21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

14.06.2016

Способом «стена в грунте» сооружаются подпорные стены, стены заглубленных сооружений, фундаменты под тяжелые здания и сооружения, а также противофильтрационные завесы (рис. 4.13). Этот способ наиболее рационален при строительстве в сложных гидрогеологических условиях и высоком УГВ в городских условиях вблизи существующих зданий.
Способ «стена в грунте» основан на применении глинистого раствора для удержания в вертикальном положении стен траншей при их разработке и последующем заполнении бетонной смесью, сборными железобетонными конструкциями или противофильтрационными материалами.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

Способ особенно эффективен при заглублении стен в водоупорные грунты, что позволяет полностью отказаться от водоотлива или водопонижения. Наиболее рационально его использование в нескальных песчаных, гравелистых, глинистых грунтах, но возможно применение и в полускальных породах (слабосцементированных песчаниках и конгломератах, алевролитах, аргиллитах и т.п.).
Первым этапом сооружения стены в грунте является устройство форшахты (рис. 4.14), которая служит направляющей для землеройной машины и обеспечивает устойчивость стенок в верхней части. Форшахту обычно устраивают в траншее, откопанной по оси будущей стены на глубину 70-80 см. Основание траншеи выравнивают и уплотняют, после чего устанавливают щиты опалубки, укладывают арматуру и бетонируют форшахту. При высоком уровне грунтовых вод для устройства форшахты насухо производят подсыпку песчаным грунтом.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

В промежутке между направляющими форшахты на полную глубину (до 30-50 м) откапывается траншея, отдельными захватками длиной 4-6 м. Разработка грунта в траншеях ведется плоскими двухчелюстными грейферами на канатной подвеске (рис. 4.15), штанговыми грейферами (рис. 4.16), экскаваторами типа обратная лопата с удлиненной стрелой и узким ковшом. Это машины циклического действия.
Применяются также машины непрерывного действия, к которым относятся грунтовые фрезы (рис.4.17). В таких механизмах грунт разрабатывается вращающимися фрезами, перемешивается с глинистым раствором и в виде пульпы эрлифтом выдается на поверхность. Такое оборудование обладает более высокой производительностью.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

Для обеспечения устойчивости стен захватки по мере углубления в нее подливается тиксотропный глинистый раствор (суспензия). Уровень раствора должен постоянно поддерживаться выше уровня грунтовых вод. При этом исключаются фильтрация воды из грунта в траншею и возможная суффозия, а глинистый раствор фильтруется в грунт. Однако в результате кольматации грунта частицами глины на стенке быстро создается практически водонепроницаемый слой, и расход раствора на фильтрацию невелик. Исключение составляют крупнообломочные грунты с незаполненными пустотами. В таких грунтах расход раствора будет большим, что может препятствовать применению способа «стена в грунте». После откопки захватки на полную глубину она заполняется материалом, из которого возводится стена. Вместе с грунтом на поверхность из траншеи в больших количествах попадает глинистый раствор, который после очистки от грунта подается обратно в траншею.
Если методом «стена в грунте» сооружается противофильтрационная завеса и устойчивость стен траншеи обеспечивается при достаточно большой длине обнажения, то работы по откопке траншеи и заполнению ее противофильтрационным материалом можно совместить. Для заполнения траншей при устройстве противофильтрационных завес применяются бетон, глиноцементный раствор, комовая глина, заглинизированный грунт. Допустимые градиенты напора для этих материалов в завесах составляют 200, 150, 50 и 30 м/м соответственно.
Глинистые растворы лучшего качества получаются из монтмориллонитовых глин. В кристаллической решетке монтмориллонита кислородная поверхность одного слоя контактирует с такой же поверхностью соседнего слоя, поэтому связь между слоями слабая. Благодаря этому молекулы воды легко проникают в пространство между слоями, увеличивая расстояние между ними почти в 15 раз. Монтмориллонитовая глина способна образовывать устойчивую суспензию желеобразной консистенции, тиксотропную, то есть разжижающуюся при механическом воздействии.
Гидрослюдистые, а тем более каолинитовые глины образуют менее устойчивые суспензии, которые в спокойном состоянии довольно быстро расслаиваются, что не только ухудшает условия обеспечения устойчивости стен траншеи, но при образовании плотного осадка может привести к появлению крупных глинистых включений при бетонировании стены.
Однако монтмориллонитовые глины дефицитны и дороги, поэтому для приготовления глинистых растворов стремятся использовать местные каолинито-гидрослюдистые глины, обогащая их при необходимости монтмориллонитом. Используемые для приготовления раствора глины должны содержать не менее 10 % частиц размером до 0,001 мм, не менее 40 % - частиц размером до 0,005 мм, иметь число пластичности не менее 0,2 и влажность на границе раскатывания не менее 0,25. Глинистые растворы характеризуются рядом показателей: плотностью, водоотдачей, стабильностью и другими, которые определяются на специальных передвижных лабораторных установках.
Плотность глинистого раствора показана в табл. 4.1. Максимальная плотность растворов - до 1,4 г/см3.
Улучшить показатели качества глинистых растворов можно путем обработки их кальцинированной содой (Na2CO5) в количестве 0,2-0,5 % от веса глины, карбоксиметилцеллюлозой, силикатом натрия (жидкое стекло). В случае необходимости применения раствора большой плотности в него добавляют утяжелители - молотый барит или окись железа.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

Для предотвращения больших потерь (ухода) растворов в крупнозернистых грунтах в раствор добавляют молотый асбест (40-50 кг на 1 м раствора). Асбест повышает кольматирующую способность раствора.
Следует применять растворы с минимальным удельным весом, обеспечивающим устойчивость траншеи и кольматацию грунта. В непроницаемых глинах и суглинках можно вести работы с использованием чистой воды.
Если при выбранном удельном весе раствора устойчивость стен траншеи не обеспечивается, то следует повышать уровень раствора в траншее путем подсыпки территории, наращивания форшахты, или уменьшать величину захватки.
Глина для приготовления раствора применяется в виде порошка или комовая. Глина смешивается с водой на специальных гидравлических или механических смесителях производительностью 20-70 м /ч. Для подачи раствора в траншею используются специальные грязевые насосы.
Для предотвращения расслаивания раствора в траншее его рекомендуется время от времени продувать сжатым воздухом, подаваемым по трубам диаметром 50-100 мм.
При гидротранспорте грунта, разработанного в траншее, обычно применяются эрлифты, для надежной работы которых требуется глубина погружения более 7-8 м. При меньшей глубине для откачки зашламованного раствора используются специальные насосы.
Если позволяет место и грунтовые условия, вблизи откапываемой траншеи устраивается емкость - отстойник, куда направляется откачиваемый из траншеи раствор со шламом. После отстоя шлам направляется в отвал, а раствор возвращается в траншею. Если места для устройства отстойника нет, или его устройство ухудшит устойчивость стен траншеи, очистку раствора от шлама производят на виброситах (крупные фракции) и гидроциклонах.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

При бетонировании для предотвращения попадания бетонной смеси из бетонируемой захватки в следующую между захватками устанавливаются разграничители. Роль разграничителя может играть железобетонный столб либо инвентарная труба, извлекаемая после твердения бетона в захватке перед бетонированием следующей захватки. Применяются и другие конструкции ограничителей, например, стальные диафрагмы, привариваемые к арматуре, которая опускается в захватку.
Арматура стены, свариваемая в каркасы, опускается в глинистый раствор перед бетонированием захватки. Бетонирование ведется методом вертикально перемещающейся трубы.
Наряду с монолитными железобетонными строятся сборные стены из панелей размером на одну захватку (рис. 4.19). К преимуществам сборных стен относятся: высокое качество поверхности стены, лучшая водонепроницаемость, возможность устройства стен с выступами, окнами для пропуска анкеров, закладными деталями для крепления перекрытий.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

Стыки между панелями должны служить направляющими при их опускании, а после заполнения тампонажным раствором пространства между панелями и стенами траншеи - обеспечивать герметичность. В качестве тампонажного материала может использоваться специальный цементо-глинисто-песчаный раствор, который должен в период укладки быть жидким, а после твердения иметь прочность не ниже прочности окружающего грунта, легко сниматься с внутренней стороны панелей при откопке котлована, быть водонепроницаемым.
В состав тампонажного раствора входят 12-14 % жирной глины (желательно бентонита) от массы цемента и до 0,5 % сульфатноспиртовой барды (ССБ) или сульфатно-дрожжевой бражки (СДБ).
Возведение стен в грунте небольшой глубины возможно путем устройства сплошного ряда секущихся свай, причем бурение каждой последующей скважины производится либо после начала схватывания бетона в предыдущей, либо после опускания в предыдущую скважину лидерной направляющей трубы, извлекаемой перед бетонированием (рис. 4.21). Если в средней части возводимого подземного сооружения предусмотрены колонны для опирания перекрытий, их возводят как буронабивные сваи одновременно с возведением ограждающих стен.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

По мере извлечения грунта из котлована, ограниченного стенами, монтируются перекрытия или устанавливаются анкеры, воспринимающие силы давления грунта.
Стены в грунте стремятся погрузить на 2-3 м в водонепроницаемый слой грунта даже ценой значительного (на 5-10 м) увеличения глубины стены по сравнению с необходимой. При этом часть стены ниже днища подземного сооружения, играющая роль противофильтрационной завесы, выполняется без армирования из соответствующих материалов.
При врезке стен в водоупор извлечение грунта из огражденного стенами котлована ведется в сухих условиях без водоотлива. Лишь в крайних случаях при строительстве способом стена в грунте применяют водопонижение или разрабатывают грунт подводным способом.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

При откопке траншей под глинистым раствором в грунте, примыкающем к стене, образуется тонкий закольматированный слой, обеспечивающий надежную гидроизоляцию стены.
Днище сооружений, возводимых способом стена в грунте, имеет такую же конструкцию, как и у опускных колодцев, включая гидроизолирующий слой.
Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»