• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ЛЕКЦІЯ 3

ТЕХНОЛОГІЯ ЗВЕДЕННЯ ПІДЗЕМНИХ СПОРУД МЕТОДОМ “СТІНА В ГРУНТІ”

ВИБІР МЕТОДІВ

КЛАСИФІКАЦІЯ СПОРУД

ВЛАШТУВАННЯ СПОРУД ІЗ ЗБІРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

ВЛАШТУВАННЯ СПОРУД В МОНОЛІТНОМУ ВАРІАНТІ

ВЛАШТУВАННЯ СПОРУД ЗА ДОПОМОГОЮ УНІВЕРСАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ

КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ І ОХОРОНА ПРАЦІ

Інтенсивний розвиток сучасних міст потребує збільшення територій під забудову. Недостатня їх кількість вимагає від інвесторів і будівельників залучати значні площі підземного простору розташованих поряд або під існуючими спорудами та мережами. Разом з тим, виконання земляних робіт вимагає значних зусиль як по організаційно-технічній підготовці майбутнього будівельного майданчика так і під час проведення робіт.

Основними задачами під час виконання організаційно-технічної підготовки будівництва є забезпечення об’єктів проектно-кошторисною, проектно-технологічною документацією і відведення в натурі майданчика. Під час розробки проектно-кошторисної документації генеральним і субпідрядним проектувальниками необхідна достовірна інформація про стан ґрунтів будівельного майданчика та основ і фундаментів розташованих поряд будинків і споруд.

Вибір методів виконання робіт залежить від багатьох факторів:

- наявність існуючих будинків і споруд поблизу будівельного майданчика;

- рівень ґрунтових вод;

- забезпечення будівництва тимчасовими і постійними дорогами та інженерними мережами;

- розмірів котловану.

Найбільш відомим методом виконання робіт в особливо стислих умовах при наявності щільної забудови є метод “стіна в ґрунті”. Суть методу в тому, що до початку виконання робіт по розробці ґрунту виконують огороджуючу залізобетонну конструкцію, яка в подальшому, крім захисного водонепроникного екрану, відіграє роль підпірної стінки або фундаменту майбутньої споруди. Дана конструкція повинна бути розрахована на вертикальні, горизонтальні та інші навантаження.

Під час розробки ґрунту механізованим способом в траншею подається глиниста суспензія, яка змащує відкриту поверхню виїмки. Крім звичайного розпірного навантаження від стінок виїмки, вона проникає в пори і утворює шар із глини по поверхні ґрунту. Це дає можливість утримувати вертикальні стінки від руйнації та осипання і утримувати їх до заповнення траншеї бетонною сумішшю.

За своїми характеристиками, суспензія має значно більшу щільність та гідростатичний тиск ніж ґрунтова вода, через що, не дає можливості потрапляти воді до виїмки.

Крім того, пори ґрунту заповнюються глинистою суспензією, тобто, відбувається її фільтрація в ґрунт.

Класифікуються стіни за наступними показниками:

1. По методам розробки ( сухий, вологий ).

2. По видам подальшого навантаження, експлуатації (підпірна стінка, фундамент).

3. По методам виконання робіт (без підсилення стінок виїмки конструкціями, із підсиленням ).

4. По виду конструкцій стіни (буронабивні (відсікаючі, що торкаються одна одну або ті палі, що розташовані на віддалі одна від одної); монолітні бетонні із окремих секцій; монолітні залізобетонні із окремих секцій; збірні одно- і багатоярусні із плоских ребристих або коробчатих панелей із вертикальними і горизонтальними стиками; збірні із блоків із вертикальними пустотами, що замонолічені армованим бетоном у вертикальних колодязях - пустотах; комбіновані багатоярусні із різних матеріалів; нижній ярус - із глиногрунтових матеріалів або бетону (протифільтраційного), а верхні яруса із збірного або монолітного залізобетону).

