Механизация возведения сооружений методом «стена в грунте»
В последнее десятилетие получила развитие технология возведения подземных сооружений способом «стена в грунте» и методом устройства опускных колодцев.
Сущность технологии возведения подземных сооружений способом «стена в грунте» заключается в том, что стены возводимого сооружения устраиваются в узких и глубоких траншеях. Траншеи для будущих стен и фундаментов отрываются на полную глубину специальным землеройным оборудованием под слоем глинистого тиксотропного раствора, гидростатическое давление которого предотвращает обрушение грунта и проникновение грунтовых вод в траншею. Устройство фундаментов и стен может осуществляться в сборном, монолитном и комбинированном вариантах.
Способ «стена в грунте» наиболее эффективен в сложных геологических условиях, при высоком уровне грунтовых вод, строительстве на густозастроенной территории и вблизи зданий и сооружений.
При сравнении этого способа с традиционными становится очевидным его преимущество в отношении экономии материалов, достигаемой благодаря исключению конструкций крепления котлована и уменьшению сечения стен, а также исключению дорогостоящих способов водо — понижения и замораживания, сокращению трудоемкости и благодаря возможности прерывать эксплуатацию наземных участков на более короткие сроки, что иногда является решающим фактором в выборе данного способа. Кроме того, сокращается в два-три раза продолжительность строительства и намного снижается стоимость работ.
В зависимости от технологии наибольшее распространение получили две разновидности фундаментов «стена в грунте» — свайные, образуемые буронабивными сваями, и траншейные.
Свайная «стена в грунте» состоит из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай.
Траншейный способ сооружения стен является развитием свайного; он заключается в том, что с помощью специального штангового или грейферного оборудования к экскаваторам с ковшом емкостью 1 м3 и более разрабатывают траншею шириной 0,3-1 и глубиной 18 м и более.
Для предотвращения обрушения ее вертикальных стенок используют глинистый тиксотропный раствор, обеспечивающий необходимое гидростатическое давление.
После отрывки на полную глубину траншеи-захватки экскаватор передвигают на новую стоянку, а в траншее возводят монолитную железобетонную стенку. После установки арматурного каркаса бетонную смесь укладывают под глинистую суспензию методом ВПТ.
Для повышения степени индустриализации строительства в последние годы применяют технологию «сборная стена в грунте». При такой технологии по мере отрывки траншеи (под глинистым тиксотропным раствором) в нее опускают железобетонные панели. Вертикальные зазоры между панелями и стенами траншей, а также под днищем панелей заполняют путем нагнетания цементного раствора.
Применение сборных железобетонных панелей позволяет исключить трудоемкие процессы по укладке бетонной смеси, ускорить темпы строительства при высоком качестве подземных конструкций; однако при этом возникают трудности в осуществлении плотного примыкания панелей, их наращивания, заполнения всех пустот и т. п. После возведения стен подземных сооружений внутри ограждения вынимается грунт.
Опыт показал, что способ «стена в грунте» может быть успешно использован при строительстве: гражданских подземных нежилых помещений (гаражей, торговых центров, складов, кинотеатров и т. д.); промышленных подземных помещений; водозаборных сооружений (насосных станций, очистных сооружений); подземных улиц и проездов, транспортных тоннелей мелкого заложения; фундаментов зданий и ограждений котлованов для устройства подземных помещений вблизи зданий.
Выбор землеройной техники для разработки траншей зависит от формы «стены в грунте», места расположения сооружения, глубины траншей, а также от вида и категории грунтов. Его обычно производят в два этапа: на первом отбирают по техническим характеристикам землеройные машины с учетом требуемой ширины и глубины траншей, формы и размеров сооружения в плане, а также геологических условий; на втором производят на основании технико-экономических расчетов (по приведенным затратам) выбор рационального оборудования.
На рис. 7.33 представлен штанговый экскаватор конструкции НИИИСПа для разработки траншей при глубинах до 30 м в грунтах I—IV групп.
Траншеи, близкие по форме к кольцевым, лучше всего разрабатывать штанговыми экскаваторами или грейферами с захватом небольшой длины.
Для проходки траншеи с вертикальными или наклонными забоями удобны землеройные машины, которые непрерывно или циклично разрабатывают траншею на всю высоту. К таким машинам относятся серийные общестроительные обратные лопаты для траншей глубиной до 7,4 м и драглайны для траншей глубиной до 16,3 м, а также бурофрезерные машины СВД-500Р и гидромеханизированный траншеекопатель (ГМТ) для траншей глубиной соответственно до 40 и 20 м. На плотных грунтах (III и IV групп) наиболее эффективно работают грейферные установки с жесткой подвеской к стреле крана.
Рис. 7.33. Штанговый экскаватор: 1 — базовая машина; 2 — подъемный канат; 3 — копровая стойка; 4 — тяговый канат; 5 — ковш; 6 — днище ковша.