Подземные сооружения в зависимости от гидрологических условий и глубины заложения осуществляют различными способами, основными из которых являются открытый, «стена в грунте» и опускной.
Открытый способ основан на отрывке котлована с естественными откосами или шпунтовым ограждением, на дне которого возводят подземное сооружение. По окончании работ котлован засыпают грунтом. Способ применяют при сравнительно небольшом заглублении сооружения (до 15 м) и преимущественно в сухих грунтах. При других условиях используют способы «стена в грунте» (рис. VIII.25) или опускной.
1. СПОСОБ «СТЕНА В ГРУНТЕ»
Сущность этого способа состоит в том, что в грунте сначала возводят из монолитного бетона (железобетона) или сборных железобетонных элементов конструкции ограждающих стен подземного сооружения, а затем под их защитой разрабатывают грунтовое ядро, устраивают днище и строят внутренние конструкции. Обычно ограждающие стены выполняют роль и фундамента (опоры) подземного сооружения.
Наука 2 0 Подземное строительство
Подземные сооружения в зависимости от гидрологических условий и глубины заложения осуществляют различными способами, основными из которых являются открытый, «стена в грунте» и опускной.
Открытый способ основан на отрывке котлована с естественными откосами или шпунтовым ограждением, на дне которого возводят подземное сооружение. По окончании работ котлован засыпают грунтом. Способ применяют при сравнительно небольшом заглублении сооружения (до 15 м) и преимущественно в сухих грунтах. При других условиях используют способы «стена в грунте» (рис. VIII.25) или опускной.
1. СПОСОБ «СТЕНА В ГРУНТЕ»
Сущность этого способа состоит в том, что в грунте сначала возводят из монолитного бетона (железобетона) или сборных железобетонных элементов конструкции ограждающих стен подземного сооружения, а затем под их защитой разрабатывают грунтовое ядро, устраивают днище и строят внутренние конструкции. Обычно ограждающие стены выполняют роль и фундамента (опоры) подземного сооружения.
VIII.25. Технологическая схема устройства стены в грунте
1 —- устройство форшахты; 2 — рытье траншей на длину захватки; 3 — установка ограничителей; 4 — установка армокаркаса; 5 — бетонирование методом ВПТ
В отечественной практике применяют два типа стен, возводимых способом «стена в грунте»: свайные — образуемые из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай и траншейные — образуемые сплошной стеной из монолитного, бетона (железобетона) или сборных железобетонных панелей.
В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два вида возведения стен способом «стена в грунте» — мокрый и сухой.
Мокрым способом возводят стены подземных сооружений в водонасыщенных неустойчивых грунтах, обычно требующих закрепления стенок траншеи от обрушения грунта в процессе его разработки, а также при укладке бетонной смеси. Траншею в процессе ее разработки и возведения стен заполняют глинистым раствором, предотвращающим обрушение грунта. Это позволяег отказаться от выполнения таких работ, как забивка шпунта, водопонижение и замораживание.
Подземное строительство
При возведении стен в маловлажных устойчивых грунтах применяют сухой способ, при котором не требуется глинистый раствор. При мокром способе существенное влияние на ведение и качество работ оказывает технологическая характеристика глинистого раствора— его способность кольматировать, т. е. отлагать на поверхности и в порах грунта принесенные частицы глины, образуя на ней практически водонепроницаемую пленку толщиной 2…5 мм. Такие свойства присущи бентонитовым глинам Кавказских месторождений.
Свайные стены возводят последовательным бурением и бетонированием свай. При этом работы ведут насухо в малоувлажненных устойчивых грунтах или с применением глинистого раствора в водонасыщенных неустойчивых грунтах.
Монолитные железобетонные стены при их возведении разбивают на захватки длиной 4…6 м, которые отделяют друг от друга железобетонными сваями или инвентарной перегородкой. Затем грунт извлекают из этой захватки траншеи под слоем глинистого раствора, устанавливают арматурные каркасы и укладывают бетонную смесь методом ВПТ по аналогии с сооружением буронабивных свай. При бетонировании соблюдают очередность: сначала бетонируют четные, а затем нечетные захватки траншей, которые стыкуют между собой.
Для разработки траншей под защитой глинистого раствора применяют землеройные машины общего назначения (грейферы, драглайны, обратные лопаты), буровые станки вращательного и ударного бурения и специальные ковшовые и фрезерные установки.
Для снижения трудоемкости работ, выполняемых на строительной площадке по устройству ограждающих конструкций подземных сооружений способом «стена в грунте», начали использовать сборные железобетонные панели. Панели устанавливают в открытую траншею, соединяют их между собой и заполняют пазухи (застен-ные пространства) и полости под подошвой панели в направлении снизу вверх методом ВПТ тампонажными растворами, имеющими хорошую подвижность.
