэтажного дома траншеи в грунте сооружают колесным экскаватором.  Для многогранной подземной конструкции под небоскребом понадобиться много специализированной техники.

Небольшой экскаватор и фреза – для сооружения форшахты. Высококачественный растворный узел пригодиться для закачки глиняной суспензии. Бетононасосная станция – для подачи жидкого раствора. Большие траншеи сооружаются плоскими грейферами, которые навешивают на экскаватор или кран. Скважины – буровыми агрегатами ударно-вращательного принципа действия.

Подъемный кран
Неоценимая помощь подъемного крана

Плановое армирование

Усиление скважин и трещин подразумевает монтаж каркасов объемного типа, состоящих из арматуры. Во время их производства и установки следует соблюдать ряд строительных требований:

  • По длине готовые каркасы должны быть идентичными глубине скважины или траншеи.
  • Чтобы создать защитное бетонное основание вокруг арматуры, ширина каркаса должна быть на 120 мм уже габаритов конструкции.
  • В каркасе должны быть предусмотрены промежутки для введения труб для заливки бетона.
  • Во время сооружения каркаса следует учитывать конструкцию стен, уровень нагрузки, которую должно выдержать сооружение.

Важно! Перед помещением армирующего каркаса в глиняную суспензию металлические элементы смачивают обычной водой. Это уменьшает налипание глиняной взвеси, увеличивает адгезию с раствором.

Профессиональная заливка прочным бетоном

В промышленных масштабах процедура выполняется специальными трубами. Они перемещаются по территории строительным краном. Их диаметр от 18 до 30 см, толщина стенки составляет 1 см. Монтируют трубы из отдельных секций длиной до двух метров длиной. Конструкцию подключают к вместительному бункеру для бетона или специальной станции.

Чтобы результат проделанных работ был долговечным, раствор заливают согласно установленным нормам:

  • Нужно подготовить бетон марки М200. Размер фракций наполнителя 5 см.
  • Заливку выполняют непрерывным методом, так как только это помогает избежать образования трещин, сколов и расслоений.
  • Мокрая технология сооружения больших траншей подразумевает, что приготовленная бетонная смесь будет заливаться в глиняный раствор. Сама суспензия будет постепенно выталкиваться наверх, из-за чего необходимо предусмотреть пути для её отвода.
  • В траншею нужно опустить бетонолитную трубу так, чтобы она была выше уровня дна на 15 см.
  • Бетонолитная труба должна быть погружена в заливаемый раствор в течение всей процедуры. Это предотвратит расслаивание бетона при распределении по дну, потому что тяжелые наполнители быстрее опускались бы на дно, чем цементная смесь. При погружении горловины трубы можно предотвратить вероятное смещение растворов.
  • Для этого должны применяться высококачественные глубинные вибраторы, чтобы уплотнять бетон.

Важно! В частном строительстве при возведении стен на глубине можно использовать бетон, который был приготовлен самостоятельно, а не в специальных условиях.

Подготовка до заливки
Подготовка до заливки раствора

Установка сборной железобетонной системы

Вместо классической заливки раствора можно смонтировать систему из готовых элементов. Это на 25% сокращает затраты, так как используется узкая траншея. Мастерам не нужно сооружать армированный каркас, осуществлять трудоемкую заливку раствора. После установки подземной стены из готовых металлических конструкций можно приступать к удалению грунта для устройства подземного этажа.

Заключение

Универсальная методика сооружения прочных стен в грунте позволяет устраивать просторные подземные помещения под многоэтажными домами и настоящими небоскребами. Это в несколько раз сокращает объем наземных работ, позволяет избежать обязательного понижения уровня подземных вод. Выполнять такое необычное задание может только специалист, реализовав необходимые подготовительные работы и сделав правильный чертеж будущей конструкции.

Больше интересной и познавательной информации по этой теме можно узнать из видеоролика:

Технология «стена в грунте» — СамСтрой — строительство, дизайн, архитектура.

Домой СТРОИТЕЛЬСТВО

Технология «стена в грунте». При расположении подземных сооружений мелкого заложения в непосредственной близости от зданий, а также в условиях интенсивного уличного движения при­меняют траншейный способ производства работ.

Основные технологические операции выполняют в такой последовательности (рис. 1).

Технология «стена в грунте» 1 28 Строительный портал
Рис.1 Последовательность работ (а-г) при траншейном способе

1- траншея; 2- арматурный каркас; 3- железобетонная конструкция; 4 – распорка; 5-обратная засыпка

Вначале в местах расположения стен будущего подземного сооружения отдельными захватками разрабатывают и закрепляют траншеи шириной до 0,6—0,8 и глубиной до 18—20 м, в которых возводят конструкции стен.

