Особенности производства работ по возведению фундаментов. Крепление стен котлованов.
Монолитные и сборные фундаменты мелкого заложения, а также низкие свайные ростверки сооружают в открытых котлованах. При этом стены котлованов крепят или придают им естественный откос. Постройка таких фундаментов состоит из следующих работ:геодезические работы; земляные работы; крепление котлована; ограждение котлована от поверхностных вод; водоотлив; кладка тела фундамента. Выбор способа производства этих работ и необходимость в некоторых из них зависят главным образом от свойств грунтов, а также от того, возводят ли фундамент на сухой местности или на местности, покрытой водой.
При наличии грунтовой воды, а тем более поверхностной, работы по сооружению фундаментов в котлованах значительно усложняются и стоимость их возрастает. Перед разработкой грунта в котловане расчищают и делают планировку стройплощадки, прокладывают дороги, проверяют наличие подземных коммуникаций и при необходимости переносят их, подводят электроэнергию, обеспечивают водопровод и выполняют другие подготовительные работы в зависимости от местных условий.
Для закрепления на местности проектных осей и размеров фундаментов производят геодезические разбивочные работы. Размеры котлована в плане назначают в соответствии с проектными размерами фундамента с запасом, необходимым для устройства креплений котлована, установки опалубки и пр. Очертание котлована должно быть простым, без входящих углов. Геодезическое обеспечение строительства подземной части сооружения состоит из следующих видов работ: разбивочные работы; вынос проектных осей и нулевого горизонта.
Работы по разбивке фундаментов заключаются в переносе на строительную площадку осей сооружения, контуров котлована и ограждений, границ фундамента, а также в определении вертикальных отметок характерных элементов фундамента. Различают горизонтальную и вертикальную разбивки.
Способ производства земляных работ в котловане нужно выбирать с учетом конструкции крепления стен котлована. Земляные работы должны вестись так, чтобы не была нарушена естественная структура грунта основания. Грунт основания может разрушаться при использовании землеройных машин большой производственной мощности, особенно одноковшовых экскаваторов. Для предотвращения этого оставляется слой неразработанного грунта (недобор) от 5 до 30 см в зависимости от типа рабочего оборудования экскаватора и вместимости ковша. В глинистых грунтах с неустойчивой структурой величина начального недобора может быть увеличена. Недобранный грунт удаляют впоследствии специальными машинами.
Разрабатывать грунт котлована и возводить фундаменты нужно в сжатые сроки, не оставляя отрытый на проектную глубину котлован на продолжительное время. Чем больше будет промежуток между окончанием земляных работ и началом бетонирования, тем сильнее разрушатся грунты основания и откосы котлованов. После возведения фундамента пазухи между ними и стенами котлована заполняют грунтом, укладываемым послойно с трамбованием. Перед обратной засыпкой разбирают крепления, если проектом не предусмотрено оставлять их в грунте. Крепление стен котлованов. В сухих и маловлажных устойчивых грунтах разработку котлована можно вести (рис. 1) без крепления боковых граней.
1-нагорная
канава
≥
1,0 м 3–вынутый грунт
h
b
2–очертание фундамента
Рисунок 1. Котлован без креплений
При отсутствии креплений земляные работы и кладку фундамента нужно производить возможно, быстрее, не допуская намокания откосов и их сползания. От притока поверхностных дождевых вод котлован защищают с нагорной стороны канавами или кюветами –1. Для сохранения устойчивости откосов строительные материалы, механизмы и прочие временные нагрузки располагают не ближе 1 м от бровок котлована.
Котлованы без креплений наиболее просты, однако за счет откосов боковых граней увеличивается объем земляных работ, что при глубоких фундаментах с небольшими размерами подошвы может привести к излишним неоправданным затратам. Кроме того, в стесненных условиях строительной площадки, например при близко расположенных зданиях или сооружениях, разработка котлована с естественными откосами часто отказывается невозможной.
1– распорка диаметром 14…16см
2–
бобышка
3– стойка диаметром 12…16см
1
4–
забирки из досок или горбы-
лей толщиной 4…8 см.
2
3
4
до 4 м
В сухих грунтах применяют простейшее крепление, называемое закладным, которое применяют при ширине котлована до 4 м. Закладное крепление состоит из стоек –3, распорок –1, и горизонтальных досок или горбылей – 4, называемых «забиркой». Доски забирки заводят за стойки снизу по мере углубления котлована. Стойки постепенно заменяют на более длинные, тщательно раскрепляя их распорками.
Более прочным и удобным является крепление, состоящее из предварительно забитых в грунт двутавровых стальных балок, за полки которых постепенно закладывают забирку из досок. По мере углубления котлована устанавливают деревянные или стальные инвентарные распорки. В широких котлованах в местах пересечения распорок ставят стойки. После кладки фундамента и засыпки пазух двутавры извлекают из грунта для повторного использования.
Шпунтовые крепления. Наибольшее распространение для крепления котлованов получило шпунтовое ограждение, которое особенно целесообразно в слабых водонасыщенных грунтах. Особенно в тех случаях, когда уровень подземных и поверхностных вод расположен выше дна котлована. По роду материала шпунтовые стенки бывают деревянные, металлические и железобетонные.
Осушение котлованов
Если котлован разрабатывают ниже уровня вод, то его необходимо осушить на период производства работ. Осушать котлованы можно различными методами в зависимости от свойств грунтов, их коэффициентов фильтрации, глубины котлованов относительно уровня вод и производственных условий.
В практике применяют следующие основные методы осушения котлованов:
открытый водоотлив;
глубинный (искусственное понижение уровня подземных вод);
глубинный водоотлив с вакуумированием;
электроосушение грунта.
Открытый водоотлив. Водоотлив, осуществляемый непосредственно из
котлована, называют открытым. Для водоотлива применяют насосы, пригодные для откачивания загрязненной воды с примесью грунтовых частиц.
Глубинный водоотлив. При глубинном водоотливе по периметру котлована на определенном расстоянии друг от друга устанавливают скважины, из которых откачивают воду. В результате уровень подземных вод понижается, что позволяет отрыть котлован насухо.
Применение глубинного водопонижения исключает возможность нарушения грунтов основания и откосов котлована, причем грунт основания даже уплотняется. Уплотнение происходит вследствие устранения взвешивающего действия воды. Для глубинного водопонижения применяют два основных вида устройств: иглофильтровые установки и водопонизительные скважины с глубинными насосами. В практике дорожного и мостового строительства обычно применяют иглофильтровые установки. При водопонижении пробуривают скважины вокруг котлована и откачивают воду из грунта через опущенные в скважины иглофильтры, при этом образуется зона депрессии грунтовых вод. Необходимо, чтобы уровень иглофильтров был ниже дна котлована не менее чем на 0,5 м.