Стена в грунте: технология и порядок устройства
В условиях современного дефицита пространства, который наблюдается в крупных городах, застройщики всё чаще ищут способы наиболее рационального его использования. Для увеличения полезной площади возводимых зданий ещё в ХХ в. архитекторы устремили свои взоры ввысь, создав гигантские небоскрёбы.
Но в последнее время найден ещё более практичный способ использования драгоценной земли: наряду с ростом в высоту современные здания растут и вглубь. Это позволяет размещать в многоуровневых подземных пространствах стоянки и супермаркеты, склады и развлекательные комплексы. Одной из технологией, позволяющей производить подземное строительство, является «стена в грунте».
Описание технологии
Грунтовые воды могут ограничить глубину строительстваРазработана эта технология была для возведения различных подземных построек в условиях городской тесноты. Однако она вполне подойдёт и для частной застройки.
Особенно, если строительство загородного дома ведётся на дорогостоящих участках вблизи мегаполисов и владелец земли хочет по максимуму использовать свою землю.
Глубина строительства может ограничиваться подпочвенными водами, но зачастую «стена в грунте» проходит водоносные слои, опускаясь до 50 и более метров.
Суть метода в двух словах заключается в устройстве ограждающей стены по периметру будущего подземного помещения. Данная стена должна быть заглублена вплоть до самой нижней точки проведения работ или ещё ниже.
Подобная технология может быть условно разделена на несколько разновидностей по способу сооружения защитной стены.
- Траншейный или свайный.
- Сухой или мокрый.
Траншейный сухой способ
Предусматривает применение готовых конструкций из железобетона либо заливку монолитного бетона. По периметру будущей постройки при помощи экскаватора или фрезы выкапывается траншея форшахты глубиной до 2 – 3 м.
Форшахта служит для обозначения периметра будущей постройки, а также для укрепления стенок будущей траншеи. Как известно, у глубокой траншеи наименее устойчива её верхняя часть.
Чтобы предотвратить осыпание верхнего слабого грунта, стенки форшахты укрепляют. После этого при помощи крановых или экскаваторных грейферов производят выборку почвы из траншеи на необходимую глубину вплоть до нескольких десятков метров.
После того, как траншея выкопана на нужную глубину по всему периметру будущих стен, в неё заливают монолитный железобетон или монтируют в ней сборные бетонные конструкции.
«Сухой» способ достаточно прост и поэтому наиболее востребован в частном строительстве, а также на достаточно прочных грунтах с низким уровнем подпочвенных вод.
Траншейный мокрый способ
«Мокрая» технология основана на таком физическом понятии как «тиксотропность, под которым понимают свойство отдельных составов и материалов самостоятельно восстанавливать свою первоначальную форму. Это уникальное свойство в наибольшей степени присуще бентонитовым глинам, суспензия которых может разжижаться под действием вибрации, а после перехода в спокойное состояние – вновь увеличивать плотность, возвращаясь к исходному состоянию.
Первоначальный этап «мокрого» траншейного метода ничем не отличается от «сухого». Также производится устройство форшахты для обозначения контура глубинной траншеи. Но вот далее работы идут по совершенно другому сценарию: траншея заполняется взвесью глины в водном растворе – глиняной суспензией.
Плотность суспензии зависит от слабости грунтаОна, оказывая давление на стенки траншеи, выкапываемой в слабых грунтах, не даёт им обваливаться вниз, удерживая их форму. При этом сама суспензия находится в жидком состоянии, ничуть не препятствуя землеройной технике углублять траншею.
Для приготовления раствора смешиваются глина и вода в пропорции от 1 к 1 до 1 к 2. Плотность раствора зависит от показателей прочности грунта: чем более слабый грунт. Тем более плотной должна быть суспензия.
«Мокрый» способ применяется обычно в крупном промышленном строительстве, когда работа ведётся на слабых грунтах, или когда «стена в грунте» должна пройти сквозь грунтовые воды. В частной застройке данный способ не используется из-за сложности технологии и финансовой затратности.
Свайный метод
При свайном методе стена из монолитного или сборного железобетона заменяется сплошной стеной из буронабивных свай, заглубленных до нужного значения. В данном случае вместо копки траншеи применяется способ глубинного бурения. После устройства по периметру плотно примыкающих друг к другу скважин производится их армирование, а затем заливка бетонным раствором.
Для создания плотного заграждения, непроницаемого для подземной влаги – так называемого «инфильтрационного барьера», применяется технология лидерного бурения. Она подразумевает использование в качестве свай особых труб, одна из сторон которых имеет вогнутый желоб, проходящий вдоль всей длины трубы.
При монтаже одна труба своим желобом плотно прижимается к выпуклой части другой трубы. Таким образом, получается прочная и плотная стена, сквозь которую не могут пройти грунтовые воды.
Свайный метод используется в основном при строительстве подземных конструкций, расположенных в непосредственной близости от других зданий. В том числе, если их глубина больше, нежели глубина заложения фундамента соседних зданий.