Переваги способу «стіна в грунті» над іншими відомими способами наступні:

- спорудження підземних об’єктів в містах в умовах щільної забудови, будівництва чи реконструкції споруд на території діючих промислових підприємств;

- зведення промислових споруд значної глибини з високим рівнем ґрунтових вод в зимових умовах через зменшення витрат на водопониження і тимчасове кріплення стінок виїмки в порівнянні із іншими методами;

- обмеження в застосуванні широко відомих вантажних і землерийних механізмів під час виконання робіт;

- спорудження об’єктів з різними проектними відмітками фундаменту, які є складними в плані та обмежені в термінах будівництва;

- зведення об’єктів, в яких даний конструктивний елемент виконує декілька функцій: підпірна стінка під час будівництва, протифільтраційний екран на всіх етапах експлуатації, фундамент майбутньої споруди;

- влаштування лінійних споруд складної конфігурації при значному коливанні проектних глибин закладання для прокладання інженерних мереж (технологічних і комунікаційних тунелів) до існуючих будівель і споруд без порушення їх стійкості;

- дозволяє зводити об’єкти різного спектру призначення: споруди водогосподарського призначення (захист навколишнього середовища від потрапляння продуктів зберігання або очищення в грунт); фундаменти, підпірні стінки та протифільтраційні екрани підземних переходів, гаражів і станцій метрополітену (захист місця виконання робіт і експлуатації від інтенсивного надходження води без водопониження);

- виконання робіт на місцевості із складним рельєфом.

В залежності від гідрогеологічних умов, додаткових навантажень від споруд, що знаходяться поряд, умов будівельного майданчика, геометричних розмірів та призначення майбутньої споруди застосовується збірний чи монолітний варіанти конструктивних елементів споруди.

Влаштування підпірної стінки із збірних елементів. Влаштування підпірної стінки методом “ стіна в ґрунті ” із застосуванням збірних елементів виконується здебільшого за тих умов, коли є можливість застосувати вантажні механізми із значними вантажопідйомністю та вильотом стріли. Крім того, подальше зашпарування стиків між збірними елементами та використання певного складу глинистої суспензії вимагає від виконавців робіт додаткових вільних площ будівельного майданчика.

При наявності, порівняно, вільних площ, де є можливість розробити траншею та змонтувати збірні конструкції за допомогою механізмів, які широко застосовуються, використання відомого методу є економічно обґрунтованим та доцільним. В цих умовах найчастіше використовують технології «Паносоль», «Префасиф» і К.К.Окамурагуми (рис. 3.1).

Суть цих методів полягає в тому, що монтаж збірних елементів здійснюється у заздалегідь підготовлену і заповнену розчином траншею. Розчин, що повільно тужавіє, заповнює порожнини в стиках між самими панелями та між панелями та стінками траншеї.

Крім того, дана технологія застосовується при умові вільного доступу з наступним заповненням порожнин розчином за допомогою труб, що опущені до долівки.

Рис. 3.1. Технологія влаштування збірних стін методом «Panosol»:

а - стіна із панелей; б - стіна із панелей та стійок; в - збірно-монолітна стіна; г - стіна із забіркою; д – «парижські» стінки; 1 - поверхня ґрунту; 2 - комір траншеї; 3 - траншея; 4 - поверхня ґрунту в котловані; 5 - стінова панель; 6 - стійки; 7 - обмежувачі захваток (свердлонабивні палі); 8 - бетон стіни; 9 - забірка; 10 - арматурний каркас; 11 – з/бетонні колони таврового перерізу

Одним із недоліків цієї технології є втрачання розчину під час влаштування наступної захватки траншеї. Застосування спеціального розчину, який із певним проміжком часу втрачає свою рухливість по технології «Паносоль» значно збільшує область застосування. На початковій стадії властивості розчину нічим не відрізняються від властивостей глинистого розчину. По закінченню монтажу панелей розчин перебуває на початковій стадії тужавлення.

Розчин, що застосовується повинен бути за міцністю не нижче міцності ґрунту і знаходитись в межах 0,5-1,0 МПа.

Технологія використання спеціального розчину, за технологією НДІБВ, застосовується і в Україні.

Послідовність виконання робіт наступна:

- розробка ґрунту в траншеї із заповненням її глинистим розчином;

- монтаж збірних залізобетонних елементів;

- поярусна розробка ґрунту під споруду з одночасним його засипанням і ущільненням в пазухах та зашпарування стиків між збірними панелями із середини споруди.

В звичайних умовах, під час зведення “парижських стінок” (рис. 3.1 д), дана технологія використовується з більшою ефективністю. В цьому випадку залізобетонна підпірна стінка є збірно-монолітна і виконується способом “підрощування”. В попередньо розраховані та влаштовані свердловини монтують залізобетонні колони із випусками арматури. Грунт розробляють по ярусам, після чого випуски арматури з’єднують із арматурними каркасами стіни. Бетонування виконують від чергової тимчасової ґрунтової долівки до проектної висоти за допомогою односторонньої опалубки, яка влаштована між сусідніми колонами.

