Главная > Полезное > Технологии строительства > Использование технологии «стена в грунте» при возведении подземных сооружений

Использование технологии «стена в грунте» при возведении подземных сооружений

Тенденции мегаполисов к уплотнению застройки и рационализации использования свободного пространства диктуют строительным компаниям свои условия. За неимением свободных площадок на поверхности, застройщики всё чаще прибегают к возведению подземных сооружений. К тому же есть целый перечень объектов, которые намного рациональнее возводить именно под землёй (таких, к примеру, как гаражи, склады, крупные торгово-развлекательные комплексы). Однако не всё так просто. Подземное строительство — довольно трудоёмкий процесс, требующий наличия у строительной компании определённого оборудования и опыта. Ситуация осложняется ещё и тем, что грунт неоднороден по своей структуре. В нём могут быть слабые породы, подземные течения и даже пустоты. Кроме того, многие заброшенные тоннели городских инженерных сетей не нанесены на карты. При этом в большинстве случаев приходится работать ещё и в страшной тесноте: фундаменты близлежащих зданий часто располагаются впритык к строительной площадке, а стены не позволяют разворачивать стрелы кранов в нужное положение.

Использование технологии «стена в грунте» при возведении подземных сооружений

Способы строительства подземных сооружений

В зависимости от глубины заложения помещения и гидрогеологических особенностей местности, подземное строительство может быть осуществлено одним из нескольких способов. Наиболее популярными из них считаются:

  • открытый способ;
  • способ опускного колодца;
  • «стена в грунте».

Последний метод стремительно набирает популярность, так как позволяет работать в стеснённых городских условиях и не докучать фундаментам расположенных поблизости зданий.

Принцип технологии «стена в грунте»

Суть метода проста. В грунте оборудуются траншеи и выемки в конфигурации, предусмотренной строительным планом. После этого в этих пустотах сооружают ограждающие конструкции будущего подземного сооружения (для этих целей обычно используется железобетон). Затем под защитой этих ограждающих конструкций оборудуют пол и все необходимые внутренние конструкции.

Сам метод «стена в грунте» тоже делится на несколько подвидов:

  • траншейный (из железобетонных секций или монолитного бетона формируется единая сплошная стена);
  • свайный (буронабивные сваи выстраиваются в сплошной ряд, образуя прочную ограждающую конструкцию).

Какой бы способ не избрала строительная компания, технология «стена в грунте» в любом случае будет намного перспективней остальных методов строительства подземных сооружений. Она широко востребована в условиях тесной городской застройки, в гидротехническом строительстве, а также при реконструкции уже существующих сооружений как гражданской, так и промышленной направленности.

При наличии необходимой спецтехники, используя метод «стена в грунте» можно соорудить:

  • фундаменты зданий гражданского и промышленного назначения;
  • подземные переходы, склады и гаражи;
  • автомобильные развязки;
  • тоннели метрополитена;
  • отстойники и всевозможные резервуары;
  • противофильтрационные завесы.

Сухой и мокрый методы

Исходя из прочности грунта и его влажности, рабочие на строительной площадке выбирают сухой или мокрый метод сооружения стен в грунте. Сухой способ менее затратный, так как для него не нужно замешивать глинистый раствор. Но к нему можно прибегать лишь тогда, когда есть абсолютная уверенность в устойчивости грунта и отсутствии подводных течений.

Мокрый способ возведения стен в грунте — идеальный выбор для сооружения крупных подземных объектов в неустойчивых водонасыщенных грунтах. При таких условиях работы часто возникает необходимость в укреплении стенок траншей. Однако результат стоит затраченных усилий: помещение получается прочным и надёжным.

Тиксотропность

При обустройстве стен в грунте мокрым способом очень важное значение имеет такое свойство глинистого раствора, как тиксотропность — способность дисперсной структуры материала восстанавливать свою первоначальную форму после каких-либо механических воздействий. Благодаря этому свойству качественная суспензия способна не только загустевать на этапе строительства, но и разжижаться впоследствии от каких-либо колебательных воздействий. Это надёжно страхует стенки траншей от деформации и обрушения, будь то стенки метро, подземного перехода или какого-либо другого тоннеля, расположенного в месте с высокой транспортной нагрузкой. Залитый в выемки раствор постепенно замещают, перенося нагрузку на предусмотренные планом конструктивные элементы здания, монолитный бетон и всевозможные строительные смеси.

Самые высокие тиксотропные свойства наблюдаются у бентонитовых глин. Говоря о подобных растворах, нельзя не упомянуть об их водоотталкивающих качествах. Суть в том, что после затвердевания суспензии на стенки траншеи начинает действовать высокое гидростатическое давление, вызывающее образование цельной водонепроницаемой плёнки. Её толщина составляет от 1,5 до 5 мм, чего вполне достаточно для надёжной защиты подземного сооружения от влаги. Такая глинизация стенок позволяет застройщику сэкономить на водопонижении и забивке шпунта — ещё один неоспоримый плюс технологии «стена в грунте».

Используемое оборудование

Строительство подземных сооружений по технологии «стена в грунте» начинается с рытья траншей. Для этих целей обычно используется оборудование непрерывного действия, хотя не худшие результаты показывает и циклический подход.

Для отрывки траншей под защитой суспензии строители используют стандартные землеройные машины:

Грейфер
  • буровые установки ударного/вращательного бурения;
  • обратные лопаты;
  • драглайны;
  • грейферы;
  • фрезерные, ковшовые и струговые установки.

Перечисленного оборудования достаточно, чтобы соорудить стену в грунте при любых условиях на глубине до 100 метров.

Ширина траншей обычно составляет от полуметра до метра, однако в исключительных случаях (когда того требует проект), может достигать и двух метров.

Случаи нецелесообразности применения метода

Несмотря на все преимущества технологии «стена в грунте», бывают ситуации, когда её применение нецелесообразно. А именно:

  • при наличии в грунте сильных подземных вод;
  • при наличии на участке полуразрушенной каменной кладки, крупных обломков бетона и металлических остовов;
  • в чересчур рыхлых грунтах;
  • в грунтах с полостями и пустотами.

Противофильтрационные завесы

Работы по оборудованию противофильтрационных завес считаются наиболее простыми. Обычно их выполняют с использованием монолитного бетона, а также твёрдых, тяжёлых глин. Назначение подобных завес состоит в том, чтобы предохранять объект от просачивания воды за его тело.

Как правило, противофильтрационные завесы применяются при строительстве плотин, а также при рытье котлованов. В случае с котлованами такие завесы надёжно предохраняют полость в земле от затопления. У рабочих отпадает необходимость в такой трудоёмкой процедуре, как понижение уровня грунтовых вод. В отличие от понизительных установок иглофильтрового типа, противофильтрационные завесы действуют постоянно, а не только на короткий промежуток времени, пока ведутся работы. При этом им не страшны даже самые сильные потоки грунтовых вод.

Длина захватки

Прежде чем приступить к бетонированию, необходимо определить длину захватки. Это происходит по следующим критериям:

  • тип техники, разрабатывающей траншею;
  • устойчивость траншеи;
  • расчётная интенсивность бетонирования;
  • конструкция стены в грунте и её функциональное назначение в каждом конкретном случае.

Последовательность манипуляций

  1. Забуривание скважин.
  2. Разработка траншеи с одновременным её заполнением бентонитовым раствором.
  3. Установка арматурных каркасов и последующий монтаж бетонолитных труб.
  4. Вытеснение глинистого раствора из полостей посредством подачи в них бетонной смеси (подаётся через вертикально перемещаемую трубу).

Разработка траншеи может происходить отдельно по участкам или же сразу на всю длину. Что касается арматурных каркасов, то они изготавливаются из стальных стержней с рифлением. Будучи сваренными, каркасы должны быть на 10-12 см уже самой траншеи. Перед опусканием вниз все рифлёные стержни смачивают водой. Это позволяет уменьшить количество налипающей на них глины и улучшить сцепление с бетоном.

Бетонирование

Бетонирование при реализации технологии «стена в грунте» производится методом вертикально перемещаемой трубы. При этом используются бетонолитные трубы диаметром 270-300 мм с толщиной стенок около 10 мм. Горловина подбирается исходя из объёма трубы, а пыжи могут быть изготовлены из обыкновенной мешковины.

Ограничители захватки

Если глубина траншеи не превышает 15 метров, строители применяют трубы, диаметр которых всего на 40-50 мм меньше ширины траншеи. Спустя 4-5 часов после завершения бетонирования их извлекают, а образованную полость тут же заливают бетонной смесью. Если же глубина траншеи превышает 15 метров, возникает потребность в монтаже ограничителя. Его роль берёт на себя обыкновенный стальной лист, приваренный к арматурному каркасу. При необходимости такой ограничитель можно легко усилить, приварив к нему металлические балки.

Повышение производительности

В случае, когда ведётся строительство крупного объекта и длина захватки превышает 3 метра, возникает потребность в подаче больших объёмов бетонной смеси. В таких случаях её подают сразу по двум бетонолитным трубам, а чтобы бетон быстрее и проще укладывался, его пластичность повышают специальными добавками — пластификаторами.

Бетонную смесь заливают так, чтобы она покрывала верхнюю точку конструкции примерно на 10 см. Это необходимо для того, чтобы впоследствии снять загрязнённый слой бетона, содержащий большое количество глины.

Уплотнение происходит с использованием виброуплотнителя, закреплённого на бетонолитной трубе. Если длина трубы переваливает за 20 метров, то целесообразно использовать два вибратора.

Трубы, расположенные на границе захваток, всегда извлекают. Однако здесь важно правильно рассчитать время извлечения. Если трубу достать слишком рано, можно разрушить кромки свежеобразованной оболочки. Если же извлечение будет произведено слишком поздно, труба может застрять между землёй и бетоном. Чтобы подобных эксцессов не возникало, строители часто используют вместо труб листовое железо, образуя из него прочные неизвлекаемые перемычки. При таком подходе главное надёжно приварить эти перемычки к арматурным каркасам.

С целью предохранения устья траншеи от осыпания и деформации прибегают к обустройству форшахт — неглубоких оголовков траншей, усиливающих несущие способности верхнего слоя грунта.

Недостатки технологии «стена в грунте»

Работа грейфера при реализации технологии «стена в грунте»

Несмотря на прогрессивность метода, он всё же имеет определённые недостатки. Самый главный из них — это снижение сцепления бетона и рифлёной арматуры. Связано это с тем, что в процессе производимых работ, на поверхность арматуры тонким слоем налипает глинистый раствор.

Работы по технологии «стена в грунте» значительно труднее осуществлять в зимний период. Однако этот недостаток можно в определённой мере компенсировать использованием сборного железобетона. Такой подход позволяет:

  • использовать конструкции различных типов и форм (тавровые, двутавровые, пустотные);
  • существенно повысить индустриальность строительства;
  • получить гарантии качества будущего объекта ещё на этапе его возведения.

Недостатки сборного железобетона:

  • высокая стоимость материала;
  • сечение и длина подбираются под каждый отдельный строительный объект;
  • трудности транспортировки изделий на стройплощадку;
  • потребность в мощных кранах.

Устранение зазоров

При монтаже сборных элементов между ними всегда возникают зазоры. При сухом способе осуществления работ в них закачивают цементно-песчаный раствор. При мокром во внутреннюю пазуху траншеи засыпают гравийно-песчаную смесь, а в наружную закачивают цементно-песчаный раствор.

Как видим, метод «стена в грунте» не так уж сложен в реализации. Да, у него есть определённые недостатки. Но они настолько незначительны и легко ликвидируемы, что ими можно пренебречь в угоду возможности вести строительные работы в условиях плотной городской застройки.


Возврат к списку

Спецпредложения
Карта сайта
2013 - 2017 Copyright © «ПК Доломит Строй» - новые и б/у буровые установки, оборудование для свай
Создание и продвижение сайта: «Веб Гармония»