Преимущества технологии
Смонтировать стену в грунте можно на любом типе почвДанная технология подземного строительства является наиболее распространённой при возведении различных сооружений на глубине свыше 5 – 7 м. Популярность её обусловлена рядом несомненных плюсов:
- Возможность совместить в одной конструкции фундамент здания и стены его подземной части.
- Простота и безопасность произведения работ по сравнению с другими способами.
- Многофункциональность технологии – устройство стены в грунте возможно практически на любых типах почв, в том числе на водонасыщенных и слабых основаниях.
- При использовании данной технологии на грунтах с высоким уровнем подпочвенных вод отпадает необходимость в их отведении или заморозке.
Единственными ограничениями для применения такого способа может стать наличие в почве крупных пустот и большой слой насыпного грунта.
Используемая техника
Количество и номенклатура привлекаемой техники полностью зависит от объёмов работ и технологии их проведения. Если «стена в грунте» для малоэтажного загородного дома может быть сооружена при помощи лёгкого колёсного экскаватора, то строительство подземной конструкции при строительстве небоскрёба потребует привлечения большого количества специализированной техники.
Для устройства форшахты может использоваться фреза или лёгкий экскаватор. Закачка глиняной суспензии требует наличия специализированного растворного узла для её приготовления и бетононасосной станции для подачи жидкого раствора в траншею.
Глубинные траншеи копаются при помощи линейных (плоских) грейферов, навешанных на кран или экскаватор. Создание скважин для буронабивных свай производится буровыми установками вращательного или ударно-вращательного действия.
Армирование траншей и скважин
Каркаса должно хватать на всю глубину траншеиПри армировании траншей или скважин применяются армокаркасы объёмного типа из рифлёной арматуры. При их изготовлении и установке следует соблюдать ряд строительных нормативов:
- Готовые каркасы должны быть по длине равными глубине траншеи или скважины.
- Для образования защитного бетонного слоя вокруг арматуры ширина каркаса должна быть на 120 – 150 мм уже ширины траншеи или скважины.
- При сооружении каркаса следует учитывать конструкцию стен, предполагаемую нагрузку, которую должна будет выдерживать «стена в грунте».
- В конструкции каркасов должны быть предусмотрены промежутки для введения внутрь них труб для заливки бетона.
Перед установкой армокаркаса в траншею, заполненную глиняной суспензией («мокрый» способ), арматуру следует смочить водой. Это позволяет уменьшить налипание на неё глиняной взвеси, в результате чего увеличивается её сцепка с бетонным раствором.
Заливка бетона
В промышленном строительстве заливка бетона ведётся с использованием бетонолитных труб, которые перемещаются при помощи строительного крана.
Они представляют собой трубы диаметром от 20 до 30 см с толщиной стенки порядка 1 см, монтируемые из секций длиной 1-2 м, и подключаются к приёмному бункеру для бетона или бетононасосной станции.
Заливать бетон следует, соблюдая следующие технические условия:
- Для бетонирования применяется бетон марки не ниже М-200 с размером фракции наполнителя около 5 см.
Для уплотнения бетона используйте глубинные вибраторы - Заливка должна производиться непрерывным методом во избежание образования трещин и расслоений.
- При «мокром» методе копки траншеи бетон заливается прямо в глиняный раствор. При этом суспензия по мере заполнения траншеи бетоном будет выталкиваться наверх, поэтому следует заранее предусмотреть пути отвода жидкого глиняного раствора.
- Бетонолитная труба должна быть опущена в траншею таким образом, чтобы она была выше дна на 10 – 15 см.
- При заливке бетона в яму, заполненную глиняным раствором, бетонолитная труба должна быть постоянно погружена в заливаемый бетон. Это поможет избежать расслаивания бетона при его опускании вниз, так как в противном случае тяжёлые наполнители (щебень, гравий) быстрее опускались бы, чем цементная смесь. Кроме того, при погружении горловины трубы в бетон предотвращается возможность смешения бетонного и глиняного растворов.
- При заливке обязательно следует использовать глубинные вибраторы для уплотнения бетона.
Для уплотнения бетона используйте глубинные вибраторыВ частном строительстве при сооружении «стены в грунте» можно использовать бетон, приготовленный своими руками.
Монтаж сборного железобетона
Вместо заливки монолитного железобетона в «стену в грунте» можно смонтировать при помощи готовых бетонных конструкций. Это позволит значительно сократить затраты сил и времени, так как в данном случае можно будет обойтись более узкой траншеей. Подробнеее о строительстве стены в грунте смотрите в этом видео:
Не понадобится сооружать армированный каркас и производить трудоёмкую заливку бетонного раствора. Также не нужно будет ждать, пока монолитная заливка наберёт достаточную крепость. Сразу после монтажа подземной стены из готовых конструкций и их закрепления между собой можно приступать к выемке грунта для устройства подземных помещений.
moyastena.ru
Устройство распорной системы котлованов, обвязочные балки
Компания «Бурспецстрой» предлагает профессиональные услуги по креплению котлованов с применением инновационных методов и материалов. Устройство распорной системы (распорное устройство) осуществляется с привлечением современной специализированной техники. Все этапы строительства основываются на точных технических расчетах. Высокая квалификация специалистов, ответственность, необходимые практические навыки и точное соблюдение технологических процессов гарантируют высокое качество всех этапов работ.
Применяемые нами технологии позволяют вести строительство поблизости с имеющимися объектами, сократить себестоимость закладки фундаментов и возведения стен благодаря уменьшению временных затрат. Вместе с этим устройство распорной системы котлованов обосновывается грамотными решениями с технической точки зрения, что исключает наличие возможных инженерных погрешностей.
Способы, применяемые для крепления котлованов с вертикальными стенами:
- «Стена в грунте»;
- Ограждение по шпунтовой технологии;
- Стенка из сплошного/ разреженного ряда свай или из секущихся свай.
Устройство распорной системы котлованов (распорное устройство) при строительстве высотных зданий с подземными этажами необходимо для снижения горизонтальных нагрузок на ограждающие конструкции котлованов.
Чем глубже котлован, тем выше горизонтальная нагрузка на боковые стены. Как показывают расчеты, для ограждения котлованов глубиной 3-4 метра достаточно устройства разреженного свайного ряда из свай D 300 мм с легкой забиркой из дерева. Если глубина достигает 5-6 метров, нужно устраивать стены в грунте толщиной 600 мм из буросекущихся свай. При 7-8-метровой глубине стена в грунте толщиной 1200 мм не во всех случаях может обеспечить необходимый уровень надежности. В этом случае необходимо устройство распорной системы.
Для котлованов глубиной 6 метров и шириной 8-12 метров выбираются распорки из стальных труб D 400-600 мм. При увеличении глубины распорки монтируются не менее чем в два ряда. Для более широких котлованов используются трубы с большим диаметром, а также создание дополнительных опорных конструкций, поддерживающих распорки.
Среди известных разновидностей распорного крепления наиболее совершенной считается схема «up-down» (вверх-вниз) и «top-down» (сверху вниз). Согласно этой системе роль распорок перекрытий по проектной документации выполняет подземная часть строения. Наиболее эффективна данная схема для котлованов небольших размеров. К ее преимуществам можно отнести отсутствие необходимости в возведении временных сооружений, а, следовательно, в исключении расходов на их строительство и демонтаж.
Крепления котлованов
Мы выбираем оптимальную технологию устройства распорной системы (распорное устройство) котлованов с учетом конкретных задач и индивидуальных условий строительства. По всему периметру выполняется монтаж железобетонных обвязочных поясов (обвязочные балки) на основе профильного металлопроката, используемых в качестве несущей конструкции распорной системы. Обвязочные балки
В результате проводимых работ обеспечивается:
- Одновременное возведение фундамента и стен;
- Устройство качественного заслона, защищающего от грунтовых вод и обрушений;
- Минимизация влияния строительных процессов на рядом расположенную застройку;
- Сокращение сроков возведения строительного объекта;
- Повышение общей безопасности выполняемых работ.
Распорная система преимущественно создается из труб диаметром 219-830 мм, один конец их фиксируется в распределительных балках, а другой — закрепляется в грунте либо на противоположном участке обвязочной конструкции (обвязочные балки).
Преимущества компании «Бурспецстрой»:
- Наличие всех необходимых допусков к выполнению данных работ, выданных саморегулируемыми органами;
- Решения, касающиеся устройства распорных систем, основываются на геологических исследованиях и инженерно-технических расчетах;
- Распорные системы, выполняемые нашими специалистами, характеризуются предельной конструкционной прочностью;
- Высокое качество проводимых работ за умеренную стоимость;
- Составление договора, в котором указываются сроки исполнения и наши обязательства.
- Точное соблюдение сроков выполнения работ.
Компания «БурСпецСтрой» также предоставляет услуги по рытью котлованов с дальнейшим созданием распорной системы. Мы готовы выполнить устройство шпунтовых ограждений с использованием бурокасательных и буросекущихся свай.
После выполнения всех работы компания «Бурспецстрой» выдает все необходимые документы, подтверждающие техническое соответствие проделанной работы существующим строительным и экологическим нормам.
| Учитывая, что стоимость фундамента может достигать 50 процентов от всей суммы строительных расходов, внимание к этой части конструкции сооружения или здания со стороны проектировщиков и строителей вполне понятно. | Сегодня буронабивные сваи выступают весьма востребованным видом конструкций, широко применяемых в самых разных сооружениях. Чаще всего, буронабивные сваи используют как элементы прочных и недорогих фундаментов, но к этому их функции не сводятся. | Для того, чтобы сэкономить и правильно поставить строительный фундамент, необходимо находить и правильно применять решения, дающие возможность уменьшить затраты на стройматериалы, но увеличить доступность и безопасность. | Сваи это специальные стержни, которые погружаются в грунт и служат опорой любого фундамента. Сваи могут быть: деревянными, металлическими и железобетонными. Выбор материала свай зависит от факторов эксплуатации строения. |
burss.ru
Лахта Центр – многофункциональный комплекс в Приморском районе Санкт-Петербурга
Для начала работ по созданию фундамента высотного здания специалисты должны подготовить соответствующий котлован.
Откопка котлована и устройство распорной дисковой системы в нем происходит внутри пятиугольника, выделенного красной границей.
