Технологія виробництва робіт методом "стіна в грунті"

В сучасних мегаполісах все частіше простежується тенденція до більш раціональному використанню простору і ущільнення забудови. Ці обставини диктують будівельним компаніям певні умови. На поверхні все менше залишається вільних майданчиків, що змушує забудовників вдаватися до зведення підземних споруд. Крім іншого, існують деякі об'єкти, які раціональніше будувати під землею. Сюди можна віднести великі склади, торгово-розважальні комплекси, а також гаражі. Але підземне будівництво є досить трудомістким процесом, який передбачає наявність певного досвіду і відповідного обладнання у будівельних компаній.
Рішення описаної вище задачі може бути ускладнено ще й тим, що грунт буває дуже неоднорідна, в ній можуть бути порожнини різної величини, підземні водні течії. Іноді при обстеженні території для забудови з'ясовується, що породи досить слабкі. Трапляється, що під землею знаходяться всілякі тунелі інженерних систем, які не нанесені на карту. При цьому працювати досить часто доводиться в тісноті, так як фундаменти будівель розташовуються досить близько до будівельної майданчику, а стіни висотних будівель не дозволяють в повній мірі розвернутися стріл кранів.

Вирішення питання будівництва підземних споруд

В залежності від того, які гідрогеологічні характеристики місцевості і наскільки глибоко знаходитимуться приміщення, підземне будівництво здійснюватися одним з декількох способів. Найпоширенішими вважаються «стіна в грунті», спосіб опускного колодязя, а також відкритий спосіб. Перша технологія у сучасних реаліях досить поширена і все ще продовжує стрімко набирати популярність, адже з її допомогою можна вирішити завдання в обмежених умовах, не докучая фундаментів будівель, розташованих поблизу.

Принцип технології

Стіна в грунті вибудовується досить простим принципом, який передбачає підготовку траншеї і виїмку грунту. Далі в освічених порожнечах споруджуються огороджувальні конструкції, для цього, як правило, використовується залізобетон. Під захистом отриманих систем обладнуються внутрішні конструкції, наприклад стать та інші елементи.

Різновиди методу

Технологія «стіна в грунті» може бути розділена на кілька підвидів, як то: траншейний і пальовий. Перший полягає у використанні монолітного бетону та залізобетонних секцій, з допомогою яких формується єдина стіна. Пальовий спосіб передбачає установку буронабивних опор, які розташовуються суцільним поруч. Вони дозволяють сформувати міцну конструкцію. Яка технологія була використана, вона є більш перспективною у порівнянні з альтернативними методами зведення підземних споруд. Її доцільно використовувати і при реконструкції існуючих будівель будь-якого призначення.

Область застосування

Стіна в грунті може бути використана в тому випадку, коли є необхідність звести протифільтраційні завіси, тунелі метрополітену, гаражі, склади, підземні переходи, резервуари, всілякі відстійники, автомобільні розв'язки, а також фундаменти будівель різного призначення.

Мокрий та сухий методи

Враховуючи міцність грунту і рівень його вологості, будівельники можуть вибрати мокрий чи сухий метод споруди. Останній не такий витратний, адже для нього немає необхідності готувати глинистий розчин. Однак до нього можна вдаватися тільки в тому випадку, коли є впевненість у міцності ґрунту та відсутності підземних течій. Мокра технологія є ідеальним рішенням для зведення великих об'єктів у водонасичених нестійких грунтах. Якщо будівництво супроводжується описаними умовами, то іноді виникає необхідність додаткового зміцнення стін траншеї. У кінцевому рахунку виходять міцні і надійні приміщення.

Тиксотропність

Коли облаштовується стіна в грунті, технологія може передбачати використання мокрого способу, при якому важливо таке поняття, як тиксотропність. Це властивість притаманне глинистому розчину, який має здатність відновлювати первісну форму без механічних впливів. Завдяки цьому правильно підібрана суспензія буде набирати міцність на етапі будівництва і разжижаться від коливальних впливів. Це дозволяє страхувати стіни траншеї від деформації. Максимально високі тиксотропні якості притаманні бентонитовым глинам. Якщо розглядати додаткові характеристики таких розчинів, то варто звернути увагу на їх водовідштовхувальне якість. Після твердіння суспензії на поверхню стінок буде впливати гідростатичний тиск, що сприяє утворенню водонепроникної плівки. Її товщина може змінюватися в межах від 15 до 5 міліметрів, цього достатньо для захисту споруди від води. Глинизация стінок дозволяє економити на водопонижении забивання шпунта. У цьому полягає одна з безлічі переваг цієї технології.

