Представляем один из наиболее популярных в нашей стране и в мире метод устройства ограждающих и несущих конструкций сооружений, имеющий множество разновидностей и вариантов.
Достоинства метода «Стена в грунте», о которых будет сказано ниже, определяют сегодня масштабы его применения. Достаточно сказать, что большинство котлованов при строительстве Большой кольцевой линии метро в Москве (БКЛ) имеют ограждение, выполненное именно этим методом.
Методом «Стена в грунте» сооружались, в частности, постоянные конструкции станций БКЛ «Лефортово» и «Мневники».
Впервые метод «Стена в грунте» в том виде, как он применяется и сегодня, был использован при сооружении объектов метрополитена в Италии, в Милане, в 1950 – е г. г. Поэтому в среде метростроителей, когда речь идет о сооружении постоянных несущих конструкций, его часто называют «миланским» способом.
В СССР один из первых опытов применения метода «Стена в грунте» относится к 1960-м годам, пионерами его освоения явились ленинградские строители при сооружении колодцев насосных станций. Также он применялся при строительстве гидротехнических сооружений.
Впоследствии метод нашел широкое применение для ограждения котлованов при строительстве метрополитена в Москве и в других городах. Так, например, при сооружении станции «Площадь Ленина» (ныне «Площадь независимости») в Минске в 1980-х г. г. этим методом были сооружены несущие стены платформенного участка станции.
Общее описание.
Суть метода «Стена в грунте» в классическом его варианте такова (рис. 1):
— последовательно с определенным шагом разрабатывается грунт захваток траншей, обычно шириной от 0,4 до 2,3 метра и глубиной до 100 метров и более;
— разработка ведется под защитой тиксотропной глинистой суспензии, постоянно подаваемой в траншею;
— в полностью заполненную глинистой суспензией траншею монтируется арматурный каркас;
— после монтажа арматурного каркаса производится бетонирование захватки, одновременно раствор глинистой суспензии вытесняется из траншеи для последующей регенерации.
В практике строительства можно встретить различные вариации метода «Стена в грунте». Приведенное выше описание относится к «Стене в грунте», сооружаемой из монолитного железобетона.
Встречаются также «Стены в грунте», сооружаемые из сборных железобетонных элементов, а также комбинированные сборно-монолитные стены, стены из буросекущихся свай.
В данной статье мы подробно остановимся именно на классическом варианте «Стены в грунте», сооружаемой из монолитного железобетона как наиболее распространенной конструкции, широко применяемой сегодня в отечественной строительной отрасли.
При разработке технологических карт на устройство «Стены в грунте» следует руководствоваться требованиями статьи 14 Свода правил СП 45. 13330. 2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».
В интернете сегодня можно найти различные варианты технологических карт на устройство «Стены в грунте», один из которых, например, представлен здесь.
Поэтому мы не будем посвящать этому документу отдельную статью на нашем сайте. Отметим лишь, что технология сооружения «Стены в грунте» является достаточно сложной, требует проведения тщательной инженерной подготовки и строжайшего соблюдения технологической дисциплины.
Проектно — технологическая документация – проекты производства работ и технологические карты – должны неукоснительно и безусловно исполняться.
Только в этом состоит залог успеха, уверенность в том, что будет получена строительная продукция надлежащего качества. В противном случае неизбежны значительные затраты на ее «лечение» и устранение брака.
Подготовка строительного производства.
До начала работ по устройству основных конструкций необходимо провести тщательную инженерную подготовку, от полноты и качества которой в дальнейшем зависит ход работ, их темпы и качество сооружения.
В состав подготовительного этапа входят следующие работы и мероприятия:
— монтаж и наладка мини — завода по приготовлению глинистой суспензии (раствора);
— подготовка площадок и других временных сооружений для изготовления арматурных каркасов;
— устройство площадок временного хранения грунта разрабатываемых траншей;
— устройство направляющей железобетонной конструкции (форшахты), служащей для обеспечения точности планово-высотного положения будущей конструкции стены.
Форшахта также обеспечивает сохранение проектного контура траншеи в верхней, головной ее части, защищает от размыва при подаче глинистого раствора и обратной выдаче его при бетонировании.
Положение форшахты по высоте определяется с тем условием, чтобы уровень раствора в ней превышал отметку УГВ на 1,0 – 1,5 метра.
Форшахта, несмотря на всю ее внешнюю незатейливость, является ответственной конструкцией, поэтому она должна сооружаться в точном соответствии с проектной документацией (рис. 2).
Выше указаны только основные работы подготовительного периода, характерные именно для рассматриваемого метода, что не исключает необходимость проведения всех остальных мероприятий, обычно входящих в состав подготовки строительного производства.