Схема дисковой распорной системы в разрезе.
Дисковая распорная система удерживает стену в грунте от бокового давления грунта по мере откопки котлована. Это временная конструкция, она будет демонтирована в период сооружения коробчатого фундамента.
Откопка котлована с параллельным созданием удерживающей распорной системы началась в августе 2013 года.
Распорные крепления стен котлована применяют при его глубине более 4-5 м. Глубина котлована под здание башни «Лахта центра» — 17 м.
Особое внимание уделяется вопросу сохранности датчиков системы геотехнического мониторинга (провода изпод земли в центре фотографии). Для измерения возможных деформаций, возникающих в стволе свай, в 12 сваях установлено по 4 датчика на 7 уровнях. В 10 специальных скважинах глубиной 100 м установлены датчики измерения порового давления в грунтовом массиве и датчики измерения послойной деформации грунта.
Откапываются металлические двутавровые балки, ранее установленные в 50-ти из 264-х буронабивных свай. На них будут опираться железобетонные распорные диски.
Происходит сборка арматурного каркаса первого распорного диска.
Дно котлована остается сухим, и это позволяет работать монтажникам.
Перед заливкой диска в арматуру устанавливаются проходные гильзы диаметром 30 мм (они необходимы в дальнейшем при демонтаже (резке) диска с помощью троса с алмазным напылением), а также диаметром 400 мм для возможности подачи бетона на нижние диски и плиту фундамента.
Чтобы не допустить образования пустот в процессе бетонирования, рабочие выравнивают раствор, применяя специальную технику – глубинные вибраторы.
Бетон набирает прочность 28 суток, но уже через 48 часов становится достаточно прочным, чтобы работы могли продолжаться.
После создания первого распорного диска продолжаются работы по углублению котлована.
Проводятся работы по извлечению грунта из-под выполненного диска для создания следующего. Задействованы экскаваторы трех видов: миниэкскаваторы, которые извлекают грунт из-под диска; средние — подтягивают его к «длиннорукому» экскаватору, который поднимает грунт наверх.
Под готовым диском на двутавровых колоннах сварщики монтируют опорные столики для следующего диска — они зафиксируют бетонный диск на двутаврах.
Создается арматурный каркас для очередного диска.
Одновременно с работами по устройству распорной дисковой системы устраняются технологические неровности «стены в грунте».
Внешний вид котлована после создания четвертого распорного диска.
«Длиннорукий» экскаватор осуществляет выборку грунта и остатков бетонного боя. В общей сложности извлечено и вывезено на специальный полигон более 100 тыс. куб.м грунта. С помощью этого экскаватора также подается щебень для укладки на дно котлована.
Для обеспечения проектных характеристик сваи изготавливаются на 2 м выше отметки дна котлована (технологическая переливка). На фото — демонтаж технологической переливки свай.
Для демонтажа верхней части свай (технологической переливки) применяются дистанционно-управляемые манипуляторы.
Металлические двутавровые колонны, на которых держатся распорные диски, сохраняются.
Целостность проводов от датчиков в стволе свай обеспечивается на протяжении всех этапов работ. Во время эксплуатации здания данные о состоянии свайного поля с этих датчиков будут поступать в единую систему геомониторинга.
Идёт продувка пустотелых металлических труб, оставленных в буронабивных сваях. Затем в эти трубы опустят ультразвуковые датчики контроля состояния свай.
Выполнены работы по устройству «бетонной подготовки» толщиной 300 мм (5 распорный диск), в дальнейшем на этом диске будет осуществляться монтаж арматурного каркаса нижней плиты (толщиной 3,6 м) коробчатого фундамента.
www.lakhta.center
Стена в грунте
Метод «стена в грунте» предназначен для возведения заглубленных в грунт сооружений различного назначения. Сущность метода «стена в грунте» заключается в том, что стены заглубленных сооружений возводят в узких и глубоких траншеях, вертикальные борта которых, удерживаются от обрушения при помощи глинистой суспензии, создающей избыточное гидростатическое давление на грунт.
Буровые установки для данной технологии
Метод «стена в грунте» обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами строительства:
— возможность устройства глубоких котлованов в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений, что особенно важно при строительстве в стесненных условиях, а также при реконструкции сооружений;
— резко уменьшается, а в некоторых случаях отпадает необходимость в устройстве водопонижения или водоотлива; уменьшаются объемы земляных работ;
— отпадает необходимость в устройстве обратных засыпок и, следовательно исключаются неравномерные просадки полов и отмосток в процессе их эксплуатации;
— появляется возможность одновременно производить работы по устройству надземных и подземных частей зданий, что резко сокращает сроки их строительства;
— бесшумность метода строительства. Измерения показывают, что уровень шума при строительстве «стена в грунте» ниже обычного шума дорожного движения.
— Исключается понижение уровня грунтовых вод, так как бетон «стены в грунте» ограждает конструкцию от проникновения воды.
По периметру будущего котлована сооружается монолитная железобетонная направляющая стенка — форшахта. Она обеспечивает проектное направление, необходимую точность сооружения стены и предотвращает обрушение грунта в верхней части траншеи.
Разрабатывается траншея под стену. Разработка производится двухчелюстным гидравлическим грейфером. При разработке грунта траншея заполняется бентонитовым раствором, который предотвращает обрушение стенок.
Происходит подготовка выкопанной траншеи к бетонированию. Специально подготовленные арматурные каркасы переводятся в вертикальное положение и опускаются в траншею. После монтажа каркасов в траншею опускаются бетонолитные трубы с приёмными воронками.
Производится бетонирование стены, при этом вытесняемый бетонной смесью бентонитовый раствор откачивается насосом и подаётся на установку регенерации. Темп бетонирования составляет 20—30 м³/час.
Производится разработка грунта котлована и устройство крепления стены. Котлован разрабатывается ярусами.
Основными способами обеспечения несущей способности «стены в грунте» на горизонтальные нагрузки являются установка грунтовых анкеров, устройство распорной системы и сооружение нулевого цикла полузакрытым способом по схеме «сверху-вниз».
Способ «стена в грунте» наиболее приемлем при возведении фундаментов вблизи существующих зданий, так как при этом исключаются динамические воздействия на грунт (как при забивке свай), обеспечиваются минимальные притоки воды в котлован (поэтому не требуется выполнять глубинное водопонижение, опасное для окружающих котлован зданий) и гарантируется устойчивость грунтов оснований существующих фундаментов, поскольку стенка обладает достаточной жесткостью и прочностью.
Основным звеном этой технологии является разработка глубоких траншей без крепления стенок под глинистым раствором. Проходка таких траншей возможна в разнообразных и неблагоприятных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях: например, при наличии слабых глинистых грунтов, плывунов, при высоком уровне подземных вод без водопонижения и т.п.
Глинистый раствор представляет собой разбавленную суспензию бентонитовой глины, в которую вводятся некоторые добавки (измельченные минералы — барит, гематит, магнезит и др.) Эта суспензия обладает высокой устойчивостью и тиксотропными свойствами, т.е. частицы глинистого минерала монтмориллонита, составляющего главный компонент бентонитовой глины, не выпадают в осадок, а остаются во взвешенном состоянии неопределенно долгое время.
Вязкость суспензии падает в результате сотрясений. Суспензия в зависимости от концентрации глины и добавок (утяжелителей) обладает сравнительно высокой плотностью , поэтому она оказывает на стенки траншеи значительное давление, не воспринимаемое поровой водой окружающего грунта.
Это давление воспринимает активное боковое давление грунта, чем обеспечивается устойчивость стенок прорези траншеи. Подобный эффект сохраняется и в грунтах, обладающих высокой фильтрационной способностью, поскольку поры таких грунтов быстро заиливаются глиной раствора, утечка раствора из траншеи прекращается и суспензия воспринимает распор грунта.
Траншея в грунте, заполненная бентонитовой суспензией, представляет собой противофильтрационную завесу (она резко сокращает притоки воды в строительные котлованы) или разделительную конструкцию (последняя выполняет ту же роль, что и разделительный шпунт). Однако гораздо чаще траншея, заполненная суспензией, — лишь начальный этап производства работ. Ширина траншеи в зависимости от размеров ковша задается 0,5—1,5 м; глубина стенки — до 100 м.
После проходки очередного участка траншеи, проверяется вертикальность стен и производится подготовка траншеи для укладки бетонной смеси методом вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ). Для этого очищают дно траншеи и заменяют загрязненный глинистый раствор на свежий, после чего приступают к монтажу арматурных каркасов, размеры которых соответствуют размерам захваток траншеи. При этом в соответствии с конкретными условиями на одну захватку изготавливается либо один армокаркас или несколько. Для удобства и точности установки армокаркасы снабжаются по бокам металлическими полосами (салазками) шириной 30–50 мм.
Установка арматурного каркаса осуществляется с помощью стрелового крана грузоподъемностью 25–40 т на подготовленной захватке траншеи.
Свободно стоящая стена при одностороннем ее откапывании может иметь лишь ограниченную высоту. Поэтому в необходимых случаях применяют два типа креплений: распорное и анкерное (грунтовой анкер). Последний тип крепления представляет наибольший интерес как весьма прогрессивная и эффективная конструкция.
mcbund.ru
Стена в грунте — Энциклопедия нашего транспорта
Схема технологии «стена в грунте»«Стена в грунте» — специальная технология, благодаря которой становится возможным возведение подземных сооружений в тесном соседстве с существующими зданиями и сооружениями, и даже внутри действующих цехов. «Стена в грунте» позволяет выполнять ограждения котлованов в условиях плотной застройки и в непосредственной близости от коммуникаций. Зачастую, это единственное решение при возведении подземных объектов. Также она оптимальна в условиях реконструкции исторических памятников, при освоении подземного пространства ниже уровня грунтовых вод и для создания противофильтрационных завес в основании гидротехнических сооружений.
Этот тип ограждения изготавливается с извлечением грунта под защитой бентонитового раствора. Затем устанавливается арматурный каркас, и раствор замещается бетоном. Технология позволяет впоследствии использовать «стену в грунте» как несущую конструкцию, а также как конструкцию, исключающую доступ грунтовых вод в заглублённое эксплуатируемое сооружение.
