9. Выводы по главе 2

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

1. Подготовительный.

2. Разработка грунта траншеи 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 в ряде случаев преимущества по сравнению с другими способами, а в некоторых он является трудноза­менимым. 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, а также в ряде других случаев.

2. Подготовительный этап, предшествующий основным строительным работам, должен выполняться в соответствии с проектами организации строительства и производства работ для данного сооружения. В их со­став включают:

• геодезическую разбивку осей и контуров сооружения;

• планировку поверхности площадки;

• устройство временных дорог, проездов, сетей электроснабжения,

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

• 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 которое должно состоять из склада глины или глинопорошка, склада химреактивов, узла приготовления глинистой суспензии, узла перекач­ки, емкости для хранения глинистой суспензии, емкости отстойника и узла очистки глинистой суспензии.

2. Разработка траншей под глинистым раствором - это ведущий техно-алогический этап строительства. Глинистый раствор обеспечивает ус­тойчивость стенок траншей и на этом принципе в основном и построенспособ "стена в грунте".

Для укрепления устья траншеи от обрушения и обеспечения заданного направления движения механизмов, разрабатывающих грунт в траншее, устраивают воротник или форшахта траншеи. Форшахта является опорной поверхностью для подвески и раскрепления ограничителей захваток, армокаркасов, бетонолитного и другого оборудования, сборных панелей и т.п. Форшахты обычно вы­полняют из монолитного или сборного железобетона.

При отрывке траншей грунт под воздействием бокового давления стремится переместиться в траншею. Этому перемещению препятствует ограждающая стенка форшахты по верху и давление глинистого раство­ра по глубине на грунтовую стенку траншеи, которое должно быть больше, чем боковое давление грунта.

При заданных грунтовых и гидрогеологических условиях устойчивость стенок траншей можно обеспечить, варьируя длину траншеи и плотность глинистого раствора.

Используют следующие технологиче­ские схемы разработки траншей и устройства стен в грунте:

1.Непрерывная траншея с непрерывным заполнением.

2. Непрерывная траншея с секционным заполнением.

3. Короткая траншея и устройство стен короткими участками.

4. Стены из секущихся и соединяющихся свай.

4. Траншеи под глинистым раствором разрабатываются по специаль­ной технологии, при небольшой глубине - общестроительными ковшо­выми машинами, при большой - специальными машинами и механиз­мами - в основном это ковшовые и бурофрезерные машины.

На отечественных стройках применяется двухчелюстной грейфер конструкции ГПИ "Фундаментпроект" с длиной захвата 3,2 и глубиной разработки до 18 м, а также широкозахватный грейфер, разработанный НИИСП Украины, с длиной захвата в раскрытом положении до 5,0 и глубиной разработки до 30 м. Для устройства траншей применяется _также штанговый экскаватор (paesSai) с глубиной разработки до 18 м.

К бурофрезерным машинам относятся барражные машины БМ-20/0,5 и БМ-0,5/50-2М (рис. 2.6) конструкции института ВИОГЕМ {г Белгород), машинокомплексы СВД-500 и СВД-500Р (рис. 2.5) кон­струкции Киевского отдела Тидропроекта". Разработка траншей этим агрегатом ведется фрезерованием торца траншеи электробуром сверху вниз, а гидротранспорт разрушенной породы из траншеи - эрлифтом. Агрегатом СВД-500Р можно разрабатывать траншеи шириной 0,5...0,7 м на глубину до 50 м в мягких, плотных и крупнообломочных грунтах.

5. Устройство траншейных стен в грунте из монолитного бетона и железобетона, являющееся сложным технологическим процессом, состоит из связанных между собой простых процессов;

1. После окончания разработки траншеи, заполненной глинистым раствором, в ней выделяют захватки бетонирования.

2. В захватках бетонирования замещают загрязненную глинистую суспензию чистой.

3.Устанавливают арматурные конструкции.

4.Укладывают в траншею бетонную смесь, вытесняя из нее глини­стую суспензию.

Захватки бетонирования имеют длину 3... 6 м. Их выделяют с помощью ограничителей, устанавливаемых в траншею. Ограничители захваток - это, как правило, трубы с приваренными уголками.

После выделения захватки бетонирования дно траншеи очищают погружными насосами или эрлифтами от выпавшего в осадок шлама и комьев грунта, оставшихся после разработки траншеи, и заменяют за­ грязненную глинистую суспензию чистой.

Армокаркасы и армоблоки должны быть достаточно жесткими, что-бы без изменения конструктивной формы воспринимать монтажные нагрузки. Для пропуска бетонолитных труб в каркасах должны быть предусмотрены вертикальные проемы. Для того, чтобы уменьшить глинистую пленку на стержнях армокаркаса, с целью улучшения сцепления арматуры с бетоном перед опусканием армокаркасы рекомендуется смачивать водой. Армокаркасы должны быть меньше ширины траншеи на 10... 12 см и иметь по бокам направляющие салаз­ки.

6. В современном строительстве монолитные стены в грунте бетони-руют методом ВПТ литыми смесями без специального уплотнения или полужесткими смесями с уплотнением вибраторами. Бетон литых сме­сей, укладываемых без вибрирования, должен иметь осадку конуса 16...20 см, водоцементное отношение - не более 0,6, срок схватывания не менее 2 ч. При бетонировании полужесткими смесями с примене­нием вибраторов осадка конуса бетона должна быть не ниже 8 см.

Рекомендуемая технологическая последовательность бетонирования траншей;

• бетонолитную трубу, проверенную на герметичность, опускают краном в специальный проем армокаркаса, закрепляют на форшахте и соединяют с бункером-воронкой;

• в верхний конец трубы закладывают пыж (надувной мешок или паклю в мешковине), при необходимости в горловине бункера устанав­ливают клапан, закрывающий вход в трубу;

• после заполнения бункера бетоном открывают клапан, и бетонная смесь поступает в трубу, вытесняя пыжом глинистую суспензию из тру­бы;

• низ трубы при установке ее в траншею не доводят до дна на 50 см;

• столб бетона вытесняет со дна остатки загрязненной суспензии и поднимается выше нижнего торца трубы, по мере подъема уровня бетона в траншее, трубу начинают поднимать краном при этом добавляют бетон в бункер.

Оптимальное заглубление трубы в бетон при ее подъеме - 1,5.. .2,0 м. Медленным подниманием бетонолитной трубы при одновременном за­полнении приемного бункера обеспечивается непрерывность бетониро­вания захватки.

Перерывы в бетонировании более 1... 1,5 ч в летних условиях и 0,5 ч в зимних не допускаются. В целом установка армокаркаса и бетониро­вание захватки должно занимать не более 1 сут. в слабых грунтах, а в грунтах средней плотности - не более 2...3 сут.

7. Рекомендуемая технологическая последовательность возведения ограждающих стен способом «сборная стена, а грунте»:

• после отрывки траншей под глинистым раствором приступают к установке сборных панелей в траншею, подвешивая их через опорные балки на форшахте (воротнике);

• для обеспечения вертикальности погружения панели и сочленения её с заранее установленной панелью необходимо использовать направляющие;

• после проверки планового и высотного положения панелей, нижний конец установленной панели защимляют бетонной смесью, укладываемой методом ВПТ;

• пазухи между стенками траншеи и панелями заполняют местным грунтом;

• по мере разработки грунта изнутри сооружения расчищают, сваривают и бетонируют открытые для доступа стыки между панелями.

8. Технология и механизация разработки грунта изнутри

подземных сооружений зависит от геометрических параметров сооружения ( глубины и размеров в плане) и гидрогеологических условий строительной площадки. Опыт в строительстве таких сооружений позволяет рекомендовать следующую технологическую схему:

• в сооружениях с размерами в плане 10...12 и до 15 м по глубине экскаватор следует размещать на дневной поверхности, разработку фунта и выемку вести грейферным ковшом, а при плотных грунтах в таких сооружениях разработку следует вести экскаваторами с прямой или обратной лопатами, емкостью ковша 0,35...0,5 м ³, с погрузкой грунта в бадьи, поднимаемые краном;

• в сооружениях с размерами в плане 10... 20 и глубиной 15. 20 м разработку грунта рекомендуется вести бульдозером с поворотным отвалом, а выемку - грейфером с размещением экскаватора на дневной поверхности ;

• в сооружениях с размерами в плане более 20 м следует устраи­вать въезды автотранспорта в котлован, а разработку грунта нижних ярусов вести экскаваторами, размещаемыми на островках грунта внутри сооружения.

В крупных сооружениях круглой формы в плане диаметром более 30 м, а также крупных прямоугольных и линейных сооружениях боль­шой протяженности грунт разрабатывают экскаваторами и бульдозера­ми со съездами автотранспорта в котлован.

9. С целью восприятия горизонтального давления грунта на глубокие ограждающие стены в них устанавливают грунтовые анкера, которые состоят из оголовка, анкерной тяги и заделки. Для закрепления ограждающей конструкции подземного сооружения грунтовыми анкерами требуется выполнить следующие операции:

• бурение с проходкой обсадными трубками (для не устойчивых грунтов);

• установку анкеров в скважины;

• цементацию скважин или разбуривание уширений;

• натяжение анкеров на ограждающей конструкции;

10. Требуещую несущую способность ж.б. стен, устраиваемых способом «стена в грунте» рассчитывают на горизонтальное давления грунта на максимальной глубине, которое принимают больше из активного или состояния покоя. При этом для прямолинейных ограждающих стен принимают следующие расчетные схемы:

• консольная балочная плита;

• балочная плита с заделкой внизу и опорой сверху;

• многопролетная балочная плита с несколькими промежуточными опорами по глубине.

Рабочая арматура в балочных стенах - вертикальная, определяемая для ж.б. элементов, работающих на изгиб.

Для круглых ограждающих стен, действующие в них максимальные усилия определяют от давления грунта на максимальной глубине с коэффициентом неравномерности К _н = 1.25 с использованием метода кольцевых сечений.

Рабочая арматура в стене кольцевая горизонтальная определяется как для ж.б. элемента высотой 1.0 м работающего на внецентренное сжатие.