Технология устройства шпунтовых ограждений. Извлечение шпунта. Производство работ в стесненных условиях городской застройки

При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляются к откосам и стенкам выемок. Необходимость их крепления, а также конструкции крепления зависят от гидрогеологических условий и конструкции подземной части возводимого сооружения.

1. Вертикальные стенки в грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод допускаются без крепления: при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м, в супесях -1,25 м, в суглинках и глинах - 1,5 м, в особо плотных грунтах -2 м.

2. При больших глубинах для предотвращения обвалов и оползней стенок выемок устраивают откосы, параметры которых определяются и регламентируются СНиПом.

3. Для уменьшения объемов земляных работ, а также в случаях, когда разработка выемок с откосами невозможна из-за стесненности площадки или наличия грунтовых вод, устраивают выемки с вертикальными стенками.

Шпунтовое ограждение является наиболее надежным, но и самым дорогим из существующих способов. Применяют шпунт при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений.

(Телеченко)Шпунт используют шпунта для защиты котлованов и траншей от грунтовых вод, организации противофильтрационных завес и перемычек в строительстве гидротехнических и других сооружений. Шпунт забивают до разработки выемок, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние за ее пределами.

Шпунт, металлический или деревянный, забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2...3 м (величина расчетная), чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за пределами выемки. В качестве металлических стоек используют прокатные профили (швеллер, двутавр, трубы) или специально выпускаемый прокат (другое название –шпунтины):

типы стальных шпунтов

11 - плоский шпунт, 12 - шпунт типа "Ларсен", 13 - Z-образный шпунт

Шпунт «Ларсен»: длинные (до 34 м), но узкие (до 80 см) металлические профили с замками (шпунтами), позволяющие соединять один профиль с другим вертикально для создания герметичной металлической стены в грунте. Шпунты при забивке дизельными молотами или вибропогружателями, переворачивают друг относительно друга на 180° (если смотреть в профиль) и соединяют, вставляя один шпунт в боковой паз (замок) соседнего. Полностью собранная конструкция представляет собой кольцо или длинную стальную ограду (шпунтовую стенку) и не пропускает даже воду.

Шпунт может быть сплошным в виде единой стенки (представляет собой ряд стоек (свай или шпунтин), погруженных вплотную друг к другу), если шпунт прерывистый, то между стойками по мере отрывки котлована забивают деревянную забирку - щиты, отдельные доски, брусья.

Сплошные шпунтовые ограждения представляют собой стенки из предварительно погруженных в грунт стальных или деревянных шпунтин. Последние снабжены специальными замковыми приливами (пазами, гребнями), благодаря которым достигается взаимное соединение отдельных пластин в сплошную стенку, воспринимающую боковое давление грунта. При этом шпунтины погружаются в грунт ниже подошвы выработки на величину, зависящую от предлагаемого способа восприятия нагрузки стенками.

Применяется 3 варианта закрепления шпунтовых сплошных стенок: консольное, с помощью распорок и анкерное;

Свайное шпунтовое ограждение сооружаются следующим образом. Сначала по периметру будущего котлована в грунт с определенным шагом погружаются сваи, как правило металлические таврового или двутаврового сечения. По мере отрывки котлована за полки профиля заводятся доски в виде сплошной или сквозной стенки. Они воспринимают боковое давление грунта и предают его на сваи. Сваи обычно имеют анкерное крепления и попарно в противоположных стенках раскрепляются распорками. Иногда при малой глубине котлованов, сваи не раскрепляют распорками и они работают как консоли.

Существующие схемы крепления стенок выемок:

1. Консольное крепление Консольные крепления устраивают для обеспечения свободного пространства внутри выемки в стесненных условиях. Консольные крепления представляют собой стенку (рис.1, г) или опоры (рис.1, д), нижняя часть которых защемлена в грунте.

Г.-консольное

8 - шпунтовая стенка

Д.-консольное из буронабивных свай

9 - буронабивная свая, 10 - буронабивная свая в обсадной трубе

2. Анкерные крепления. Установка анкеров и их соединение со шпунтовым ограждением осуществляется по мере отрывки котлована до глубины размещения очередного ряда анкеров.Для восприятия опрокидывающих моментов, возникающих от действия грунта на шпунтовые, свайные и другие ограждения выемок, применяют анкерные устройства (грунтовые анкеры). Анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25°. Основная деталь анкера - растягиваемый элемент (тяга) выполняется из металла. Анкерную тягу одним концом крепят к конструкции стенки, а другим — в грунтовой массив за пределы возможной призмы обрушения и закрепляют там при помощи инъецируемого в грунт раствора.

1. Грунтовой анкер устраивают следующим образом. После разработки котлована до определенной отметки под углом к горизонту забуривают скважину часто применяя при этом обсадные трубы. Тягу заводят в скважину, после чего в нее инъецируют раствор, замоноличивая анкер по всей длине или только в нижней его части. Когда раствор затвердеет, анкер натягивают. Рис. Б1

Б1.-анкерное с забуривнием скважин

7 - грунтовой анкер, 8 - шпунтовая стенка

2. На уровне дна котлована или траншеи вдоль стенок забивают с шагом 1,5...2,0 м (в зависимости от глубины котлована и влажности грунта) стойки на глубину 0,5... 1,0 м ниже уровня дна котлована. Эти стойки на уровне верха котлована оттягивают анкерными тягами в виде двух пластин, на расстояние, превышающее угол естественного откоса и прикрепляют эти пластины к наклонно забитому анкеру. За установленными и закрепленными стойками укладывают щиты или дощатую забирку. Анкерные тяги несколько заглубляют в грунт, чтобы они не мешали передвижению людей по бровке котлована. Такое крепление устраивают в процессе разработки грунта или после устройства выемки в зависимости от устойчивости грунта. Тяги выполняют из металла или в виде деревянных схваток. Рис.Б2

Б2- анкерное

5 - свая

2 - забирка из досок

1 – стойка

6 - анкерная тяга

3. Распорное крепление применимо для узких траншей, или при ширине котлованов до 15 м.

глубиной 2...4 м в сухих и маловлажных грунтах и состоит из вертикальных стоек, дощатых (сплошных или несплошных-с прозорами) щитов и распорок, прижимающих стойки и щиты к стенкам траншеи.

Ж - распорное с горизонтальными щитами с прозорами

2 - забирка из досок

1 – стойка

14 – распорка

Вместо деревянных стоек и раскосов используют стальные трубчатые стойки и телескопические распорки, длина которых изменяется за счет вращения винтовых муфт. Эти инвентарные распорные рамы эффективны ввиду их малой массы, легкого монтажа и демонтажа. Металлические трубчатые стойки по высоте имеют отверстия для крепления распорок.

И - инвентарная трубчатая распорная рама

15 - стойка распорной рамы, 16 - распорка, 17, 18 - наружная и внутренняя трубы, 19 - поворотная муфта

4. При отрывке широких котлованов ожжет применяться подкосное крепление вертикальных стенок.. Применяются при креплении стен широких котлованов, когда невозможно применять другие типы крепления. Недостатком такого крепления является то, что подкос затрудняют производство последующих работ в котловане.

Крепление состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, раскрепленными подкосами с защемлением с помощью упоров. Вертикальные стойки приобретают устойчивость за счет наклонных подкосов и горизонтальных распорок, при этом получившийся треугольник устойчив от скольжения благодаря забиваемым наклонным анкерам в угле соединения распорки и подкоса.

А.-подкосное

1 - стойка, 2 - забирка из досок, 3 - подкос, 4 -бобышка, 5 – свая (клин-анкер)