Сущность метода «стена в грунте». Материалы и оборудование. Анкерные устройства

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 грунтовое ядро, устраивают днище и воз­двигают внутренние конструкции.

В отечественной практике применяют несколько разновид­ностей метода «стена в фунте»:

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

• траншейный, выполняемый сплошной стеной из моно­литного 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.

Применяемые материалы и оборудование: в водонасыщенных неустойчивых грунтах, обычно требующих закрепления стенок траншей от обрушения грунта в процессе его разработки и при укладке бетонной смеси применяется мокрый способ. При этом спо­собе в процессе работы землеройных машин устойчивости сте­нок выемок и траншей достигают заполнением их глинистыми растворами (суспензиями) с тиксотропными свойствами. Наилучшими тиксотропными свойствами (спо­собность загустевать в состоянии покоя и предохранять стенки траншей от обрушения, но и разжижаться от колебательных воздействий) обладают бенто­нитовые глины. Сущность действия глинистого раствора заклю­чается в том, что создается гидростатическое давление на стен­ки траншеи, препятствующее их обрушению, кроме этого на стенках образуется практически водонепроницаемая пленка из глины толщиной 2...5 мм. Глинизация стенок выемок позволяет отказаться от таких вспомогательных и трудоемких работ, как забивка шпунта, водопонижение и замораживание грунта.

При отрывке траншей используют оборудование цикличе­ского и непрерывного действия; обычно ширина траншей со­ставляет 500... 1000 мм, но может доходить до 1500...2000 мм.

Станки и механизмы для разработки траншей:

1. Буровые установки вращательного действия с погруж­ным приводом породоразрушающего инструмента.

2. Буровые установки вращательного действия с располо­женным на поверхности приводом породоразрушающего ин­струмента.

3. Буровые установки ударного и ударно-вращательного действия.

4. Установка с породоразрушающим инструментом скреб­кового типа — экскаваторы-драглайны, скребковые траншее­копатели, экскаваторы с обратной лопатой, грейферные уста­новки, гидравлический траншеекопатель и др.

5. Установки для забивки или вибропогружения шпунта и последующего его извлечения.

Буровое оборудование позволяет устраивать «стену в грун­те» в любых грунтовых условиях при заглублении до 100 м.

Арматура «стены в грунте» представляет собой пространст­венный каркас из стали периодического профиля, который должен быть уже траншеи на 10...12 см. Арматурный каркас стены, кроме продольных (вертикальных) ра­бочих стержней и поперечной (горизонтальной) арматуры, со сторон, обращенных к стенам траншеи, включает фиксаторы, обеспечивающие защитный слой бетона. В качестве рабочей применяют арматуру только периодического профиля из стали класса А-II или А-III. Для поперечной конструктивной и монтажной арматуры допускается применение стали класса А-I. Перед опусканием арматурных каркасов в траншею стержни целесообразно смачи­вать водой для уменьшения толщины налипаемой глинистой пленки и увеличения сцепления арматуры с бетоном.

В связи с тем, что бетонную смесь для стен в грунте укла­дывают методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) или бетононасосами, прочность бетона, уложенного под слой глинистой суспензии, принимают на 10 % выше требуемой по проекту при марке бетона не ниже 200. Бетонирование осуществляют методом вертикально переме­щаемой трубы с непрерывной укладкой бетонной. Бетонолитные трубы — металлические трубы диаметром 250...300 мм, толщина стенок 8...10 мм, горловина — на объем трубы, съемный клапан ниже горловины, пыжи из мешковины.

При испо­льзовании виброуплотнения вибраторы укрепляют на нижнем конце бетонолитной трубы. При трубах длиной до 20 м при­меняют один вибратор, длиной до 50 м — два вибратора.

Анкерные устройства. Раскрепление стенок производится постановкой распорных конструкций или анкерных устройств. Распорные конст­рукции занимают много места внутри сооружения и мешают произ­водству работ. Поэтому анкерные устройства применяются как вре­менные приспособления, а также как постоянный конструктивный элемент сооружения. 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). Натяжение стержня анкера производится гидравличе­ским домкратом, с превышением в 1,5 раза расчетного рабочего уси­лия.

30,31. Возведение инженерных сооружений из монолитного жб методом «стена в грунте»

Возведение стен в грунте из монолитного железобетона включает следующие процессы: монтаж ограничителей сек­ций-захваток; очистку дна траншеи от осадков загрязненной суспензии и замену ее свежей; монтаж арматурных каркасов со сдачей секции по акту для бетонирования; монтаж бетоноукладочного оборудования; укладку бетонной смеси; уст­ройство стыков между секциями; уход за уложенным бето­ном.

Перед заменой загрязненной суспензии свежей устанав­ливают ограничитель захватки. Очищают от осадка и заменяют зашламованную (шлам – примеси разработанной породы грунта) суспензию чистой только в пределах захватки, после чего устанавливают армокаркас.

Блок, подготовленный для бетонирования, сдают по акту.

Секцию-захватку, принятую по акту, бетонируют в срок, который не должен превышать: при слабых водонасыщенных грунтах — 1 сутки; при грунтах средней плотности — 2 суток. Перед установкой в блок бетонирования проверяют герметич­ность стыков бетонолитной трубы, собранной на горизонталь­ной площадке, заполняя ее водой, затем трубу опускают кра­ном в траншею в оставленные для нее вертикальные проемы в армокаркасе и соединяют быстроразъемным стыком с бунке­ром-воронкой.

Перед началом бетонирования секции-захватки из бетонолитной трубы удаляют глинистую суспензию. Для этого через ее верхний конец вводят пропитанный известковым или цементным раствором, а для длинных труб — солидолом, пыж в виде шара из пакли, обшитой мешковиной такого же диа­метра как труба. Затем горловину воронки закрывают клапа­ном-крышкой.

Для непрерывного бетонирования секции-захватки сле­дует восстановить нормальный уровень бетонной смеси в бун­кере-воронке, после этого медленно поднимать бетонолитную трубу, одновременно загружая бетонной смесью бункер-воронку с тем, чтобы уровень последней не опускался ниже горловины бункера. При быстром падении уровня бетонной смеси в во­ронке бетонолитную трубу вместе с воронкой опускают для уменьшения скорости движения бетонной смеси по трубе.

При бетонировании необходимо выполнять следующие условия: бетонолитная труба по всей длине должна быть запол­нена бетонной смесью;

нижний конец бетонолитной трубы должен быть заглублен в бетонную смесь не менее чем на 2 м. Увеличение заглубления трубы улучшает качество бетона; пе­рерывы в бетонировании должны составлять не более часа ле­том и 30 мин. зимой.

Глинистую суспензию, вытесняемую бе­тонной смесью из захватки, отводят самотеком по специаль­ной траншее или лотку, откачивают насосом в соответствую­щую захватку или запасную емкость.

Процесс механизируется с помощью следующих видов оборудо­вания: механизм для разработки грунта; растворосмеситель для приготовления бентонитового раствора (суспензии); насос для перекачки раствора и ёмкости для хранения запаса раствора; установка для "омолаживания" раствора; компрессор и др.

Особенности бетонирования стен в грунте зимой

При составлении ППР для строительства монолитных стен методом “стена в грунте” в зимних условиях при температуре -15°С предусматривают:

- утепление оборудования для приготовления, перекачки и очистки глинистой суспензии;

- подогрев глинистой суспензии не выше 60° С;

- укрывание утепленными щитами разработанных участ­ков траншей;

- обогрев верхней части стены в пределах глубины при­мерзания грунта на период твердения в них бетона.

Бетонирование ведут подогретой бетонной смесью. Тем­пература ее в момент укладки должна быть не ниже +5°С.

Верхнюю часть стены в период твердения и приобретения бетоном прочности утепляют опилками или шлаком.