2. Возведение подземных сооружений способом

«стена в грунте»

2.1. Технологические этапы развития. Условия применимости способа

Способ "стена в грунте" начали применять после 1940 г. для устрой­ства противофильтрационных завес; в строительстве подземных и за­глубленных сооружений он получил развитие в последние 30-40 лет. Многое для усовершенствования этого способа было сделано в НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, ВНИИГС, институтом "Фундаментпроект", трестами "Гидроспецфундаментстрой", и другими научно-исследовательскими, проектными и строительными организациями.

Способ "стена в грунте" является одним из наиболее прогрессивных для устройства подземных и заглубленных сооружений. Применение его в практике строительства во многих случаях позволяет исключить такие дорогостоящие строительные работы, как забивка шпунта, водопонижение, замораживание. За последние десятилетия стены в грунте получили широкое применение во всем мире, что способствовало зна­чительному усовершенствованию технологии их строительства и конст­рукций. Этот способ в годы, предшествовавшие перестройке, находил в отечественном строительстве большое распространение. В будущем он, несомненно, будет широко применяться, особенно в условиях плотной городской застройки, при развитии подземной урбанистики, при рекон­струкции различных объектов, для устройства щелевых фундаментов.

По назначению стены в грунте разделяют на три типа: несущие, ог­раждающие и противофильтрационные. Стены в грунте используются также и для устройства фундаментов. С учетом назначения стен подби­рают и материал заполнения. По материалам заполнения стены можно разделить на три основных типа: из твердеющих заполнителей, сборные или сборно-монолитные и стены из нетвердеющих заполнителей.

• устройство всех временных зданий и сооружений, а также уста­новку оборудования для хранения, приготовления, подачи и очистки глинистого раствора;

• устройство временных дорог, проездов, сетей электроснабжения, водоснабжения и связи;

• устройство отводных канав, лотков и емкостей для стока и сбора глинистого раствора, вытесняемого при заполнении траншеи.

Особое внимание на подготовительном этапе должно быть уделено устройству на местах строительства глинистого хозяйства. Глинистая суспензия, заполняющая разрабатываемую траншею, предотвращает ее обрушение, создавая гидростатическое противодавление, превышающее в любой точке на стенке траншеи активное давление окружающего грунта и грунтовых вод.

Для приготовления глинистой суспензии используют: глиномешалку вместимостью 2,0 м³ , насос грязевой, закрытый шнек диаметром 200 м с прицепным бункером, накопительную емкость, трубопровод диаметром 50-100 м с задвижками.

Работы по приготовлению суспензии выполняют в следующей последовательности: заполняют глиномешалку водой на 1/3 ее емкости; растворяют кальцинированную соду и другие добавки; подносят предварительно взвешенные мешки с бентонитовой глиной к приемному бункеру; разрезают упаковочные мешки с бентонитовой глиной и высыпают ее в приемный бункер; бентонитовую глину транспортируют по закрытому шнеку в глиномешалку; доливают в глиномешалку воду до заданного объема и перемешивают смесь; приготовленную глинистую суспензию сливают в накопительную емкость; по окончании приготовления необходимого объема суспензии промывают глиномешалку водой.

Периодически проверяют консистенцию глинистой суспензии, ее плотность, вязкость, статическое напряжение сдвига, показатель водоотдачи суспензии и др. параметры. При этом используются: ареометр АГ-2, вискозиметр СПВ-5, прибор СНС-2, прибор ВМ-6, сосуд ЦС-2, прибор-отстойник ОМ-2.

По мере разработки траншеи из накопительной емкости в нее подается глинистая суспензия и откачивается зашламованная суспензия в отстойник отработанной суспензии.

Схема комплекса для приготовления и очистки глинистой суспензии приведена на рис.2.1.

Рис. 2.1. Схема комплекса для приготовления и очистки глинистой суспензии: 1 - мешки с бентонитовой глиной; 2 - шнек с приемным бункером; 3 - водопровод; 4 - глиномешалка; 5 - сливной патрубок в емкость; 6 - сливной трубопровод в траншею; 7 - накопительная емкость для глинистой суспензии; 8 – участок разработки грунта; 9 – участок бетонирования; 10 – насос с трубопроводом для откачки отработанной суспензии; 11 – отстойник отработанной суспензии; 12 – сливной патрубок очищенной суспензии; 13 – сливной патрубок зашламованной суспензии; 14 – емкость для зашламованной суспензии; 15 – ограничитель захватки.

Технология строительства способом "стена в грунте" состоит из пяти основных технологических этапов:

1. Подготовительный.

2. Разработка грунта траншей под глинистым раствором.

3. Заполнение траншеи монолитным, сборным железобетоном или противофильтрационными материалами.

4. Разработка грунта в ядре сооружения с замоноличиванием стыков, отделкой поверхности монолитного бетона и устройством распорных конструкций или грунтовых анкеров.

5. Устройство днища и внутренних конструкций.

Способ "стена в грунте" имеет преимущества по сравнению с другими способами, а в некоторых случаях он является единственно возможным. Это относится к строительству в условиях плотной городской и промышленной застройки, вблизи существующих зданий и сооруже­ний, при высоком уровне подземных вод и значительной глубине зало­жения крупных сооружений сложной формы в плане или линейно-протяженных, когда исключается использование опускных сооружений и открытого способа.

Несмотря на преимущества, использование способа не может быть универсальным в связи с рядом ограничений. Его нельзя применять:

• в крупнообломочных; и карстовых грунтах, с пустотами и кавер­нами, когда тиксотропный раствор вытекает в грунт, стенки траншеи разрушаются и ее создать не удается;

• при наличии в грунтах твердых включений природного (крупные валуны и т.п.) или техногенного происхождения (обломки бетонных или железобетонных конструкций, каменной кладки, металлических балок и т.п.);

• в текучих илах и плывунах у поверхности или при наличии в грунтах напорных подземных вод с большими скоростями фильтрации.