Её применение максимально оправдано при строительстве крупных объектов. Порой «стена в грунте» является единственной подходящей технологией для строительства станции метрополитена или подземной автостоянки. Данный метод кардинально решает проблемы, с которыми сталкивается заказчик в центре города: узкие площадки строительных объектов, ограничение в движении, сохранение целостности строений, минимизация сброса сточных вод, обеспечение экологической безопасности.
Возможно применение неармированных «стен в грунте» для выполнения функции противофильтрационной диафрагмы, а именно:
- в теле и основании земляных плотин;
- в основании бетонных плотин;
- в теле и основании дамб верховых водоёмов ГАЭС, прудов-охладителей АЭС, по бортам каналов;
- по периметру отстойников и шлаконакопителей нефтеперерабатывающих, химических и металлургических предприятий;
- по бортам карьеров открытой добычи полезных ископаемых и крупных строительных котлованов вместо водопонижения.
Последовательность операций
- По периметру будущего котлована сооружается монолитная железобетонная направляющая стенка — форшахта. Она обеспечивает проектное направление, необходимую точность сооружения стены и предотвращает обрушение грунта в верхней части траншеи.
- Разрабатывается траншея под стену. Разработка производится двухчелюстным гидравлическим грейфером. При разработке грунта траншея заполняется бентонитовым раствором, который предотвращает обрушение стенок.
- Происходит подготовка выкопанной траншеи к бетонированию. Специально подготовленные арматурные каркасы переводятся в вертикальное положение и опускаются в траншею. После монтажа каркасов в траншею опускаются бетонолитные трубы с приёмными воронками.
- Производится бетонирование стены, при этом вытесняемый бетонной смесью бентонитовый раствор откачивается насосом и подаётся на установку регенерации. Темп бетонирования составляет 20—30 м³/час.
- Производится разработка грунта котлована и устройство крепления стены. Котлован разрабатывается ярусами.
Основными способами обеспечения несущей способности «стены в грунте» на горизонтальные нагрузки являются установка грунтовых анкеров, устройство распорной системы и сооружение нулевого цикла полузакрытым способом по схеме «сверху-вниз» (технология semi-top-down).
Преимущества
«Стена в грунте» предоставляет возможность в основном на большой глубине возводить конструкции торговых комплексов, объектов бытового обслуживания, автостоянок, складов, транспортных и инженерных тоннелей и коллекторов.
«Стена в грунте» служит не только ограждением глубоких котлованов, но также может быть одновременно капитальным фундаментом и стеной возводимого сооружения. Работы выполняются в условиях круглогодичного строительства.
В сравнении с давно известными способами ограждения строительных котлованов «стена в грунте» обладает рядом данных технических преимуществ:
- Возможность устраивать котлованы там, где обычные способы их крепления неэффективны или невозможны вовсе.
- Достаточно высокая водонепроницаемость.
- Высокая надёжность и возможность работы в сложных геологических условиях.
- Высокие темпы сооружения (до 200 погонных метров готовой стены в месяц на один станок).
- Полное отсутствие динамических колебаний грунта, что позволяет осуществлять строительство в непосредственной близости от существующих зданий и коммуникаций.
- Низкий уровень шума на всех этапах работ.
wiki.nashtransport.ru
Технология производства работ методом «стена в грунте»
В современных мегаполисах все чаще прослеживается тенденция к более рациональному использованию пространства и уплотнению застройки. Эти обстоятельства диктуют строительным компаниям определенные условия. На поверхности все меньше остается свободных площадок, что заставляет застройщиков прибегать к возведению подземных сооружений. Помимо прочего, существуют некоторые объекты, которые рациональнее возводить под землей. Сюда можно отнести большие склады, торгово-развлекательные комплексы, а также гаражи. Но подземное строительство является достаточно трудоемким процессом, которое предусматривает наличие определенного опыта и соответствующего оборудования у строительных компаний.
Решение описанной выше задачи может быть осложнено еще и тем, что почва бывает очень неоднородна, в ней могут быть пустоты разной величины, подземные водные течения. Иногда при обследовании территории для застройки выясняется, что породы достаточно слабые. Случается, что под землей находятся всевозможные тоннели инженерных систем, которые не нанесены на карту. При этом работать достаточно часто приходится в тесноте, так как фундаменты соседних зданий располагаются довольно близко к строительной площадке, а стены высотных построек не позволяют в полной мере развернуться стрелам кранов.
Решение вопроса строительства подземных сооружений
В зависимости от того, каковы гидрогеологические характеристики местности и насколько глубоко будут находиться помещения, подземное строительство может производиться одним из нескольких способов. Самыми распространенными считаются «стена в грунте», способ опускного колодца, а также открытый способ. Первая технология в современных реалиях довольно распространена и все еще продолжает стремительно набирать популярность, ведь с ее помощью можно решить задачу в стесненных условиях, не докучая фундаментам зданий, расположенных поблизости.
