Основания и фундаменты».

11) Поверхностное уплотнение грунтов

0,5 м, используя такие механизмы уплотнения, как поверхностные трамбовки, катки, вибротрамбовки, виброплиты и т.д.£Поверхностное уплотнение обычно производят слоями толщиной

При необходимой толщине уплотнения грунта в 2…3 м, применяют поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, массой до 2…7 т. В этом случае по уплотняемому грунту (поверхности дна котлована) производится серия ударов по одному месту до получения условного отказа. Трамбовка поднимается краном на высоту до 3…7 м и сбрасывается на уплотняемое основание поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками применяется для сыпучих, а также лёссовых грунтов. Наибольший эффект уплотнения грунтов достигается при наличии в основании оптимальной влажности (рис. 3). Оптимальная влажность грунта определяется обычно экспериментально, с использованием прибора стандартного уплотнения.

12) Вертикальные дренажи.

Вертикальные дренажи могут относиться как к группе дренажей местной защиты, так и к системе дренажей, обеспечивающих общее понижение уровня грунтовых вод на территории храма. Такие дренажи обладают большей водозаборной способностью, чем горизонтальные (кольцевые, пристенные, пластовые, береговые, головные), и поэтому могут понижать уровень грунтовых вод на значительную глубину. Вертикальные дренажи представляют собой ряд (или контурную группу) трубчатых колодцев, объединенных в единую систему с помощью водопроводящих устройств и насосной станции. Это может быть также группа разбросанных (часто на большом расстоянии друг от друга) трубчатых колодцев, не объединенных в общую систему и обслуживаемых отдельными насосными агрегатами.

В реставрационной практике вертикальные дренажи не применяются по ряду причин. Это связано с тем, что откачка воды производится принудительным путем с помощью насосных станций, что ведет к значительному удорожанию строительства (по сравнению с устройством горизонтальных дренажей). Следует отметить также неудобство и дороговизну эксплуатации системы, поскольку требуется специальная служба наблюдения за насосными станциями и водозаборными трубчатыми колодцами.

Вертикальные дренажи предназначены для осушения грунтов с помощью вертикальных дренажно-поглощающих колодцев (рис. 6.8). Сброс воды осуществляют через специально сооружаемый центральный поглощающий колодец, к которому вода подается из всех дренажных колодцев.

Рис. 6.8. Схема вертикального дренажа с системой сифонного водоотвода

1 - уровень подземных вод; 2 - всасывающая труба; 3 - трубчатый колодец; 4 - сифонный трубопровод; 5 - галерея; 6 - воздухопроводная труба; 7 - воздушный котел; 8 - стояк сифона; 9 - вакуум-насос; 10 - выбросные трубы; 11 - центробежный насос

Трубчатый колодец (скважина вертикального дренажа) представляет собой вертикальную колонну труб, погружаемую в водоносную толщу. Колонна состоит из фильтровой части и надфильтровых труб. Если система имеет индивидуальную откачку, то в комплект колонны входит насос.

В трубчатых колодцах применяют фильтры разной конструкции (дырчатые, щелевые, проволочные, каркасно-стержневые и др.) из стали, керамики, асбестоцемента, пластмассы и других материалов.

Фильтровую часть колодца оборудуют гравийно-песчаными обсыпками. В верхней части затрубного пространства устраивают глиняный замок, чтобы воздух не проникал к фильтру. Для откачки воды из скважин вертикального вакуумного дренажа используют вакуум-насосы или эжекторы, размещаемые в фильтровой части скважин.

При уровне подземных вод до 5 м от поверхности земли применяют центробежные насосы. При глубине динамического уровня воды в скважине более 10 м осуществляют индивидуальную откачку с использованием погружных насосов. При глубине этого уровня менее 10 м скважины объединяют в единую систему с помощью сифонных водоводов, а воду отводят к насосным станциям.

Для вертикального вакуумного дренажа используют трубчатые колодцы с надежной герметизацией их внутренней полости от проникания воздуха. Сеть трубчатых колодцев оборудуют системой автоматики для информации о работе дренажа.

«Технология возведения зданий и сооружений»

11) Возведение заглубленных зданий и сооружений методом "стена в грунте". Область применения и сущность метода. Состав процессов последовательность выполнения и способы осуществления, применяемые механизмы и приспособления. Технология установки анкерных устройств.

