Мурашко В.А. ПЗ (1216042), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

К основным преимуществам технологии относятся следующие: высокая производительность, простота, экономичность, возможность работы в стесненных условиях (вблизи существующих зданий, в подвалах), отсутствие негативных ударных воздействий.

Крепление котлована искусственным замораживанием.

Искусственное замораживание грунтов-наиболее универсальный и надежный способ временного улучшения физико- механических свойств слабых водонасыщенных грунтов. Оно применяется в любых водонасыщенных грунтах начиная от глинистых и кончая скальными трещиноватыми и кавернозными. Ограничивающим условием является скорость потока грунтовых вод (не более 200м/сут).Сущность данного способа заключается в том, что через систему замораживающих скважин, расположенных по периметру и в теле будущей выработки, пропускается хладоноситель с низкой температурой, который, отнимая от окружающего грунта тепло, превращает его в ледопородный массив, обладающий полной водонепроницаемостью и высокой прочностью. Этот массив способен воспринимать большое боковое давление слабых грунтов и гидростатический напор грунтовых вод.
В связи с несовершенством и дефицитом используемого оборудования метод имел лишь эпизодическое применение в практике строительства сооружений. На рис. 3.7 изображена схема замораживания грунта.

Рис. 3.7 Крепление котлована методом замораживания грунта

Крепление котлована шпунтовым ограждением.

Шпунтовые ограждения котлованов широко используются в гидротехническом строительстве в условиях слабых водонасыщенных грунтов при высоких отметках уровня подземных вод. Такие конструкции способны воспринимать не только давление грунта, но и гидростатическое давление, являясь одновременно противофильтрационной завесой. Шпунтовые элементы стен представляют собой стальные профили U, Z образного поперечного сечения или плоские (рис. 3.8), снабженные замковыми захватами по краям, позволяющими фиксировать один элемент относительно другого в вертикальном положении. Наибольшее распространение получили U-образные шпунты типа «Ларсен». Установка шпунта в грунт осуществляется обычно вибропогружением. Шпунтовые стены, устроенные в замок, обладают достаточно высокой жесткостью и способны воспринимать изгибающие моменты, значительно превышающие предельные значения для ограждений с забиркой (рис. 3.8). Ограничением для использования шпунта является сложность или невозможность его погружения в гравелистых, скальных и полускальных грунтах. В настоящее время данный вид ограждения глубоких котлованов получил широкое распространение и в условиях плотной городской застройки.

а) б)

Рис. 3.8 Шпунтовое ограждение котлована.

Крепление котлована методом «стена в грунте».

Строительство ограждений котлованов и фундаментов зданий способом «стена в грунте» предполагает устройство в грунте с помощью специального оборудования узкой траншеи требуемой глубины, устойчивость стенок которой обеспечивается специальными тиксотропными растворами из бентонитовых глин. Захватки отделяются друг от друга инвентарными ограничителями, извлекаемыми до начала бетонирования примыкающей захватки. Наибольшее распространение получили трубчатые или фасонные металлические разделительные элементы ограничителей, позволяющие устраивать полукруглые стыки захваток или устанавливать между захватками гидроизолирующие вставки. После того как экскавация захватки доводится до проектной отметки, в нее погружается пространственный арматурный каркас. Далее в траншею погружается бетонолитная труба, в которую подается бетонная смесь, вытесняющая на поверхность находившийся в захватке бентонитовый раствор. Таким образом бетонирование осуществляется снизу-вверх в процессе подъема бетонолитной трубы. После набора необходимой прочности бетона начинается устройство соседней захватки. В результате, после замыкания контура в основании создается железобетонная стена, служащая надежным ограждением котлована (рис. 3.9).

а) б)

Рис. 3.9 Последовательность устройства «стены в грунте» (а). Монолитная

«стена в грунте» Турецкого торгового центра в Замоскворечьи (б).

«Стена в грунте» в современных условиях является наиболее универсальной конструкцией, используемой в подземном строительстве для устройства ограждения котлованов и защиты от подземных вод

Устройство траншейных «стен в грунте» в городских условиях все же имеет ряд ограничений, связанных в первую очередь с возможностью ухода бентонитового раствора в полости в техногенных отложениях и макропористых грунтах. Опасным является также проникновение глинистой суспензии в инженерные коммуникации при их близком расположении. Недостатком «стены в грунте» является ее высокая стоимость.

При некачественном выполнении свай в неустойчивых водонасыщенных грунтах следует опасаться возможных прорывов грунтовой массы в котлован через дефектные стыки.

а) в)

Рис.3.10 Устройство ограждений из буровых свай.

Распорные системы

Наиболее распространенным в настоящее время в России способом крепления ограждений котлованов при строительстве открытым способом является устройство временной распорной системы из металлических элементов (рис. 3.11). В качестве распорных элементов обычно используют стальные трубы или прокатные профили. Так как распорки, передают на ограждение значительные сосредоточенные нагрузки, устройство металлических или железобетонных распределительных поясов в уровне установки распорок является обязательным. При необходимости устройства распорных элементов более 20 м обычно выполняют временные промежуточные опоры-стойки, снижающие свободную длину распорок.

Ограничением целесообразности распорного метода крепления служат плановые размеры и глубина котлована, так как разработка грунта при устройстве трех и более ярусов распорок или при наличии значительного количества промежуточных опор является технологически затруднительной (рис.3.11а). Системы включают в себя ряд преднапрягаемых элементов (рис.3.11б), позволяющих снижать перемещения ограждения котлована и контролировать величины усилий в распорках.

а) б)

Рис. 3.11 Многоярусное распорное крепление котлована.

Другим новшеством, получившим распространение за рубежом, являются распорные системы в виде ферм. Конструкции горизонтальных железобетонных ферм (рис. 3.12а, 3.12б) для экскавации котлованов значительных размеров в плане.

а) б)

Рис. 3.12 Распорное крепление из инвентарных элементов (а) и конструкция преднапрягающего домкрата (б).

а) б)

Рис. 3.13 Распорное крепление котлованов с помощью горизонтальных (а) и вертикальных (б) ферм.

Для котлованов сложной и неправильной конфигурации в плане применяют комбинацию этих типов крепления на разных участках периметра (рис. 3.13а). Комбинации анкеров и распорок по высоте ограждения (рис. 3.13б) встречаются, когда нижний ярус крепления необходимо разместить ниже уровня подземных вод и при этом обеспечить гидроизоляцию подпорной конструкции.

а) б)

Рис. 3.14 Комбинированные удерживающие системы

При больших в плане размерах подземного сооружения возможно использовать так называемый «островной» метод строительства (рис.3.15а) или распорок, упираемых в перекрытия каркаса центральной части сооружения (рис. 3.15б).

а) б)

Рис. 3.15 «Островной» метод строительства под защитой берм.

Крепление откосов в тоннелестроении.

Тоннель - горизонтальное или наклонное искусственное подземное сооружение, предназначенное для транспорта, пропуска воды, размещения коммуникаций или производственных предприятий. Проходка тоннелей относится к одному из самых сложных видов строительных работ. Проходку тоннеля ведут ограниченными по длине одинаковыми участками - заходками. Длина участка - глубина заходки - зависит от инженерно-геологических условий заложения тоннеля, размеров его поперечного сечения, главным из которых является ширина, способа проходки, материала обделки. После разработки грунта специализированной техникой производится набрызгбетонирование. В комплекс работ по возведению набрызгбетонного покрытия (крепи) входит: подготовка поверхности выработки, установка и монтаж элементов крепи (анкеры, арки, металлическая сетка), послойное нанесение покрытия, уход за свеженанесенным покрытием, контроль качества. На рис. 3.16 показаны этапы устройства временной крепи тоннелей.

Рис. 3.16 Устройство укрепляющих конструкций котлованов с контрфорсами.

3.3 Разработка и обоснование предлагаемого технического решения для усиления сыпучих и оползневых откосов

В наши дни максимальная глубина котлованов, проектируемых в городских условиях, обычно не превышает 25-30 м, а количество подземных этажей – пяти-шести. Технические возможности для роста глубины проектируемых котлованов и увеличения количества подземных этажей при современных технологиях, безусловно, существуют. Однако эти показатели сдерживаются такими факторами как: опасные геологические процессы, экологические показатели и комфортность пребывания в подземных помещениях, экономическая целесообразность, гидрогеологические условия и другие.

Конструктивные решения подземных и заглубленных сооружений, а также способы их устройства зависят от объемно-планировочных решений, их назначения, глубины заложения, инженерно-геологических условий, климатических и сейсмических условий строительства, нагрузок на поверхности, наличия вблизи расположенных зданий и сооружений и требуют различных подходов к их расчетному обоснованию. Стремление увеличить глубину сооружения котлованов вызывает вероятность увеличения аварийных случаев. При этом аварийные случаи при сооружении глубоких котлованов возникают не только из-за неграмотного производства строительно-монтажных работ, но и, преимущественно, недоучета разнообразных нестандартных условий при проектировании такого рода сооружений.

К примеру: на Ленинградском шоссе вл. 39, в Москве в 2007 г. грунтовые воды прорвались сквозь некачественно забетонированную стену в грунте, при разработке грунта в котловане, методом сверху вниз под защитой перекрытия; в 2007 прорвало грунтовыми водами стену в грунте при устройстве котлована в Дубае; в мае 2007 года обрушился фрагмент борта котлована на Рублевском шоссе, вл. 111, в Москве. При этом аварии на таких сооружениях могут не только надолго затянуть сроки строительства и увеличить общую стоимость строительства, но самое главное могут повлечь за собой человеческие жертвы.

Для выявления наиболее эффективных вариантов крепления откосов глубоких котлованов, откосов, в том числе с помощью современных материалов с использованием новых конструктивно-технологических решений в стесненных городских условиях были поставлены и решаются следующие задачи:

- проанализировать существующие конструктивно-технологические решения по усилению откосов котлованов, глубоких выемок и склонов в различных инженерно-геологических условиях для выявления наиболее эффективных (конструктивно-технологических, экономически выгодных и безопасных);

- оценить различные методы укрепления откосов в стесненных городских условиях с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями;

- привести сравнительные характеристики конструкций и узлов для различных вариантов укрепления стен котлованов и откосов и дать приблизительную экономическую оценку наиболее эффективных конструктивно-технологических решений по укреплению откосов котлованов;

- оценить традиционные методики расчетного обоснования укрепляемых откосов;

- предложить свой вариант укрепления откосов в сложных инженерно-геологических условиях.

Характеристики

Список файлов ВКР