Принцип технологии
Стена в грунте выстраивается по довольно простому принципу, который предусматривает подготовку траншеи и выемку грунта. Далее в образованных пустотах сооружаются ограждающие конструкции, для этого, как правило, используется железобетон. Под защитой полученных систем оборудуются внутренние конструкции, например пол и остальные элементы.
Разновидности метода
Технология «стена в грунте» может быть разделена на несколько подвидов, как то: траншейный и свайный. Первый состоит в использовании монолитного бетона и железобетонных секций, с помощью которых формируется единая стена. Свайный способ предусматривает установку буронабивных опор, которые располагаются сплошным рядом. Они позволяют сформировать прочную ограждающую конструкцию. Какая бы технология ни была использована, она является более перспективной по сравнению с альтернативными методами возведения подземных сооружений. Ее целесообразно использовать и при реконструкции существующих зданий любого назначения.
Область применения
Стена в грунте может быть использована в том случае, когда есть необходимость возвести противофильтрационные завесы, тоннели метрополитена, гаражи, склады, подземные переходы, резервуары, всевозможные отстойники, автомобильные развязки, а также фундаменты зданий разного назначения.
Мокрый и сухой методы
Учитывая прочность грунта и уровень его влажности, строители могут выбрать мокрый или сухой метод сооружения. Последний не столь затратный, ведь для него нет необходимости подготавливать глинистый раствор. Однако к нему можно прибегать только в том случае, когда есть уверенность в прочности грунта и отсутствии подземных течений. Мокрая технология является идеальным решением для возведения крупных объектов в водонасыщенных неустойчивых грунтах. Если строительство сопровождается описанными условиями, то иногда возникает необходимость в дополнительном укреплении стен траншеи. В конечном счете получаются прочные и надежные помещения.
Тиксотропность
Когда обустраивается стена в грунте, технология может предусматривать использование мокрого способа, при котором важно такое понятие, как тиксотропность. Это свойство присуще глинистому раствору, который имеет способность восстанавливать первоначальную форму без механических воздействий. Благодаря этому правильно подобранная суспензия будет набирать прочность на этапе строительства и разжижаться от колебательных воздействий. Это позволяет страховать стены траншеи от деформации. Максимально высокие тиксотропные качества свойственны бентонитовым глинам.
Если рассматривать дополнительные характеристики таких растворов, то стоит обратить внимание на их водоотталкивающее качество. После затвердевания суспензии на поверхность стенок будет воздействовать гидростатическое давление, которое способствует образованию водонепроницаемой пленки. Ее толщина может изменяться в пределах от 1,5 до 5 миллиметров, этого достаточно для защиты сооружения от воды. Глинизация стенок позволяет экономить на водопонижении забивки шпунта. В этом состоит одно из множества преимуществ описываемой технологии.
Применяемое оборудование
Когда создается стена в грунте, технология предусматривает использование соответствующего оборудования. Оно позволяет вырыть траншею. Для этого наиболее часто используется устройство непрерывного действия. Похожие результаты способен демонстрировать и циклический подход. Для формирования траншеи обычно используются землеройные машины, а именно: ковшовые, струговые, фрезерные установки, драглайны, буровые установки вращательного и ударного бурения, грейферы, а также обратные лопаты. Перечисленного оборудования окажется вполне достаточно для получения стены в грунте, которая может быть углублена на 100 метров. Условия при этом могут быть совершенно разными. Способ «стена в грунте» наиболее часто предполагает, что ширина траншеи будет равна пределу от 1 до 1,5 метра. В некоторых случаях составляются проекты, в которых ширина достигает 2 метров.Случаи нецелесообразности методов
Бесспорно, описываемая технология обладает множеством плюсов, однако можно выделить ситуации, когда использование метода нецелесообразно. Строительство «стена в грунте» не производится при наличии в почве сильных подземных течений, при рыхлом грунте, а также при нахождении полуразрушенной каменной кладки на участке. Не следует использовать технологию, когда имеют место металлические острова, а также крупные обломки бетона. Когда в почве есть пустоты и полости, тоже не следует начинать работы по описываемой технологии.
Противофильтрационные завесы
Манипуляции по созданию противофильтрационных завес можно считать максимально простыми. Их выполняют с применением тяжелых и твердых глин, а также монолитного бетона. Назначение завес состоит в том, чтобы защитить объект от воды. Наиболее часто такие элементы используются при оборудовании плотин и рытье котлованов. В последнем случае завесы необходимы для исключения проникновения воды в полость. Перед рабочими не встанет задача понижения уровня подземных вод, что является достаточно трудоемкой процедурой. Если проводить сравнение завеса с понизительными установками, то последние действуют временно, пока ведутся работы. Конструкциям при наличии завес не будут страшны самые мощные потоки подземных вод.
Параметры захватки
Прежде чем будет выстраиваться фундамент «стена в грунте», нужно рассчитать длину захватки. На этот параметр будут влиять некоторые факторы, среди них:
- устойчивость траншеи;
- конструктивные особенности и функциональное назначение сооружения;
- вид техники, которая используется для разработки траншеи;
- расчетная интенсивность бетонирования.
Технология проведения работ
Возведение стены в грунте начинается с бурения скважины, после подготавливаются траншеи, которые одновременно заполняются раствором. Следующим шагом станет монтаж арматурных каркасов, а также бетонолитной трубы. Заключительные манипуляции предусматривают вытеснение глинистого раствора с помощью подачи бетонной смеси посредством вертикально перемещаемой трубы. Траншеи могут разрабатываться на всю длину или по отдельным участкам. Арматурные каркасы имеют в основе стальные стержни с рифлением. Полученная система должна быть меньше на 12 сантиметров по сравнению с шириной траншеи. Элементы смачиваются в воде перед установкой, поскольку это уменьшает объем налипающей глины и увеличивает сцепление с бетоном.
Бетонирование
Сооружение стены в грунте предполагает бетонирование, которое осуществляется методом перемещаемой трубы. Последняя имеет диаметр в пределах от 270 до 300 миллиметров, тогда как толщина стенок равна 10 миллиметрам. Учитывая объем трубы, подбирается горловина, а пыжи могут быть выполнены из мешковины.
Ограничители захватки
Устройство стены в грунте может предполагать углубление траншеи на 15 метров или меньше. При этом следует использовать трубы, диаметр которых на 50 миллиметров меньше ширины траншеи. Через 5 часов после бетонирования элементы необходимо извлечь, а полученные полости заливаются смесью. Если же глубина траншеи больше упомянутого параметра, то возникнет потребность в установке ограничителя. Его задачу выполняет металлический лист, который укрепляется к арматурному каркасу. Полотно можно усилить, приварив к нему балки.
Увеличение производительности
Когда метод «стена в грунте» используется в процессе строительства довольно крупного объекта, а длина захватки больше 3 метров, может возникнуть необходимость в подаче бетонной смеси огромных объемов. В этом случае она поступает по трубам, а для более быстрой и простой укладки пластичность раствора повышается пластификаторами. Состав заливается таким образом, чтобы его поверхность перекрывала всю конструкцию на 10 сантиметров. Это требуется для того, чтобы была возможность впоследствии снять загрязненный слой бетона, ведь он будет иметь большое количество глины. Уплотнение нужно будет произвести с помощью специального оборудования, которое укрепляется на бетонолитной трубе. Если ее длина больше 20 метров, то рекомендуется применить два вибратора.
Те трубы, которые будут находиться на границе захваток, всегда извлекаются. Важно правильно определить время извлечения. Если сделать это слишком рано, то кромки оболочки могут оказаться повреждены. При слишком позднем извлечении труба может застрять между бетоном и грунтом. Для того чтобы исключить подобные процессы, довольно часто применяется листовое железо вместо трубы, с помощью которого можно создать неизвлекаемые прочные перемычки. Их необходимо приварить к арматурным каркасам. Для предохранения устья траншеи от деформации и осыпания нужно обустроить форшахту, которая представляет собой оголовок траншеи.
О давление грунта
Если необходимо узнать, каково давление грунта на стену на глубине z, то можно воспользоваться следующей формулой: PR = PS + PQ, где PS – это интенсивность бокового давления на обозначенной глубине от своего веса грунта с учетом напластования слоев, действия воды, а также эффективного сцепления; PQ – это интенсивность бокового давления на упомянутой глубине от нагрузок на поверхности. Если по проекту форшахта находится на специально сформированной отсыпке выше поверхности земли, то значение принимается со знаком минус.
fb.ru
| В настоящее время все большую популярность по возведению фундаментов и заглубленных сооружений находят подходы с применением методов «стена в грунте» и бурением со шнековым буром непрерывного действия (CFA). “Стена в грунте” — разработка глубоких узких траншей под глинистым раствором с последующим заполнением их монолитным бетоном или железобетоном. Выполненная таким образом стена в грунте одновременно является ограждающей и несущей конструкцией подземного сооружения, что позволяет использовать данный метод в следующих областях:
Сваи по технологии CFA — бурятся шнековым буровым станком. Данный метод бурения дает возможность осуществлять экскавацию самых различных грунтов, сухих или перенасыщенных водой, свободных или связанных, а также проникать через маломощные формации мягкого грунта, как, например, тяжелые суглинки, известняки, песчаники и т.д. Работа системы не сопровождается ни ударами, ни вибрацией; кроме того, это очень надежное оборудование – оно апробировано согласно требованиям законодательства, что делает CFA самым удобным методом закладки свай при строительстве, выполняемом в центрах городов. Такое сооружение свай позволяет работать близко к существующим конструкциям. Кроме того, такая экскавация не требует применения бентонитового бурового раствора, что означает уменьшение требований к условиям и пространству на строительной площадке, отсутствие опасности загрязнения бентонитом и, как следствие, упрощение всех проблем, связанных с утилизацией выбранных материалов. Компания ООО «РамГеоСтрой» обладает достаточным опытом в проведении вышеуказанных работ, имеет в наличии строительные комплексы, укомплектованные профессиональными операторами, собственную ремонтно-производственную базу для реализации строительных проектов — устройство фундаментов методом «стена в грунте», буронабивных свай и непрерывного шнека.. |
r-g-c.ru