Так как все работы по устройству подземных сооружений методом «стена в грунте» являются скрытыми и их качество можно установить только после выемки грунта из котлована, то контролю за выполнением каждого процесса уделяют большое внимание.
В проекте сооружения требования по контролю качества должны включать проверку характеристик глинистого раствора, траншеи и зачистки дна перед установкой армокаркасов и укладкой бетонной смеси или установкой сборных панелей, правильности установки ограничителей между захватками, которые должны удерживать бетонную смесь от попадания в смежную захватку.
Источник: outbel.ru
I. Открытый способ возведения подземных сооружений
При строительстве различного рода подземных сооружений (гаражи, тоннели, шлюзы, насосные станции и очистные сооружения) наиболее эффективно применение способа «стена в грунте». Сущность этого способа заключается в следующем: с помощью специального штатового или грейдерного оборудования к экскаваторам с объемом ковша 1м3 и более разрабатывают траншею шириной 0,2 – 1, 0 м и глубиной 1 м и более.
Для предотвращения обрушения вертикальных стенок траншеи используют глинистый раствор, обеспечивающий необходимое гидростатическое давление. После отрывки на полную глубину участка траншеи экскаватор передвигают на новую стоянку, а на открытом участке траншеи возводят стенку из монолитного железобетона или сборных элементов. Затем по окончании устройства «стена в грунте» по периметру сооружения или котлована производят разработку грунта и транспортировку его из котлована обычными методами, т.е. с использованием экскаваторов, автомобилей-самосвалов и другого оборудования. Стены сооружений и ограждений котлованов, устраиваемые способом «стена в грунте» могут иметь различную форму: прямоугольную, многоугольную, круглую, крестообразную и т.д.
Для проходки траншеи с вертикальными или наклонными стенками наиболее эффективными являются землеройные машины, обеспечивающие непрерывную или цикличную разработку траншеи на всю высоту. К таким машинам относятся экскаваторы с обратной лопатой (для траншеи глубиной до 7,4 м), драглайны (для траншей глубиной до 16,3 м), бурофрезерные машины СВД-500Р.
Эффективность и целесообразность способа «стена в грунте», выбор механизмов для производства работ зависят от гидростатических условий строительной площадки и характеристики возводимого сооружения. Этот способ применяется при заглублении конструкции в водоупорный слой; тесной застройки территории; при высоком уровне грунтовых вод в районе строительства; устройстве помещений, заглубленных в грунт более чем на 5-7 м.
Источник: scicenter.online
Открытый способ возведения подземных сооружений.
1. При строительстве различного рода подземных сооружений наиболее эффективно применение способа «стена в грунте». Сущность этого способа заключается в следующем: с помощью специального оборудования к экскаваторам разрабатывают траншею шириной 0,2 – 1, 0 м и глубиной 1 м и более. Для предотвращения обрушения вертикальных стенок траншеи используют глинистый раствор.
После отрывки на полную глубину участка траншеи экскаватор передвигают на новую стоянку, а на открытом участке траншеи возводят стенку из монолитного железобетона или сборных элементов. Затем по окончании устройства «стена в грунте» по периметру сооружения или котлована производят разработку грунта и транспортировку его из котлована с использованием экскаваторов, автомобилей-самосвалов.
Стены сооружений и ограждений котлованов, устраиваемые способом «стена в грунте» могут иметь различную форму. Для проходки траншеи с вертикальными или наклонными стенками наиболее эффективными являются землеройные машины, обеспечивающие непрерывную или цикличную разработку траншеи на всю высоту. Эффективность и целесообразность способа «стена в грунте», выбор механизмов для производства работ зависят от характеристики возводимого сооружения. Этот способ применяется при заглублении конструкции в водоупорный слой; тесной застройки территории; при высоком уровне грунтовых вод в районе строительства; устройстве помещений, заглубленных в грунт более чем на 5-7 м. Возведение монолитных стен из бетона и железобетона в траншеях под защитой глинистого раствора производят методом вертикально перемещающейся трубы.
2. Технология «стена в грунте» для устройства подземных сооружений.Подземные сооружения в зависимости от гидрогеологических условий и глубины заложения осуществляют разными способами, основные из которых — открытый, «стена в грунте» и способ опускного колодца.
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. В отечественной практике применяют несколько разновидностей метода «стена в грунте»: • свайный, когда ограждающая конструкция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай;• траншейный, выполняемый сплошной стеной из монолитного бетона или сборных железобетонных элементов. С использованием технологии «стена в грунте» можно сооружать: туннели мелкого заложения для метро; • подземные гаражи, переходы и развязки на автомобильных дорогах; • емкости для хранения жидкости и отстойники; • фундаменты жилых и промышленных зданий. В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два вида возведения стен — сухой и мокрый.
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, обычно требующих закрепления стенок траншей от обрушения грунта в процессе его разработки и при укладке бетонной смеси Последовательность работ при устройстве монолитных конструкций по
1) забуривание торцевых скважин на захватке; 2) разработка траншеи участками или последовательно на всю длину при постоянном заполнении открытой полости бентонитовым раствором, с ограничителями, разделяющими траншею на отдельные захватки; 3) монтаж на полностью отрытой захватке арматурных каркасов и опускание на дно траншеи бетонолитных труб; 4) укладка бетонной смеси методом вертикально перемещаемой трубы.
Дата добавления: 2016-06-05 ; просмотров: 2021 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник: poznayka.org
Технологии подземного строительства: выбор оптимального решения
В условиях плотной городской застройки и дефицита свободных участков подземное строительство приобретает особую актуальность. Не только в столице, но и в других крупных городах – Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Новосибирске, – под землей наблюдается настоящий «строительный бум». Однако местная специфика и гидрогеологические условия зачастую делают задачу возведения подземных объектов очень непростой. Это стимулирует застройщиков использовать сложные технологии разработки грунта. Давайте разберемся, от чего зависит выбор оптимального решения.
Современные строительные технологии позволяют проводить подземные работы практически на любой глубине даже в самых сложных инженерных и геологических условиях. Выбор способа строительства зависит от экономической целесообразности, конструктивных особенностей и назначения строящегося объекта. Как правило, большинство подземных сооружений городской инфраструктуры строится открытым или полузакрытым способом, на глубинах не более 30 м. Оба метода подразумевают устройство котлована с применением различных технологий и специального оборудования.
И просто, и дешево
Наиболее экономичным является способ, при котором открытая разработка котлована производится без специального укрепления его откосов. Борта такой выемки имеют уклон в 30°, благодаря чему грунт не осыпается вниз. «Этот способ – самый дешевый и надежный, сэкономить тут уже почти не на чем, – замечает Михаил Коваленко, начальник участка компании «Строительный Альянс», – но следует понимать, что использовать его, например, в центре города, просто невозможно. Другое дело, если строительство производится где-то на окраине населенного пункта».
Чаще всего данный способ разработки котлована используется при строительстве на открытом пространстве, в пригородах, в сельской местности. Например, таким способом иногда строят подземные парковки неглубокого залегания.
Впрочем, несмотря на легкость применения этого метода, он имеет ряд ограничений. Во-первых, при увеличении глубины заложения откосы придется делать более пологими – уклона в 30° будет недостаточно. Это не всегда возможно: например, если территория, выделенная под стройку, небольшая. Во-вторых, при наличии подземных вод необходимо использовать специальную технику для водопонижения, что также может существенно усложнить строительные работы и повысить их стоимость. Тем не менее, устройство котлована без применения ограждающих конструкций осуществляется не так уж и редко.
Экономично, но ненадежно
Распространенным решением при открытой разработке котлована является его шпунтовое ограждение (укрепление откосов шпунтовыми сваями1). Этот метод часто можно наблюдать, например, при открытом способе строительства тоннелей метрополитена, устройстве подземных переходов, возведении оснований для мостов и автомобильных развязок.
В отечественной практике часто используются более экономичные способы, например, с использованием старых труб, которые устанавливают в заранее пробуренные скважины. В этом случае для предотвращения осыпания грунта между сваями крепятся деревянные доски или стальные листы: по мере углубления котлована они размещаются все ниже. Для усиления ограждения устанавливаются распорки, в качестве которых обычно применяются бывшие в употреблении трубы относительно небольшого диаметра. При достижении необходимой глубины заливается фундамент, делается гидроизоляция и т.д.
Этот метод является традиционным для отечественного строительства и широко используется в городских условиях при сооружении подземных объектов любого назначения — парковок, подземной части зданий, различных инфраструктурных объектов. Следует отметить, что, в отличие от классического шпунтового, ограждение, образованное стальными трубами, не является водонепроницаемым, поэтому при наличии грунтовых вод без насосного оборудования не обойтись. Еще один минус – большая вероятность деформации ограждающей конструкции, которая не обладает достаточным запасом прочности. В связи с этим данную технологию проблематично применять в неустойчивых грунтах и на глубине более 10 м.
Дорого, но эффективно
Постепенно набирает популярность в подземном строительстве полузакрытый метод под названием «top-down», подразумевающий поярусную разработку грунта. Суть метода заключается в том, что объект возводится сверху вниз, а грунт вынимается из-под заливаемых перекрытий. Это позволяет экономить место и строить буквально «на пятачке», но требует максимально строгого соблюдения технологических норм и особого внимания к используемым материалам и конструкциям, в частности, из-за возможного контакта с грунтовыми водами.
