13. Возведение заглубленных зданий и сооружений методом "стена в грунте.

Сущность технологии «стена в грунте» заключается в том, что в грунте устраивают выемки и траншеи различной конфи­гурации в плане, в которых возводят ограждающие конструк­ции подземного сооружения из монолитного или сборного железобетона, затем под защитой этих конструкций разраба­тывают внутреннее фунтовое ядро, устраивают днище и воз­двигают внутренние конструкции.

разновид­ностей метода «стена в грунте»:

-свайный, когда ограждающая конструкция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай;

-траншейный, выполняемый сплошной стеной из моно­ литного бетона или сборных железобетонных элементов

Технология перспективна при возведении подземных соо­ружений в условиях городской застройки вблизи существую­щих зданий, при реконструкции предприятий, в гидротехниче­ском строительстве

С использованием технологии «стена в грунте» можно соо­ружать:

• противофильтрационные завесы;

• туннели мелкого заложения для метро;

• подземные гаражи, переходы и развязки на автомобиль­ных дорогах;

• емкости для хранения жидкости и отстойники;

фундаменты жилых и промышленных зданий

Сухой способ, при котором не требуется глинистый раствор, применяется при возведении стен в маловлажных устойчивых грунтах.

Мокрым способом возводят стены подземных сооружений в водонасыщенных неустойчивых грунтах,

Стена в грунте создается частями - захватками, на которые разбивается в плане все сооружение (рис.2.9,в). На захватке отрывается траншея на глубину 1...1.5 м с вертикальными стенками. Каждая стенка представляет собой жёсткую и прочную конструкцию из железобетона. Две стенки с обоих сторон называются форшахтой, ширина которой определяется размером режущей части разрабаты­вающей грунт машины (грейферного захвата). Форшахта необходима, чтобы не разрушалась верхняя часть скважины - траншея, в которую заливается бентони­та товый раствор и через которую разрабатывается грунт на захватке.

Глубина разработки ограничивается возможностями землеройной машины.

Ширина разработки (форшахты) - 0,2...1,5 м. По мере углубления в траншею за­ливается бентонитовый раствор, количество которого должно быть выше низа форшахты на 10...20 см. Разработка ведется из-под бентонитового раствора.

Процесс разработки сопровождается добавлением бентонитвого раствора и его "омолаживанием", т.е. очисткой раствора от шлама (примесей, разработан­ной породы грунта) путем пропуска через систему сит.

Бетонирование монолитной стены ведётся ячейками - участками захватки по 3...5 м. В скважину, заполненную бентонитовым раствором, вставляется ар­матурный каркас и металлические стойки опалубки-шаблона. Бетонная смесь подаётся через вертикально поднимающуюся трубу - ВПТ. В необходимых слу­чаях арматурный каркас промывается, используя "барбатаж" - подачу сжатого воздуха по шлангу в бентонитовый раствор (пузыри воздуха).

Бентонитовый раствор откачивается по мере заполнения ячейки бетоном, поддерживая раствор на уровне 0,1.„0,5 м выше низа форшахты. Ячейки бето­нируются через одну, обходя по всему контуру сооружения .

Механизация процесса осуществляется с помощью следующих видов обору-дования: механизм для разработки грунта; растворосмеситель для приготовле­ния бентонитвого раствора (суспензии); насос для перекачки раствора и ёмкости для хранения запаса раствора; установка для "омолаживания" раствора (сита в наборе - механический диспергатор); компрессор и др.

П оследовательность процессов и операций при возведении подземных сооружений методом "стена в грунте" из сборного железобетона следую­щая: отрывка скважины (траншеи) с устройством форшахты и закачкой бентони­товым раствором (аналогично с монолитным вариантом), разметка панелей на облицовке форшахты, замер глубины скважины с подсыпкой уплотнения (на 2-3 панели ), монтаж панели с использованием кондуктора и направляющего шабло­на, откачка бентонитового раствора во время монтажа панелей, выверка и вре­менное закрепление панелей, снятие монтажных приспособлений, сварка и замо-ноличивание монтажных стыков, устройство обвязочной балки.

Стены монтируют из сборных тонкостенных железобетонных панелей длиной до 15 м, шириной 1,5...3 м, толщиной 0,3...0,5 м. Технологические особенности возведения сборной стены в грунте связаны с монтажом панелей. Используются кондуктор и шаблон , которые обозначают и закрепляют положение монтируемых панелей. Кондукторы устанавливаются и закрепляются на стенках форшахты.

М онтаж панелей производится краном. Одновременно с монта­жом следят за уровнем бентонитового раствора в шахте и ведут его откачку по мере погружения панели.

Временное закрепление смонтированной панели производится в нижней и верхней части. Снизу панель закрепляется укладкой бетона в распор с грунтом между панелью и стенкой скважины с наружной и внутренней сторон панели на высоту не менее 1 м. С внутренней стороны можно использовать щебень. Сверху панели свариваются накладками или сразу устанавливается сборная обвязочная балка (рис.2.10,в).

Анкеровка производится путем бурения наклонной скважины за пределами призмы обрушения. В скважину вводится обсадная труба, а в нее конструкция анкера (корень, стержень анкера, противокоррозионная паста). Анкера начинают ставить после разработки котлована на глубину не менее 3 м- Толщина слоя грунта над корнем анкера должна быть не менее 4,5 м. Расстояние между кор­нями анкера не менее 1,5 м. Натяжение стержня анкера производится гидравли-ческим домкратом, с превышением в 1,5 раза расчетного рабочего усилия.

1 4. Технология устройства заглубленных сооружений в условиях стесненной за­стройки. Метод шпунтовых ограждений и секущих свай.

Устройство шпунтового ограждения котлована это возведение сплошной стенки из металлического шпунта, который имеет различный профиль. Так, при разработке котлованов, могут применяться различные виды шпунта - деревянные, железобетонные и металлические шпунтовые сваи. Однако, деревянные шпунты -одноразовое их применение, а извлечь их из грунта не представляется возможным.

Существует несколько способов погружения шпунта. Основными из них являются: забивка с использованием копровых установок, вибропогружение, погружение методом завинчивания шпунта, погружение шпунта в предварительно пробуренные скважины, заполненные цементным раствором. Забивка шпунта ограничена в городских условиях, поскольку при таком методе возникают существенные динамические нагрузки и вибрации

Применяют в водонасыщенных грунтах вблизи зданий. Шпунт забивают на глубину 2-3 м (величина расчетная ) ниже ниже глубины будущего котлована.

Сваи – буро-секущие.

16. Щитовую проходку применяют для устройства тоннелей различного назначения с глубиной заложения более 6 м. При щитовом способе проходки основным механизмом является щит - металлическая конструкция преимущественно круглого сечения, под защитой которой возводится тоннель подземного сооружения. Щит состоит из режущей, опорной и хвостовой частей. Режущая ножевая часть имеет клиновидную форму в виде усеченного конуса. Впереди режущей части делают козырек для уменьшения усилия внедрения щита в грунт. В опорной части щита расположены гидравлические домкраты, служащие для его передвижения и уплотнения обделки. В хвостовой части монтируют тюбинги и кольца. Внутренний диаметр хвостовой части равен наружному диаметру обделки тоннеля.

Механизированные щиты оборудуются различными рабочими органами с гидромеханическим и комбинированным воздействием на забой, а также роторным, штанговым, экскаваторным, планетарным.

Щитовая проходка, применяемая при устройстве коллекторов и тоннелей, предусматривает разработку грунта под прикрытием щита и закрепление коллектора или тоннеля сборными чугунными, железобетонными тюбингами или монолитным бетоном, а также керамическими блоками

Щит вдавливается в грунт гидравлическими домкратами, а грунт перед щитом разрабатывают ручным или механическим способом. Сооружение обделки (стенок) коллектора выполняют в хвостовой части щита.

Щитопроходческие работы выполняют обычно в три стадии.

На первой (подготовительной) устраивают монтажную или начальную шахту для опускания щита в забой, подводят электроэнергию, устраивают вентиляцию и т.п. Прокладывают также пути для откатки грунта, оборудуют шахтный двор, т. е. стройплощадку. В начальной шахте устраивают свайный упор и монтируют на проектной отметке проходческий щит.

На второй стадии начинают проходку — передвижку щита, включающую разработку грунта в забое, продвижение щита, монтаж блочной или возведение монолитной обделки.

На третьей стадии, если тоннель используется как самотечный трубопровод (канализационный коллектор), внутри него устраивают лоток.