Отметим только, что устройство «Стены в грунте» является достаточно энергоемким производством, потребляющим также значительное количество технической воды. Поэтому до начала работ должны быть проведены тщательные инженерные расчеты потребности в указанных ресурсах и выполнены мероприятия по обеспечению ими строительного производства.
Кроме того, необходимо предусмотреть сооружение отстойников для временного хранения использованного глинистого раствора и шлама.
Вдоль форшахты устраиваются временные проезды для перемещения буровых установок, а также площадки для временного складирования арматурных каркасов и размещения технологического оборудования.
Разработка грунта (породы) траншей.
После выполнения комплекса подготовительных работ приступают к разработке грунта (породы) траншей.
В основном эти работы выполняют двумя способами в зависимости от прочностных характеристик грунта:
— с применением грейферного навесного оборудования;
— с применением гидравлической фрезы.
Гидравлическая фреза применяется для разбуривания твердых скальных пород, в том числе, валунов, когда невозможно использовать грейферное оборудование.
В остальном последовательность работ по разработке породы траншей в основном одинакова.
Эти работы в зависимости от условий строительной площадки и характеристик грунта могут вестись одновременно в нескольких рабочих зонах, разбитых на захватки. Длина захваток определяется размерами рабочих органов, ведущих разработку грунта и может составлять от 2,8 до 7,5 метра.
В пределах каждой рабочей зоны работы осуществляются с шагом через одну захватку. После того как бетон ранее сооруженных захваток набирает необходимую прочность, сооружаются оставшиеся захватки.
В пределах каждой захватки вначале разрабатывается грунт на глубину форшахты, после чего траншея заполняется глинистым раствором.
В дальнейшем все работы выполняются под защитой глинистого раствора, уровень которого все время должен поддерживаться на отметке, установленной проектом производства работ или технологической картой, но не ниже подошвы форшахты.
Глинистый раствор применяется для защиты стен разрабатываемых траншей от обрушения. Как правило, для его приготовления используется бентонит.
Подробно о свойствах бентонитовых растворов и требованиях к нему можно прочитать на нашем сайте в этой статье.
Там же можно ознакомиться с принципиальной схемой технологического комплекса для приготовления, регенерации и утилизации бентонитового раствора.
Здесь мы не будем останавливаться на этой теме и пойдем дальше.
Монтаж арматурного каркаса.
Арматурные каркасы для «Стены в грунте» представляют собой конструкции прямоугольной формы, в плане повторяющие геометрию отдельной захватки.
Для обеспечения точности при изготовлении арматурных каркасов необходимо использовать инвентарные кондукторы.
Для стен, глубина которых превышает стандартную длину арматурных стержней, монтаж каркаса представляет собой последовательную стыковку отдельных секций, осуществляемую обычно на сварке непосредственно над траншеей.
Для этого приходится каждую секцию арматурного каркаса вывешивать на поперечных монтажных стержнях, приваренных в верхней части нижней секции с опиранием на форшахту. Верхняя секция в процессе сварки удерживается краном.
До начала монтажа арматурного каркаса лаборатория должна проверить соответствие характеристик бентонитового раствора проектным требованиям, при необходимости его необходимо очистить от примесей грунта полной заменой на свежеприготовленный. Также проверяются глубина захватки, ее размеры в плане, производится зачистка дна траншеи, для чего применяют эрлифт, грейфер или погружные насосы.
Не лишним будет еще раз напомнить, что все эти операции и применяемые приемы должны быть подробно описаны в проектно — технологической документации, а их исполнение строго контролироваться соответствующими службами заказчика и подрядчика.
Приемка изготовленных арматурных каркасов оформляется актом после проведения контроля качества сварных швов и других необходимых параметров (п. п. 14.1.31, 14.1.32 СП 45. 13330. 2017).
Бетонирование конструкции.
При разработке грунта (породы) отдельных захваток по торцам устанавливают разделители – элементы, обеспечивающие в дальнейшем совместную работу секций «Стены в грунте», качество и водонепроницаемость стыков, а также предотвращающие повреждение бетона ранее изготовленных соседних секций.
Эти элементы, называемые еще ограничителями, обычно имеют плоскую или цилиндрическую форму, бывают инвентарными (извлекаемыми) и не извлекаемыми.
Для изготовления круглых ограничителей используют стальные трубы расчетного диаметра.
Бетонирование, в соответствии с требованиями п. 14.1.26 СП 45. 13330. 2017, следует начинать не позднее 8 часов после завершения разработки грунта (породы) захватки и не позднее 4 часов после установки арматурного каркаса в проектное положение.
Бетонирование ведут методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ), обеспечивая непрерывную подачу бетонной смеси со скоростью не менее 20 м³/час, характеристики которой определяются требованиями проектной документации.
Для повышения качества укладки бетонной смеси допускается использование вибраторов, место расположения которых и технические характеристики устанавливаются проектно-технологической документацией.
Объем бетона, единовременно укладываемого в одну захватку, может составлять значительную величину, до 100 – 120 м³ и более, поэтому до начала бетонирования следует согласовать режим поставки бетонной смеси с заводом – изготовителем. Для подстраховки необходимо иметь в резерве минимум еще одного поставщика.
Если все-таки по каким-либо причинам имела место остановка бетонирования, то возобновление этого процесса допускается не ранее, чем 3 суток спустя. При этом поверхность ранее уложенного бетона необходимо очистить от осадка и шлама.
При бетонировании происходит вытеснение глинистого раствора, для чего должен быть обеспечен его организованный прием и подача в резервуары – отстойники для последующего отделения шлама и регенерации (восстановления).
В завершение процесса бетонирования следует удалить верхний, «шламовый» слой бетонной смеси, частично загрязненный глинистым раствором (от 0,5 до 1,0 метра).
Бетонирование «Стены в грунте» относится, к сожалению, к процессам, которые невозможно контролировать со стопроцентной уверенностью, поэтому возможны определенные отклонения даже при соблюдении всех технологических требований.
В дальнейшем, при разработке грунта котлована могут быть обнаружены не пробетонированные места, которые требуется исправить заделкой бетоном того же качества или специальными ремонтными смесями.
Возможно, потребуется также проведение контрольного нагнетания цементного раствора через инъекционные трубки.
Решение по этим вопросам принимается совместно с проектной организацией.
Достоинства и недостатки метода «Стена в грунте».
Метод «Стена в грунте» недаром приобрел столь высокую популярность.
Он обладает целым рядом достоинств:
— обеспечивает возможность устройства глубоких и сверхглубоких котлованов вблизи от объектов городской застройки, что очень важно при строительстве в сложной градостроительной обстановке;
— обеспечивает высокие темпы устройства котлованов, что имеет решающее значение при реализации масштабных строительных программ, таких как, например, развитие Московского метрополитена, осуществляемое в первой четверти XXI века;
— позволяет существенно быстрее восстанавливать поверхность над строящимся подземным сооружением, что особенно важно, если для нужд строительства имел место перенос автомобильного движения в условиях высокой транспортной нагрузки.
Для этого сразу после разработки котлована сооружается перекрытие из монолитного железобетона, после набора требуемой прочности производится обратная засыпка, а все дальнейшие работы ведутся уже под защитой перекрытия.
— конструкции «Стены в грунте» при определенных условиях можно использовать в качестве постоянных стен будущих ответственных сооружений, что также способствует увеличению темпов строительства и снижению его стоимости;
— при надлежащем качестве строительства и заглублении конструкций «Стены в грунте» в водоупор отпадает необходимость в водопонижении и водоотливе, что также снижает расходы на строительство, и весьма существенно.
Метод «Стена в грунте» имеет и свои недостатки, которые, впрочем, с лихвой перекрываются преимуществами этого метода:
— необходимость дополнительной обработки стен (срубка наплывов бетона, выравнивание, шлифование) при использовании их в качестве постоянных;
— не полная контролируемость процессов бетонирования, что приводит к не пробетонированным участкам и необходимости их лечения.
Пожалуй, этим можно ограничиться при перечислении недостатков метода «Стена в грунте».
Выводы: главное.
В завершение статьи следует обратить внимание вот на что.
Метод устройства ограждающих и несущих конструкций «Стена в грунте» с полным основанием можно отнести к разряду высокотехнологичных методов строительного производства.
Он предполагает применение современного дорогостоящего оборудования, наличия высококвалифицированных кадров строителей, высочайшей технологической дисциплины, чрезвычайно жесткого соблюдения требований проектно — технологической документации, высокого уровня организации строительного производства.
Наличие всех этих условий обеспечивает надлежащее качество изготовленных конструкций, высокие темпы строительных работ, существенную экономию капиталовложений в сравнении с другими методами возведения ограждающих и несущих конструкций подземных сооружений.
Малейшее пренебрежение хотя бы одним из этих требований приводит к возникновению аварийных ситуаций, дорогостоящим расходам на ликвидацию брака, потерям времени, что часто нивелирует преимущества и достоинства метода.
Загрузка ...
Мысли и мнения наших пользователей: