22 «Стена в грунте»

Стена в грунте — это технология, применение которой позволяет осваивать подземное пространство в стеснённых условиях, не нарушая сохранность окружающей среды. Метод «Стена в грунте» заключается в устройстве узких и глубоких траншей (0,5-1,2 метра шириной, и до 40 и более метров глубиной) под глинистым раствором, и последующем их заполнении грунтом или грунтобетоном, монолитным бетоном или железобетоном.

Стены сооружения возводятся в траншеях, которые удерживаются при помощи глинистой суспензии, создающей избыточное давление на грунт и предохраняющей от обрушения.

Метод «Стена в грунте» применяется в следующих областях:

жилищно-гражданское строительство - подземные многоярусные автостоянки, фундаменты зданий, колонны-бареты;

транспортное строительство - подземные переходы, станции и тоннели метрополитенов; подземные автомагистрали, аэродромы;

гидротехническое строительство - насосные станции глубокого заложения, противофильтрационные диафрагмы в теле плотин и дамб, каналы, набережные, причальные сооружения.

Методика «Стена в грунте» позволяет обходиться без выемки грунта в больших объёмах и устраивать строительство неподалёку от существующих зданий. Эта возможность особенно важна в условиях городской застройки, где, в виду тесного расположения зданий и различных сооружений относительно друг друга, строительство другими методами стало бы попросту невозможно. «Стена в грунте» применяется при строительстве городских транспортных тоннелей, подземных переходов и торговых центров и т.д.

Разработаны технологические процессы, которые позволяют строить стену в грунте различными способами:

способ «секущихся свай»;

способ одноярусных «сборных стен в грунте»;

способы сборно-монолитных и комбинированных стен в грунте, и другие.

В очень многих случаях метод «Стена в грунте» является единственно возможным для строительства. Методика незаменима, когда сооружение имеет сложную конфигурацию при больших размерах; в случаях, когда глубина заложения стен по периметру сооружения неодинакова; когда строительство ведётся на стеснённой площадке в близости от существующих зданий, и многих других случаях.

Но даже в случаях, когда строительство возможно проводить в открытом котловане или методом опускного колодца, нередко выбирается метод «Стена в грунте». И это не удивительно, ведь «Стена в грунте» позволяет снизить стоимость противофильтрационных завес до 65% в сравнении с другими методами, подпорных стен и ограждений — до 50%, а общую сметную стоимость — до 25%.

Благодаря высоким показателям экономической эффективности, удобству и качеству проведения работ, метод «Стена в грунте» стал весьма популярен и широко применяем. Методика стала основой для появления новых оригинальных технологических и конструктивных решений в строительстве заглублённых сооружений.

Технология «Стена в грунте» — одна из наиболее прогрессивных и универсальных технологий устройства ограждающей и несущей конструкции или противофильтрационной завесы при строительстве подземных сооружений, возводимых в открытых котлованах. "Стена в грунте" представляет собой глубокую узкую траншею, разрабатываемую под защитой глинистого раствора (с применением бентонитовой глины) с последующей установкой в траншею арматурного каркаса и укладкой бетона.

ЗАО "Геострой" выполняет комплекс работ по устройству конструкции "Стена в грунте", как один из наиболее щадящих методов ограждения котлованов, применяемых в современном строительстве. Работы выполняются во многих регионах России - Москве, Санкт-Петербурге, Воронеже, Самаре и других. В арсенале компании установки Bauer MC 64, Bauer MC 32, Liebherr HS 855HD, Soilmec SM-870 и другие.

Технологический процесс устройства конструкции “Стена в грунте” и разработки подземного пространства методом "top-down" (сверху-вниз) ЗАО "Геострой"

Технологические этапы производства «Стены в грунте»:

1. Устройство временной монолитной железобетонной конструкции - форшахты. Форшахта предотвращает обрушение грунта верхней части траншеи, а также является направляющей конструкцией для устройства "Стены в грунте";

2. Разработка траншеи двухчелюстным гидравлическим грейфером (или гидрофрезой) под защитой глинистого раствора (раствора бентонита), который удерживает грунт от осыпания и предотвращает попадание воды;

3. Установка арматурного каркаса, собираемого и свариваемого, как правило, на площадке строительства;

4. Заполнение траншеи бетоном через бетонолитные трубы с воронками, бентонитовый раствор вытесняется и откачивается насосом для дальнейшей регенерации;

5. После окончания работ по сооружению "Стены в грунте" бетон набирает прочность, форшахту демонтируют и производят разработку грунта в центре сооружения с устройством распорных конструкций, также устраивается обвязочная балка, объединяющая панели "Стены в грунте" в единую конструкцию (при необходимости);

6. Затем выполняется устройство внутренних железобетонных конструкций (фундаментной плиты, внутренних стен и т.д.).

«Стена в грунте» позволяет осуществлять строительство:

в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений;

при значительной глубине сооружения (до 50 м);

при больших размерах в плане и сложной

Возведение фундаментов и подземной части зданий и сооружений глубокого заложения

Технология производства работ методом «стена в грунте»

Сущность способа «стена в грунте» заключается в образовании под защитой глинистого раствора траншеи (выработки) с вертикальными стенками и последующим заполнением траншеи материалами или конструкциями. При заполнении выработки бетоном, железобетоном и сборными конструкциями стена в грунте выполняет роль ограждающей или несущей конструкции. При заполнении траншеи противофильтрационными материалами они выполняют роль противофильтрационных устройств (завес).

Способ «стена в грунте» используют при возведении подземных частей промышленных, энергетических и гражданских зданий, гидротехнических, транспортных и коммунальных инженерных сооружений. Такой способ дает возможность устраивать фундаменты и подземные сооружения практически любой глубины (4— 50 м и более). Обычно глубина конструкций ограничивается возможностями применяемой землеройной машины. Ширина траншеи может быть 0,2—1,2 м, что также ограничивается имеющимися в строительстве механизмами.

Конфигурация в плане возводимых стен в грунте может быть различной в зависимости от конструкции сооружения и его назначения— прямолинейной, криволинейной и ломаного очертания.

Значительным преимуществом способа «стена в грунте» является возможность совмещения работ по устройству фундаментов и подвалов, что позволяет исключить переброски больших масс грунта. Кроме того, обеспечивается надежность работы полов, а отсутствие котлованов значительно упрощает организацию работ нулевого цикла.

Способ «стена в грунте» может быть использован в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях и во многих случаях позволяет отказаться от забивки шпунта, различного рода креплений, водопонижения и замораживания. Применение способа «стена в грунте» целесообразно при высоком уровне подземных вод; заглублении конструкции в прочный и водоупорный слой; в стесненных условиях строительства; при устройстве глубоких подземных сооружений (более 5—7 м).

Применение способа «стена в грунте» может быть ограничено: наличием грунтов с кавернами и пустотами, илов и рыхлых насыпных грунтов, включением обломков строительных конструкций и материалов и других препятствий.

В отечественной практике применяют два типа стен, возводимых способом «стена в грунте»: свайные — образуемые из сплошного ряда буро-набивных свай, и траншейные — образуемые сплошной стеной из монолитного или сборного железобетона.

Устойчивость стенок траншей возрастает с увеличением плотности глинистого раствора и уменьшением проницаемости образованного экрана.

Сухой способ применяют в устойчивых пылевато-глинистых грунтах с показателем текучести 7L^0,25 при небольшой глубине стен (до 5—7 м). В процессе разработки траншею заполняют глинистым раствором (суспензией). Для удержания частиц разрушенного грунта во взвешенном состоянии при разработке траншеи, как правило, применяют тиксотропные глинистые растворы.

Благодаря тиксотропным свойствам раствора можно удерживать частицы шлама во взвешенном состоянии при прекращении циркуляции раствора, вследствие чего поддерживается устойчивая работа механизмов, применяемых для разработки траншеи. Тиксотропный раствор позволяет сохранить устойчивость траншеи в период разработки грунта и устройства стены.

Конструкции, возводимые способом «стена в грунте», по способу изготовления бывают: монолитные, сборные и сборно-монолитные.

После устройства в грунте траншей (выемок) раствор в траншеях заменяют монолитным бетоном, сборными элементами глиной или смесями глины с цементом в зависимости от назначения конструкции. В грунте формируют несущие конструкции (фундаменты и стены) или противо-фильтрационные завесы. При устройстве подвалов и подземных сооружений грунт, заключенный внутри стен, извлекают.

Образование стенок из секущихся буровых свай применяют, когда стенку закладывают около существующих зданий и ниже подошвы их фундаментов. Во избежание подвижек грунта под фундаментами разработку грунта в скважине и бетонирование в ней осуществляют в обсадной трубе.

Технология возведения стен из секущихся буронабивных свай включает следующие процессы: бурение скважин с использованием направляющих труб; армирование скважин; бетонирование скважин методом ВПТ и извлечение направляющих труб из скважин.

Лидерно-направляющие трубы имеют с одной стороны вогнутый участок с тем же радиусом кривизны, что и сама труба. Таким образом, когда одна труба примыкает к другой, в плане они образуют очертание восьмерки и расстояние между осями соседних скважин оказывается меньше, чем их диаметр. Лидерно-направляющие трубы извлекают только после заполнения их бетоном. Расстояние между сваями должно быть менее диаметра их ствола. Примыкая друг к другу, сваи образуют сплошную стенку с волнистой поверхностью.