ТехнВозвЗдСоор
.pdf
2.Технология возведения подземных сооружений
2)послойная разработка грунта с устройством забирки на глубину 1-го яруса;
3)устройство стального пояса;
4)монтаж распорок – расстрелов;
5)послойная разработка грунта с устройством забирки на глубину 2-го яруса.
2.2.1.3. Крепление с помощью анкеров
При ширине выемки > 15 … 20 м вместо распорок для удержания в проектном положении (обычно вертикально) шпунтовых стенок применяют анкерную крепь следующих видов:
1. С применением буроинъекционных анкеров
Призма обрушения грунта
1
Уровень грунта при устройстве анкеров (промежуточная отметка котлована)
Стальной пояс |
по 1 - 1 |
1Скважина Ø20 – 30 см с уширением на конце
Якорь (утолщение)
Анкерная оттяжка (стальная труба Ø20 – 40 мм
Раствор
Бурильная установка (например, на базе трактора)
Сваи
3 – 5 м
lанкеров=10 – 20 м
Рис. 3. Конструкция шпунтовой стенки с буроинъекционными анкерами
Технология устройства буроинъекционных анкеров (до этого должна быть выполнена шпунтовая стенка с разработкой грунта в котловане до промежуточной отметки):
1)бурение скважин с разбуриванием уширений;
2)постановка в скважины труб – анкерных оттяжек;
3)нагнетание через трубы в скважины цементно-песчаной растворной смеси (через анкера – трубы с боковыми отверстиями), заполняющей пространство между анкером и грунтом;
20
2.Технология возведения подземных сооружений
4)технологический перерыв для набора раствором необходимой прочности;
5)закрепление анкеров на поясах.
2.С применением горизонтальных анкерных оттяжек (шаг 3 – 5 м)
Призма обрушения грунта
0,5 м
Засыпаемая траншея |
Удерживающая |
|
свая |
Стальной пояс
Анкерная оттяжка (арматурная сталь)
Промежуточный уровень грунта в котловане
Рис. 4. Конструкция шпунтовой стенки с горизонтальными анкерными оттяжками
Технология устройства горизонтальных анкерных оттяжек
1)погружение свай-шпунтин;
2)разработка грунта до промежуточного уровня (1-го яруса);
3)устройство забирки шпунтовой стенки 1-го яруса;
4)отрывка траншей для анкерных оттяжек;
5)погружение удерживающих свай;
6)монтаж анкерных оттяжек с установкой стальных поясов;
7)засыпка траншей;
8)разработка грунта до проектного уровня.
2.2.2. Возведение конструкций подземных сооружений и подземной части ЗиС в устроенных выемках
2.2.2.1. Возведение фундаментов и стен из сборных элементов
Особенности технологии возведения подземной части из сборных элементов во многом зависят от конструкций фундаментов и глубины их заложения.
Технология производства работ по возведению фундаментов и стен из сборных элементов диктуется условиями строительной площадки, мощностью грузоподъемных и транспортных средств, членением фундаментов на монтажные единицы, массой элементов и другими факторами.
21
2.Технология возведения подземных сооружений
Впроекте производства работ на возведение фундаментов из сборных элементов должны быть даны решения по обеспечению транспортными путями и средствами транспортирования, а также энергоресурсами, указаны правила складирования сборных элементов, способы их строповки, заделки стыков, сварки арматуры и закладных деталей, сроки производства работ, методы контроля качества работ.
При возведении подземной части зданий и сооружений в открытых котлованах средства механизации могут быть расположены в котловане и вне котлована, а для сооружений, имеющих в плане сложную форму и значительные размеры, возможно комбинированное расположение средств механизации (как в котловане, так и за его пределами). В общем случае схема размещения механизмов зависит от размеров подземной части, ее конфигурации в плане, грунтовых условий, принятых способов производства работ и применяемых механизмов.
Сборные элементы подземной части зданий и сооружений монтируют гусеничными, пневмоколесными стреловыми или башенными кранами на рельсовом ходу.
Монтажные механизмы, их грузоподъемность и вылет крюка подбирают исходя из максимальной массы сборных элементов, с учетом размеров и конфигурации подземной части здания.
При монтаже фундаментов, особенно когда монтажные механизмы находятся в котловане, необходимо следить за сохранностью верхнего слоя основания.
До начала монтажных работ производят разбивку и закрепление осей на обноске. На обноске по осям натягивают проволоки и с помощью отвесов закрепляют пересечения осей кольями в котловане. Отметки основания под фундамент проверяют нивелиром.
Процесс монтажа любых сборных элементов включает следующие этапы: устройство подготовки, подачу элементов к месту установки, установку их в проектное положение и заделку стыков и швов, а в некоторых случаях – сварку закладных деталей.