Затем с поверхности земли вскрывают котлован до низа основного перекрытия и устанавливают сборные или бетонируют моно­литные конструкции перекрытия, опирая их на ранее возведен­ные стены. Далее готовое перекрытие защищают от воды гидро­изоляционным покрытием и засыпают грунтом, восстанавливая дорожную одежду над подземным сооружением. Под защитой стен и перекрытия разрабатывают грунтовое ядро, возводят межъярусные перекрытия, перегородки и бетонируют днище.

При строительстве двух- или много пролетных подземных со­оружений промежуточные стены также возводят в траншеях, а колонны-стойки выполняют в виде сквозных буровых свай. Такая последовательность ведения работ позволяет быстро восстановить движение транспорта над строящимся подземным сооружением, что особенно важно при возведении подземных объектов на срав­нительно узких и грузонапряженных дорогах и улицах.

При траншейном способе работ в отличие от котлованного не требуется применения металлического крепления стен, обеспечи­вается устойчивость расположенных поблизости зданий и соору­жений.

Траншейный способ работ в том виде, в котором его долгое время применяли в тоннелестроении, предусматривает крепление траншей деревянной крепью, что сопряжено со значительными трудностями. В последние годы широкое распространение полу­чил видоизмененный траншейный способ, при котором для крепле­ния стен траншей используют специальный глинистый раствор — бентонитовую суспензию. Последняя удельным весом 10,5—12 кН/мз представляет собой коллоидный раствор монтмориллонитовых глин и характеризуется тиксотропными свойствами.

Находящаяся в жидком состоянии (золь) бентонитовая суспен­зия с течением времени загустевает (переходит в гель), а при ме­ханическом воздействии вновь переходит в золь, причем гель об­ладает статической, а золь — динамической структурной проч­ностью. Имея низкую вязкость и высокую глинизирующую способность, бентонитовая суспензия проникает в грунт и кольматирует стенки траншей, образуя на их поверхности тонкую (0,5—30 мм) и достаточно плотную и прочную корку. Наличие такой глинис­той корки предотвращает избыточную фильтрацию глинистого раствора в грунтовый массив и удерживает от обрушения верти­кальный откос траншей с нагрузкой на поверхности. Глинистая корка является также своеобразным экраном, обеспечивающим передачу на грунт статического и динамического давления бенто­нитовой суспензии. Для устойчивости траншейных стен необходимо, чтобы давление глинистого раствора превышало активное дав­ление грунта и воды. Из этого условия находят требуемую вели­чину удельного веса глинистого раствора. Следует отметить, что в связи с относительно высокой стоимостью и дефицитностью бен­тонитовых глин в ряде случаев используют глинистые растворы, приготовленные из обычных грубо дисперсных глин, которые под­вергают дополнительной обработке — диспергированию.

Глинистый раствор характеризуется постоянством свойств на всей стадии производства строительных работ. Он не ухудшает сцепления арматуры с бетоном, не смешивается с бетонной сме­сью, что позволяет вести бетонирование подводным способом. Для улучшения физико-химических свойств глинистого раствора в его состав вводят специальные добавки, повышающие вязкость, уве­личивающие плотность, уменьшающие период гелеобразования и др. Созданы также морозоустойчивые глинистые растворы с тем­пературой замерзания до 238 К (-35ºС).

В закрепленные глинистым раствором траншеи опускают арма­турные каркасы и бетонируют конструкции стен непосредственно в грунтовой опалубке, вытесняя глинистый раствор бетонной смесью.

Такая технология возведения стен, получившая название «сте­на в грунте», может применяться практически в любых не скальных грунтах (как в несвязных, так и в плотных глинистых), за исключением текучих илистых и плывунных грунтов, а также грунтов, имеющих крупные пустоты или карсты. При этом уровень грунтовых вод должен располагаться на глубине не менее чем;

  1. м от поверхности земли, а скорости движения грунтовых вод не должны превышать критических, при которых происходит вы­мывание глинистого раствора. При этом не требуется устройства водоотлива или искусственно­го водопонижения; уменьшаются объемы земляных работ, предот­вращаются сильный шум и вибрация, снижается трудоемкость и возрастают темпы строительства.
  2. При таком способе работ стены являются одновременно крепью и конструктивным элементом подземного сооружения. Они могут использоваться в качестве ограждения котлована вместо свай или шпунта и раскрепляться расстрелами или грунтовыми анкерами. При траншейном способе возникают трудности с защитой подзем­ного сооружения от подземных вод, ибо устройство наружной гид­роизоляции стен практически невозможно. Вместе с тем образую­щаяся на поверхности бетона со стороны грунта глинистая корка имеет низкий коэффициент фильтрации, что обусловливает повы­шенную водонепроницаемость конструкции тоннеля. Наряду с траншейными стенами применяют также стены из взаимно пере­секающихся или касающихся буронабивных свай.
  3. Способ «стена в грунте» наиболее эффективен при глубине траншей более 5—6 м, а также при расположении подземного сооружения в непосредственной близости от зданий или их фунда­ментов. Использование глинистого раствора для крепления стен траншей дает возможность исключить свайное, шпунтовое или много дельное деревянное крепление.
Предыдущая статьяВыбор электрокотла для отопления дома
Следующая статьяКак ведутся работы при траншейном способе монтажа фундамента “стена в грунте”