Например, к опалубочной фанере, применяемой для заливки ограждений и перекрытий, предъявляются повышенные требования к прочности, а также влагостойкости, которая особенно важна в сложных гидрогеологических условиях. Здесь лучшим выбором является ламинированная березовая фанера, у которой эти показатели очень высоки. «Ламинированная фанера – материал уникальный, у этого материала соотношение «вес/прочность» лучше, чем у стали, – говорит Андрей Кобец, менеджер по развитию продукта группы «СВЕЗА», мирового лидера по производству березовой фанеры. – Причем свои свойства она сохраняет в диапазоне температур от -40 до +50 ºС. Естественно, что в сложных условиях подземного строительства, включая возведение объектов метрополитена, в опалубочных щитах этот материал применяется повсеместно».
«Качественная ламинированная фанера способна успешно работать практически под водой, – добавляет Геннадий Минкин, специалист ГК «ПромСтройКонтракт». – Например, при строительстве Загорской ГАЭС влагостойкая ламинированная фанера СВЕЗА успешно применялась почти при 100%-й влажности».
Рассмотрим основные особенности строительства по технологии «top-down».
По контуру сооружения возводится так называемая «стена в грунте», которая может быть монолитной или сборно-монолитной. Для этой цели обычно используется бетон с высоким уровнем водонепроницаемости, например, В-50 (М-250). На начальном этапе стена может заливаться в предварительно выкопанной по периметру здания траншее, после чего из периметра выбирается грунт.
Возможен и вариант с предварительной выемкой неглубокого (несколько метров) котлована и укреплением его стен шпунтовыми сваями. Также используется укрепление котлована методом секущихся свай2. Затем на глубине 2-3 метров заливается монолитное перекрытие, которое удерживает стены котлована от обрушения и в то же время является нулевой отметкой для верхнего подземного этажа.
После затвердевания бетона начинаются работы по извлечению грунта из-под готового перекрытия. Как правило, этот процесс осуществляется средствами малой механизации, с помощью которых грунт подается к специальному отверстию в монолитной конструкции, а затем – поднимается наверх. По мере углубления стены котлована вновь укрепляются бетоном, а при достижении отметки следующего этажа снова заливается очередное перекрытие.
Несмотря на то, что за рубежом этот метод применяется весьма широко, для российских строителей он все еще является экзотикой по причине своей дороговизны и необходимости использовать большое количество специальной техники. В то же время преимущества метода «top-down» неоспоримы: применение перекрытий в качестве распорок помогает избежать обрушения, а размер рабочей площадки минимален.
«Эта технология позволяет вести строительство уникальных современных объектов самым щадящим способом, за счет минимизации деформации ограждающих конструкций, – рассказывает Сергей Сотников, руководитель геотехнического инженерного бюро «ПЕТЕР-ГИБ» (Санкт-Петербург). – Мониторинг состояния окружающей застройки, который ведется не первый год, подтверждает наши расчеты – влияние на соседние дома незначительно. Кроме того, данный метод обеспечивает возможность вести работы по двум направлениям, возводя подземный и наземный объемы зданий».3
Сегодня, благодаря использованию технологии «top-down», стало возможным строительство крупных подземных объектов в историческом центре городов. Примером такого строительства может служить многоярусный торговый комплекс на Манежной площади в Москве, в который можно попасть не только с поверхности, но также из метро и подземных переходов.
Освоение подземных уровней — естественный путь развития современных городов, где плотность застройки не оставляет места для новых зданий и сооружений. Этот же фактор определяет и выбор технологии подземного строительства. Освоение прогрессивных методов позволяет повысить эффективность использования городского пространства, добавляя мегаполису новое измерение.
1 Шпунтовые сваи используются при возведении гидротехнических сооружений, опор мостов и набережных, а также при разработке траншей и котлованов для обустройства временных или постоянных ограждений. Могут быть изготовлены из стали и железобетона или дерева. Погружённые в грунт вплотную друг к другу, они образуют устойчивое водонепроницаемое ограждение, называемое шпунтовой стенкой. Стальные шпунтовые сваи, или шпунт Ларсена, – металлический профиль, представляющий собой жёлоб c закруглёнными краями боковых стенок (пазами) или замками. Работы с использованием шпунтовых свай являются самыми дорогими среди работ по укреплению грунта, именно из-за необходимости использования большого количества шпунтовых ограждений.
2 Буронабивные сваи, у которых межосевое расстояние равно 0,8-0,9 диаметра, поэтому ствол каждой сваи входит в тело сваи, расположенной рядом.
Источник: build.rin.ru