§ 14.6. Возведение заглубленных сооружений с ограждением котлованов
Определяющими факторами принятия технологии являются инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительной площадки, удаление от существующих строений, габариты объекта, стесненность производства работ, глубина заложения и уровень грунтовых вод.
При низком уровне грунтовых вод используются технологии, основанные на устройстве ограждений котлованов путем погружения металлических стоек в виде труб или двутавров в лидирующие скважины, разработке грунта с одновременным устройством забирки, установкой обвязочных поясов и распорных или грунтовых анкеров, обеспечивающих геометрическую неизменяемость ограждения от давления грунтовых масс. Данная технология с экономической точки зрения является менее затратной, обеспечивает выполнение работ по устройству заглубленных сооружений с использованием стандартных технологий монолитного строительства. Наличие свободного пространства между ограждением и наружными стенами заглубленного сооружения позволяет выполнить цикл гидроизоляционных работ, использовать рядовые бетонные смеси и технологии, обеспечивающие заданный уровень эксплуатационной надежности объекта.
На рис. 14.31 приведены варианты сооружений глубиной заложения 5-6 и 10-12 м, а также технологические этапы производства работ по устройству ограждающих стенок, разработке грунта и возведению монолитных заглубленных одно-, двухъярусных систем.
Рис. 14.31. Принципиальные схемы возведения одно- и двухуровневых заглубленных сооружений вблизи существующих зданий а - схема взаимодействия сил на ограждающую стенку и конструктивно-технологическое решение; а' - технология возведения монолитных конструкций; б - конструктивно-технологическая схема 2-уровневого заглубленного сооружения на период разработки грунта второго яруса; б' - технологическая последовательность возведения конструкций; 1 - стенка из завинчивающихся свай с забиркой; 2 - ростверк; 3 - расстрелы с опиранием на частично возведенную фундаментную плиту; 4 - берма для уравновешивания сил взаимодействия грунта; 5 - монолитная плита; 6 - буронабивные сваи; 7 - фундаментная плита; 8 - стеновое ограждение; 9 - колонны; 10 - плита перекрытия
Для развитых в плане сооружений с глубиной заложения до 8-10 м используются наклонные раскосные системы, основанием которых служат сваи или элементы фундаментной плиты. Технологическими особенностями производства работ являются разработка грунта в центральной части котлована, устройство фундаментной плиты и последовательный монтаж подкосов с последующей разработкой грунтового массива берм.
Полученная система обеспечивает устойчивость и геометрическую неизменяемость ограждающих элементов котлована.
При устройстве заглубленного объекта вблизи существующих зданий следует осуществить расчет степени воздействия фундаментов и грунтового массива на ограждающие конструкции на различных стадиях разработки грунта из предположения малых осадок и давления при условии сдвижки. Рассматривая равновесное состояние системы, определяются параметры ограждающей стенки (шаг стоек, их сечение, глубина погружения) с учетом силовых воздействий и подбирается распорная система, обеспечивающая устойчивое положение ограждающих стен в наиболее неблагоприятных условиях производства работ. Для комплексного расчета системы используются метод конечных элементов и стандартные программы, которые позволяют учитывать характеристики грунтов, глубину заложения и расстояние от фундаментов до стенки. По полученным значениям осуществляется подбор сечения, шага размещения стоек и распорных систем.
Возведение автостоянок вблизи реконструируемых зданий
Реконструкция комплекса жилых зданий предусматривает устройство автостоянок заглубленного типа на прилегающих дворовых территориях. Как правило, возводят одноярусные стоянки с глубиной заложения 5,0-6,0 м.
Производство работ включает следующие технологические циклы.
Подготовительный период включает организацию площадки в соответствии со стройгенпланом; перенос внешних сетей из зоны размещения заглубленной части; усиление фундаментов в случае высокой степени их износа.
Устройство ограждающих стен и разработку грунта. Производят установкой бурозавинчивающихся металлических свай, цилиндрических или двутавровых стоек в пробуренные лидирующие скважины.
Для обеспечения совместной работы стоек осуществляется их объединение с помощью ростверка. Повышение несущей способности цилиндрических стоек достигается их дополнительным армированием и бетонированием литыми смесями.
Разработка грунта производится поярусно с использованием экскаваторов, бульдозеров и мини-погрузчиков с вывозом автотранспортными средствами.
По мере разработки грунта осуществляется устройство забирки, исключающей попадание грунта в пределы котлована.
Для снижения давления грунта на ограждающую систему по периметру котлована оставляется берма, которая разрабатывается после устройства в центральной части котлована железобетонной плиты, плоскость которой служит опорой для наклонных распорных анкеров.
Разработка грунта, устройство днища, расстрелов и обвязочных поясов осуществляются по захваткам с максимальным совмещением работ, что позволяет создать непрерывные строительные потоки.
Устройство фундаментной плиты производится по подготовленному основанию с уплотнением и устройством бетонной подготовки. По бетонной подготовке устраивается гидроизоляция, производится армирование плиты с обеспечением защитного слоя. Ее бетонирование осуществляется захватками с устройством рабочих швов. При большой ширине котлованов по периметру стен оставляется часть грунта (берма), которая разрабатывается после установки расстрелов. Затем производятся армирование и бетонирование фундаментной плиты этих зон.
Возведение вертикальных и горизонтальных конструкций включает: стеновые конструкции, колонны и плиты перекрытия, которые возводятся с использованием инвентарных опалубочных систем, ручной вязкой арматуры или использованием каркасов заводского производства. Возведение вертикальных и горизонтальных конструкций ведется отдельными технологическими потоками с максимальным совмещением во времени.
Для подачи и укладки бетонной смеси используются бетононасосы, автокраны и др. технологическое оборудование, обеспечивающее повышение интенсивности производства работ.
Для обеспечения водонепроницаемости фундаментной плиты, вертикальных стенок и перекрытия выполняется цикл гидроизоляционных работ с использованием оклеечной или обмазочной гидроизоляции.
Завершающим этапом производства строительно-монтажных работ является устройство обратной засыпки пазух с послойным уплотнением грунта.
Специальные и отделочные работы выполняются после завершения строительно-монтажных работ и включают: монтаж вентиляционных и противопожарных систем, электромонтажные и отделочные работы. При отапливаемой стоянке производят монтаж систем отопления. К специальным видам работ относится устройство систем видеонаблюдения, охранной сигнализации и др., которые выполняются на завершающей стадии производства работ.
Рациональное использование подземного пространства возможно при реконструкции старого жилого фонда, например колодцевого типа. При этом жилая часть здания реконструируется методом встроенных монолитных систем с надстройкой этажей, а колодцевая часть используется для возведения заглубленной автостоянки (рис. 14.32).
Рис. 14.32. Технологическая схема устройства заглубленной автостоянки при реконструкции жилого дома колодцевой системы 1 - монолитная плита фундамента; 2 - встроенная монолитная система; 3 - надстройка мансардным этажом; 4 - ограждение котлована; 5 - монолитная плита; 6 - безбалочная система перекрытия
Технология строительства предусматривает устройство ограждения котлована, разработку грунта механизированным способом с вывозом автотранспортными средствами и непосредственно производство работ по возведению конструктивных элементов из монолитного железобетона.
Для обеспечения технологических процессов, связанных с механизацией работ, в период реконструкции жилой части устраиваются временные проемы, которые после выполнения работ ликвидируются.
Возведение подземной части ведется отдельным технологическим потоком параллельно устройству встроенной монолитной системы.
После выполнения работ подземной части осуществляются утепление, гидроизоляция, засыпка поверхностного слоя и благоустройство. Колодцевая часть здания служит зоной отдыха жильцов.
Вариант пристройки автостоянки между двумя жилыми реконструируемыми корпусами приведен на рис. 14.33. Общая площадь стоянки составляет 986 м2 с глубиной заложения - 5,0 м, что обеспечивает постановку около 40 машин. Конструктивно стоянка выполнена в виде безбалочной каркасной системы в монолитном исполнении. Перекрытие и стены гидроизолируются. Под основанием применен пластовый дренаж для отвода грунтовых вод. Стоянка снабжена системой вентиляции, отопления и противопожарной защиты.
Рис. 14.33. Конструктивно-технологическая схема устройства заглубленной автостоянки (в) между двумя реконструируемыми жилыми домами (а, б) 1 - фундамент жилых зданий; 2 - ограждение из завинчивающихся свай; 3 - забирка; 4 - опалубочные щиты; 5 - монолитный железобетон
Для предотвращения сдвига фундаментов зданий устраивается по периметру разделительная стенка из бурозавинчивающихся свай. В непосредственной близости к ней размещается несущая конструкция стены, которая выполняется с использованием инвентарной щитовой опалубки.
Особое место в производстве работ отводится процессам армирования и технологии укладки бетонной смеси.
В качестве ограждающих и несущих заглубленных стен используются металлические сваи, заполненные бетонной смесью и омоноличенные пространством между опалубкой и забиркой.
Для обеспечения требуемого сцепления бетона с трубами осуществляются их очистка и дополнительное армирование. Укладка и уплотнение бетонной смеси производятся захватками длиной 10-12 м с подачей бетононасосом или крановыми средствами.
Пространство между забиркой гидроизолируется рулонными изоляционными материалами или тонким металлическим листом. Полученная система с комбинированным армированием обеспечивает требуемую несущую способность и водонепроницаемость. При этом достигается снижение общих трудозатрат на устройство ограждающих стен.
Для обеспечения устойчивости стен применяют систему подкосов и расстрелов. Их демонтаж производят после возведения несущих конструкций заглубленного сооружения с передачей давления от грунтовых масс и прилегающих фундаментов на перекрытия.