15. Способы обеспечения устойчивости грунтовой стенки: откос, крепление стенок, глинистый раствор и т.Д.

Устойчивость грунтовой стенки. При устройстве ьыемок (котлованов, траншей, скважин) вертикальная грунтовая стенка земсооружения за счет слабой структуры материала (грунт) имеет тенденцию к обрушению под действием собственного веса. Для предотвращения этого явления выполняют крепление стенки или устройство грунтового откоса под некоторым углом к вертикали.

Крепление стенок траншей (рис. 2.3) и котлованов (рис. 2.4) осуществляется обычно в процессе его возведения. При нем используются инвентарные деревянные или металлические щиты и кропокш.в- изделия.

Рис. 2.3. Крепление стенок котлованов и траншей: а - подкосное; 6 - анкерное; в - распорное: 1 - забирка из досок; 2 — стойка; 3 - бобышка; 4 - подкос; 5 - свая; 6 - анкерная тяга; 7 - засыпка; 8 – распорка

Для крепления стенок скважин используют глинистый раствор или стальные обсадные трубы.

В этом случае скважины бурят вращательным способом. Глинистый раствор поступает в скважину по пустотелой буровой штанге. За счет гидростатического давления, оказываемого этим раствором, плотность которого 1,2...1,3 г/см³, устраивают сваи без обсадных труб. Глинистый раствор готовят на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин, и по мере бурения его нагнетают в скважину. Поднимаясь по скважине вдоль ее стенок, глиняный раствор попадает в зумпф, откуда возвращается насосом в буровую штангу для дальнейшей циркуляции.

Шпунтовые ограждения выполняются из стальных пластин шириной 200-400 мм и длиной 6,0-12,0 м, погружаемых по всему периметру котлована сваепогружающей установкой. По длинной стороне элементы шпунта имеют скользящее замковое соединение, так что после погружения пластин образуется плотный и устойчивый «забор» по форме будущего котлована (рис. 2.5). Внутри ограждения выполняется выемка грунта до проектной отметки и возводится подземная часть здания или сооружения до нулевой отметки здания. После этого погруженный шпунт извлекается специальным механизмом - «сваевыдергивателем».

Рис. 2.4. Закрепление грунтовой стенки шпунтом

При криогенном способе по периметру котлована с определенным шагом, который определяется расчетом, бурят скважины. В скважины помещают криогенные «иглы», соединенные с криогенной установкой, обеспечивающей циркуляцию хладоносителя в системе. Хладоносителем (хладагентом) может быть аммиак, фреон, солевой раствор (NaCl, СаС1₂), охлажденный до заданной температуры (-15°С...-10°С). Вокруг «игл» происходит замораживание грунта и постепенно (через 6-24 часа) образуется сплошная стенка из мерзлого грунта.

Достоинства этой группы способов (крепление стенок выемки): объем вынутого грунта не превышает проектного объема котлована; малые технологические габариты (работы ведутся в проектных размерах котлована). Недостатки — большие затраты труда и материалов; разнотипные процессы и материалы.

1 - криогенная установка

2-подача хладагента (фреон, аммиак, солевой раствор)

3- разводящий трубопровод

4- криогенные иглы

5- намороженный грунт

Устройство откоса выполняется под некоторым углом ср , обеспечивающим надежную устойчивость стенок выемки. В связи со сложностью замера угла этот параметр выражается через коэффициент крутизны откоса (т). Значения коэффициент крутизны откоса т для различных грунтовых условий приведены в табл. М=С/Н

Достоинство: устойчивость грунтовой стенки обеспечивается основным процессом — разработкой грунта и не требует дополнительных материалов. К недостаткам: большие технологические габариты (размеры выемки по верху существенно увеличиваются).

Устройство устойчивого откоса: С - заложение откоса; h - высота откоса