При возведении подземной части в зимний период необходимо выполнять следующие требования:
•монтаж фундаментов вести только по незамерзшему основанию, для чего следует утеплять основание или вести монтаж вслед за отрывкой котлована;
•перед монтажом конструкции должны очищаться от снега и наледи;
•после монтажа фундаментов следует сразу производить засыпку пазух талым грунтом;
•раствор в момент укладки должен иметь температуру не ниже 15 °С.
22
2.Технология возведения подземных сооружений
2.2.2.2.Возведение фундаментов и стен из монолитного железобетона
Процесс возведения фундаментов и стен из монолитного железобетона включает разбивку осей фундаментов, устройство опалубки, сборку и установку арматуры и бетонирование фундаментов.
Выбор технологии возведения фундаментов из монолитного железобетона зависит от конструктивных решений фундаментов и зданий, а также от имеющегося технологического оборудования и механизмов.
Разбивка осей фундаментов из монолитного железобетона производится так же, как и при возведении сборных фундаментов.
Трудоемкость и стоимость устройства монолитных фундаментов, выполняемых в опалубке, в значительной степени зависят от модуля по-
верхности фундамента Мп. С увеличением модуля поверхности возрастает трудоемкость всех процессов, особенно опалубочных работ.
Исследование расхода материалов, трудоемкости и себестоимости различных типов опалубок в зависимости от оборачиваемости наглядно показывает эффективность инвентарных комбинированных и металлических опалубок с большой оборачиваемостью.
Инвентарная опалубка бывает деревянной, металлической и комбинированной. Применение инвентарной опалубки позволяет сократить затраты труда на опалубочных работах в 1,5 – 2 раза и снизить расход материалов.
Опалубка может быть выполнена из отдельных щитов, укрупненных пространственных блоков, панелей и армоопалубочных блоков.
Опалубку из отдельных щитов применяют при сложной геометрической форме фундамента и при небольшой повторяемости типов фундаментов. Разборно-переставная щитовая деревянная опалубка может выполняться из мелких и крупных щитов (рис. 5, а).
Опалубку из мелких щитов на сшивных планках применяют при устройстве мелких и средних по объему ленточных и столбчатых фундаментов. Щиты опалубки крепят к ребрам гвоздями и болтами или планками и штырями. Для воспринятия бокового давления бетонной смеси щиты крепят проволочными скрутками или болтами. На собранной в блок опалубке намечают середину короба, поверх которого прибивают накрест
рейки таким образом, чтобы грани реек располагались по осям. Собранный блок подают краном к месту установки и рейки совмещают с натянутыми осями. После выверки опалубку закрепляют, а рейки удаляют.
23
2. Технология возведения подземных сооружений
а
3 4
2
1
1
1 |
|
|
h |
|
|
до 250 |
l |
l |
|
|
a |
100 2 |
|
b+2c |
1 |
|
|
h |
|
|
|
l |
l |
100 |
3 |
a1+2b |
2 |
|
|
h |
|
|
l
4
h2
b1
5 6 |
7 |
|
б |
1 |
2 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
6 |
|
|
9 |
|
8 |
|
A–A |
5 |
|
|
|
A |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
l |
|
до 250 |
|
|
|
|
|
Б A 100 |
Б–Б |
6 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
l |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
10 |
11 |
|
|
В |
|
|
|
|
||
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В–В |
|
|
|
||
l |
|
|
|
c |
14 |
13 |
11 |
|
|
|
|
|
|||
|
В |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
Г–Г |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
c |
|
16 |
||
|
Г |
|
|
|
|
|
|
3
4
8
4
9
12
17 15
Рис. 5. Конструкции инвентарных опалубок:
а – разборно-переставная щитовая деревянная опалубка ступенчатого фундамента; 1 – нижний закладной щит; 2 – нижний накрывной щит; 3 – верхний накрывной щит; 4 – верхний закладной щит; 5 – временная распорка; 6 – проволочная стяжка; 7 – прижимная доска; 8 – подкосы; 9 – колья; б – комбинированная опалубка конструкции ЦНИИОМТП; 1 – щит с обшивкой
из досок; 2 – стальной каркас; 3 – доски; 4 – торцевая обойма; 5 – отверстия для соединения щитов; 6 – отверстия для пропуска тяжей; 7 – щит с обшивкой из водостойкой фанеры или пластика; 8 – обшивка из фанеры; 9 – обрешетка из досок; 10 – схватка; 11 – швеллеры; 12 – косынка; 13 – прокладка; 14 – деталь крепления щитов к схватке; 15 – клин; 16 – шайба; 17 – натяжной крючок
24
2. Технология возведения подземных сооружений
При устройстве опалубки высоких ступенчатых фундаментов установку вышележащих блоков опалубки производят аналогично.
Опалубка из мелких щитов устанавливается отдельными щитами вручную. Оборачиваемость ее – не более 5–7-кратной.
При больших размерах фундаментов и стен разборно-переставная щитовая деревянная опалубка собирается из крупных щитов на месте устройства фундамента. Опалубка крепится подкосами, схватками и болтовыми стяжками.
При большой повторяемости фундаментов небольшого объема и простой формы применяют инвентарные металлические блок-формы, которые устанавливают на место краном.
Для достижения монолитности железобетонных фундаментов бетонирование необходимо вести непрерывно, не допуская образования швов.
Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями толщиной 20 – 50 см, причем толщина слоя не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора. Каждый последующий слой бетонной смеси укладывают после уплотнения предыдущего и, как правило, до начала его схватывания. Для получения однородной степени уплотнения необходимо соблюдать расстояние между каждой постановкой вибратора, которое не должно превышать 1,5 радиуса действия вибратора. При уплотнении слоя глубинный вибратор должен проникать на 10 – 15 см в ранее уложенный слой, в результате чего достигается более надежное сопряжение бетонируемых слоев.
Бетонную смесь в малоармированных фундаментах уплотняют глубинными вибраторами, а также вибропакетами. Бетонирование столбчатых фундаментов под колонны осуществляется в два или три этапа (рис. 6).
< 3 м
а
2
3
1
4
5
бв
|
1 |
|
> 3 м |
2 |
> 3 м |
5 |
||
|
4 |
|
2
3
6
14
5
Рис. 6. Схемы бетонирования столбчатых ступенчатых фундаментов:
1 – опалубка фундамента; 2 – бадья; 3 – рабочая площадка; 4 – вибратор; 5 – бетон; 6 – звеньевой хобот
25
2.Технология возведения подземных сооружений
Вдва этапа бетонируются небольшие (10 – 15 м3) фундаменты. Первоначально заполняют опалубку ступенчатой части. Уплотняют бетонную смесь вибратором. Затем продолжают укладку бетонной смеси в подколонник до низа стакана под колонну или низа анкерных болтов, а на втором этапе бетонируется верх подколонника после установки пустотообразователя стакана или анкерных болтов. При трехэтапном бетонировании крупных фундаментов укладка бетонной смеси в нижние ступени и подколонник осуществляется раздельно.
При бетонировании фундамента сразу на всю высоту в зоне перехода ступенчатой части в подколонник возможно образование усадочных трещин, что может снизить несущую способность фундамента. Чтобы предотвратить образование усадочных трещин, по окончании бетонирования ступеней делают технологический перерыв для набора прочности бетоном и его усадки. Затем бетонируют подколонник.
Ленточные фундаменты бетонируют в зависимости от конструктивных особенностей в один, два и три этапа.
Одноэтапное послойное бетонирование применяется при устройстве
ленточных фундаментов прямоугольного сечения враспор или переменного сечения при площади поперечного сечения менее 3 м2. Ленточные фундаменты со ступенями при площади поперечного сечения более 3 м2 бетонируют в два этапа: сначала ступени, а затем стену. В три этапа бетонируют ленточные фундаменты с подколонниками, применяемыми в каркасных зданиях.
Особенности бетонирования стен подземной части здания зависят от толщины и высоты стен, а также вида опалубки.
При бетонировании стен применяются следующие виды опалубки: унифицированную щитовую, панельную разборно-переставную, подъем- но-переставную и другие виды.
Разборно-переставная щитовая опалубка устанавливается в два приема: вначале с одной стороны на всю высоту стены, а после установки арматуры – с другой. При большой высоте и толщине стены опалубку второй стороны устанавливают поярусно в процессе бетонирования. Опалубку стен толщиной более 0,5 м можно возводить на всю высоту стены с подачей смеси сверху с помощью хоботов.
Для обеспечения устойчивости опалубку стен крепят подкосами или расчалками, стяжными болтами и проволочными стяжками. Распорки, установленные внутри опалубки, удаляются в процессе бетонирования стен.
Подачу бетонной смеси осуществляют бадьями, виброжелобами, бетононасосами. При высоте стен более 3 м используют звеньевые хоботы. Бетонную смесь укладывают непрерывно толщиной 0,3 – 0,5 м с обяза-
26
2. Технология возведения подземных сооружений
тельным уплотнением вибраторами. В процессе бетонирования следят за положением арматуры и предотвращают ее смещение от проектного положения. Следующий по высоте участок бетонируют после набора прочности бетона не менее 0,15 МПа. В тонкие и густоармированные стены укладывают более подвижные бетонные смеси (6 – 10 см).
Бетонная смесь в опалубку фундаментов может подаваться кранами, бетоноукладчиками и бетононасосами. Наибольшее распространение получила укладка бетонной смеси в бадьях с помощью кранов (рис. 7).
