Типы стального шпунта Таблица 5.2

Примечание. B скобках приведены значения моментов инерции и сопротивления 1 м шпунтовой стенки в плане при учете совместной работы шпунтин на изгиб. Остальные характеристики даны для одной шпунтины.

Рис. 5.5 Профили стального шпунта: а — плоский; б — коробчатый; в — зетовый; г — типа “Ларсен”; д — сварная шпунтовая панель

Сварные шпунтовые панели ПШСК и ПШСКМ изготавливаются заводом “Курганстальмост” из универсальной полосовой стали с продольными сварными швами и уголковыми сварными замками. Сортамент панелей включает 57 номеров, в которых варьируются высота сечения Н (400, 420, 450, 500, 600, 700 и 800 мм), ширина полок b_f (350, 400, 430 и 460 мм), толщина полок t (10–20 мм с шагом 2 мм и 25 мм), толщина стенок d (10, 12 и 14 мм) с моментом сопротивления при изгибе от 1800 до 11000 см³/м. Наибольшая длина поставляемых панелей — 36 м. Для погружения панелей используются известные технологии: забивка молотом и вибропогружение.

Замки стального шпунта обеспечивают работу шпунтового ряда на растяжение и взаимный поворот шпунтин до 10°, что позволяет устраивать ограждения, имеющие в плане криволинейные очертания. Угловые шпунтовые сваи составляют из разрезанных вдоль шпунтин, соединенных сваркой. Конструкция ограждения из стального шпунта показана на рис. 5.6.

Железобетонные шпунты применяют для ограждения котлованов, включая их составной частью в конструкцию фундаментов. Недостатком их является большая масса, что затрудняет их погружение по сравнению со стальными шпунтами.

Рис. 5.6 Конструкция крепления стен котлована стальным шпунтом: 1 — шпунт; 2 — обвязка; 3 — распорки; 4 — накладки

Разработка и подготовка котлованов

Способы разработки грунтов подробно рассматриваются в курсах технологии строительного производства и строительства мостов. Из землеройных машин для рытья котлованов применяют одноковшовые экскаваторы. В широких сухих котлованах применяют экскаваторы с прямой лопатой, размещая их на дне котлована. Для выезда экскаватора из котлована устраивают пологий спуск. Обратную лопату размещают на бровке котлована. Драглайны для рытья котлованов с распорным ограждением не используют. Для разработки глубоких котлованов, в том числе под водой, применяют грейферы.

При постройке фундаментов мостов применяют экскаваторы с емкостью ковша 0,50–1,0 м³. Конструкция крепления котлованов должна быть согласована с размерами ковша.

Для подводной разработки грунтов в котлованах применяют также гидроэлеваторы (рис. 5.22) и эрлифты (рис. 5.23), которые подвешивают к стреле грузоподъемного крана и переставляют по площади котлована.

Рис. 5.22 Гидроэлеваторы: а — с кольцевой насадкой; б — с центральной насадкой; 1 — диффузор; 2 — смесительная камера; 3 — всасывающая труба; 4 — водонапорные трубы; 5 — насадка; 6 — кольцевая щель; 7 — выход пульпы

Гидроэлеваторы приводятся в действие подачей в них воды насосами высокого давления, эрлифты — сжатым воздухом. Производительность по грунту гидроэлеваторов составляет от 6 до 20 м³/ч, эрлифтов — до 4 м³/ч. Гидроэлеваторы могут работать при затоплении их всасывающей трубы. Для работы эрлифта котлован должен быть затоплен на глубину не менее 3 м. Чем глубже погружена в воду смесительная камера эрлифта, тем больше его производительность.

Рис. 5.23 Эрлифт: 1 — кольцевая камера; 2 — камера смешивания; 3 — подача воздуха; 4 — выход пульпы

Разработку грунта ведут с недобором, оставляя слой грунта над уровнем дна котлована толщиной до 30 см, который удаляют, и зачищают дно ручным инструментом или специальными машинами.

Для доуплотнения глинистого грунта в котловане на дно насыпают и втрамбовывают слой щебня толщиной 10–15 см.

При скальном основании породу расчищают до прочного невыветрелого массива, а перед кладкой фундамента поверхность скалы промывают напорной водой.

Дно котлована должна освидетельствовать комиссия и составить акт о его состоянии. При этом проверяют размеры котлована и отметки его дна, выявляют соответствие грунтов и их свойств проектным данным. При необходимости производят испытание несущей способности грунтов пенетрацией или штампами.

Разрабатывать котлованы и возводить фундаменты в них нужно в сжатые сроки. При производстве работ в зимнее время необходимо принимать меры защиты дна котлована от промерзания.

После возведения фундамента пазухи между ним и стенками котлована немедленно засыпают местным грунтом с послойной (толщиной 25–30 см) укладкой и трамбованием.

Организация открытого водоотлива

При открытом водоотливе воду из котлована откачивают насосами из специально обустроенных приямков-зумпфов, которые размещают по углам на дне котлована, постепенно углубляя их или закладывая новые по мере рытья котлована. В зумпфы вода стекает по водосборным канавкам, которые устраивают по периметру котлована с уклоном.

В зумпф опускают всасывающую трубу насоса с проволочной сеткой на конце и засыпают ее гравием или мелким щебнем (рис. 5.19).

Рис. 5.19 Открытый водоотлив из котлована: 1 —насос; 2 — всасывающий шланг; 3 — зумпф; 4 — шпунт

Уровень воды в зумпфе поддерживают ниже дна котлована на 0,25–0,5 м.

При надежном водозащитном ограждении котлована вода может поступить в него только со дна.

Если шпунт забит до водоупора, то вода в котлован не поступает. Если шпунт не доходит до водоупора, то приток воды будет тем больше, чем больше толщина водопроницаемого слоя грунта под шпунтом. Объем воды, поступающей в котлован через его дно в этом случае, приближенно можно определить по формуле

Q_w = q_wuH_wk_ф, (5.16) где q_w — удельный приток воды в котлован, определяемый по табл. 5.3 в зависимости от значений H_w, S_w и h (см. рис. 5.19); u — периметр котлована в плане; k_ф — коэффициент фильтрации грунта.