Під час виконання будівельно-монтажних робіт по влаштуванню підпірних стінок необхідно чітко дотримуватись термінів постачання розчину та бетонної суміші на будівельний майданчик. Постачання здійснювати згідно до технологічної послідовності виконання земляних робіт та технологічних перерв, які необхідні для набирання міцності монолітних конструктивних елементів, що з’єднують збірні конструкції в єдину систему.

Недоліки технології усуваються під час застосування одного із методів підводного бетонування, а саме розчин, що піднімається. Ця технологія ефективна як для комбінованих споруд, так і для споруд із збірних елементів з вертикальною та горизонтальної розрізками. Застосування розчину, що має більшу щільність за глинистий розчин, дає можливість поступово витіснити його із виконанням надійного зашпарування стиків між збірними елементами.

Одна із технологій (технологія К.К. Окамурагуми) передбачає поелементний монтаж збірних конструкцій у відкриту, заповнену глинистою суспензією, траншею. Вертикально розраховані колони таврового перерізу (рис. 3.1 г) монтуються за допомогою спеціальних кондукторів з прив’язкою до розмірів огороджуючих залізобетонних конструкцій. Монтаж збірних конструкцій, що виконуються у декількох варіантах, здійснюється між поличками колон, що є направляючими. Після монтажу чергової огороджуючої конструкції виконується заповнення швів розчином між елементами на всю висоту споруди. Шпарина між огороджуючими залізобетонними конструкціями та стінками траншеї заповнюється, з обов’язковим ущільненням, піщаним ґрунтом.

Під час влаштування “стін в ґрунті” значної глибини застосовується технологія Придніпровського Промбудпроекта (рис. 3.1 в). Суть метода в тому, що по периметру майбутнього котловану влаштовуються, попередньо розраховані на сприймання навантаження від ґрунту, свердлонабивні палі. Для необхідного защемлення глибина влаштування паль виконується нижче долівки майбутнього котловану. Проміжки між палями розробляються одним із відомих методів влаштування траншей. Монтаж багатопустотних балок-блоків виконується із використанням паль як направляючих. Зашпарування між палями і збірними елементами здійснюється розчином по трубкам, що залишаються в стиках під час монтажу.

Суть технології «Паносоль» в тому, що збірні залізобетонні конструкції виконані у вигляді «паз-гребінь». Конфігурація огороджуючих елементів дає можливість використовувати попередньо змонтовану конструкцію як направляючу для наступної.

До недоліків даної технології можна віднести складність перевірки якості заповнення швів розчином, застосування нагнітачів розчину, перекоси в направляючих елементах і відхилення збірних конструкцій під час монтажу.

Усування деяких недоліків попередньої технології здійснюються за допомогою технології «Префасиф». Конфігурація огороджуючих елементів виконується шпоночного типу. В нижніх частинах панелей у вигляді закладних деталей виконуються, з одного боку, горизонтальні штирі, а з протилежного, розрахований на сприймання навантаження, підсилений гак. Окрім основного призначення, гак використовується проти перекосу під час монтажу, в якості фіксатора руху, по пазу попередньо влаштованої панелі. На кінцевій стадії монтажу гак входить в зачеплення з штирем панелі, що змонтується раніше (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Технологічна послідовність виконання робіт методом «Prefasif»:

а - розробка траншеї; б - заповнення частини траншеї розчином, що набирає міцність; в - монтаж панелей із вилученням розчину; 1 - тиксотропний розчин; 2 - труба для подавання тампонажного розчину, що набирає міцність; 3 - тампонажний розчин; 4 - стінові панелі; 5 - стержень; 6 - гак

Декілька видів направляючих розроблені і запропоновані до застосування в Україні Науково-дослідним інститутом будівельного виробництва (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Направляючі конструкції НДІБВ України:

а - направляючі, що демонтуються; б - направляючі, що не демонтуються; 1 - панель, що монтується; 2 - фіксатор (лапки); 3 - раніш змонтована панель; 4 - направляюча; 5 - опорний столик

Під час розробки ґрунту в траншеях, для запобігання руйнації стінок, обов’язково влаштовуються тимчасові розпірки.

