7. Технология и организация строительства подземных сооружений

7.1. Основные понятия о способах строительства

Подземные и заглубленные сооружения, различные по технологическому назначению и областям применения, глубине и размерам в плане, расположенные отдельно или под наземными зданиями в комплексе с другими помещениями, объединяет общность способов строительства. Основными способами являются:

- строительство в открытых котлованах или траншеях с откосами, с укреплением стен котлованов шпунтом или другими видами креплений;

- способ опускного колодца и кессонный;

- способ подращивания;

- «стена в грунте»;

- способ бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций.

В обводненных грунтах при строительстве подземных и заглубленных сооружений в зависимости от гидрогеологических и грунтовых условий применяют различные вспомогательные способы водопонижения и водоотлива, замораживания, закрепления грунтов и др. Научно обоснованный выбор этих вспомогательных специальных способов оказывает существенное, а иногда и определяющее влияние на стоимость строительства, выполняемого основным способом, надежность и сроки его осуществления.

Ниже приведена краткая характеристика основных наиболее распространенных способов строительства подземных сооружений.

7.1.1 Строительство в открытых котлованах или траншеях

Способ строительства в открытом котловане заключается в том, что вначале разрабатывается котлован или траншея с размерами в плане и по глубине, необходимыми для устройства сооружения. Крутизну откосов котлована делают такой, чтобы обеспечить их устойчивость. Если устойчивость откосов в один ярус не обеспечивается, откосы котлованов или траншей устраивают в два или несколько ярусов с бермами. В зависимости от глубины, инженерно-геологических условий, обводненности грунтов устраивают крепление стен котлованов или траншей распорными, шпунтовыми, подпорными или другими креплениями. После разработки котлована производят устройство фундаментов, днища и стен сооружения.

Этот способ применяют, как правило, при небольшой глубине, значительной площади в плане и благоприятных грунтовых условиях.

Устройство шпунтовых стен для крепления откосов котлованов или постоянных ограждений состоит в том, что ограждающие котлован или сооружение стены устраивают из отдельных шпунтовых свай, называемых шпунтинами, погружая их в грунт (spund - продольный выступ и соответствующий ему паз на грани примыкающей шпунтины). Соединение отдельных шпунтин в стену происходит при их погружении. После погружения шпунта внутри ограждающих стен разрабатывают грунт. Для обеспечения прочности и устойчивости стен, если это требуется по расчету, укрепляют их распорками, тяжами или грунтовыми анкерами. Шпунтовые стены устраивают при высоком уровне грунтовых вод и большом их притоке, значительных нагрузках, а также при слабых грунтах, если устойчивость откосов в один или больше ярусов не обеспечивается и строительство в котловане или траншее с укрепленными откосами экономически нецелесообразно. Шпунтовые ограждения не только обеспечивают прочность и устойчивость стен котлованов и траншей, но и за счет плотности сопряжения шпунтин значительно уменьшают попадание воды в котлован через стены. Шпунты погружают в грунт с помощью ударных механизмов, вибропогружения, вдавливания и гидравлического погружения.

Шпунтовые стены могут быть постоянными и временными на период строительства подземного или заглубленного сооружения. В последнем случае после завершения строительства в целях повторного использования шпунт извлекают с помощью оборудования, используемого для забивки (85 % может быть использовано повторно). Как самостоятельный способ, устройство шпунтовых стен можно отнести только к железобетонному шпунту, который в современном строительстве применяется редко (в основном в гидротехнике). Обычно устройство шпунта относится к строительству в открытых котлованах.