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.

1) забуривание торцевых скважин на захватке;
2) разработка траншеи участками или последовательно на всюдлину при постоянном заполнении открытой полости бентонитовым раствором, с ограничителями, разделяющими траншею на отдельные захватки;
3) монтаж на полностью отрытой захватке арматурных кар­касов и опускание на дно траншеи бетонолитных труб;
4) укладка бетонной смеси методом вертикально перемеща­емой трубы с вытеснением глинистого раствора в запасную емкость или на соседний, разрабатываемый участок траншеи.

Арматура «стены в грунте» представляет собой пространст­венный каркас из стали периодического профиля, который должен быть уже траншеи на 10... 12 см. Перед опусканием арматурных каркасов в траншею стержни целесообразно смачи­вать водой для уменьшения толщины налипаемой глинистой пленки и увеличения сцепления арматуры с бетоном.

Бетонирование осуществляют методом вертикально переме­щаемой трубы с непрерывной укладкой бетонной смеси и равномерным заполнением ею всей захватки снизу вверх.
Бетонолитные трубы — металлические трубы диаметром 250...300 мм, толщина стенок 8...10 мм, горловина — на объем трубы, съемный клапан ниже горловины, пыжи из мешковины.

Ограничители размеров захватки:

• при глубине траншеи до 15 м применяют трубы диамет­ром, меньшим ширины траншеи на 30...50 мм; их извлекают через 3...5 ч после окончания бетонирования на захватке, и образовавшаяся полость сразу заполняется бетонной смесью;
• при глубине траншеи до 30 м устанавливают ограничитель в виде стального листа, который приваривают к арматурному карка­су. При необходимости лист усиливается приваркой швеллеров.

При длине захватки более 3 м бетонирование обычно осу­ществляют через две бетонолитные трубы одновременно. Для повышения пластичности бетона и его удобоукладываемости применяют пластифицирующие добавки — спиртовую барду, суперпластификаторы.
Перерывы в бетонировании — до 1,5 ч летом и до 30 мин — зимой.

Бетонную смесь укладывают до уровня, превышающего высоту конструкции на 10... 15 см для последующего удаления слоя бетона, загрязненного глинистыми частицами. При испо­льзовании виброуплотнения вибраторы укрепляют на нижнем конце бетонолитной трубы. При трубах длиной до 20 м при­меняют один вибратор, длиной до 50 м — два вибратора.

Трубы на границе захваток обязательно извлекают. Раннее извлечение приводит к разрушению кромок образовавшейся сферической оболочки, что нежелательно, а позднее приводит к защемлению трубы между бетоном и землей, и требуются значительные усилия для ее извлечения. Поэтому часто вместо труб ставят неизвлекаемые перемычки из листового железа, швеллеров или двутавров, обязательно привариваемых к арма­турным каркасам сооружения.

Иногда для предохранения устья траншеи от разрушения и осыпания устраивают из сборных элементов или металлафоршахты — оголовки траншей глубиной до 1 м для усиления верхних слоев грунта, или это траншея с укрепленными на глубину до 1 м верхними частями стенок.

Недостатки технологии «стена в грунте»: ухудшается сцепле­ние арматуры с бетоном, так как на поверхность арматуры налипают частицы глинистого раствора; много сложностей возникает при ведении работ в зимнее время, поэтому, когда позволяют условия, используют сборный и сборно-монолитные варианты. Применение сборного железобетона позволяет:

• повысить индустриальность производства работ;
• применять конструкции рациональной формы: пустот­ные, тавровые и двутавровые;
• иметь гарантии качества возведенного сооружения. Недостатки сборного железобетона: требуется специальная технологическая оснастка для изготовления изделий, каждый раз индивидуального сечения и длины; сложность транспорти­рования изделий на строительную площадку; требуются мощ­ные монтажные краны; стоимость сборного железобетона зна­чительно выше, чем монолитного.
Вертикальные зазоры между сборными элементами запол­няются цементным раствором при сухом способе производства работ. При мокром способе наружную пазуху траншеи запол­няют цементно-песчаным раствором, а внутреннюю — песчано-гравийной смесью. Наружное заполнение в дальнейшем будет служить в качестве гидроизоляции.

Применяют два варианта сборно-монолитного решения:
нижняя часть сооружения до определенного уровня состо­ит из монолитного бетона, вышележащие конструкции — из сборных элементов;
сборные элементы применяют в виде опалубки-облицовки, которую устанавливают к внутренней поверхности траншеи, наружная полость заполняется монолитным бетоном.

12) Технология устройства заглубленных сооружений в условиях стесненной застройки. Метод шпунтовых ограждений и секущих свай. Технология производства работ, комплексная механизация процессов. Контроль качества работ.

Технология устройства заглубленных сооружений в условиях стесненной застройки

Шпунтовые ограждения представляют собой временные ограждения котлованов, которые состоят из забитых в грунт стальных или деревянных шпунтовых свай. Ограждения из шпунта изготавливаются под любые виды сооружений при устройстве фундаментов в случаях, когда невозможно произвести разработку котлованов в откосах. Такие ограждения из шпунта помогают спасти от обрушения грунт при сооружении различного рода конструкций.

Шпунтовые ограждения котлованов могут выполняться из прокатных профилей (двутавров, труб). Профили для свай из шпунта изготавливают из углеродистой стали марок СтЗсп, СтЗпс по ГОСТ 380. На наружной поверхности профиля, в торцах и в замковой части не должно быть раскатанных пузырей, закатов, прокатных плен.

Погружение элементов такого шпунтового ограждения может выполняться в предварительно пробуренные скважины, заполненные цементно-песчаным раствором. В пробуренные до определенной отметки скважины под давлением подается раствор цемента, после чего туда погружают балки или трубы. Данная технология установки шпунтовых ограждений котлованов не дает скважинам осыпаться и позволяет значительно увеличить несущую способность шпунта.

Вибропогружение шпунта предполагает предварительное бурение, после чего происходит погружение свай при помощи вибропогружателей. В случае неустойчивых грунтов разумнее производить рыхление грунтов посредством шнековых буров. Учитывая трудовые ресурсы, технология вибропогружения шпунта является наиболее экономичной по сравнению с остальными методами установки шпунтов.

Способ завинчивания подразумевает под собой погружения стального шпунта с наконечником посредством вращения и вдавливания. Этот метод установки шпунтового ограждения котлованов применяется при наличии поблизости уже существующих сооружений. Такая технология устройства шпунтов предотвращает выбуривание грунта непосредственно из самого фундамента.

Стенки котлованов в процессе разработки крепятся забиркой либо из металлического листа, либо из обрезной доски. Забирка, в свою очередь, может впоследствии использоваться в качестве опалубки для бетонирования подземных конструкций здания. Ограждающие конструкции с забиркой не являются водонепроницаемыми, поэтому при расположении уровня грунтовых вод выше дна котлована требуется выполнение строительного водопонижения.

Ограждения из шпунта позволяют организовать безопасное пространство на строительной площадке, тем самым, способствуя увеличению темпов строительства здания.

Областью применения стальных шпунтовых свай является устройство шпунтового ограждения котлованов, траншей; при берегоукреплении; при строительстве мостов, путепроводов, эстакад; а также при возведении гидротехнических сооружений (причал, больверк, гидроузел, шлюзы и т.п.) и строительстве сооружений для складирования твердых и жидких промышленных отходов.

Шпунтовое ограждение – это сплошная шпунтовая стенка, образованная стальными сваями (шпунт типа «Ларсен», плоский шпунт, зетовый профиль, а также труба и двутавровые балки) методом вибропогружения, забивки или вдавливания. Шпунтовое ограждение служит водонепроницаемой преградой и удерживает грунт от обрушения при возведении конструкций.

Ударный метод погружения шпунтовых свай применяется в различных грунтах, но существуют ограничения при работе в условиях плотной городской застройки. Вибропогружение шпунта осуществляется установками на базе экскаватора, что позволяет производить работы в стесненных условиях (т.к. не требуется одновременная работа нескольких единиц техники). При использовании данного вибропогружателя (благодаря боковому захвату сваи) можно поднять, переместить по строительной площадке, погрузить или извлечь металлическую сваю (шпунт). Использование более мощных навесных погружателей позволяет вести работы в сложных грунтах, а также при устройстве шпунтовой стены с плавсредств.