Застосування рамних елементів дає можливість відмовитись від тимчасових розпірок ( технологія НВО «Спецфундаментбуд»). Зовнішні горизонтальні стінові панелі передають навантаження від ґрунту на, розташовані по обидва боки, вертикальні збірні елементи, які, завдяки застосуванню поперечних рам, утворюють цупку конструкцію. Зведення стіни за допомогою «повнозбірного устаткування із рамними елементами» використовується, здебільшого, під час зведення споруди прямокутної форми в плані (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема зведення стін в грунті за допомогою рамних елементів:

1 – вертикальні стійки рами; 2 – горизонтальні стінові панелі; 3 – комір траншеї; 4 – горизонтальні поперечні рами

Широко відомі способи навішування на форшахті або обпирання із защемленням панелей в нижній частині траншеї за допомогою щебеню або бетону.

Поряд із збірним варіантом на практиці широко застосовують і збірно-монолітні варіанти виконання конструкцій. Даний спосіб дає можливість застосовувати конструкції на значній глибині без застосування водопониження. Це досягається за допомогою влаштування в нижній частині споруди монолітної (яка відіграє роль фундаменту та протифільтраційного екрану в період експлуатації) та збірної частин, що значно прискорює процес монтажу окремих частин споруди та відкриває фронт робіт наступним процесам (рис. 3.5 а).

Двошарова конструкція вертикальних стінок досягається за рахунок послідовного монтажу збірного елемента з наступним заповненням порожнини між ним і стінками траншеї бетонною сумішшю. Ефективність способу в тому, що збірні конструкції крім точності і швидкості монтажу, додатково відіграють роль опалубки. Для монолітності конструкції, збірні панелі обладнані випусками арматури (рис. 3.5 б).

Значна кількість випусків арматури дає можливість досягти необхідної монолітності між збірними і монолітними частинами споруди.

Рис. 3.5. Варіанти збірно-монолітних конструкцій:

а - заглиблена споруда із збірних панелей у верхньому ярусі і монолітного бетону в нижньому ярусі; б - підпірна стінка із двошарової панелі; 1 - залізобетонна плита; 2 - монолітна частина; 3 - анкер.

Переваги і недоліки збірних і збірно-монолітних варіантів, в порівнянні із монолітним, залишаються традиційні.

До недоліків слід віднести складність монтажу, необхідність залучення більш висококваліфікованих фахівців для виконання будівельно-монтажних робіт по влаштуванню траншей і безпосередньо самого монтажу та виконання гідроізоляційних робіт по запобіганню фільтрації через вертикальні стіни споруди через напірні ґрунтові води.

Крім того, застосування направляючих елементів значно збільшує вартість споруди, а залишки глини, що залишаються на металевих елементах і стержнях, суттєво впливають на кінцеву міцність споруди.

Переваги застосування даних конструкцій наступні:

- загальна якість виконаних робіт;

- якість внутрішніх стін конструкцій;

- висока ступінь механізації будівельно-монтажних робіт;

- можливість застосування тонкостінних, будь-якої форми конструкцій;

- застосування глинистої суспензії без додаткових вимог до неї.

Влаштування підпірної стінки в монолітному варіанті. Застосування монолітного залізобетону для влаштування стін в ґрунті усуває ряд недоліків збірного або збірно-монолітного варіантів.

Область застосування конструкцій із монолітного залізобетону визначається як одна із можливостей виконання робіт в несприятливих умовах. Перш за все це особливо стислі умови будівництва і реконструкції, значна посезонна (“весна-осінь”) зміна рівня ґрунтових вод та складні інженерно-геологічні умови будівельного майданчика. Значною мірою якісне виконання робіт залежить від виду механізмів і устаткування, що застосовуються під час виконання земляних та будівельно-монтажних робіт. Крім того, технологічна послідовність зведення монолітних стін залежить від їх конструктивних особливостей, розмірів споруди та наявності сторонніх факторів (сусідні масивні споруди, діючі магістралі і пішохідні потоки).

Всі ці умови і фактори дають можливість обмежити види монолітних стінок. Значна кількість вертикальних конструктивних елементів зводиться в порожнинах свердловин (палеві) або у заздалегідь підготовлених траншеях (траншейні) шляхом їх армування з наступним заповненням бетонною сумішшю (рис. 3.6).

Для чіткої фіксації верху майбутньої траншеї на першому етапі влаштовується форшахта траншеї. Крім того, форшахта запобігає руйнації верху траншеї під час виконання земляних робіт та служить в якості каркасу для підвішування арматурних виробів під час армування. Значну роль комір траншеї відіграє і для обмеження довжини захваток під час бетонування.

В залежності при призначення, цей конструктивний елемент виконується тимчасовим (на період будівництва споруди) або постійним (пояс, частина елемента перекриття майбутньої споруди).

Рис. 3.6. Схема влаштування стін в грунті:

а - перетинаючими свердлонабивними палями; б - окремими секціями із залишеними цілими, що розробляються в другу чергу; в - секційним заповненням безперервних траншей; г - безперервним заповненням безперервних траншей; I - готова ділянка стіни; II- буріння свердловин; III - бетонування свердловин; IV - буріння проміжних свердловин; V - розробка захваток; VI - бетонування захваток; VII- розробка траншей; VIII- ділянка безперервного бетонування; 1-труба-обмежувач

Послідовність виконання “стін в ґрунті” за допомогою відсікаючих свердлонабивних паль наступна: влаштовуються свердловини за допомогою направляючих труб, армуються свердловини з їх наступним поодиноким бетонуванням методом вертикального піднімання труби та вилученням направляючих труб після бетонування свердловин.

Способи влаштування свердловин залежать від гідро-геологічних умов будівельного майданчика. В ґрунтах природної вологості з низьким рівнем ґрунтових вод вертикальні конструкції виконується звичайним методом без застосування додаткового обладнання. В тих випадках, коли є побоювання руйнації стінок виїмки під час влаштування свердловини, її армування з виконанням бетонування, обов’язкове застосування обсадних труб або глинистого розчину.

Після влаштування, будь-яким способом, свердловини, виконується перевірка її вертикальності, діаметру та глибини. Для подачі бетонної суміші в свердловину монтують спеціальну направляючу трубу, що має увігнуту частину із радіусом кривизни що і сама труба зі сторони наступної свердловини. В цей момент свердлувальна машина переміщається для влаштування наступної сусідньої свердловини.

Після влаштування чергових запроектованих свердловин, монтують направляючі труби і арматурні каркаси з наступним вкладанням бетонної суміші. Незалежно від довжини стіни бетонування виконують почергово без останньої свердловини на даній захватці.

Для подальшої технологічної операції необхідно щоб глиниста суспензія, що подавалась в процесі буріння для утримування стінок від руйнації, повинна бути замінена на чисту з обов’язковим очищенням дна виїмки.

На наступному етапі в кожну свердловину, безпосередньо перед вкладанням бетонної суміші, виконується монтаж арматурного каркасу, форма якого відповідає формі направляючої труби. Це необхідно для того, щоб запобігти зайвому забрудненню металевих елементів каркасу частинками глинистого розчину.

Вкладання бетонної суміші виконується одним із методів підводного бетонування, а саме вертикального піднімання труби. Необхідність дотримуватись захисного шару бетону під час заповнення суміші свердловини, зумовлює занурення в неї бетоноводної труби ніж не менше ніж на 1,2 м та 1,5 м при глибині бетонування більше 10 м і 20 м відповідно. Вилучають направляючу трубу до початку тужавлення бетонної суміші.

Для якісного виконання процесу зведення конструкції стіни довжиною до 6 метрів необхідно декілька направляючих труб. Причому, труби, поряд із постійними обмежувачами, можуть теж виконувати роль обмежувачів захваток. Направляючі труби послідовно переставляються після вкладання бетонної суміші в готові свердловини.

Конструкції траншейного типу влаштовуються, здебільшого, за допомогою екскаватора із зворотною лопатою або екскаваторами типу грейфер. В залежності від виду ґрунту, типу конструкції, розробка ґрунту та бетонування траншеї виконується всієї суцільної стіни одночасно (рис. 3.6 б), або частинами, з проміжками, через одну, із залишками не розробленого ґрунту (рис. 3.6 в, г).

Розробка суцільної траншеї для всієї стіни виконується в тих випадках, коли стійкість верхніх шарів не викликає сумнівів. Можливе тимчасове кріплення стінок виїмки за допомогою інвентарних збірних або монолітних обмежувачів захваток що влаштовуються через близько 6,0 метрів одна від одної. Після тужавлення бетонної суміші збірні обмежувачі вилучаються.

Коли є побоювання руйнації ґрунту у верхній частині стіни, траншею розбивають на окремі ділянки-захватки в яких в ролі обмежувачів виступають стінки майбутньої суміжної ділянки і послідовно виконують наступні технологічні процеси: розробляють траншею, монтують арматурні каркаси та, за допомогою обладнання для подавання бетонної суміші, виконують бетонування. Після набирання необхідної міцності бетону стіни, розробляється ґрунт на наступній ділянці. В якості обмежувача захватки виступає торець раніш влаштованої частини стіни.

Під час влаштування стіни траншейного типу, здебільшого, передбачено влаштування коміра траншеї. Дана конструкція може бути виконана у монолітному, збірному варіанті або із металу. Розміри кріплення верху траншей повинні відповідати розмірам споруди і розраховані на тимчасові навантаження (при тимчасовому використанні), або постійні, в тому випадку, коли в майбутній споруді це буде певний конструктивний елемент.

Значну роль в широкому розповсюджені технології влаштування монолітних споруд відіграє технологічна простота виконання процесів, а відповідно і менша вартість будівельно-монтажних робіт.

Зведення овальних підземних частин споруд глибиною 12 і довжиною 256 метрів в складних геологічних умовах було виконано в м. Одесі методом монолітна «стіна в ґрунті».

Для зведення в Токійському заливі в Японії аеропорту та автомагістралі Trans-Tokio Bay Highway (TTB) намивались штучні острови. На одному із островів зведена стіна в ґрунті у вигляді кола діаметром 98 м глибиною близько 120 метрів. Стійкість споруди забезпечується і через обпирання основи на материкові породи, що дало можливість не тільки вибрати із середини ґрунт на глибину до 70 м, а й розробити запроектовані тунелі.

Разом з тим, під час виконання робіт виникає проблема збереження монолітності вертикальних конструктивних елементів споруд за рахунок зменшенням міцності конструкцій через огортання і налипання глинистого розчину на металеві елементи арматурних каркасів під час заповнення траншеї бетонною сумішшю. В основному, тонка глиниста плівка залишається на верхній та нижній частинах горизонтальних стержнів всіх типів арматури та вертикальних стержнів періодичного профілю в зоні його зміни.

Для збільшення ступеня зчеплення арматури з бетоном, що дає можливість підвищити міцність монолітних стін в ґрунті, підбираються методи, які зменшують вплив плівки або ліквідують його повністю.

Ступінь зчеплення арматури з бетоном залежить і від швидкості піднімання бетонної суміші. При більшій швидкості руху бетонної суміші відбувається краще зняття глинистої плівки з поверхні арматури.

Під час вкладання бетонної суміші обов’язкове застосування вібрації. Ця технологічна операція, поряд із традиційними її перевагами, дає можливість частково зменшити вплив глинистого розчину на кінцеву міцність конструкції .

Досить ефективним методом руйнації бентонітової плівки, є застосування електроосмосу. Час, що необхідний для руйнації плівки складає від 0,5 до 10 хвилин.

В тих випадках, коли на будівельному майданчику відбувається чітке дотримання послідовності процесів з оптимізацією тривалості їх виконання, то найбільш перспективним, простим і економним технологічним прийомом, що покращує зчеплення арматури з бетоном, є попереднє змочування водою арматурних стержнів перед опусканням їх в траншею із глинистим розчином. Використовуються як сухі так і попередньо змочені арматурні стержні періодичного профілю. Причому, із збільшенням часу знаходження арматурних виробів в глинистому розчині товщина плівки значно більша на тих конструкціях, які були опущені сухими.

Для зменшення негативного впливу глинистого розчину на величину зчеплення здійснюється електрообробка арматурного каркасу постійним електричним струмом.

“Стіна в ґрунті”, що виконана в монолітному варіанті, у порівнянні із збірного залізобетону, згідно техніко-економічних показників, має набагато ширший діапазон застосування. До переваг необхідно віднести можливість влаштування в складних інженерно-геологічних умовах будь-якої форми в плані як всієї споруди так і окремих її елементів, виконання робіт в умовах, що віддалені від заводів по виготовленню збірного залізобетону та поблизу існуючих споруд, доріг і мереж, влаштування фундаментів глибокого закладання у вигляді підпірних стінок з підвищеними протифільтраційними вимогами.

Виконання робіт під час влаштування незначної кількості швів між стиками значно зменшують терміни виконання робіт. Крім того, відбувається зменшення матеріальних витрат під час виконання робіт при від’ємних температурах через зміну умов, місця вкладання бетонної суміші та технологічної послідовності зведення споруди.

До недоліків необхідно віднести зменшення якості виконання відкритих поверхонь та міцності конструкції за рахунок налипання глинистого розчину на металеві елементи арматурних каркасів. Крім того, встановлено, що заглиблення низу бетоноводної труби в бетонну суміш змінюється в значних межах і практично не контролюється під час виконання робіт.

Влаштування підпірної стінки за допомогою універсального обладнання. Методи влаштування “стіни в ґрунті” досить ефективні, а в деяких випадках і умовах, ця технологія - незамінна. Широке застосування монолітних стін в будівництві зобов’язане своїй мобільності та відсутності динамічних навантажень під час виконання робіт. Незамінність ефективної технології підтверджено як під час реконструкції, так і при спорудженні нових об’єктів в умовах щільної міської забудови, через відсутність впливу на сусідні будівлі.

В той же час, при певних умовах, технологія влаштування має ряд недоліків. В першу чергу це:

- наявність в основі слабких ґрунтів;

- наявність водонасичених грунтів в основі через вплив природніх та техногенних факторів;

- під час тужавлення бетону в монолітних стінах виникають та формуються усадочні тріщини. В період експлуатації стін грунтові води, які потрапляють через тріщини, викликають корозію арматурного каркасу і руйнацію бетонного складу;

- особливості армування призводять до значного зменшення міцності конструкції на вигин. Вигинаючі зусилля можуть викликати недопустимі деформації та втрату несучої здатності стін при певних умовах.

В звязку з цим виникає необхідність удосконалення технології влаштування монолітних стін та розробки ефективного методу влаштування стіни в ґрунті в складних інженерно-геологічних умовах. Застосування ефективної технології дає можливість її широкого використання під час ремонту, реконструкції і модернізації будівель і споруд, а також під час їх будівництва.

Зміна традиційного конструктивно-технологічного рішення шляхом влаштування монолітної стіни за допомогою універсального обладнання дозволяє суттєво покращити експлуатаційні показники таких стін.

Проведені дослідження та практичне впровадження дали можливість розробити і запатентувати технологію влаштування споруд методом “стіна в грунті” за допомогою універсального обладнання.

Область застосування технології наступна:

- підсилення фундаментів існуючих будівель і споруд в зв'язку із підвищенням або зміни характеру експлуатаційних навантажень або умов в основі будівель;

- влаштування споруд під час будівництва нових об’єктів поряд з існуючими будинками і спорудами;

- закріплення грунтових споруд і основи будівель;

- протифільтраційний захист.

В порівнянні із традиційними способами влаштування монолітної стіни застосування нової технології передбачає покращення таких важливих експлуатаційних показників як міцність на вигин та тріщиностійкість. Одним із шляхів для досягнення цієї задачі є додаткове армування монолітних стін і оптимізація складу бетонної суміші.

Влаштовується свердловина під свердлонабивну палю за допомогою універсального обладнання. Основою універсального обладнання є свердлувальна штанга, яка вільно переміщається по двом направляючим як у вертикальному напрямку, так і під кутом. Свердлувальна штанга на кінці обладнана ножами, перехідною конусоподібною вставкою і обсадною трубою (рис. 3.7). Крім того, сама штанга виконана порожнистою та під’єднана до бетонопомпи.

Тут потрібно зробити розріз установки і бетонопомпи

Рис. 3.7.

Технологія влаштування споруд методом “стіна в грунті” за допомогою універсального обладнання здійснюється наступним чином.

На місці проектного розташування за допомогою свердлувальної штанги влаштовується свердловина відповідного діаметру до заданої проектної відмітки. Під час виконання робіт розроблений ґрунт частково вилучається, а частково ущільнюється в стінки свердловини за допомогою конусоподібної вставки, що дає можливість відмовитись від зачищання забою свердловини. Утримання стінок виїмки під час виконання робіт здійснюється за допомогою обсадної труби відповідного діаметру без застосування глинистого розчину. По закінченню влаштування свердловини, під тиском в порожнину штанги через бетонопомпу подається лита бетонна суміш. Під час надходження суміші штанга обертається і поступово підіймається, що дає можливість ущільнювати бетонну суміш без застосування вібраторів.

Після закінчення ін’єкції свердловини здійснюється монтаж армокаркасівчи окремих арматурних стержнів за допомогою статичного утискування свердлувальною штангою, що поволі упускається по вертикальним направляючим та передає зусилля через металеву вставку між каркасом і штангою. При значних розмірах палі та при наявності великого заповнювача, стержні можуть зміщуватись у бік ґрунтових стінок свердловини та виходити за межі палі, чим значно зменшують їх несучу здатність. Для точності монтажу та необхідності забезпечення захисного шару бетону, під час їх виготовлення, на кінцях вертикальних стержнів наварюються конусоподібні кінцевики. Кінцевики , при можливому відхиленні по вертикалівід проектного розташування, ковзають по стінкам свердловинипри цьому в них не занурюються, що дає можливість збільшити точність занурення арматурних каркасів, несучу здатність і довговічності палі.

Монтаж здійснюється за допомогою конусоподібного вставки, що має уступ, діаметр якого відповідає діаметру армокаркасу. За допомогою гідродомкратів універсального обладнання армокаркас занурюється в заповнену бетонною сумішшю свердловину. Для більшої ефективності занурювання додатково може застосовуватись вібрація, яка передається безпосередньо на армокаркас (рис. 3.8).

Рис. 3.8. 1 – обсадна труба; 2 – конусоподібна вставка; 3 – свердлювальні ножі; 4 – бетоноводна труба; 5 – арматурний каркас

Після закінчення армування в оголовку виконують опресовку.

Наступну палю для монолітної стіни влаштовують з певним кроком, величина якого залежить від глибини закладання, товщини стіни, складу бетонної суміші та технологічності процесу.

Разом з тим, основна відстань між сусідніми палями повинна бути такою, щоб під час влаштування наступної сусідньої свердловини, ножами свердлувальної штанги було знято шар цементної плівки із попередньої палі, тобто, міцність раніш вкладеної бетонної суміші повинна бути в межах 1,5 МПа. При меншій міцності бетонної суміші буде порушене зчеплення суміші із армокаркасами, що призводить до значного зменшення міцності на вигин, що є недопустимо для такого виду конструкцій. Для зняття цементної плівки із конструкції палі при більшій міцності бетону необхідні додаткові експлуатаційні витрати на обладнання через швидке зношення свердлувальних ножів (рис. 3.9).

Рис. 3.9.

Для підвищення експлуатаційних характеристик споруди на наступному етапі влаштування монолітної підпірної стіни необхідно виконати захист від тиску підземних вод. З цією метою, відразу після влаштування стіни, з напірної сторони влаштовується глиняний замок. Для цього в місцях стикування свердлонабивних паль влаштовується свердловина діаметром 120…380 мм на всю висоту стіни за допомогою будь-якого відомого обладнання. Під час піднімання свердлувальної штанги по її порожнині під тиском подається глинистий розчин, який витісняє зруйнований розпушений ґрунт безпосередньо біля стіни на поверхню ґрунту.

Паралельно з цим, з протилежної сторони виконується розробка ґрунту в котловані на всю глибину будь-яким, техніко-економічно обґрунтованим, землерийно-транспортним комплектом машин без особливих обмежень. На цьому етапі монолітна стіна виконує роль підпірної стінки, яка працює як консоль. Після очищення внутрішньої сторони вертикальної частини стіни від залишків ґрунту, для підвищення гідроізоляційних властивостей, на неї наноситься декілька шарів бетонної суміші за допомогою торкретування. Одночасно з цим, стіна вирівнюється.

На останньому етапі виконується гідроізоляція монолітної вертикальної стіни за допомогою двокомпонентного гідроізоляційного покриття текмадрай еласт, яке основане на особливих видах цементу і синтетичних смолах. Застосування технології дає можливість витримувати можливе розкриття тріщин в межах 3,5 мм. Крім того, дана емульсія має хорошу адгезію до різних поверхонь, стійкість до циклів “замерзання-розморожування”, пластичність при низьких температурах та використовується як фінішне опоряджувальне покриття.

Дана технологія була апробована під час влаштування підземних переходів та торгових центрів, що розташовані нижче поверхні ґрунту в м. Рівне та м. Колобжег в Республіка Польща. Крім того, ефективність способу була підтверджена під час спорудження промислових об’єктів в Рівненській області та Росії.

Читайте також:

1. Вид заняття: лекція
2. Вид заняття: лекція
3. Вид заняття: лекція
4. Вид заняття: лекція
5. Вид заняття: лекція
6. Вступна лекція
7. Вступна лекція 1. Методологічні аспекти технічного регулювання у
8. Клітинна селекція рослин.
9. Колекція фонограм з голосами осіб, які анонімно повідомляли про загрозу вибуху
10. ЛЕКЦІЯ (4): Мануфактурний період світової економіки
11. Лекція - Геополітика держави на міжнародній арені
12. Лекція 02.04.2013

Переглядів: 1132