Мурашко В.А. ПЗ (1216042), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Базовой информацией, которой должен обладать строитель, занимающийся земляными работами, это «почувствовать» грунты, с которыми имеешь дело. К примеру, знание значения угла естественного откоса для различных видов грунта и сыпучих материалов – щебня, песка. Угол откоса меньше естественного всегда останется устойчивым. А вот откос с углом больше угла естественного откоса обязательно обрушится, даже если его «укрепить», засыпав толстым слоем щебня. «Лишнее» сползет вместе со щебнем …по углу естественного откоса!!! Соответственно, простейший, но достаточно надежный метод укрепления стен котлована – спрофилировать эти стены с углом меньшим угла естественного откоса. Не менее проблематичны для укрепления – глинистые грунты.

Строительство котлованов в условиях чрезвычайно плотной городской застройки имеет свои особенности. В первую очередь это касается ограничений по безопасности устройства ограждений котлованов с помощью забивки свай или металлического шпунта из-за негативного воздействия на фундаменты и стены близко расположенных зданий.

«Задавливание» статической нагрузкой обеспечивает возможность контроля и оперативной корректировки возникающих перекосов, а главное - сохранение ненарушенности скелета грунта, которое неизбежно при динамических нагрузках.

При этом приоритетным в предлагаемом способе является использование машин, в которых развиваются большие тяговые усилия, например появившихся в последнее время машин для статического задавливания не только свай, но и других конструкций в нетронутый грунт. Задавливание грунтовой толщи статической нагрузкой обеспечивает возможность контроля и оперативной корректировки возникающих перекосов, а главное - сохранение ненарушенности скелета грунта, которое неизбежно при динамических нагрузках, особенно слоя грунта, контактирующего с корпусом.

Прогрессивным методом крепления вертикальных и крутопадающих грунтовых стен котлованов глубиной до 12-15 м является использование в качестве подпорной конструкции самого грунта, укрепленного системой арматурных стержней – нагелей.

Сущность этого метода заключается в том, что для обеспечения устойчивости крутых откосов или вертикальных стен котлованов в грунт забивают, вдавливают или устанавливают на цементно-песчаном растворе в готовую скважину стержни (нагели). В результате образуется массивная подпорная (грунтово-арматурная) стена большой массы. Укрепление армированием основано на развитии между стержнями и грунтом при нагружении сил трения, сцепления. Данный способ позволяет повысить устойчивость бортов котлованов, откосов, насыпей, предотвратить оползание призмы обрушения вдоль потенциально опасной по сдвигу поверхности скольжения за счет количества стержней. При этом стержни забивают на глубину, которая пройдена через потенциальную призму обрушения, полосу локализованных деформаций и заглублены в устойчивую область основания.

При задавливании в нетронутый грунт щелеобразователей с арматурной сеткой происходит дополнительное уплотнение грунта, а последующее напорное инъектирование обеспечивает дальнейшее его уплотнение и хороший контакт с грунтом. Такая последовательность операций дает возможность укрепления склонов как уже существующих насыпей и котлованов, так и в процессе сооружения новых. При этом повышаются надежность крепления стен котлована и несущая способность его верхней площадки.

Армирование грунта осуществляют послойно путем вдавливания в стенку естественного грунта плоских щелеобразователей с арматурой и последующего напорного инъектирования твердеющего раствора.

Цементизация откосов котлована считается наиболее надежным способом укрепления, однако данный метод обладает одним существенным недостатком - высокой стоимостью реализации.

Метод цементации используют, как правило, там, где соседние здания находятся слишком близко от нового котлована, чтобы исключить вибрационное воздействие на их фундаменты. Хотя для той же цели можно использовать лидерное бурение, с дальнейшим погружением свай шпунтового ограждения. Этот способ почти во всех случаях сводит к минимуму вибрацию при погружении свай.

Для укрепления откосов котлована 2-5 м, а в некоторых случаях и глубже, применение шпунта практичнее, чем цементация: шпунт или шпунтовые сваи после окончания работ можно извлечь и применять повторно, тогда как вложения в укрепление котлованов бетонированием являются безвозвратными.

Работы по укреплению откосов котлована посредством цементизации выполняются в следующей последовательности:

Производится механизированная выемка грунта на глубину 1-2 ярусов котлована (от 1 до 3 метров) с последующим выравниванием стенок котлована до проектного уклона;

На откосах котлована фиксируется арматурная сетка, которая необходима для лучшей фиксации набрызгиваемого бетона на вертикальной поверхности;

Выполняется торкретирование стенок бетонным раствором;

До полного схватывания бетона проводится бурение горизонтальных либо наклонных скважин (с уклоном до 30 градусов от горизонтали);

В пробуренные скважины погружаются арматурные стержни (нагели);

Через инъекционные трубы в скважины нагнетается бетонный раствор. Заполнение скважин выполняется без давления, чтобы не деформировать грунт на откосах котлована;

Производится торкретирование второго слоя бетона.

Непосредственная цементизация может выполнятся двумя методами - сухим и мокрым. Для сухой цементизации используется специальное компрессорное оборудования. Сухая смесь из песка и цемента поступает в шланг подачи и транспортируется с помощью воздушного потока (скорость потока воздуха составляет 60-65 метров в секунду), при этом сама вода подается на выходе в сопло шланга.

Мокрая цементизация выполняется уже готовым бетонным раствором. Сжатый воздух в бетонную смесь нагнетается непосредственно на выходе из шланга, что обеспечивает необходимое разбрызгивание бетона.

Наиболее предпочтительной является сухая цементизация, поскольку она позволяет выполнить одномоментное нанесение слоя бетона толщиною в 7-10 сантиметров, а при мокрой цементизации – 3 сантиметра.

В работе рассмотрены также и другие варианты крепления, но в данной итуации приведены, по мнению авторов, наиболее перспективные для наиболее сложных стесненных условий – в крупных городах.

В заключении можно отметить следующее:

Несмотря на перспективность применения нагельного армирования, это решение имеет следующие недостатки:

Недостатком армирования отдельными стержнями является малая площадь контакта с грунтом каждого стержня в отдельности, хотя при этом нужны малые усилия выдергивания его из грунта. Этот недостаток обычно восполняется за счет количества стержней, что ведет к удорожанию.

Однако более существенным недостатком нагельного крепления является непригодность способа нагельного армирования для песчаных грунтов. В этом случае наиболее надежной была бы плоская поверхность армирующей площадки, а не стержневая.

Если в нетронутый грунт задавливаются щелеобразователи с арматурной сеткой, происходит дополнительное уплотнение грунта, а последующее напорное инъектирование обеспечивает дальнейшее его уплотнение и хороший контакт с грунтом. Но, опять же, недостатком такой конструкции является ее негарантированная целостность в насыпных или естественных грунтах с различными включениями.

Предложение.

Для усовершенствования метода нагельного крепления авторы предлагают использовать нагельно-кассетную или свайно-кассетную конструкцию.

Суть в следующем. Стальные пластины многоразового пользования определенного размера вставляются в пазы, нарезанные в нагельных трубах или сваях-столбах (в кассетники или пазы). Конструкция свайно-кассетная может быть выполнена ступенчато или полностью целостно. При этом достаточно вставить одну нижнюю кассету в грунт для обеспечения целостности, а остальные – можно вставлять в необходимой последовательности. Свайно-кассетная конструкция показана на рис. 3.3.1а, 3.3.1б.

Рис. 3.17а Свайно-кассетная конструкция

Рис. 3.17б Свайно-кассетная конструкция

Схема крепления глубоких котлованов показана на рис. 3.18

Рис. 3.18 Схема крепления глубоких котлованов

Преимущество такой конструкции в ее портативности.

В настоящее время это техническое решение оформляется на полезную модель.

4 ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ В ДИПЛОМНОМ ПРОЕКТЕ СВАЙНО-КАССЕТНОЙ КОНСТРУКЦИИ В РАБОЧЕМ ПРОЕКТЕ УСИЛЕНИЯ КОТЛОВАНА

При отрывке котлована для возведения подземной части заглубленного сооружения важным вопросом является обеспечение устойчивости стенок грунтового обнажения. Если грунт по своим механическим свойствам не может сохранять равновесное состояние при обнажении, то произойдет обрушение стенок, т.е. аварийная ситуация. Ещё более опасной становится ситуация, когда вблизи котлована расположены какие-либо здания и сооружения. Во избежание подобных явлений стенки котлована делают наклонными, если позволяют условия строительства, либо укрепляют с помощью специального ограждения. Ограждение это испытывает давление со стороны грунта, и его устойчивость обеспечивается разными способами: с помощью распорок, анкеров или же заглублением в грунт ниже дна котлована.

В последнем случае равновесие ограждения обеспечивается пассивным отпором грунта, расположенного ниже дна котлована. Ограждение представляет собой вертикальные элементы (шпунтины, сваи), забиваемые в грунт на определенную глубину. Эти элементы могут забиваться без зазора между ними и таким образом образуется шпунтовая стенка, либо между элементами остается зазор, в который укладываются деревянные или какие-либо другие элементы (забирка, затяжка), опирающиеся на несущие элементы (шпунтины, сваи). Для безопасного ведения работ по отрывке котлована и последующего возведения подземной части сооружения надо знать, на какую глубину следует забить шпунт, чтобы обеспечить его устойчивость без дополнительных мероприятий, а также знать геометрические характеристики поперечного сечения несущих элементов, обеспечивающие его прочность в течение всего срока службы ограждения. Определяющими факторами при решении этой задачи являются прочностные характеристики грунта - угол внутреннего трения φ и удельное сцепление с, глубина котлована, а также нагрузки, действующие на поверхности грунта в непосредственной близости от котлована.

4.1 Технические условия для разработки рабочего проекта по укреплению котлована под строительство торгового центра с подземной автостоянкой в центральном районе г. Хабаровска

1. Инженерно-геологические изыскания на площадке выполнены на стадии проект. На стадии разработки рабочей документации, после подготовки площадки под подземную часть застройки: фундамент торгового центра и подземные гаражи рекомендуется пробурить скважины для фиксации пьезометрического уровня подземных вод. Перед выполнением строительных работ необходимо оборудовать 1 – 2 скважины для наблюдений за уровнем воды в скважинах.

2. Вести наблюдения за динамикой подъема уровня воды в скважинах.

3. В разделе ПОС рабочего проекта при разработке котлована необходимо предусмотреть технологию водопонижения. В случае обнаружения водоносного горизонта, перед рытьем котлована необходимо грунтовые воды перехватывать дренажом с выводом их в водопонижающие скважины с последующей периодической откачкой скопившейся воды насосами.

В проекте необходимо учесть дренаж и гидроизоляцию.

4. В местах интенсивного воздействия нагрузки на стенки котлована укрепление котлована лучше выполнить свайной стенкой.

5. Неблагоприятные геологические процессы связаны с наличием воды и пучинистостью грунтов. Других опасных процессов и явлений не отмечено.

6. Грунты обладают средней степенью морозной пучинистости. При выборе мероприятий по укреплению откосов котлована предпочтение должно быть отдано тем, которые способствуют регулированию температурно-влажностного режима и устранению пучинистости грунтов.

7. Согласно карт А и Б «Общего сейсмического районирования территории РФ» площадка находится в 6-ти бальной зоне. Грунты основания соответствуют 2-ой категории по сейсмическим свойствам.

Характеристики

Список файлов ВКР