Строительные материалы

Крепление стенок траншей. Устройство анкерного крепления котлованов

2.1. Общие положения

· Котлованами называют выемки различные по глубине, но с достаточно большими размерами в плане, устраиваемые в грунте и предназначенные для различных целей: устройство фундаментов, монтажа подземных конструкций и оборудования, прокладки туннелей и коммуникаций и т.п.

· Выемки, имеющие малую ширину и большую длину, называют траншеями, а имеющие малые размеры в плане и большую глубину – шахтами .

Для постоянного крепления используются длинные стержневые анкеры стальной резьбовой штанги. Временное крепление стеновых панелей чаще всего используется для анкеров. Анкер имеет три компонента. Все анкеры производятся на якорной фабрике, и сборка поставляется в комплекте и готова для литья. Все типы длинных анкеров устанавливаются в скважины, заполненные в концевой части раствора. Свободная секция анкера защищена пластмассовыми трубами от коррозии. После затвердевания повязки вводится корневая часть.

Подъем ямы по всему периметру строительной площадки Экскавация первого рабочего выстрела Сборка рамы периметра периметра на дне траншеи Создание анкеров через рамку жесткости в породе Экструзия второго рабочего выстрела Процедура повторяется только после достижения дна ямы здания. Экологические проблемы, связанные с: 10 минутами.

Проект котлована является составной частью общего проекта здания или сооружения и включает в себя:

Чертеж котлована;

Указания по производству и организации работ;

Защитные мероприятия.

· Чертеж

учитываются: в плане

1. возможность производства работ;

2. возможность устройства опалубки;

3. размещение крепления стенок котлована;

Одним из самых популярных способов обеспечения раскопок являются плотные стены из стали, пластмассы, дерева, которые служат фундаментными, гидротехническими или стойкими конструкциями, используемыми во временных и постоянных решениях. Основная задача герметичной стены - предотвратить проникновение почвы и воды за установленную конструкцию, что позволяет работать в непосредственной близости от активной инфраструктуры.

Что касается забивания и выгрузки, компания также проводит мониторинг вибрации, что особенно полезно в городских районах. Установка путем статического демпфирования септической стены - решение, используемое гидравлическим прессом, особенно для инвестиций в компактную городскую подземную инфраструктуру, где воздействие вибрации неприемлемо. Жилье в Берлине - это система безопасности, состоящая из вертикальных стальных колонн и деревянных элементов комментария, постепенно собранных в стальных секциях во время раскопок.

4. размещение водопонижающих установок;

5. глубина в основном определяется заложением фундамента (с учетом песчаной подушки, пласт. дренажа и т.п.)

· Указывают :

Горизонтальную и вертикальную привязку котлована к местности;

Основные оси;

Размеры поверху и понизу;

Абсолютные отметки дня и заглублений;

Заложение откосов – i

Для выполнения этого вида защиты от раскопок должны быть выполнены следующие условия. Подземные воды должны располагаться ниже дна раскопок, отсутствие непосредственной близости к существующим объектам. В соответствии с технической спецификацией и проектом после бетонирования вводятся арматура или различные типы профилей.

Эта технология позволяет заставить заготовку замолчать, устраняя шум, непрерывно контролируя и регистрируя параметры сверления и формирования вала сваи, особенно в твердых пластмассах, чтобы укрепить землю под основаниями кубатурного или траншеи. Заземляющие анкеры в основном используются для крепления различных типов крепежных элементов, долговечных и временных опорных конструкций, защиты больших стен выемки грунта и стабилизации насыпей, склонов и склонов, отдельно или в сочетании с другими конструктивными элементами.

· Защитные мероприятия

Их целью является сохранение природной структуры грунтов в основании возводимых фундаментов (т.е. дня котлована) и обеспечении устойчивости стенок котлована на все время производства строительных работ.

Необходимость сохранения природной структуры грунтов объясняется тем, что ее нарушение в процессе работ нулевого цикла сопровождается, как правило, ухудшением строительных свойств основания.

Они являются строительным элементом, несущим растягивающее напряжение на несущих слоях подложки. Технология якорной конструкции заключается в выполнении единственного отверстия в технологической линии, вставке инъекции и арматуры. Впрыск подается через стержень и подается на землю отверстиями в головке или буровом долоте.

В основном мы изготавливаем стальные герметичные стены, как временные, так и постоянные. Стальные переборки используются на всех типах земель. Обычно мы используем два способа введения стен в землю. Используя гидравлические вибраторы, применяя ударные молоты. . Мы изготавливаем полые консольные стены, разбрасываем и закрепляем наземными анкерами.

Требования по сохранению природной структуры основания:

Не допускать скапливание на дне котлована воды (замачивания), т.к. оно ухудшает свойства грунтов предусматриваются специальные меры для защиты котлована от обводнения.

Не допускать промерзания дна котлована в зимний период работ, т.к. большинство в зимний период работ, т.к. большинство грунтов обладает пучинистыми свойствами. Для этого, дно котлована покрывают слоем шлака или другого аналогичного по свойствам материала.

Основными преимуществами герметизированных стен являются. Простота установки и демонтажа возможности использования практически во всех условиях эстетической целостности почвы. Тонкие стены мы сделали, среди прочих. на строительных площадках: Спор и оздоровительный центр ул. Острарога в Варшаве, Жилое здание на ул. Ренессанс Варшава, Подлясьевская опера и филармония - Европейский центр искусств в Белостоке.

Предполагается, что горючее будет проходить последовательно по мере раскопок раскопок, которые выполняются ступенями толщины, адаптированными к типу и состоянию почвы. Берлинский корпус предназначен для защиты глубоких раскопок. Он обычно используется в качестве временного жилья, хотя с адекватной защитой от коррозии сваи, а использование обратной связи из бетона или стали может быть выполнено как конструкция с прочным сопротивлением.

Не допускать механического воздействия на дно котлована. Для этого котлован механизированной техникой недокапывают на 20…30 см. Оставшийся грунт аккуратно снимают лопатами.

Устройство фундаментов необходимо выполнить по возможности быстрее, особенно в дождливый и зимний периоды строительства.

Требования к устойчивости стенок котлована.

В последние годы в Берлине все больше и больше вступают в контакт с новой конструкцией. Это связано с необходимостью использовать максимальную площадь под подземными гаражами на небольших участках. Здание в Берлине - это потерянная опалубка за стенами метро, ​​на которой изолирована вертикаль. В некоторых случаях невозможно создать навес или анкер над полом, после чего опору можно снять. Используется анкерное крепление. В таком случае непрерывные распорки делают невозможной внешнюю стенку, в то время как анкерные головки, расположенные на расстоянии 2-3 м, могут быть встроены в конструкцию или оставить «окно», позволяющее их обрезать после выполнения метрополитена.

Конструкции крепления стенок или откосов котлованов должны воспринимать все нагрузки от давления грунта и подземных вод и защищать его от их оползания или обрушения.

При разработке котлованов и траншей в непосредственной близости и ниже уровня заложения примыкающих сооружений необходимо принятие специальных мероприятий против развития осадок и деформаций близкорасположенных сооружений:

Жилье в Берлине является проверенным способом обеспечения глубоких раскопок и, следовательно, все чаще используется. При принятии решения об использовании жилья в Берлине следует учитывать ограничения, связанные с технологическими условиями. Во многих случаях это может быть альтернативой закрытым и щелевым стенам с измеримыми экономическими выгодами.

Защита раскопок с берлинским жильем, который мы использовали. На строительных площадках: быстрый трамвай в Кракове, торговый центр Аскана в Гожуве Велькопольски, гостиница Андерс в Кракове, жилой комплекс «Олимпия-2» в Варшаве и строительная площадка на ул.

· это забивка шпунтовой стенки;

· закрепление грунтов основания;

· подводка нового фундамента.

2.2. Обеспечение устойчивости стенок котлованов

В зависимости от глубины котлована, грунтовых условий и УГВ, котлованы устраивают либо с естественными откосами либо применяют те или иные методы их крепления.

Палисады из микрополии используются в качестве защитных стен кирпичной кладки вблизи смежных объектов. Палисад состоит из микропилей, просверленных с интервалом не более 3 диаметров. Естественное перекрытие между микропилами позволяет обрабатывать палисад как сплошную стену, которая полностью защищена от ослабления почвы за корпусом, что важно в случае раскопок, вырытых вблизи фундаментов существующих объектов. Во время раскопок копания на палисаде нет необходимости устанавливать мнение среди микропилей, как в случае с берлинским случаем.

2.2.а Котлованы с естественными откосами

Устраивают в сухих и маловлажных устойчивых грунтах.

Если высота котлована h к ≤5 м, то заложение откоса (отношение h к /b) определяется по таблицам в зависимости от вида грунта.

Если высота h к >5 м, то необходим расчет крутизны откоса.

· Такие котлованы наиболее просты, однако при этом резко увеличивается объем земляных работ, особенно при глубоких котлованах. Кроме того в естественных условиях города отрывка котлована с естественным откосом далеко не всегда возможна (близко расположенные здания)

В случае раскопок больших глубин палисад разложен или закреплен железобетоном или стальными стержнями. Лестничная ловушка обездвиживает универсальную ручку на лестнице, так что, несмотря на наклонную лестничную конструкцию, ручка является стабильной базой для установки защитных барьеров на лестнице. Для лестничных подъемников максимальная толщина бетонного элемента не должна превышать 200 мм, а для лестничных подъемников 315 толщина лестницы не должна превышать 315 мм. Другие лестничные конструкции доступны по запросу.

Установка защитных рельсов без необходимости вмешиваться в монтаж лестничных конструкций в любом месте лестницы простой сборки без использования специальных инструментов. Не нужно размещать ручку при ввинчивании рукоятки в анкерный узел в любом месте горизонтальной поверхности, сохраняя при этом расстояние анкера от края. Полная защита структурных краев опоры от возможности скольжения или прокатки предметов с пола и падения на людей, находящихся под простой сборкой, без необходимости в инструментах. Монтаж в любой точке вертикальной поверхности при сохранении расстояния анкера от края позволяет выполнять каменные и отделочные работы на горизонтальных рабочих поверхностях с установленными боковыми ручками. Не нужно вставлять слоты в стену прямо и легко монтировать в любом месте. . Прикрепите якоря в соответствии с инструкциями изготовителя.

2.2.б Котлованы с вертикальными стенками

могут быть:

С креплением

Без крепления

Без крепления допускается только в сухих и маловлажных устойчивых грунтах на непродолжительный срок. Глубина таких котлованов не должна превышать:

· в песках до 0,5 м

· в супесях до 1,0 м

· в суглинках и глинах до 3 х м

Конструкции креплений котлованов выбирают в зависимости от следующих условий:

Простая сборка без необходимости в специальных инструментах подвижный поперечный стержень обеспечивает постепенную регулировку высоты поворотной ручки. Обеспечивает боковое удерживание на балках на стадии опалубки, например, простая установка потолка без необходимости установки специального инструмента только в гнездо верхней полки. Простая установка на существующие фермы из арматурных стержней, например, в филигранных потолках возможность регулировать крюк-крючок на высоту арматуры в потолке. Регулируемая рукоятка захвата позволяет использовать ручку в качестве опалубочной опалубки, которую легко установить благодаря возможности использования в стенах существующих соединительных отверстий. Регулируемый захватный рычаг для крепления стула для табуретов вне рабочей зоны, например: использование потолка ручкой в ​​качестве опалубки для облегчения монтажа бокового потолка благодаря возможности использования в стенах существующих соединительных отверстий. Защита электрических проводов и монтажных труб яркий цвет, постоянно маркирующий расположение электропроводки или монтажных труб. Установка перила за пределами рабочей зоны. . Транспортная корзина для досок и сетей.

· глубина котлована;

· свойств грунтов;

· срок службы крепления.

В зависимости от этих условий подбираются следующие конструкции крепления:

· закладные крепления;

· анкерные или подкосные крепления;

· шпунтовые ограждения.

2.2.в Закладные крепления

Устраивают при глубине котлована до 2…4 м в сухих и маловлажных грунтах (рис. 14.2 а, б). Закладное крепление состоит из стоек, распорок и горизонтальных досок (забирки), которые заводят за стойки снизу по мере углубления котлована или траншеи, а стойки постепенно заменяют на более длинные тщательно раскрепляя их распорками.

Системные корзины предназначены для хранения и транспортировки вместе. Две транспортные корзины могут быть уложены с одной транспортной корзиной для досок и сетей. Вы также можете разместить две корзины на сетке и доски, уложенные один поверх другого. Корзины, на которых складываются другие корзины, должны быть безоговорочно заполнены предметами, предназначенными для хранения. Следует иметь в виду, что каждый компонент может транспортироваться только индивидуально.

В статье рассматриваются причины, которые привели к потере устойчивости вертикального берега глубоких раскопок, поддерживаемых дальними гонщиками. Причиной распада главной стенки опоры была чрезмерной влажности земли, из-за поврежденной трубы. Разделение земли, о чем свидетельствуют два геотехнических исследования, проведенных на месте.

Более удобное крепление не требующее замены стоек по мере заглубления выемки, состоит из предварительно забитых в грунт двутавровых стальных балок, за полки которых постепенно закладываются доски.

2.2.г. Анкерные и подкосные крепления

Устраивают в тех случаях когда исключается возможность установки распорок (широкий котлован, так же если распорки мешают возведению фундамента).

Объектом геотехнических исследований было создание условий для строительства и не определение источников геотехнических рисков, необходимых для проведения глубоких раскопок в городской среде. Этап предварительного проектирования, в котором геотехническая экспертиза имеет своей основной целью идентификацию источников геотехнических рисков, связанных с различными решениями, которые могут быть рассмотрены; этап технического проекта или однофазный проект, в котором геотехническая экспертиза должна оценивать правильность решения, принятого против определенных геотехнических опасностей; этап выполнения работы, в ходе которого геотехническая экспертиза устанавливает, насколько полевые условия согласуются с условиями, признанными исследованиями фундамента фундамента, и необходимостью адаптировать конструкцию или технологию выполнения к этим условиям, чтобы снизить риск до приемлемого уровня. Конструкция, построенная на участке, имеет два уровня подвала с подземной парковкой, что требует глубоких раскопок в форме общего копания.

Для устройства анкерных (рис. 14.2 в) креплений вдоль стенки котлована забивают наклонные свайки, которые соединяют анкерными тягами со стойками крепления.

В подкосном креплении (рис. 14.2 г) стенки удерживаются подкосами передающими сдвигающие усилия на упор, забиваемый у них основания.


2.2.д. Шпунтовые ограждения

Служат для крепления вертикальных стен котлована при глубине более 4-х метров, а также при любой глубине, но при уровне подземных вод выше дна котлована.

Шпунтовые ограждения состоят из отдельных элементов (шпунтин), которые погружаются в грунт еще до отрывки котлована и образуют сплошную стену предотвращающую сползание грунта и проницание воду в котлован.

Шпунты могут выполняться из:

→ Деревянные шпунтовые ограждения применяют для крепления неглубоких котлованов (3…5 м) (рис. 14.3) может быть:

Дощатым (толщина до 8…10см)

Брусчатым (t от 10 до 24 см)

Длина шпунтин определяется глубиной их погружения, но, как правило, не превышает 8 м, поскольку более длинный не дорогой и дефицитный.

Для полного смыкания шпунтин их снабжают гребнем или пазом, а нижний конец делают с односторонним заострением, за счет чего погружаемая шпунтина прижимается к уже погруженной, что делает стенку более плотной.

Дополнительному уплотнению соединения шпунтин способствует и постепенной разбухание древесины в воде.

Деревянное шпунтове ограждение отличает простота изготовления, однако есть ограничения его применения:

Невозможность забивки шпунтин в плотные грунты;

Небольшая длина шпунтин (6…8 м);

И относительно малая прочность.


→ Металлический шпунт применяют при глубине более 5…6 м. За счет своей конструкции (рис. 14.4) он обладает большой прочностью и жесткостью.

Он состоит из прокатного профиля l=8…24 м.

Плоской;

Корытной; } при больших изгибающих моментах

Z-образной формы

Связь между шпунтинами по вертикали осуществляется при помощи «замков ». Конструкция замков обеспечивает плотное и прочное соединение шпунтин между собой. Остающиеся зазоры в замках, быстро заливаются и металлическая шпунтовая стенка становится практически водонепроницаемой.

Железобетонный шпунт применяют при постройке набережных, причальных и гидротехнических сооружений, или в тех случаях когда шпунт в дальнейшем используются как часть конструкции.

Ж/б шпунт

Сплошной ж/б ряд свай (забивных или буронабивных)

Разрешенный ряд свай в глинистых грунтах.

Конструкции шпунтовых стенок:

Без креплений (консольные);

С распорным креплением;

С грунтовыми анкерами.



Применение креплений распорного и анкерного типа увеличивает устойчивость шпунтовой стенки, уменьшает возникающие изгибающие моменты и ее горизонтальные смещения, что позволяет делать стенки более легкими.


Шпунтовые стенки рассчитывают по первой группе предельных состояний;

Подавляющее большинство методов основано на классической теории предельного равновесия грунтов (E a , E п, E о)



Безанкерные шпунтовые стенки (рис. 14.6)

Задача состоит в определении глубины ее забивки, усилий, действующих в стенках, и размеров поперечного сечения шпунта.

Принимается, что под действием E a , стенка стремится повернуться вокруг т.О, расположенной на некоторой глубине t o ниже дна котлована

Устойчивость стенки обеспечивается вследствие уравновешенного активного и пассивного давления грунта с разных ее сторон.

За счет перемещений и гибкости стенки получается довольно сложным криволинейная эпюра давлений грунта на стенку (рис. 14.6. б)

С целью упрощения расчета эта эпюра заменяется на более простую (рис. 14.6. в). После этого задача становится статически определимой с двумя неизвестными t o и E р ’, которые находятся из уравнений равновесия.

равновесие момента относительно т. О

∑М т.о. =0 следовательно приводит к уравнению 3 й степени относительно t o ; t o

будучи определена, позволяет найти E р ’ из ∑X=0 – уравнение равновесия горизонтальных сил.

Поскольку полученная t o определена из условия предельного состояния, для обеспечения запаса, ее увеличивают на величину ∆t

полная глубина заделки шпунтовой стенки;

∆t определяется из условия реализации обратного отпора грунта E р

где q to – вертикальное давление грунта на глубине приложенной силы E р ’

λ р, λ а – коэффициент активного и пассивного давления грунта

На практике чаще всего составляется только одно уравнение моментов, не содержащее E р ’, и определяется t o , а полная заделка шпунтовой стенки в грунт принимается равной


Анкерные шпунтовые стенки

В зависимости от жесткости стенки различают 3 расчетные схемы:

· свободно опертая стенка (схема Ю.К.Якоби)

· заделанная стенка (схема Блюма-Ломейера)

Критерий жесткости шпунтовой стенки определяется отношением:

d av – приведенная высота стенки

J – момент инерции приведенного сечения стенки «М»

D – ширина шпунтины, м;

t – глубина заложения стенки, м.

При - стенка повышенной жесткости (ж/б стена или стенка из буронабивных свай) ее следует рассчитывать по схеме «свободного опирания».

Свободно опертая стенка (схема Э. К. Якоби)

Расчет исходит из предположений, что в момент потери устойчивости стенка под действием сил активного давления грунта E a , будет поворачиваться вокруг точки крепления анкера (рис. 14.7 а). При этом на дне котлована возникает выпор грунта и реакция массивного давления

Упрощенная расчетная схема – рис.14.7. б

Необходимо найти:

T o ,- длина заделки стенки;

R - усилия в стенке и в анкере;

Подобрать сечение стенки и анкера.

· Приняв т.О (точка крепления анкера) – неподвижной t o и R определяют из уравнений равновесия:

За расчетное значение заделки принимают

Заделанная стенка (схема Биома-Ломейера) или (метод упругой линии )

· Расчет ведется в предположении, что нижний участок забитой части стенки полностью защемлен в грунте.

· Упрощенная диаграмма строится по аналогии т.О расположена на расстоянии 0,2t o от нижнего конца стенки (рис. 14.8)

· Задача статически неопределенна, т.к. содержит три неизвестные:

t ; R; Усилие в анкере; и E р

Необходимо помимо уравнений равновесия добавочное условии – это равенство …угла поворота защемленного участка в месте заделки стенки, т.е. в т. О

Решение ведется методом последовательных приближений.

1. Задаемся t o - глубиной заделки, определяем t

2. Из уравнение равновесия находим R и E р ’

3. Строим эпюру изгибающих моментов выше т.О

4. Путем двойного интегрирования составленного уравнения моментов получаем уравнение упругой линии стенки.

(Две постоянные интегрирования определяются из условия, что точка анкеровки и т.О являются неподвижными)

5. Из уравнения упругой линии стенки определяют угол ее поворота в т.О

Если угол θ≠0, то изменяем глубину t o и производим действия п.п 1-5 заново.

6. Дальнейший расчет заключается в построении эпюры изгибающих моментов и определении М мах, по которому проверяют сечение шпунта.

Объем вычислений можно существенно сократить если использовать графоаналитический метод расчета, изложенный в справочнике проектировщика.


2.3. Защита котлованов от подтопления

· Для защиты котлованов от подтопления используют следующие группы методов:

Водопонижение;

Противофильтрационные завесы;

Комбинация первых двух методов.

· Выбор той или иной группы методов зависит от:

Вида подземных вод;

УПВ (УГВ);

Свойств грунтов;

Особенностей их напластования;

Глубины, размеров и формы котлована в плане;

Других факторов.

· Во всех случаях, какой бы способ мы не выбрали, необходимо исключить нарушение природной структуры грунта в основании, обеспечить устойчивость откосов котлована и сохранность близко расположенных зданий.

Водопонижение осуществляется с помощью:

Глубинного водопонижения;

Открытого водоотлива

1. Открытый водоотлив – наиболее простой способ. Воду откачивают насосами непосредственно из котлована. А точнее из устраиваемой на дне котлована сети канавок глубиной 0,3…0,6 м, по которым вода отводится в приямок (зумпф), откуда она и откачивается систематически насосами.

Открытый водоотлив применяют только в малоразмываемых грунтах и породах (трещиноватые скальные породы, галька, гравий, крупные пески), а также там, где мало прямого поступления воды.

2. Глубинное водопонижение исключает просачивание подземных вод через откосы и дно котлована. Он заключается в искусственном понижении УГВ в районе котлована.

Осуществляется с помощью:

Иглофильтров;

либо - откачной воды из глубинных трубчатых колодцев (в случае большого притока воды).




Иглофильтр состоит из стальной трубы d=38…50 мм, нижнем конце имеется фильтрующее устройство, через которое производится всасывание и откачка воды. Фильтр сконструирован так, что обеспечивается невозможностью выноса частиц.

Возникающее при движении воды (от дна котлована к ИФУ) рис. 14.9 а, гидродинамическое давление способствует уплотнению грунтов а … - улучшению их структурных свойств.

· Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) служат для понижения уровня подземных вод на глубину 4…5 м в песках. При больших глубинах иглофильтры располагают в несколько ярусов (рис. 14.9. б) или применяют специальные эжекторные иглофильтры (водоструйные насосы, создающие разрежение окло фильтрующего элемента, что способствует увеличению всасывания), позволяющее понизить УГВ на глубину до 25 м.

ЛИУ применяют в песках крупной, средней крупности и мелких

Эжекторные иглофильтры, как более мощные применяют в пылеватых песках и супесях с k ф >0,1 м/сут.

При грунтах с k ф

→ вакуумирование;

→ электроосушение.

Вакуумирование:

У вакуумных скважин устья герметизируются специальными тампонами. Из скважин откачивается вода и воздух, создается зона вакуума, за счет чего приток воду увеличивается.

Позволяет откачивать воду при 0,01

Электроосушение (электроосмотическое водопонижение)

Применяют в глинистых грунтах с низкой водоотдачей

Этот способ основан на свойстве передвижения воды в глинистых грунтах под действием постоянного тока (электроосмос).

Стежки и иглофильтры размещают по периметру котлована в шахматном порядке (рис. 14.10)

На них подают напряжение U=30…60В.

Вода под действием тока перемещается от анода «+» к катоду «-», грунтовая вода поступает в иглофильтр и откачивается всасывающим насосом. Понижение воды возможно до 20 м.

За счет электроосмоса k ф резко увеличивается (в десятки, а то и в сотни раз), но требуется соблюдение соответствующих правил техники безопасности.



Создание противофильтрационных завес .

Используют:

· замораживание (естественное искусственное);

· битумизация;

· шпунтовое ограждение


Замораживание – используется свойство влажных грунтов переходить в твердое состояние при замерзании.



- Естественное замораживание

Котлован вскрывают до УГВ, дают грунту промерзнуть на глубину 20…30см. Затем срезают верхний слой, оставляя 10…15 см. нетронутого мерзлого грунта. По мере промерзания грунта эту операцию повторяют до тех пор пока не будет достигнута проектная отметка дна котлована. За счет большой продолжительности Метод эффективен в географических зонах с соответствующим климатом.

- Искусственное замораживание (рис. 14.11)

Применяют при разработке значительных по объему котлованов в водонасыщенном грунте.

Способ заключатся в создании по периметру котлована льдогрунтовой стенки (до водоупора) t=-15…-20۫С.

За счет циркуляции раствора амиака по нагруженным с шагом 0,9…1,5 м в грунт трубам, образуется цилиндры мерзлого грунта, которые смыкаются между собой, образуя сплошную защитную стенку.

Толщина стенки замороженного грунта зависит от ее назначения:

От притока подземных вод достаточно иметь толщину 10…15 см;

Как ограждение котлована – расчетом

Работа по замораживанию проводятся в 2 этапа .

1 этап – активное замораживание (40…70 суток) – грунт замораживают

2 этап – пассивное замораживание – поддержание грунта в замороженном состоянии в течении периода производства работ в котловане.

Следует строго следить за вертикальностью заглубления инжекторов.

Недостаток: В пылевато-глинистых грунтах происходи морозное пучение – поднятие поверхности грунта с сооружениями, находящимися в зоне влияния. Еще хуже в процессе отстаивания, т.к. сжимаемость такого грунта увеличивается, а прочность уменьшается.

Битумизация заключается в подаче (нагнетание) в грунт, обладающий трещиноватостью (скальные трещиноватые породы) с большим притоком воды, разогретого до жидкого состояния битума. За счет чего, образуется сплошная водонепроницаемая стенка.

Наряду с нагнетанием битума используют цементный раствор, или синтетические смолы.

Нагнетание в грунт какого-либо материала с целью устранения его водопроницаемости называется тампонажем .

Крепление котлованов металлическими сваями . Наиболее распространено временное крепление вертикальных стен котлована металлическими сваями (рис. 524).

Рис. 524.

Металлические сваи представляют собой двутавровые балки № 36-60, погружаемые вдоль котлована на расстоянии 0,9-1,2 м одна от другой. Профиль двутавровых балок зависит от ширины и глубины котлована и числа рядов распорок (расстрелов) между ними; наибольшее применение имеют двутавры № 40-55.

Ширину котлована принимают на 30-50 см больше ширины возводимого сооружения на случай отклонения свай при их забивке и для того, чтобы при выдергивании свай не повредить обделку тоннеля. При сборных обделках полное уширение котлована может доходить и до 2,2-2,4 м по условию устройства гидроизоляции.

Доски закладывают за полки двутавров по мере углубления котлована. Каждый последующий ряд досок подводят снизу, плотно прижигают к грунту при помощи клиньев, вгоняемых между доской и полками двутавров. Сваи распирают одним или двумя рядами расстрелов в зависимости от глубины котлована и интенсивности бокового давления. Для котлованов глубиной до 10 м, в которых может быть возведено подавляющее большинство сооружений мелко заложенной линии метрополитена, при благоприятных условиях может быть поставлен один ряд расстрелов. При глубине котлована 4-5 м возможно применение свай консольного типа.

В котлованах глубиной более 10 м ставят два ряда расстрелов. При этом нижний ряд съемных расстрелов устанавливают на высоте не менее 30 см от верха лотковой плиты, чтобы обеспечить возможность ее кладки или бетонирования; с этой же целью верхний ряд расстрелов устанавливают на высоте 50 см от верха перекрытия.

Расстрелы могут быть деревянные (из двух соединенных между собой бревен Ø 20-30 см) или металлические различных сечений: швеллерные состоящие из двух швеллеров №30 или 40 с накладками из листов через 0,8-1,2 м; трубчатые Ø 15-20 см или в редких случаях в виде сквозных ферм. Наибольшее применение имеют металлические расстрелы, употребляемые для котлованов шириной от 6 до 20 м.

В местах опирания расстрелов к сваям прикрепляют продольные пояса из швеллеров №24 или 26 для распределения усилий.

На одном или обоих концах расстрел имеет выдвижные части длиной 1,7 м из двух швеллеров, которые служат для раскрепления его на сваи посредством металлических клиньев и вкладышей.

Боковое давление грунта, воспринимаемое промежуточными сваями, передается на подкосы, имеющиеся по концам расстрелов (см. рис. 524).

Расстояние между расстрелами в продольном направлении составляет обычно от 3,6 до 4,5 м, но может быть увеличено до 6 и даже 10м при условии усиления продольных поясов.

Если ширина котлована превышает 20 м, можно применять дополнительные ряды свай и комбинированное крепление, состоящее из металлических и деревянных расстрелов (рис. 525).


Рис. 525.

При сооружении тоннелей в котлованах обычно применяют следующий порядок производства работ. По длине сооружаемого участка по обеим сторонам котлована проходят разведочные траншеи шириной 0,8 м и глубиной 1,2 м. Назначение этих разведочных траншей заключается в уточнении расположения подземных городских коммуникаций и облегчении забивки свай, так как сваи забивают в грунт из этих траншей.

Сваи погружают до необходимой глубины, превышающей глубину котлована на 3-5 м, вибраторами или молотами, установленными на копрах, передвигающихся вдоль котлована по специально уложенным путям. Погружение свай на глубину 12-14 м ведет бригада из 4-5 чел. Производительность такой бригады - от 8 до 12 свай в смену. Если расчетная длина свай превышает стандартную, их выполняют сварными из нескольких стандартных секций.

Котлован глубиной до 10 м разрабатывают в два захода (рис. 526). Первую заходку делают на глубину не более 4 м с разработкой в средней части котлована траншеи глубиной 2,5 м для пропуска экскаватора под расстрелами (рис. 527). Грунт первой заходки разрабатывают драглайном. Вторую заходку до полной глубины котлована разрабатывают экскаватором (прямая лопата) или грейфером.


Рис. 526.

Рис. 527. Разработка грунта (первый этап)

Наиболее целесообразно применять для разработки котлована экскаваторы универсального типа, которые можно использовать как механические лопаты, драглайны и краны.

При наличии воды применяют искусственное водопонижение.

Крепление стен котлована ведут одновременно с разработкой грунта. За полки двутавров заводят доски и расклинивают их. После разработки котлована до отметки расстрелов верхнего ряда устанавливают продольную связь между сваями в виде поясов из швеллеров. Затем краном опускают расстрелы, устанавливаемые на каждую третью сваю.

Для разработки грунта второй заходки делают съезд для автомашин с уклоном до 0,01 (см. рис. 526), по которому опускают экскаваторы и автомашины. Вслед за разработкой котлована сооружают обделку с одновременным выполнением гидроизоляционных работ.

Обделки из монолитного бетона или железобетона сооружают в три приема: сначала делают лоток, затем стены и перекрытие. Бетон подают краном в ковшах по деревянным лоткам или металлическому шарнирному желобу; при этом используют инвентарную подвижную опалубку. Элементы сборных обделок укладывают козловым или стреловым краном.

После сооружения тоннеля ведут обратную засыпку котлована грунтом, выдаваемым из котлована на головных участках.

Зазор между тоннелями и креплением котлована засыпают песком слоями 30-50 см; каждый слой поливают водой и утрамбовывают. Сваи вытаскивают приспособенным для этой цели самоходным краном.

Заключительной работой является планировка строительной площадки, снос временных сооружений и асфальтирование поверхности.

Крепление котлованов стальным шпунтовым ограждением целесообразно при сооружении тоннелей в водонасыщенных и не отдающих воду породах, имеющих в основании водоупорный слой. Расположение крупных зданий на призме обрушения также вызывает необходимость применения шпунтового ограждения, как более надежного против осадок зданий. Необходимая жесткость крепи обеспечивается постановкой дополнительных расстрелов.

Наиболее удачной конструкцией являются шпунты корытообразного профиля Ларсен III, IV и V со следующими характеристиками:

Порядок производства работ при сооружении тоннелей мелкого заложения с применением стального шпунта остается таким же, как и при креплении котлована сваями. После сооружения тоннеля стальные шпунты выдергивают.

Крепление котлованов способом замораживания применяют в сложных геологических и гидрогеологических условиях при глубоком расположении водоупорного слоя и при замкнутых котлованах значительной площади, крепление стен которых сваями или шпунтами и расстрелами было бы слишком сложным. Искусственное замораживание грунта по контуру таких котлованов создает стены не только водонепроницаемые, но и воспринимающие активное давление грунта.

В котловане, освобожденном от временной крепи, создаются благоприятные условия для механизации выемки грунта и укладки бетона или готовых конструкций.

Анкерное крепление применяют в случаях разработки котлованов значительных размеров при возведении в них подземных вестибюлей или для сооружения перегонных тоннелей и станций метрополитенов. Сущность этого способа состоит в том, что обычную свайную крепь 1 котлованов заанкеривают в грунт за линией естественного откоса. Необходимость в установке расстрелов (рис. 528, а ) отпадает. Наиболее целесообразно применение нагнетаемых железобетонных анкеров, обеспечивающих надежную связь их с несвязным грунтовым массивом (песок, гравий).

Конструкция и технология изготовления применяемых анкеров отличаются большим разнообразием. В качестве примера приведен анкер (рис. 528, б) в виде стержня 2 из высокопрочной стали диаметром 26-32 мм с резьбой на обоих концах для крепления к буровой коронке 4 и элементу ограждения котлована. По мере извлечения обсадной трубы d = 40÷60 мм, под защитой которой выполнялось бурение скважины, в образующееся пространство 3 нагнетают цементное молоко (В:Ц 0,4-0,6) с добавками пол давлением 30-40 кгс/см 2 .


Рис. 528.

Усилие, воспринимаемое анкером длиной в 3-4 м, достигает 20-30 тс.

Остальную часть скважины заполняют цементным молоком под давлением 5 кгс/см 2 для образования защитной оболочки 5 вокруг стержня анкера. Эту часть анкера иногда защищают от коррозии полиэтиленовой трубкой. Через головную часть 6 анкера усилие передается на ограждение котлована.