Бурение по технологии стена в грунте

РАССЧИТАТЬ СТОИМОСТЬ РАБОТ

Метод «стена в грунте» предназначен для возведения заглубленных в грунт сооружений различного назначения. Сущность метода «стена в грунте» заключается в том, что стены заглубленных сооружений возводят в узких и глубоких траншеях, вертикальные борта которых, удерживаются от обрушения при помощи глинистой суспензии, создающей избыточное гидростатическое давление на грунт.

Буровые установки для работ по технологии Стена в грунте

Преимущества

Метод «стена в грунте» обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами строительства:

— возможность устройства глубоких котлованов в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений, что особенно важно при строительстве в стесненных условиях, а также при реконструкции сооружений;

— резко уменьшается, а в некоторых случаях отпадает необходимость в устройстве водопонижения или водоотлива; уменьшаются объемы земляных работ;

— отпадает необходимость в устройстве обратных засыпок и, следовательно исключаются неравномерные просадки полов и отмосток в процессе их эксплуатации;

— появляется возможность одновременно производить работы по устройству надземных и подземных частей зданий, что резко сокращает сроки их строительства;

— бесшумность метода строительства. Измерения показывают, что уровень шума при строительстве по технологии «стена в грунте» ниже обычного шума дорожного движения.

— Исключается понижение уровня грунтовых вод, так как бетон «стены в грунте» ограждает конструкцию от проникновения воды.

Последовательность операций

По периметру будущего котлована сооружается монолитная железобетонная направляющая стенка — форшахта. Она обеспечивает проектное направление, необходимую точность сооружения стены и предотвращает обрушение грунта в верхней части траншеи.

Разрабатывается траншея под стену. Разработка производится двухчелюстным гидравлическим грейфером. При разработке грунта траншея заполняется бентонитовым раствором, который предотвращает обрушение стенок.

Происходит подготовка выкопанной траншеи к бетонированию. Специально подготовленные арматурные каркасы переводятся в вертикальное положение и опускаются в траншею. После монтажа каркасов в траншею опускаются бетонолитные трубы с приёмными воронками.

Производится бетонирование стены, при этом вытесняемый бетонной смесью бентонитовый раствор откачивается насосом и подаётся на установку регенерации. Темп бетонирования составляет 20—30 м³/час.

Производится разработка грунта котлована и устройство крепления стены. Котлован разрабатывается ярусами.

Основными способами обеспечения несущей способности «стены в грунте» на горизонтальные нагрузки являются установка грунтовых анкеров, устройство распорной системы и сооружение нулевого цикла полузакрытым способом по схеме «сверху-вниз».

Описание технологии стена в грунте

Способ «стена в грунте» наиболее приемлем при возведении фундаментов вблизи существующих зданий, так как при этом исключаются динамические воздействия на грунт (как при забивке свай), обеспечиваются минимальные притоки воды в котлован (поэтому не требуется выполнять глубинное водопонижение, опасное для окружающих котлован зданий) и гарантируется устойчивость грунтов оснований существующих фундаментов, поскольку стенка обладает достаточной жесткостью и прочностью.

Основным звеном технологии стена в грунте является разработка глубоких траншей без крепления стенок под глинистым раствором. Проходка таких траншей возможна в разнообразных и неблагоприятных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях: например, при наличии слабых глинистых грунтов, плывунов, при высоком уровне подземных вод без водопонижения и т.п.

Глинистый раствор представляет собой разбавленную суспензию бентонитовой глины, в которую вводятся некоторые добавки (измельченные минералы — барит, гематит, магнезит и др.) Эта суспензия обладает высокой устойчивостью и тиксотропными свойствами, т.е. частицы глинистого минерала монтмориллонита, составляющего главный компонент бентонитовой глины, не выпадают в осадок, а остаются во взвешенном состоянии неопределенно долгое время.      

Вязкость суспензии падает в результате сотрясений. Суспензия в зависимости от концентрации глины и добавок (утяжелителей) обладает сравнительно высокой плотностью , поэтому она оказывает на стенки траншеи значительное давление, не воспринимаемое поровой водой окружающего грунта.                                                     

Это давление воспринимает активное боковое давление грунта, чем обеспечивается устойчивость стенок прорези траншеи. Подобный эффект сохраняется и в грунтах, обладающих высокой фильтрационной способностью, поскольку поры таких грунтов быстро заиливаются глиной раствора, утечка раствора из траншеи прекращается и суспензия воспринимает распор грунта.                                                                        

Стена в грунте, заполненная бентонитовой суспензией, представляет собой противофильтрационную завесу (она резко сокращает притоки воды в строительные котлованы) или разделительную конструкцию (последняя выполняет ту же роль, что и разделительный шпунт). Однако гораздо чаще траншея, заполненная суспензией, — лишь начальный этап производства работ. Ширина траншеи в зависимости от размеров ковша задается 0,5—1,5 м; глубина стенки — до 100 м.

После проходки очередного участка траншеи, проверяется вертикальность стен и производится подготовка траншеи для укладки бетонной смеси методом вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ). Для этого очищают дно траншеи и заменяют загрязненный глинистый раствор на свежий, после чего приступают к монтажу арматурных каркасов, размеры которых соответствуют размерам захваток траншеи. При этом в соответствии с конкретными условиями на одну захватку изготавливается либо один армокаркас или несколько. Для удобства и точности установки армокаркасы снабжаются по бокам металлическими полосами (салазками) шириной 30–50 мм.

Установка арматурного каркаса осуществляется с помощью стрелового крана грузоподъемностью 25–40 т на подготовленной захватке траншеи.

Свободно стоящая стена при одностороннем ее откапывании может иметь лишь ограниченную высоту. Поэтому в необходимых случаях применяют два типа креплений: распорное и анкерное (грунтовой анкер). Последний тип крепления представляет наибольший интерес как весьма прогрессивная и эффективная конструкция.

Подробное видео о том, как создаётся стена в грунте.

«Стена в грунте» часть 3

Возведение конструкций.

В пределах готовых участков тран­шеи бетонируют монолитные конструкции стен (рис. 1) или опускают сборные конструктивные элементы. После вскрытия очередного участка траншеи в него устанавливают арматурные каркасы, ширина которых должна быть на 10—12 см меньше ши­рины траншеи для обеспечения защитного слоя бетона достаточ­ной толщины. Каркасы чаще всего делают сварными, включая иногда в их состав элементы жесткости. Для обеспечения точного положения каркасов в траншее к ним с боков приваривают салазки- катки, служащие направляющими при опускании. В верхней час­ти каркасов закрепляют поперечные планки, которыми каркас опирается на грунт, а в нижней — короба для последующего со­пряжения стен с междуярусными перекрытиями и днищем. В кар­касах должны быть предусмотрены каналы для пропуска бетонолитных труб и закладные детали для грунтовых анкеров. Для обеспечения гладкой внутренней поверхности стен подземного со­оружения на опускаемых в траншею арматурных каркасах иног­да закрепляют листы из полимерных материалов. Перед опуска­нием каркасов размеры их должны быть тщательно проверены. Обычно каркасы устанавливают непосредственно перед бетониро­ванием стен, поскольку глинистые частицы с течением времени осаждаются на арматуре, ухудшая ее сцепление с бетоном. Хотя глинистый раствор практически не окисляет арматуру, длительный разрыв во времени между установкой каркасов и бетонированием (более суток) неблагоприятно сказывается на качестве конструк­ции стен.

схема возведения стена в грунте

Рис.1 Технологическая схема возведения стен подземного сооружения в траншеях под глинистым раствором

I — разработка грунта по глинистым раствором; II — опускание распределительных элементов; III — установка армокаркасов; IV — бетонирование стен и извлечение ограничителей; V — разработка грунтовых целиков; VI — установка армокаркасов; VII — бетонирование стен; 1- напорная штанга; 2 — копровая стойка; 3 — кран-экскаватор; 4- грейфер; 5 — кран; 6 — ограничители; 7 — глинистый раствор; 8 — армокаркас; 9 — отстойник; 10 — автобетоновоз; 11 — бетонолитные трубы.

После установки арматурных каркасов начинают бетониро­вание участков стен до низа перекрытия подземного сооружения. Технология укладки бетонной смеси такая же, как и при подвод­ном бетонировании с применением вертикально перемещающей­ся трубы (ВПТ). Бетонная смесь марки не менее М200 должна быть достаточно подвижной и пластичной и иметь осадку стан­дартного конуса 16—20 см при крупности заполнителя до 50 мм. При этом водоцементное отношение должно быть не более 0,6, а срок схватывания — не менее 2 ч. Доставленную на строи­тельную площадку бетонную смесь подают в траншеи через бун­кер по вертикальной бетонолитной трубе, опущенной между сет­ками арматурного каркаса. Обычно применяют стальные цельно­тянутые трубы диаметром 219—300 мм со стенками толщиной 8 — 10 мм, состоящие из отдельных звеньев длиной 1 —1,5 м, соеди­ненных плоскими быстроразъемными замками. Нижний конец бето­нолитной трубы должен быть погружен в бетонную смесь не ме­нее чем на 1 —1,5 м. Для предотвращения возможного заклини­вания бетонной смеси в трубе на бункере закрепляют площадоч­ный вибратор. Бункер с бетонной смесью устанавливают на вышке и закрепляют при этом на платформе, которая имеет возмож­ность перемещаться в вертикальном направлении по стойкам выш­ки (рис. 2,а). Иногда участок траншеи бетонируют несколь­кими трубами одновременно (рис. 2, б).

Для подачи бетонной смеси в траншеи глубиной до 20 м на­ряду с вибробункером применяют телескопический укладчик про­изводительностью 12—20 м3/ч (рис. 2, в). Он состоит из ковша- бункера, телескопической трубы, клапанного затвора и лебедки или крана для подъема ковша. Ковш устанавливают в вертикаль­ное положение поворотом на 90°. При этом бетонная смесь начина­ет перемещаться по трубе. При бетонировании методом ВПТ по мере укладки бетонной смеси бункер или ковш вместе с бетоно­литной трубой постепенно поднимают, следя за тем, чтобы конец трубы был заглублен в бетонную смесь. При этом трубу посекци­онно укорачивают. Бетонирование ведут практически непрерывно, допуская перерывы не более 2—3 ч.

Рассмотренная технология укладки бетонной смеси с примене­нием вибробункеров и телескопических укладчиков имеет недо­статки, связанные с цикличностью бетонирования, трудоемкостью монтажа и демонтажа звеньев бетонолитных труб, необходимостью использования только литых бетонных смесей с повышенным рас­ходом цемента. В настоящее время созданы специализированные бетононасосы и бетоноукладчики непрерывного действия для бе­тонирования траншейных стен, снабженные телескопической стре­лой, которая может подавать бетоновод в любую точку траншеи (рис. 2,г). При этом бетонная смесь укладывается снизу вверх под давлением методом напорного бетонирования, что позволяет получать бетон повышенной плотности, прочности и водонепроницаемости. В нашей стране применяют автобетоноукладчик поршне­вого типа БСГ1-25 производительностью 1—2 м3/’ч при глубине бе­тонирования до 20 м. Вытесненный бетонной смесью глинистый раствор по лоткам или трубам направляют в отстойник и после очистки подают на соседние участки траншеи. После бетонирова­ния верхний слой бетона толщиной 30—40 см, загрязненный шла­мом и глинистым раствором, удаляют.

Схема бетонирования стена в грунте

Рис 2. Схемы бетонирования траншейных стен с использованием вибробункера (а), бешенного крана (б), ковша-бункера (в) и укладчика с телескопической стрелой (г). 1 — вышка; 2 — вибробункер; 3 — бетонолитная труба; 4 — кран; 5 — кубло; 6 — ковш-бункер; 7 — автобетоновоз; 8 — бетоноукладчик с телескопической стрелой.

Отдельные участки траншейных стен, бетонируемые в разных захватках, должны быть сопряжены один с другим. Сопряжения могут быть жесткими или податливыми в зависимости от конст­руктивных особенностей подземного сооружения. Чаще всего их устраивают с применением специальных разделительных элемен­тов— ограничителей, которые до бетонирования устанавливают по торцам участка траншеи и заглубляют в грунт. Помимо обес­печения совместной работы соседних участков стен ограничители должны предотвращать попадание бетонной смеси из одного участ­ка траншеи в другой и гарантировать водонепроницаемость стыков.

Ограничители можно извлекать ‘после укладки бетона или ос­тавлять в составе конструкции стен подземного сооружения. При глубине траншеи до 12 м применяют извлекаемые ограничители в виде стальных или железобетонных труб (рис. 3, а), а также балок прямоугольного (рис. 3, б) или эллиптического попе­речного сечения. Чаще всего устраивают цилиндрические стыки, обеспечивающие плавное сопряжение соседних участков стен. Ис­пользуют извлекаемые металлические ограничители замкнутого профиля из швеллеров с накладками из листовой стали, причем для образования полуцилиндрической шпонки к накладке прива­рена половина трубы (рис. 3,в).

Получил распространение вибрационной стык (рис. 3,г), который устраивают следующим образом. Инвентарную стальную трубу с приваренными к ней наружными продольными ребрами и фланцем в нижней части опускают в траншею. После бетонирова­ния участков стен второй очереди трубу отрывают от бетона, ос­тавляя так на некоторое время. После набора бетоном 50—60% проектной прочности в инвентарную разделительную трубу опус­кают бетонопровод, по которому подают жесткую бетонную смесь ма­рок М200—М300 с осадкой конуса 5—6 см. По мере подачи бетонной смеси разделительную трубу извлекают вибропогружателем, а между соседними участками стен образуется плотный стык в ви­де буронабивной сваи.

В качестве неизвлекаемых ограничителей используют железо­бетонные балки прямоугольного поперечного сечения (рис. 3, д) или стальные двутавровые балки высотой, приблизительно рав­ной ширине траншеи (рис. 3, е). Установленные вертикально с шагом 1,2—1,5 м, такие балки являются жесткой арматурой и избавляют от необходимости установки арматурных каркасов. Стыки между участками стен могут быть устроены с применением стальных диафрагм из полосовой стали, приваренных по торцам ар­матурных каркасов (рис. 3,ж).

На строительстве ряда подземных сооружений в Москве Глав- мосинжстроем использовались железобетонные ограничители-пе­ремычки длиной 9, шириной 0,68, толщиной 0,3 м и массой 3,95 т (рис. 3,з). Применяют также ограничители с заделанными в них вертикальными полосами из полихлорвиниловой пленки тол­щиной 2—4 мм и шириной 20—25 см (рис. 3, и). Укрепленные металлическими стержнями диаметром 10—12 мм, та­кие полосы обеспечивают достаточно надежную связь отдельных участков забетонированных стен.

схема сопряжения захваток стена в грунте

Рис.3. Сопряжение траншейных стен с применением извлекаемых (а-г) и неизвлекаемых (д-и) ограничителей. 1 — трубы; 2 — железобетонные балки; 3 — стальные балки; 4 — трубы с уголками; 5 — двутавры; 6 — швеллеры; 7 — фланец; 8 — арматурный каркас; 9 — полоса из полихлорвинила; 10 — стальные стержни.

Делаются попытки создания жестких стыков между отдельны­ми участками монолитных стен путем перекрытия соседних арма­турных каркасов. Такие стыки могут работать на сжатие, растя­жение, изгиб и срез и обеспечивают совместную работу смежных участков стены.

Устройство стен подземных сооружений из монолитного желе­зобетона сопряжено с необходимостью выполнения довольно тру­доемких операций. При этом не всегда удается добиться высокого качества конструкций стен и надежного сопряжения соседних участков. Кроме того, скорости возведения траншейных стен срав­нительно невысоки. С целью повышения степени индустриализации строительства с применением технологии «стена в грунте» в пос­ледние годы начали применять сборные железобетонные панели, опуская их в заполненные глинистым раствором траншеи.

Применение технологии «сборная стена в грунте» способствует сокращению объемов земляных работ, уменьшению расхода желе­зобетона, сроков и стоимости строительства. В зависимости от грузоподъемности кранового оборудования применяют тяжелые железобетонные панели толщиной 0,3—0,5 м, длиной до 10—15 ми массой до 20—30 т, стыкуемые только в продольном направлении, и легкие панели массой 5—6 т, объединяемые не только в про­дольном, но и в поперечном направлении по высоте стен. Возмож­но также устройство траншейных стен комбинированной конст­рукции, состоящих из монолитного железобетона в нижней и сборных панелей в верхней части траншеи.

Существуют различные технологические схемы возведения сборных стен в грунте, отличающиеся главным образом способом закрепления стеновых панелей в траншее. В нашей стране раз­работана технология закрепления панелей путем обетонирования зазора между ними и стенками траншей на высоту до 1 м с по­следующей забутовкой цементным раствором (снаружи) и пес­ком (изнутри тоннеля) (рис. 4,а). За рубежом применяют технологию закрепления стеновых панелей медленно твердеющим дементно-бентонитовым раствором (прочность до 5 МПа), на­гнетаемым в пазы между панелями, а также между стенками траншеи и панелями после установки последних, вытесняющим глинистый раствор и выполняющим связующие и стабилизующие функции. В составе медленно твердеющего раствора цемент, бен­тонит, песок и замедлители схватывания.

В ряде случаев траншею вскрывают участками длиной, пре­вышающей ширину двух или трех панелей на 20—25 см (рис. 4, в). В заполненную глинистым раствором траншею нагнетают цементно-глинистый или цементно-песчаный раствор, объем которого определяют как разность объема разработанного участка траншеи и тех двух или трех панелей, которые должны быть установлены. Для подачи цементного раствора в траншею спускают металлическую трубу диаметром 10 см, длина которой на 0,5—1 м меньше глубины траншеи. Сверху закрепляют ворон­ку, а внизу — горизонтальный патрубок с отверстиями. Выходя­щий через отверстия цементно-глинистый раствор, удельный вес которого превышает удельный вес глинистого раствора, вытесняет последний и занимает нижнюю часть траншеи. Далее устанавли­вают две или три панели, полностью вытесняя из траншеи глини­стый раствор. Оставшийся цементный раствор заполняет швы между панелями и все остальные пустоты.

Панели опускают в траншею при помощи кондукторов и шаб­лонов в виде направляющих и опорных рам и соединяют по низу замковыми приспособлениями в виде стержней и клиновых крюков. До набора цементно-бентонитовым раствором определен­ной прочности панели удерживаются на направляющих стенках пионерной траншеи. Наружный зазор между стенками траншеи и панелями заполняют цементно-песчаным раствором, а внутрен­ний зазор забучивают песком, щебнем или гравием (рис. 4, б). В этом случае вертикальные стыки между па­нелями заделывают насухо в процессе разработки грунта между траншейными стенками. Следует отметить, что применение сбор­ных железобетонных панелей позволяет исключить трудоемкие работы по укладке и уплотнению бетонной смеси, повысить темпы строительства при высоком качестве подземных конструк­ций. Однако при этом возникают определенные трудности, каса­ющиеся плотного примыкания панелей, тщательного заполнения всех пустот и т. п.

схема возведения стен из панелей стена в грунте

Рис 4. Схема возведения стен из сборных железобетонных панелей (а, в) и виды сопряжения панелей (б). 1 — экскаватор; 2 — песчаная смесь; 3 — пневмоколесный кран; 4 — гусеничный кран; 5 — железобетонная панель; 6 — кондуктор; 7 — участок траншеи, заполненный глинистым раствором; 8 — штанговый экскаватор; 9 — цементный раствор;  10 — воронка; 11 — патрубок; 12 — петлевые выпуски арматуры.

По окончании возведения траншейных стен производят геоде­зическую съемку расположения оси стены, определяют размеры последней и составляют исполнительную схему. Иногда контро­лируют качество монолитных стен в грунте ультразвуковым методом. При разработке грунтового ядра измеряют отклонения стен от вертикали и по высоте. Тангенс угла наклона вертикаль­ной оси стены от проектного положения не должен быть более 0,01. Отклонения в толщинах не должны превышать для монолитных стен +50 или —20 мм, а для сборных стен ±20 мм. Максимально допустимые отклонения по высоте стен составля­ют ±50 мм.

После устройства траншейных стен до низа будущего пере­крытия подземного сооружения вскрывают котлован с откосами или с временным креплением стен сваями или шпунтом. Дно котлована выравнивают по отметкам и покрывают слоем гравия, щебня или бетона. После этого во многих случаях по верху стен или буронабивных свай бетонируют продольные балки об­вязки, на которые затем опирают перекрытие подземного соору­жения.

Конструкцию перекрытия из монолитного железобетона часто бетонируют непосредственно на грунте, а сборные перекрытия монтируют колесными или гусеничными кранами. Готовое пере­крытие покрывают гидроизоляцией и засыпают грунтом, восста­навливая дорожную одежду над подземным сооружением. После этого приступают к разработке грунтового ядра. Обычно грунт между траншейными стенами начинают разрабатывать не ранее чем через 2—3 сут после их бетонирования.

Технология земляных работ может быть различной в зависи­мости от вида и размеров подземного сооружения. При строи­тельстве автотранспортных и пешеходных тоннелей разработку грунта производят в один прием со стороны портальных участ­ков (рис. 5). При этом используют малогабаритные экска­ваторы, бульдозеры, породопогрузочные машины и т. п.

Схема сооружения тоннеля способом стена в грунте

Рис. 5. Технологическая схема сооружения тоннеля траншейным способом («Стена в грунте»). 1- пионерная траншея; 2 — грейфер; 3 — армокаркас; 4 — бетонолитная труба; 5 — экскаватор; 6 — автосамосвал; 7 — бетононасос.

При строительстве многоярусных подземных сооружений грун­товое ядро разрабатывают последовательно сверху вниз, выдавая разработанный грунт в бадьях краном через отверстия, остав­ленные в перекрытии.

Междуярусные перекрытия возводят после разработки грун­тового ядра по схеме «снизу—вверх» или по мере разработки — по схеме «сверху—вниз».

В первом случае одновременно с разработкой грунта произ­водят крепление траншейных стен расстрелами или грунтовыми ликерами, так же как при котлованном способе работ (рис. 6,а). После разработки грунта до проектной отмет­ки снизу вверх возводят междуярусные перекрытия, демонтируя пояса и расстрелы. Основным недостатком такой технологии является необходимость дополнительного раскрепления траншей­ных стен.

Более прогрессивной является технология работ по схеме «сверху—вниз». При этом разработку грунта между стенами ведут на высоту каждого яруса подземного сооружения и сразу же возводят междуярусные перекрытия, которые выполняют также роль распорок, обеспечивающих устойчивость траншейных стен (рис. 6,б).

При строительстве многоярусных подземных сооружений по схеме «сверху—вниз» в ряде случаев применяют метод опускания перекрытий. При этом после устройства траншейных стен и сквоз­ных колонн в уровне поверхности земли бетонируют или монти­руют пакет из нескольких блоков перекрытий, временно подве­шивая нижние блоки к верхним. По мере разработки грунтового ядра в пределах каждого яруса подземного сооружения проме­жуточные перекрытия последовательно опускают на проектные от­метки (рис. 6, в). Опускание осуществляется при помощи дом­кратов, причем для пропуска сквозных колонн в блоках перекрытия предусмотрены проемы. После опускания пакета перекрытий на высоту очередного яруса верхний блок закрепляют на стенах и колоннах, а остальные блоки вновь опускают и закрепляют ана­логичным образом.

схема возведения многоярусных подземных сооружений стена в грунте

Рис. 6. Этапы возведения многоярусного подземного сооружения (а-в).  1 — возведение стен в траншеях («Стена в грунте»); 2 — разработка грунта в котловане и устройство анкеров; 3 — возведение междуярусныс перекрытий; 4 — возведение верхнего перекрытия; 5 — вскрытие котлована и возведение верхнего перекрытия; 6 — обратная засыпка и восстановление дорожной одежды; 7 — последовательная разработка грунта и возведение междуярусных перекрытий; 8 — возведение сквозных колонн; 9 — подвеска пакета перекрытий; 10 — последовательная разработка грунта; 11 — опускание междуярусных перекрытий.

« Проектирование организации строительства
«Стена в грунте» часть 2 »

Стена в грунте

В условиях плотной городской застройки устройство ограждений котлованов технологией “” зачастую является оптимальным, если не единственно возможным методом строительства. Выполненное данным способом ограждение “” способно одновременно воспринимать боковое давление грунта, являться противофильтрационной завесой, воспринять при необходимости вертикальные нагрузки, минимизировать, в отдельных случаях, влияние котлована на окружающую застройку.

ООО “ПСУ Гидроспецстрой” выполняет устройство  данной технологии следующими способами:

– Свайный способ устройства – когда ограждающая конструкция выполняется из буросекущихся свай   Ø600 мм или из бурокасательных свай Ø600-800 с “замковыми” элементами из микросвай;

– Траншейный способ устройства –  выполняется разработка траншей плоским грейфером толщиной 600мм под защитой бентонитового или полимерного тиксотропного раствора, с последующим устройством сплошной стены из монолитного бетона.

При траншейном способе устройства «Стена в грунте» выполняется поэлементно, отдельными захватками, что подразумевает их вертикальное разделение на отдельные секции, бетонируемые в захватках траншеи последовательно или через одну.  Для предотвращения деформации, обрушения верха траншеи и фиксирования ее положения в плане выполняется устройство форшахты. Форшахта для стены в грунте прокладывается ниже уровня грунтовых вод и служит фильтром, не допускающим воду к гидротехническим и строительным сооружениям.

Для обеспечения совместной работы секций предусматриваются соответствующие конструктивные решения их стыков и монолитная обвязка по верху стены (устройство монолитной обвязочной балки) с непрерывным горизонтальным армированием.

Нерабочие (конструктивные) стыки должны противодействовать взаимному сдвигу секций в поперечном направлении и выполняются без перепуска и соединения арматуры смежных захваток. Конструктивные особенности рабочего стыка подразумевают обеспечение восприятия растягивающих усилий и совместную работу секций стены для чего предусматривается соединение рабочей арматуры соседних секций.

Метод “” обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами строительства. Одним из самых важных отличий метода “стена в грунте” является возможность устройства глубоких котлованов в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений, что особенно важно при строительстве в стесненных городских условиях, а также при реконструкции сооружений.

Благодаря технологии “Стена в грунте”, отпадает необходимость в устройстве водопонижения или водоотлива; уменьшаются объемы земляных работ. Появляется возможность одновременно производить работы по устройству подземных частей зданий методом «up&down», что резко сокращает сроки их строительства.

Неоспоримые достоинства  технологии  «» позволяют ей быть одной из самых востребованных в  строительстве и геотехнологии:
– «стена в грунте» позволяет экономить от 25 % до 65 % сметной стоимости строительства объекта. К тому же застройщику нет необходимости проводить дорогостоящие работы по водоотливу, водопонижению, замораживанию и цементированию грунтов.
– невысокая энергоемкость строительства;
– высокая скорость выполнения работ;
– возможность экономии;
– нет необходимости перекрывать транспортное движение во время проведения работ;
– возможность строить сооружения вблизи других построек, а также внутри уже возведенных зданий, так как отсутствует динамическое колебание грунта;
– низкий уровень шума на всех этапах работы.

Кроме того, существует целый ряд заглубленных сооружений, строительство которых возможно исключительно по технологии «»:
– сооружение имеет большой размер в плане, сложную конфигурацию, значительную глубину;
– возведение сооружение выполняется в непосредственной близости от существующей застройки в стесненных условиях;
– сооружение имеет разную глубину заложения стен;
– сооружение линейное или линейно-протяженное (например противофильтрационная завеса или подпорная стенка);
– сооружение должно быть возведено в краткие сроки в водонасыщенных грунтах (например, канализационный коллектор).

Стена в грунте 1  Стена в грунте 2

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *