Устройство форшахты для стены в грунте

Обновлено: 10.05.2024

Устройство форшахты для стены в грунте

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО МОНОЛИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ, ВОЗВОДИМОЙ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

Design and construction of cast-in-place diaphragm wall structures

Дата введения 2010-01-21

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения" и ГОСТ Р 1.4-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения".

Сведения о стандарте:

1 РАЗРАБОТАН и ВНЕСЕН лабораторией освоения подземного пространства городов НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - института ОАО "НИЦ "Строительство" и группой специалистов (д-р техн. наук, проф. В.П.Петрухин, кандидаты техн. наук О.А.Шулятьев, И.В.Колыбин, Х.А.Джантимиров, инженеры О.А.Мозгачева, А.Б.Мещанский, В.Г.Пекшев, В.А.Китайкин - НИИОСП им. Н.М.Герсеванова, д-р техн. наук С.С.Каприелов, канд. техн. наук А.В.Шейнфельд, инженеры Ю.А.Киселева, И.А.Арзуманов - НИИЖБ им. А.А.Гвоздева под общей редакцией д-ра техн. наук В.П.Петрухина)

2 РЕКОМЕНДОВАН к ПРИНЯТИЮ научно-техническим советом НИИОСП им. Н.М.Герсеванова 4 февраля 2009 г.

3 УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН в ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО "НИЦ "Строительство" от 28.12.2009 N 27а

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

1.1 Данный стандарт организации (СТО) распространяется на проектирование и устройство монолитных железобетонных конструкций, выполняемых способом "стена в грунте".

1.2 Действие СТО не распространяется на проектирование и устройство "стены в грунте" в районах с вечномерзлыми и структурно-неустойчивыми грунтами.

1.3 Способ "стена в грунте" следует применять для строительства стен подземных и заглубленных частей зданий и сооружений, ограждающих конструкций котлованов, разделительных стен, щелевых фундаментов, для создания противофильтрационных завес.

1.4 Конструкции, выполняемые способом "стена в грунте", наиболее рационально применять для строительства:

в сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, при высоком уровне подземных вод и возможном большом притоке подземных вод в строительный котлован;

в условиях плотной городской застройки при расположении котлована вблизи существующих зданий, сооружений и подземных коммуникаций.

Ограждающие конструкции "стена в грунте", как правило, нецелесообразно устраивать для котлованов глубиной менее 5 м.

1.5 Конструкция "стена в грунте" может быть использована в качестве несущей стены подземной части сооружения (несущего элемента щелевого фундамента) или ненесущей ограждающей конструкции котлована.

1.6 "Стена в грунте" может применяться в обводненных и необводненных грунтах любой категории сложности. При устройстве "стены в грунте" в слабых пылевато-глинистых грунтах могут потребоваться специальные подготовительные мероприятия по укреплению грунта.

1.7 Наиболее эффективны ограждающие конструкции "стена в грунте", заглубленные в слой водоупора, что позволяет их рассматривать в качестве противофильтрационных завес совершенного типа. Такая конструкция дает возможность отказаться от строительного водопонижения и ограничиться поверхностным водоотливом внутри котлована.

1.8 Способ "стена в грунте" включает в себя два основных этапа:

разработку траншеи под защитой глинистого (бентонитового) раствора;

заполнение траншеи бетоном (возможно, с предварительной установкой стального каркаса).

2 Особенности инженерно-геологических изысканий

2.1 Инженерно-геологические изыскания для устройства "стены в грунте" должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий площадки строительства и получение материалов для расчета и проектирования указанной конструкции.

2.2 Проведению изысканий должен предшествовать анализ архивных материалов по инженерно-геологическим изысканиям, а также проектной и исполнительной документации о конструктивных особенностях проектируемого здания или сооружения.

2.3 Количество инженерно-геологических выработок, размещение их в плане и глубина изысканий должны назначаться в соответствии с требованиями к инженерно-геологическим изысканиям для подземных и заглубленных сооружений согласно СП 11-105 и "Инструкции по инженерно-геологическим и инженерно-экологическим изысканиям в г.Москве".

2.4 Инженерно-геологическое строение площадки для проектирования "стены в грунте" должно быть изучено на глубину не менее м, где - глубина заложения основного сооружения (глубина котлована), но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30% скважин, но не менее трех.

2.5 Инженерно-геологические скважины должны быть размещены по периметру проектируемой конструкции "стена в грунте" с расстоянием между скважинами не более 20 м.

2.6 Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать:

разрезы и буровые колонки с количественной и качественной оценкой встречаемых грунтов;

физико-механические характеристики грунтов, в том числе значения удельного веса, угла внутреннего трения, коэффициента фильтрации, удельного сцепления, гранулометрический состав (для песчаных грунтов), число пластичности и консистенцию (для глинистых грунтов);

данные об уровнях и режимах подземных вод, степени их агрессивности и отметках залегания водоупоров.

2.7 Для пород, подвергавшихся ледниковому уплотнению, допускается определять коэффициент переуплотнения грунтов OCR.

2.8 Для котлованов глубиной свыше 15 м при определении прочностных и деформационных характеристик грунта помимо стандартных исследований рекомендуется проводить стабилометрические испытания образцов грунта ненарушенной структуры. Для сохранения образца грунта рекомендуется использовать такие грунтоносы, которые отбирают образцы непосредственно в гильзы, используемые для компрессионных и стабилометрических испытаний, снабжены датчиками порового и общего давлений, проводят герметизацию образца в момент отбора.

2.9 Для котлованов глубиной свыше 15 м для определения параметров деформирования грунтов рекомендуется предусматривать полевые испытания штампами и прессиометрами в количестве не менее трех для каждого выделенного инженерно-геологического элемента. Программа полевых испытаний должна включать определение модулей общей и упругой деформации по ветвям нагружения и разгрузки графиков осадка-нагрузка соответственно.

2.10 В связи с необходимостью проведения дополнительных расчетов ограждающих конструкций при глубине котлована свыше 15 м по моделям более сложного типа, чем идеальная упругопластическая модель Кулона-Мора, оперирующим нестандартными деформационными и прочностными параметрами, результаты лабораторных (компрессионных, стабилометрических и др.) и полевых (штамповых, прессиометрических, зондировочных и др.) испытаний должны передаваться проектировщикам (расчетчикам) вместе с полученными графиками зависимостей и паспортами (протоколами) испытаний.

2.11 В процессе изысканий для проектирования "стены в грунте" в скальных грунтах рекомендуется определять прочностные и деформационные характеристики: удельное сцепление, угол внутреннего трения, прочность на одноосное сжатие и растяжение, модуль упругости (модуль Юнга), коэффициент Пуассона в вертикальном и горизонтальном направлениях, вдоль и поперек трещин (в случае их наличия), а также классификационные характеристики, связанные с их трещиноватостью: показатель качества породы (RQD), модуль трещиноватости (), коэффициент выветрелости (), характеристику трещин (ширина раскрытия, коэффициент шероховатости и материал заполнения) и расстояние между ними, протяженность зоны дробления разломов или трещин.

2.12 Для предварительных расчетов "стены в грунте" можно воспользоваться характеристиками , , приведенными в табл.1 СНиП 2.02.02.

2.13 В связи с устройством "стены в грунте" с использованием бентонитового раствора необходимо определять фильтрационные характеристики грунтов и удельное водопоглощение для скальных грунтов. Определение указанных характеристик должно проводиться в полевых условиях путем кустовых откачек или нагнетания.

3 Расчет и проектирование "стены в грунте"

3.1 При проектировании конструкции "стена в грунте" должны учитываться действующие на нее нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства и эксплуатации сооружения (в том числе от складирования материалов и веса механизмов на бровке котлована), а также воздействия от зданий и сооружений, опирающихся на "стену в грунте" или расположенных в непосредственной близости от нее.

3.2 Величины внешних нагрузок и воздействий, передаваемых на грунт, коэффициенты перегрузки и сочетания нагрузок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07, СНиП 2.02.01, СНиП 2.06.07, а также СП 50-101.

3.3 Величины сейсмических нагрузок на "стену в грунте" определяются в соответствии с требованиями СНиП II-7.

3.4 Степень агрессивного воздействия подземных вод и грунтов на конструкции "стена в грунте" должна приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11 и МГСН 2.09.

3.5 Конструкции, устраиваемые способом "стена в грунте", и их основания должны рассчитываться на нагрузки по первой и второй группам предельных состояний с учетом взаимодействия стен с прилегающим грунтом на нагрузки, предусмотренные действующими нормативными документами (пп.3.1-3.4), при их наиболее невыгодном сочетании.

3.6 "Стена в грунте" должна рассчитываться по прочности, устойчивости, деформациям и раскрытию трещин, основания - по устойчивости и деформациям.

3.7 Расчет "стены в грунте" заключается в подборе глубины ее заделки в грунт, обеспечивающей общую устойчивость конструкции, расчете внутренних усилий в конструкции самой "стены в грунте", в обвязочных поясах и удерживающих конструкциях.

3.8 При проектировании "стены в грунте" с анкерным креплением расчетную несущую способность анкеров следует откорректировать после проведения натурных испытаний анкеров. Число анкеров для испытаний назначается проектировщиком в зависимости от геотехнической категории объекта, инженерно-геологических условий площадки строительства, нагрузки на анкер и технологии их устройства. При этом должно быть не менее трех анкеров на каждом ярусе и инженерно-геологическом элементе.

3.9 Расчет "стены в грунте" рекомендуется выполнять аналитическими или численными методами. При расчете численными методами могут быть использованы программные комплексы (например, Wall-3, Plaxis и т.п.). В случае сложной конфигурации котлована (наличие внутренних углов больше 180°), пересечения анкеров, оценки влияния строительства для сооружений, находящихся в угловой зоне котлована, а также для оптимизации армирования "стены в грунте" рекомендуется расчеты производить не только в плоской, но и в пространственной постановке.

3.10 Расчет ограждающей конструкции "стена в грунте" должен выполняться с учетом этапов экскавации грунта из котлована с последовательной установкой удерживающих систем (анкеров, распорок, контрфорсов, дисков перекрытий, с земляными пригрузочными призмами).

3.11 Для расчета ограждающих конструкций "стена в грунте" при глубине котлована более 15 м рекомендуется использовать расчетные модели, учитывающие зависимость деформационных параметров грунтов от напряженно-деформированного состояния, в том числе процессов уплотнения или разуплотнения (например, Hardening soil model).

3.12 При глубине котлована более 10 м и для подземных сооружений повышенной ответственности, огражденных "стеной в грунте", следует выполнять расчет подземного сооружения на прогрессирующее разрушение, учитывающий специфику строительства и эксплуатации подземного сооружения. Прогрессирующее разрушение - состояние, при котором локальное первичное разрушение отдельных конструкций "стены в грунте" приводит к цепному обрушению несущих конструкций подземной и надземной частей здания, не подверженных непосредственному воздействию.

3.13 В случае расположения в зоне влияния подземного сооружения, огражденного "стеной в грунте", подземных водонесущих коммуникаций рекомендуется выполнять расчет ограждающей конструкции на аварийный подъем подземных вод: в случае напорного трубопровода - до планировочной отметки земли, для ненапорных трубопроводов - до отметки верха трубопровода.

3.14 При расчете на прогрессирующее разрушение следует предусматривать возможную несанкционированную перекопку грунта на 0,5 м вблизи внутреннего периметра "стены в грунте" или перебор грунта на ту же глубину при устройстве земляных пригрузочных призм (уменьшение площадки и высоты бермы, увеличение угла откоса).

3.15 При назначении расчетных параметров ограждающей конструкции "стена в грунте" следует выполнять оценку влияния ее устройства и экскавации грунта из котлована на окружающую застройку, включая подземные водонесущие коммуникации.

3.16 При выполнении оценки влияния устройства "стены в грунте" следует рассчитать, а при невозможности - качественно оценить технологические осадки (перемещения) фундаментов окружающих зданий и водонесущих коммуникаций от устройства траншеи, анкеров и наметить, при необходимости, возможные защитные мероприятия.

3.17 Оценка влияния котлована на окружающую застройку, огражденного "стеной в грунте", выполняется путем прогнозного математического моделирования методом конечных элементов изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива в процессе выполнения работ по устройству котлована на стадиях строительства и эксплуатации, а также прогноза изменения гидрогеологической обстановки на территории, прилегающей к строительству.

3.18 По результатам выполненной оценки влияния в случае получения расчетных значений дополнительных перемещений водонесущих коммуникаций или фундаментов окружающей застройки, превышающих предельно допустимые нормативные значения, следует либо откорректировать проектное решение ограждающей конструкции, либо предусмотреть защитные мероприятия, дополнив проект соответствующим разделом.

3.19 Проект "стены в грунте" на стадии П должен включать в себя основные сведения об инженерно-геологических условиях площадки строительства с указанием значения уровня подземных вод, принятого в расчете; схемы форшахты и конструкции "стены в грунте" с разделением по технологическим захваткам; характеристики применяемых материалов (бентонитовый раствор, бетонная смесь, бетон, арматура и др.); схемы удерживающих конструкций, обеспечивающих устойчивость "стены в грунте", а также основных разрезов. Кроме этого, должны быть решены вопросы гидроизоляции и водопонижения.

3.20 Проект "стены в грунте" на стадии РД должен содержать дополнительно к стадии П армирование "стены в грунте", необходимые узлы и детали.

3.21 При проектировании "стены в грунте" в состав проекта должны быть включены следующие положения, касающиеся производства работ:

применяемые механизмы для разработки траншеи (геометрические параметры рабочих органов применяемых механизмов, возможная предельная глубина устройства траншеи и др.);

основные характеристики бетонной смеси (марка по удобоукладываемости - подвижность по осадке или расплыву стандартного конуса, сохраняемость, расслаиваемость и средняя плотность);

основные характеристики бетона (класс по прочности при сжатии, марки по водонепроницаемости и морозостойкости, а при необходимости и характеристики, обеспечивающие коррозионную стойкость конструкции, применяемые добавки);

проектный возраст бетона (проектный возраст бетона принимается 28 сут, в случае если другой возраст специально не оговорен в проекте);

основные этапы производства работ (промежуточные отметки экскавации, отметки установки ярусов удерживающей системы, размеры земляных призм и др.);

конструкции шпонок, ограничителей и водоизолирующих элементов "water stop";

принципиальные решения по гидроизоляции "стены в грунте" (тип, материалы, основные узлы);

основные положения мониторинга ограждающей конструкции (расположение инклинометрических скважин, узлы их установки, места установки деформационных марок и т.п.).

Строительство

Строительное подразделение ГК "Буровые Технологии" выполняет работы по созданию свайных фундаментов и ограждающих конструкций «стена в грунте» в транспортном и гражданском строительстве.

Основная технология при создании фундамента, которую применяет наше строительное подразделение – это «стена в грунте», которая включает, в частности, траншейный и свайный «БСС» (буросекущиеся сваи) способы. Выбор способа зависит от геологии, уровня залегания грунтовых вод и тд.

Траншейный способ состоит в использовании монолитного бетона и железобетонных секций, с помощью которых формируется единая стена. Свайный способ предусматривает установку БСС опор, которые располагаются сплошным рядом.

Разработка траншеи под фундамент начинается с создания форшахты. Что же такое форшахта?

Форшахта – это предварительно устроенное железобетонное устройство, которое называют или направляющее устройство, или кондуктор, или воротник.

Форшахта предназначается для:

фиксирования направления основной траншеи по горизонтали и вертикали;
обеспечения устойчивости верхней части рабочей траншеи против обрушения в процессе её разработки;
выполнения функции кондуктора, направляющего рабочий орган буровой установки или грейфера.

Конструкции форшахты могут различаться как по форме (Г-образные, трапециевидные), так и по способу применения (постоянные, переносные). Конструкция форшахты разрабатывается совместно «стеной в грунте» и со свайными основаниями в составе проекта.

Разработка траншеи и соответственно форшахты осуществляется при помощи челюстных грейферов и фрез шириной реза 600/800/1000/1200 мм. Для БСС ограждение котлована диаметром 620/800/1000/1200 мм, у форшахт шаг зарезки определяется проектом.

Применение БСС (модификация буронабивных свай) в основном связано со строительной необходимостью и конкретными геологическими условиями.

Основные отличия устройства буросекущих свай от буронабивных:

БСС устанавливаются сплошной стеной, а армирующий каркас встречается через одну.
Преимущество в возможности проведения работы на участке в условиях плотной застройки.
Технология позволяет получить высокую прочность конструкции, полностью предотвратив проникновение поверхностных и грунтовых вод - гидрогеологическая функция.
БСС подходят для грунтов с высоким содержанием грунтовых вод. Обсадная труба защищая бетон от размыва, обеспечивает высокое качество выполненных работ.
БСС, таким образом, более популярны при строительстве подземных этажей, а при строительстве тоннелей, подземных автостоянок, переходов, метро, речных коммуникаций, технических этажей промышленных зданий или складов.

Основные преимущества БСС: высокая несущая способность и отсутствие динамических нагрузок на грунт при монтаже.

Стоимость работ в большинстве своем зависит от площади строительной площадки, а также глубины возведения стены и зависит от следующих факторов:

Устройство "Стена в грунте"

Метод ограждения котлована: экскавация грунта с помощью челюстного грейфера под защитой бентонитового раствора с последующим монтажом арматурного каркаса и бетонированием по технологии ветикально-перемещаемой трубы (ВПТ) (бетонолитной трубы).

Описание

"Стена в грунте", как правило, служит временным или постоянным ограждением для противофильтрационной завесы котлована фундамента или ограждения строительной конструкции, также выполняет статическую и гидроизолирующую функцию.

Разработка траншеи осуществляется при помощи челюстных грейферов и фрез под защитой бурового (бентонитового или полимерного) раствора, между предварительно устроенными форшахтами, которые служат в качестве направляющих для бурового инструмента. После достижения проектной отметки разработки траншеи, в нее устанавливаются временные стыковые системы. Монтируется арматурный каркас, далее выполняется укладка бетонной смеси методом ВПТ. Буровой раствор по мере бетонирования откачивается из траншеи и регенерируется (процедура характерная для бентонитового раствора). Во время разработки соседней траншеи, временные стыковые приспособления демонтируются и извлекаются для дальнейшего использования.

Технические условия

Ширина траншеи: 450, 600, 800, 1000, 1200 мм.

Реализованные проекты

Подробнее о реализации объектов по технологии "Устройство "Стена в грунте" смотрите на странице Строительного подразделения ГК Буровые Технологии.

На фотографии показано выполнение объекта:

Жилой дом со встроено-пристроенной подземной автостоянкой по адресу: Бескудниково, микрорайон 6, корпус 2 а, б, в и 4 а, б, в в САО г. Москвы.

Производство работ по сооружению ограждающей конструкции методом Стена в грунте шириной 0,6 м., глубиной 16 м.

Устройство форшахты для буросекущих свай

На большей части территории России господствуют грунты, отличающиеся рыхлостью и высоким уровнем залегания подземных вод. При возведении котлованов под фундаменты наблюдаются такие явления, как осыпание их стенок и затопление. Для создания отсекающего барьера и предотвращения смещения пластов почвы применяются буросекущие сваи. Готовая конструкция представляет собой монолитную стену, отличающуюся высокой прочностью и герметичностью.

Содержание

Устройство буросекущих свай

Форшахта для буронабивных свай представляет собой замкнутую систему из погруженных ниже уровня грунтовых вод опор (стена в земле). Конструкция состоит из соединенных по краям свай, изготовление которых производится непосредственно на месте строительства. Стенки скважин укрепляются бентонитовым раствором, а по верхней части столбов устанавливается железобетонная стяжка. Благодаря такому инженерному решению сооружение обретает целостность и монолитность.

Особенностью монтажа является полное отсутствие вибрации, что характерно для сваебойной технологии. Подземная стена состоит из непрерывной череды бетонных столбов, края которых пересекаются на величину, составляющую 5-7% от их диаметра. Каждая вторая свая армирована стальным каркасом, проходящим по всей протяженности опоры и замыкающимся на внешнее армирование наподобие монолитного ростверка.

В строительстве используются форшахты с диаметром несущих элементов в пределах 36-150 см, наиболее распространенными являются опоры сечением 62-82 см.

Область применения

Сваи БСС при всех присущих им особенностях, плюсах и минусах, получили широкое распространение в строительстве, особенно при его ведении на неустойчивых и сильно увлажненных грунтах. Устройство конструкции настолько хорошо продумано, что позволяет решать самые сложные монтажные задачи, когда другого решения просто не существует или оно чревато массой нежелательных эффектов.

Буросекущие сваи применяются для создания таких объектов:

ленточный заглубленный фундамент;
стены подземных сооружений промышленного и коммерческого типа — паркинги, торговые центры, склады, пешеходные переходы;
туннели мелкого залегания, линии и станции метрополитена, автомобильные дороги;
укрепительные конструкции для стен зданий, находящихся в аварийном состоянии, в том числе объектов, имеющих культурную и историческую ценность;
подземные коллекторы для сбора стоков;
гидротехнические объекты (пруды, озера, бассейны);
отстойники для отработки химических, энергетических и обрабатывающих предприятий;
аварийные резервуары вблизи объектов повышенной опасности;
укрепительные системы на нестабильных склонах;
ограждения для подземных коммуникаций;
противофильтрационные завесы на плотинах;
емкости для складирования мусора, отходов производства, компоста;
скотомогильники закрытого типа.

Противопоказано устанавливать форшахты в таких условиях:

мощные подземные течения;
высокий процент содержания крупнообломочных пород;
наличие под землей старых кладок, труб, железобетонных фундаментов, стальных конструкций;
наличие под поверхностью пустот и полостей естественного или искусственного происхождения;
высокой концентрации в почве агрессивных к бетону химических реагентов.

Форшахты могут устанавливаться в качестве ограждающей конструкции, а при монтаже в гидротехнических сооружениях — в их теле и основании.

Конструктивные особенности каркаса для буросекущих свай

Бетон имеет высокую устойчивость на сжатие, но плохо переносит изгиб и скручивание. Поперечное давление является основным критическим фактором для глубокозаглубленной конструкции. Противостоять таким нагрузкам без риска поломки могут только железобетонные изделия, в которых прочность сочетается с гибкостью.

Такую функцию в буросекущих сваях выполняет объемный стальной каркас. Наиболее эффективным является квадратное сечение, где между продольными прутами устанавливаются цельногнутые рамки. Размер каркаса делается максимально приближенным к диаметру отверстия, но с тем расчетом, чтобы металл не выступал из бетона после его застывания. Такое решение позволяет каркасу захватить часть ранее установленных бетонных опор без армирования.

Важную задачу по приданию стене в земле прочности выполняет верхний пояс из арматуры. Это сооружение изготавливается в виде балки прямоугольного сечения с прочным креплением с каркасом каждой подземной колонны. После монтажа проводится заливка армопояса бетоном. Готовая конструкция становится полностью монолитной. Снизу ее удерживает плотный слой грунта, а сверху железобетонный замкнутый пояс.

Предназначения форшахты

Форшахта выполняет сразу несколько функций, что делает ее уникальным изобретением, которое значительно продвинуло вперед технологию частного и промышленного строительства.

Подземные сооружения отличаются многофункциональностью и могут быть использованы для таких целей:

ограждение от внешнего давления на подземные конструкции;
создание основы для укладки цоколя и плиты перекрытия;
блокирование грунтовых вод при проведении рытья котлованов;
укрепление склонов, насыпей, отвалов и прочих неровностей, где велика вероятность возникновения оползней;
изоляция токсичных веществ в замкнутом пространстве при условии укрепления дна.

Самостоятельное создание стены в земле невозможно. Изготовление этого сооружения проводится на основании профессионально разработанных чертежей, предварительно проведенных исследованиях грунта и с помощью мощного, высокотехнологичного оборудования.

Технология строительства

Технология монтажа буросекущих свай отработана до мелочей и состоит из таких этапов:

Геологические исследования, по результатам которых составляется схема залегания грунтовых вод.
Бурение скважин на расстоянии 90% их диаметра. Применяются обсадные трубы.
Заливка бетона, уплотнения раствора вибратором.
Извлечение обсадной трубы из отверстия.
Созревание бетона. На это уходит 24-28 дней.
Сверление скважин между ранее пробуренными с иссечением их краев.
Установка каркаса и заполнения шахты бетоном.

Заключительной фазой является создание опалубки, монтаж армирующего пояса и наполнение формы бетоном.

Основные отличия буросекущих свай от буронабивных

Технологический процесс создания обоих конструкций практически одинаковый, но их назначение разное.

Буронабивные сваи устанавливаются на расстоянии друг от друга, армируются и выполняют исключительно несущую функцию в обустройстве фундамента.

Буросекущие сваи соединяются с захватом соседних фрагментов, выполняя задачи по гидроизоляции, удержания пластов земли и укрепления аварийных опорных систем.

Преимущества буросекущих свай

Использование буросекущих свай отличается такими достоинствами:

применимость практически к любому типу грунта;
отсутствие строительного мусора и расходных материалов;
бесшумность и отсутствие вибрации;
компактность бурильного оборудования;
безопасность для окружающих площадку объектов инфраструктуры.

Все это делает данную технологию незаменимой при проведении строительства и реставрационных работ в условиях плотной застройки населенных пунктов и объектов промышленности.

Устройство форшахты для стены в грунте

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ТЕХНОЛОГИИ И МЕХАНИЗАЦИИ РАЗРАБОТКИ ТРАНШЕЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

В настоящих Рекомендациях приведены сведения и указания по проведению подготовительных работ, технологии и механизации разработки траншей для строительства подземных сооружений способом "стена в грунте", технике безопасности при проведении этих работ, контролю качества их выполнения и приемке.

В общей части дана характеристика способа "стена в грунте" и указаны области его применения в строительстве.

Рекомендации разработаны НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова совместно с управлением "Главмосинжстрой" при Мосгорисполкоме, одобрены секцией Ученого Совета НИИОСП и рекомендованы к изданию. Работа выполнена коллективом авторов: Б.М.Гаража (ответственный исполнитель) - разделы 1-7; д-р техн. наук, проф. М.И.Смородинов, канд. техн. наук Б.С.Федоров - разделы 1, 2, 5, 6. В составлении разделов 2, 5, 6 принимали участие сотрудники управления "Главмосинжстрой" В.Г.Лернер, Б.В.Маркин, Ю.И.Минаев, Б.М.Прждецкий.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников строительных и проектных организаций.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Способ "стена в грунте" применяется для строительства стен подземных сооружений, фундаментов глубокого заложения и противофильтрационных завес и состоит из двух основных относительно самостоятельных этапов строительства:

первый этап - образование в грунте открытой сверху полости - траншеи, обрушение которой предотвращается путем ее заполнения глинистой суспензией;

второй этап - заполнение траншеи строительными материалами и конструкциями, сопровождающееся одновременным вытеснением ими глинистой суспензии из заполняемой полости.

1.2. Настоящие Рекомендации относятся к первому этапу производства работ. Указания по производству работ второго этапа - сооружению в траншеях под глинистой суспензией монолитных и сборных стен, устройству противофильтрационных завес, контролю качества выполнения этих работ и их приемке, а также по технике безопасности изложены в "Рекомендациях по устройству подземных конструкций и противофильтрационных завес способом "стена в грунте".

1.3. Способ "стена в грунте" позволяет сооружать подземные стены, фундаменты и противофильтрационные завесы как в обводненных, так и необводненных грунтах: супесчаных и песчаных, суглинистых и глинистых. Подземные стены и фундаменты могут нести как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки. Выполнение подземных стен и противофильтрационных завес в виде замкнутого контура и заделка их нижней части в водоупорный слой грунта предотвращают поступление подземных вод внутрь сооружения.

1.4. Способ "стена в грунте" рекомендуется использовать при строительстве сооружений следующих типов: подземных этажей зданий; заглубленных технологических емкостей и резервуаров; подземных и заглубленных гаражей и стоянок для автомобилей и другой самоходной техники; подземных складов и хранилищ; убежищ гражданской обороны; туннелей автотранспортных пересечений; подземных пешеходных переходов; перегонных туннелей и станций метрополитена мелкого заложения; подземных помещений и коллекторов в системах теплоснабжения, электроснабжения и связи; фундаментов глубокого заложения для многоэтажных и высотных зданий; фундаментов мостовых опор; водоводных каналов и водохранилищ, емкостей и коллекторов в системах водопровода и канализации; бассейнов для плавания; подпорных стен и противооползневых сооружений; противофильтрационных завес и ограждений котлованов, карьеров и каналов; противофильтрационных ограждений плотин, водохранилищ и отвалов.

1.5. Основные области применения способа "стена в грунте" следующие:

строительство в стесненных условиях и вблизи существующих зданий, сооружений и коммуникаций;

размещение подземных сооружений под бульварами, улицами и площадями; реконструкция и расширение промышленных объектов и т.п.

1.6. Применение способа "стена в грунте" может быть ограничено следующими условиями:

наличием грунтов с кавернами и пустотами, рыхлых свалочных и насыпных грунтов;

включениями захороненной каменной кладки, обломков бетонных и железобетонных плит, железа и других препятствий на трассе траншеи;

наличием напорных подземных вод, зон оттока или большой местной фильтрации в перерезаемой траншеей толще грунтов;

малой глубиной заложения (до 3-5 м) при условиях, позволяющих вести строительство объекта в открытом котловане;

наличием грунта или его прослойков, группа разрабатываемости которых выше максимально допустимой для имеющегося оборудования.

1.7. Процесс строительства подземных сооружений с применением способа "стена в грунте" (рис.1.1 и 1.2) состоит из следующих операций:

сооружение в верхней части траншеи неглубоких (0,7-1,0 м) направляющих стенок для удержания грунта от обвалов и направления рабочего органа оборудования, разрабатывающего траншею (устройство пионерной траншеи);

приготовление глинистой суспензии;

заполнение глинистой суспензией пространства между направляющими стенками пионерной траншеи;

разработка траншеи на глубину, равную глубине заложения подземной стены;

пополнение уровня глинистой суспензии в траншее по мере разработки грунта;

установка разделительных перемычек (ограничителей) для последовательного бетонирования траншей секциями-захватками;

установка арматурных каркасов и бетонирование секций-захваток или монтаж в траншее сборных элементов с последующим тампонажем пазух;

поярусная разработка грунтового ядра внутри подземных стен сооружения с устройством временных или постоянных анкерных креплений, если они предусмотрены проектом;

поярусная заделка стыков;

устройство днища сооружения;

устройство внутренних конструкций сооружения.

Рис.1.1. Устройство монолитной железобетонной стены способом "стена в грунте": а - разработка траншеи грейфером под глинистой суспензией; б - опускание армокаркаса в траншею; в - бетонирование полости траншеи способом подводного бетонирования

Рис.1.2. Устройство стены из железобетонных плит способом "стена в грунте": а - разработка траншеи грейфером под глинистой суспензией; б - опускание панелей в траншею; в - тампонирование пазух между панелью и стенкой траншеи твердеющим тампонажным раствором

Рис.1.3. Заглубленные сооружения, прямоугольные в плане: а - консольная стенка; б, в - стенки с креплением распорками; г, д - стенки с креплениями грунтовыми анкерами; 1 - стенка, 2 - распорка, 3 - грунтовые анкера

Рис.1.4. Заглубленные сооружения, круглые в плане: а - консольная стенка; б - консольная стенка с несущим поясом; в, г - стенка с многоярусным устройством промежуточных несущих поясов; д - стенка с грунтовыми анкерами

2 - несущий пояс, 3 - грунтовый анкер

1.8. Конструкция стен подземных сооружений, выполняемых способом "стена в грунте", выбирается в зависимости от назначения сооружения, его размеров, конфигурации в плане, характера и величин горизонтальных и вертикальных нагрузок. Стены специального назначения изготавливаются прямоугольного, криволинейного или сложного очертания в плане (H-, X-, L-, [ -, T-образные и др.). Толщина стен, выполняемых из сборного железобетона, может быть переменной.

1.9. Применение способа "стена в грунте" позволяет:

избежать повреждения зданий, сооружений и подземных коммуникаций, расположенных в зоне строительства;

значительно снизить уровень шума и исключить вибрации грунта, неизбежные при традиционных способах строительства;

сократить площади разрытий;

получить значительную экономию стального шпунта, металлопроката, бетона и пиломатериалов;

полностью исключить или ограничить применение дорогостоящих специальных способов строительства, таких, как водопонижение, искусственное замораживание грунтов и др.;

использовать стену на время строительства для крепления котлована, а в законченном сооружении - в качестве несущей и ограждающей конструкции;

механизировать работы в стесненных условиях строительной площадки;

сократить сроки и снизить стоимость строительства.

1.10. Применение стен и противофильтрационных завес, устраиваемых способом "стена в грунте", должно быть обосновано технико-экономическими расчетами путем сравнения вариантов строительства подземных сооружений с применением способа "стена в грунте" и в открытых котлованах (в том числе с использованием шпунтовых ограждений) с применением опускных колодцев и других способов. Вариант строительства противофильтрационных завес способом "стена в грунте" сравнивается с завесами других конструкций и другими средствами защиты от подземных вод.

2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

2.1. Приступать к строительству подземных сооружений способом "стена в грунте" разрешается только при наличии проекта производства работ (ППР), разработанного в соответствии с "Инструкцией о порядке составления и утверждения проектов организации строительства и проектов производства работ" (СН 47-74*).

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 12-01-2004, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Проект производства работ способом "стена в грунте" кроме технической документации, предусмотренной упомянутой инструкцией, должен включать в себя:

описание состава и параметров глиноматериалов и глинистой суспензии, включающее указания по контролю их качества;

проект глинорастворного узла, включающий в себя рабочие чертежи узлов для приготовления и регенерации глинистой суспензии;

детальные технологические карты на выполнение отдельных видов работ: устройство форшахты; разработку траншеи; установку армокаркасов и укладку бетонной смеси в траншею, либо установку в траншею конструкций из сборного железобетона и тампонаж; разработку ядра сооружения; устройство днища;

описание состава и параметров тампонажного раствора и методы контроля качества (при применении конструкций из сборного железобетона);

описание состава компонентов и параметров противофильтрационных материалов для заполнения траншей противофильтрационных завес;

техническую документацию на нестандартное оборудование;

мероприятия по обеспечению работ в зимнее время;

мероприятия по технике безопасности.

2.2. При возведении подземных сооружений способом "стена в грунте" инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено: для несущих стен - на глубину 1,5+5 м (где - глубина заложения основного сооружения) для противофильтрационных завес - на глубину +5 м (где - глубина залегания водоупора), а при глубоком залегании водоупора - не менее чем на 50 м.

2.3. Разведочные геологические скважины на площадке возведения сооружения методом "стена в грунте" должны быть размещены по сетке не более 20x20 м или по трассе сооружения не реже чем через 20 м.

Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать:

разрезы и буровые колонки с количественной и качественной оценкой встречаемых крупных включений;

физико-механические характеристики грунтов (объемная масса, угол внутреннего трения, коэффициент пористости, коэффициент фильтрации; для песчаных грунтов, кроме того, - гранулометрический состав, для глинистых грунтов - пластичность, консистенция и сцепление);

данные об уровнях и режимах грунтовых вод, степени их агрессивности и отметках залегания водоупора.

2.4. Подготовительные работы, выполняемые на строительной площадке и предшествующие основным работам с использованием способа "стена в грунте", состоят из следующих этапов:

I. Планирование работ, связанных с подготовкой строительной площадки к производству основных работ;

II. Ведение работ по подготовке территории под строительство, в том числе земляные работы, работы по ликвидации подлежащих сносу строений, обустройство стройплощадки;

III. Привязка к местности подлежащих строительству сооружений;

IV. Подготовка оборудования и материалов;

V. Проведение опробований и контроль готовности строительного комплекса к работе.

2.5. Этап I - планирование работ, связанных с подготовкой строительной площадки к производству основных работ, - следует производить на основе изучения ПНР, материалов инженерно-геологических изысканий, выявления и учета дополнительных данных, связанных с местными условиями.

Читайте также: