5. Устройство монолитных и сборно-монолитных стен в грунте

Монолитные стены в грунте имеют, как правило, низкое качество поверхностей, что вызывает необходимость их дополнительной обра­ботки (зачистки, штукатурки или облицовки). Так как опалубкой таких стен являются грунтовые стенки траншеи, то практически исключается возможность использования в этом случае рациональных конструктив­ных форм (ребристых, тавровых и т.п.). Практически исключается визу­альный технологический пооперационный контроль качества арматур­ных и бетонных работ. Поэтому в ряде случаев при достаточных техни­ческих и экономических обоснованиях применяются сборные стены в грунте.

В практике строительства известны четыре технологические схемы строительства сборных стен в грунте.

По первой технологической схеме траншею разрабатывают под мед­ленно твердеющим раствором, в который устанавливают панели. Стык между панелями (рис. 2.18, а) устроен по типу шпунтового стыка, т.е. "гребень в паз". Твердеющий раствор скрепляет панели в стыке и за­полняет застенное пространство, создавая твердую прослойку между стенкой панели и грунтом (метод «Панасоль»).

Разновидностью конструкций, выполняемых по первой технологиче­ской схеме, является устройство стен из отдельных стоек таврового или двутаврового сечения, заглубляемых ниже дна котлована, и плоских панелей, устанавливаемых между ними на проектную глубину (см. рис. 2.18,6).

По второй технологической схеме траншею разрабатывают под обычным глинистым раствором, а перед установкой панелей на захват­ке, где должен производиться их монтаж, замещают обычный глини­стый раствор специальным глиноцементнопесчаным (замещающим). После этого в траншее устанавливают сборные панели, и замещающий раствор, твердея, заполняет их стыки.

По третьей технологической схеме сборные панели, имеющие от­крытые стыки типа "паз против паза", устанавливают в траншею, запол­ненную рабочим глинистым раствором. Заделку стыков производят с помощью восходящего цементно-песчаного раствора, подаваемого сни­зу вверх по инъекционным трубам, опущенным в полость стыка. Высо­копрочный инъекционный раствор вытесняет из полости стыка и из застенного пространства глинистый раствор и скрепляет панели между собой.

Рис. 2.18. Стенки в грунте, устраиваемые методом "Панасоль": а, б -стенки, соответственно, из плит и балок и плит; 1 - поверх­ность грунта; 2 - место расположения анкера; 3 - воротник траншеи; 4 - дно котлована; 5 - стеновая панель; 6 - раствор; 7 - неразрабатываемый грунт; 8 - раствор, остающийся в грунте; 9 - раствор, удаляемый при разработке котлована; 10 -грунт, удаляемый при разработке котлована; 11 - балка;

12 –плита.

В трех вышеперечисленных технологических схемах заделка стыков не контролируется, созданный этими способами стык не является рабочим и равнопрочным со стеновыми панелями, в местах стыков из-за неплотности замоноличивающего бетона возможна фильтрация грунтовой воды. Указанные недостатки устранены в четвертой технологической схеме, нашедшей широкое применение.

По четвертой технологической схеме, установку сборных панелей производят в траншею, заполненную глинистым раствором. Панели опирают на щебеночное основание, отсыпанное на дно траншеи, или подвешивают через опорные балки на воротнике. После проверки пла­нового и высотного положения панелей пазухи между стенками тран­шеи и панелями изнутри огражденного пространства заполняют песком, а с внешней стороны - тампонажным раствором. Тампонаж наружных пазух служит гидроизоля­цией сооружения и фрикционным покрытием стен. По мере разработки грунта изнутри сооружения расчищают и заделывают открытые для доступа стыки панелей.

Ограждающие стены подземных сооружений, возводимых способом «сборная стена в грунте», следует проектировать из стеновых панелей, как правило, индивидуального изготовления. При длине (глубине) панелей до 15 м их следует проектировать в один ярус без горизонтального членения, при большей длине – с горизонтальным членением.

Стеновые панели возможно выполнять плоскими, ребристыми или пустотными, при этом выбор типа панелей определяется формой и размерами сооружения в плане, глубиной его заложения, а также расчетной схемой сооружения. Ширину панели назначают в пределах 1480 – 2980 мм. Рекомендуемая толщина стеновых панелей 300 – 500 мм и определяется расчетом на прочность и трещиностойкость. В верхнем торце панелей необходимо предусматривать монтажные петли для подвески панелей на воротнике траншеи и выпуски арматуры для связи с верхнем обвязочным поясом. В панелях предусматриваются также выпуски арматуры для связи с перекрытиями и внутренними стенами. Пример конструкций стеновых панелей приведен на рис.2.19.

Рис. 2.19. Конструкции стеновых панелей: а – плоская панель с клиновидным стыком; б – то же со шпоночным стыком; в – ребристая панель; г – укрупненный пустотный блок; 1 – выпуски арматуры для связи с обвязочной балкой; 2 – то же, для связи с днищем; 3 – закладные части для связи с арматурой днища; 4 – то же, для закрепления арматурных каркасов для армирования стыка; 5 – арматурные каркасы для армирования шпоночного стыка

При устройстве многоярусных конструкций (при глубине более 15-20 м) сборка многоярусных панелей производится путем стыкования отдельных элементов над траншеей по мере их погружения в траншею. Пример горизонтальных стыков многоярусных панелей приведен на рис. 2.20. При этом, в соответствии с принятой технологией монтажа предусматривают временное (болтовое) или постоянное соединение панелей.

Рис. 2.20. Горизонтальные стыки многоярусных панелей: а – временный стык для сборки панелей в процессе монтажа; б – то же, в проектном положении; в – стык при укрупнительной сборке на поверхности грунта; г – то же, в проектном положении; 1 – временное болтовое соединение; 2 – стыкуемые панели; 3 – резиновая прокладка; 4 – тампонажный или твердеющий раствор; 5 – бетон омоноличивания; 6 – инъекционная трубка; 7 – уголок-пустотообразователь; 8 – арматурная накладка

Вертикальные стыки в несущих ограждающих стенах выполняют: открытые клиновидные (см. рис.2.21 а) при рабочей горизонтальной арматуре (круглые в плане сооружения) и закрытые шпоночные (см. рис. 2.21 б) – при рабочей вертикальной арматуре (прямолинейные протяженные стены).

Углы прямоугольных сооружений выполняют с использованием монолитных или сборно-монолитных участков.

Для обеспечения вертикального и безвыверочного монтажа стеновых панелей, в вертикальных стыках размещают направляющие приспособления двух типов: съемных и стационарных (см. рис. 2.22). Инвентарные (съемные) направляющие выполняют в виде твутавра, соединенного с панелями при помощи фиксаторов длиной 150 мм (поз. 2 рис. 2.22).

Монтаж стеновых панелей ведут стреловыми, башенными или козловыми кранами соответствующей грузоподъемности и вылета, при этом краны располагают с наружной стороны возводимого сооружения за пределами призмы обрушения траншеи, или у торца траншеи, на ее воротнике (см. рис 2.23). Применение инвентарных направляющих позволяет сократить расход металла, но усложняет монтаж. Использование постоянных направляющих приводит к увеличению расхода металла, но упрощает производство работ.

Рис. 2.21 Вертикальные стыки стеновых панелей: а – рабочий клиновидный стык; б – нерабочий стык ребристых панелей; в - шпоночные нерабочие стыки; 1 – закладные детали; 2 – стыкуемые панели; 3 – соединительная арматура; 4 – бетон омоноличивания стыка

Монтаж петель со съемными направляющими (рис.2.19, а, б) производят следующим образом:

- в фиксаторы передней грани стеновой панели, подготовленной к монтажу и находящейся в горизонтальном положении в зоне монтажного крана, заводят и закрепляют инвентарную направляющую (шаблон);

- панель с направляющей (шаблоном) переводят в вертикальное положение (см. рис. 2.24) и заводят в траншею сверху так, чтобы фиксаторы ее задней грани вошли в зацепление с направляющей (шаблоном) ранее установленной панели; - монтируемую панель опускают в траншею до тех пор, пока верхние фиксаторы не войдут в зацепление с шаблоном;

- после выверки проектного положения, панель временно крепят путем подвески на воротнике траншеи (рис. 2.25);

- инвентарную направляющую (шаблон) при помощи крана извлекают из полости стыка.

е)

ж)

Рис. 2.22. Направляющие для монтажа панелей: а – инвентарные направляющие шпоночных стыков; б – то же, клиновидных стыков; в – схемы установки направляющих на панель; г – стационарные направляющие клиновидного стыка; д – стационарные направляющие шпоночных стыков в виде крюка; ж –инвентарные направляющие в виде труб; е – стационарные направляющие в виде профилей; 1 – закладные части; 2 – фиксаторы-каротыши; 3 – направляющая; 4 – монтажный столик; 5 – опорное дно фиксатора; 6 – крюк; 7 – стержень; 8 – панели; 9 – стальной лист привязываемый к закладным деталям панели по мере выемки грунта; 10 – замок из уголков

Рис. 2.23. Схема размещения крана при монтаже стеновых панелей: а – сбоку траншеи; б – по оси траншеи; 1 – монтажный кран; 2 – сборный элемент; 3 – плита воротника траншеи; 4 – открытая траншея; 5 – смонтированный сборный элемент

Рис. 2.24. Подъем сборной ж.б. панели с инвентарной направляющей в вертикальное положение

Рис. 2.25. Схема подвески панелей на воротнике траншеи: а – подвеска панелей на специальных траверсах; б – то же, на петлях подвески; в – то же, при помощи монтажных отверстий; 1 – монтируемая панель; 2 – палец; 3 – монтажная петля сборного элемента; 4 – строп; 5 – проушина; 6 – двутавр подвески; 7 – глинистый раствор; 8 –опорный рейс; 9 – воротник траншеи; 10 – петли подвески; 11 – монтажное отверстие в панели

На рис. 2.26 показана железобетонная панель, устанавливаемая в траншею с глинистым раствором с двутавром подвески для крепления на воротнике.

Панели со стационарными направляющими, выполняют в виде захватно-направляющих крюков (рис. 2.22, г, д) производят следующим образом:

- подвешенную на крюке крана панель заводят сверху над траншеей так, чтобы крюк вошел в полость стыка;

- удерживая панель так, чтобы она соприкасалась с торцом ранее установленной панели, опускают панель в проектное положение пока крюк не войдет в зацепление со стержнем, установленным внизу ранее смонтированной панели.

Рис. 2.26. Железобетонная панель, устанавливаемая в траншею, с двутавром подвески для крепления на воротнике

Пазухи между стыком траншеи и панелью заполняют захватками длиной в пределах 3 – 6 м (при менее устойчивых грунтах длина захватки должна быть короче). Захватки ограничивают съемными или постоянными ограничителями.

Съемные ограничители выполняют из труб диаметром равным ширине пазухи. К трубам приваривают уголки по всей длине. Ограничители снабжают петлями для установки и извлечения их из траншеи. Ограничители прикрепляют к панели или воротнику траншеи (см. рис. 2.27, а). Иногда применяют специальные разделители (см. рис. 2.27, б).

Тампонажный раствор подают в пазуху методом восходящего раствора, растворонасосом через инъекционную трубу диаметром 50 – 60 мм длиной равной глубине траншеи. Инъекционную трубу устанавливают на дно траншеи посредине захватки и подают раствор пока он не поднимется на высоту 3,0 – 4,0 м. После этого не прекращая подачи раствора поднимают трубу и продолжают таким же образом подачу раствора во второй и последующие ярусы.

Рис. 2.27. Конструкции ограничителей захваток: а – съемный ограничитель;

б – специальный разделитель (для сопряжений с противофильтрационными завесами); 1 – монтажная петля; 2 – ограничитель; 3 – уголок; 4 – тампонажный раствор; 5 – направляющий уголок; 6 – глинистый раствор; 7 – сборная стеновая панель; 8 – песчаная засыпка; 9 – твердеющий раствор; 10 – разделитель

Песок в пазухи подают поворотными бадьями вместимостью 1,5 – 3,0 м³ при этом их разгрузка производится в 3 – 4 точки на захватке до тех пор пока его конус не покажется из-под глинистого раствора.

После окончания заделки пазух поверху сборных стеновых панелей устраивают монолитную железобетонную обвязочную балку, в которую входят арматурные выпуски из верхних торцов панелей.

Заделку открытых стыков осуществляют в соответствии со СНиП 3.03.01-87, СНиП 3.05.04-85 и СНиП 3.07.01-85, при этом их поверхности очищают от материала забутовки, остатков раствора, очищают механизированными стальными щетками промывают водой и продувают сжатым воздухом. Заполняют открытые стыки одним из следующих методов: нанесением набрызгбетона или торкрета, послойным бетонированием.

Как показывает опыт строительства, применение сборных стен в грунте, позволяет повысить индустриальность ведения работ, их качество и применять рациональные конструктивные формы стен. Однако, сборные стены имеют и недостатки: высокую стоимость сборного железобетона, большую массу сборных элементов и невозможность использования в труднодоступных регионах.

Применение сборных стен в грунте позволяет повысить индустриальность ведения работ, их качество, применять рациональные конст­руктивные формы стен. Однако сборные стены имеют и недостатки - высокую стоимость сборного железобетона и большую массу сборных элементов.