а |
б |
1
1
3
3
3 |
2 |
4 |
2
Рис. 7. Схемы бетонирования фундаментов кранами:
а – башенным; б – стреловым; 1 – кран; 2 – опалубка фундаментов; 3 – бадья; 4 – рабочая площадка с ограждением
2.2.2.3. Возведение плитных и массивных фундаментов
Фундаменты в виде массивов и плит применяют под различные инженерные сооружения (здания повышенной этажности, башни, дымовые трубы, доменные печи, силосные корпуса и др.), а также под технологическое оборудование (прокатные станы, компрессоры, реакторы, прессы и т.п.).
Массивные фундаменты могут быть сосредоточены на сравнительно небольшой площади (башни, трубы) или занимать значительную площадь и состоять из нескольких объемов, соединенных более тонкими плитами и другими конструктивными элементами.
Фундаментные плиты толщиной 0,5 – 2 м могут быть плоскими (безбалочными) и ребристыми. Форма плит в плане может быть прямоугольная, круглая или иная.
27
2. Технология возведения подземных сооружений
Для возведения массивных фундаментов применяется разборно-
переставная мелкощитовая и крупнощитовая опалубка, а также унифи-
цированная (универсальная) опалубка из инвентарных щитов.
При возведении массивных фундаментов сооружений и технологического оборудования получила распространение несъемная опалубка в виде железобетонных плоских и ребристых плит, унифицированных дырчатых блоков, армоцементных и стеклоцементных плит.
Железобетонные опалубочные плиты монтируют с помощью кранов и закрепляют к армокаркасам путем соединения петель-выпусков или арматурных выпусков с армокаркасами скрутками, тяжами или сваркой закладных деталей и накладок.
Фундаментные плиты армируют сварными сетками в два и более слоев.
При армировании массивных конструкций сварными сетками их стыкуют нахлесточным соединением или путем установки дополнительных стыковых сеток с перепуском на расстояние, равное 30 – 50 диаметрам арматуры, но не менее 250 мм. При установке нескольких сеток по ширине их стыки располагают вразбежку.
Подача бетонной смеси в массивные и плитные фундаменты может осуществляться башенными, стреловыми и мостовыми кранами, бетоноукладчиками, бетононасосами, ленточными конвейерами, непосредственно с автотранспорта с использованием бетоновозных мостов и эстакад.
Массивные малоармированные фундаментные плиты и фундаменты под оборудование выполняют из жестких бетонных смесей.
При бетонировании густоармированных плит бетонную смесь рекомендуется укладывать непрерывно на всю высоту плиты.
2.2.2.4. Возведение фундаментов в вытрамбованных котлованах
Принцип устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах состоит в том, что котлованы под фундаменты не разрабатываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину трамбовкой с последующим бетонированием образованного котлована или с установкой в него сборных железобетонных элементов. При вытрамбовании котлована вокруг него образуется зона уплотненного грунта, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается сжимаемость.
Вытрамбование котлованов осуществляется путем многократного сбрасывания с высоты 3 – 8 м трамбовки, имеющей форму будущего фундамента (рис. 8).
Для вытрамбования котлованов используют навесное оборудование, в комплект которого входят трамбовка, направляющая штанга или рама и
28
2. Технология возведения подземных сооружений
сбрасывающая каретка. Для вытрамбования котлованов небольших размеров может использоваться сваебойное оборудование (рис. 9, г).
а |
б |
в |
Рис. 8. Трамбовки для вытрамбования котлованов а – с плоской подошвой; б – с заостренной подошвой; в – удлиненная для вытрамбования полостей для фундаментов в виде коротких свай
В качестве базовой машины используют краны-экскаваторы на гусеничном ходу Э-652, Э-10011 и Э-1252 и на колесном ходу Э-302. Грузоподъемность базовой машины должна быть в 2,5 – 4 раза больше массы трамбовки.
Навесное оборудование может крепиться к стреле драглайна с шарнирной подвеской направляющей штанги в ее верхней части (рис. 9, а) и к стреле экскаватора "прямая лопата" с шарнирным креплением направляющей штанги в верхней части к стреле, а в нижней части – через распорку к экскаватору (рис. 9, б).
Трамбовки свариваются из стального листа толщиной 10 – 16 мм. Внутренняя часть трамбовки заполняется бетоном.
Вытрамбование котлованов производят в соответствии с технологической картой. Очередность вытрамбования котлованов и схему движения механизма назначают с таким расчетом, чтобы обеспечивалось бетонирование фундаментов не позднее чем через 1 – 2 суток после окончания вытрамбования с учетом расстояния между трамбуемой и бетонируемой захватками не менее 10 м в целях сохранения свежеуложенного бетона от сотрясения в течение 3 суток.
При расстояниях в свету между отдельными фундаментами менее 0,8 bср (bср – средняя ширина фундамента) котлованы вытрамбовываются
29