Вживане обладнання

Коли створюється стіна в грунті, технологія передбачає використання відповідного обладнання. Воно дозволяє вирити траншею. Для цього найбільш часто використовується пристрій безперервної дії. Схожі результати здатний демонструвати і циклічний підхід. Для формування траншеї зазвичай використовуються землерийні машини, а саме: ковшові, стругові, фрезерні установки, драглайны, бурові установки обертального і ударного буріння, грейфери, а також зворотні лопати. Перерахованого обладнання виявиться цілком достатньо для отримання стіни в грунті, яка може бути заглиблена на 100 метрів. Умови при цьому можуть бути абсолютно різними. Спосіб «стіна в грунті» найбільш часто припускає, що ширина траншеї буде дорівнює межі від 1 до 15 метра. У деяких випадках складаються проекти, в яких ширина досягає 2 метрів.

Випадки недоцільність методів

Безперечно, описувана технологія має безліч плюсів, проте можна виділити ситуації, коли використання методу недоцільно. Будівництво «стіна в грунті» не проводиться при наявності в ґрунті сильних підземних течій, при пухкому грунті, а також при знаходженні напівзруйнованої кам'яної кладки на ділянці. Не слід використовувати технологію, коли мають місце металеві острова, а також великі уламки бетону. Коли в грунті є порожнини і порожнини, теж не варто починати роботи по описуваної технології.

Протифільтраційні завіси

Маніпуляції зі створення протифільтраційних завіс можна вважати максимально простими. Їх виконують із застосуванням важких і твердих глин, а також монолітного бетону. Призначення завіс полягає в тому, щоб захистити об'єкт від води. Найбільш часто такі елементи використовуються при обладнанні гребель і риття котлованів. В останньому випадку завіси необхідні для виключення проникнення води в порожнину. Перед робітниками не постане завдання зниження рівня підземних вод, що є досить трудомісткою процедурою. Якщо проводити порівняння завіса з понизительными установками, то останні діють тимчасово, поки ведуться роботи. Конструкцій при наявності завіс не будуть страшні найпотужніші потоки підземних вод.

Параметри захватки

Перш ніж буде вибудовуватися фундамент «стіна в грунті», потрібно розрахувати довжину захватки. На цей параметр будуть впливати деякі фактори, серед них:

стійкість траншеї;

конструктивні особливості і функціональне призначення споруди;

вид техніки, яка використовується для розробки траншеї;

розрахункова інтенсивність бетонування.

Технологія проведення робіт

Зведення стіни в грунті починається з буріння свердловини, після готуються траншеї, які заповнюються розчином. Наступним кроком стане монтаж арматурних каркасів, а також бетонолитной труби. Прикінцеві маніпуляції передбачають витіснення глинистого розчину з допомогою подачі бетонної суміші за допомогою вертикально переміщуваної труби. Траншеї можуть розроблятися на всю довжину або на окремих дільницях. Арматурні каркаси мають в основі сталеві стрижні з рифленням. Отримана система повинна бути менше на 12 сантиметрів порівняно з шириною траншеї. Елементи змочують у воді перед установкою, оскільки це зменшує обсяг налипающей глини і збільшує зчеплення з бетоном.

Бетонування

Спорудження стіни в грунті передбачає бетонування, яке здійснюється методом переміщуваної труби. Остання має діаметр в межах від 270 до 300 міліметрів, тоді як товщина стінок дорівнює 10 міліметрів. Враховуючи обсяг труби, підбирається горловина, а пижі можуть бути виконані з мішковини.

Обмежувачі захватки

Пристрій стіни в грунті може припускати поглиблення траншеї на 15 метрів або менше. При цьому слід використовувати труби, діаметр яких на 50 міліметрів менше ширини траншеї. Через 5 годин після бетонування елементи необхідно витягти, а отримані порожнини заливаються сумішшю. Якщо ж глибина траншеї більше цього параметра, то виникне потреба встановлення обмежувача. Його завдання виконує металевий лист, який зміцнюється до арматурного каркаса. Полотно можна посилити, приваривши до нього балки.

Збільшення продуктивності

Коли метод «стіна в грунті» використовується в процесі будівництва досить великого об'єкта, а довжина захватки більше 3 метрів, може виникнути необхідність в подачі бетонної суміші величезних обсягів. У цьому випадку вона поступає по трубах, а для більш швидкої і простий укладання пластичність розчину підвищується пластифікаторами. Склад заливається таким чином, щоб його поверхня перекривала всю конструкцію на 10 сантиметрів. Це потрібно для того, щоб була можливість згодом зняти забруднений шар бетону, адже він буде мати велику кількість глини. Ущільнення потрібно буде провести за допомогою спеціального обладнання, яке зміцнюється на бетонолитной трубі. Якщо її довжина більше 20 метрів, то рекомендується застосувати два вібратора. Ті труби, які будуть перебувати на межі захваток, завжди витягуються. Важливо правильно визначити час вилучення. Якщо зробити це занадто рано, то крайки оболонки можуть бути пошкоджені. При занадто пізньому витягу труба може застрягти між бетоном і грунтом. Для того щоб виключити подібні процеси, досить часто застосовується листове залізо замість труби, за допомогою якого можна створити невиправні міцні поперечини. Їх необхідно приварити до арматурних каркасів. Для запобігання гирла траншеї від деформації і осипання потрібно облаштувати форшахту, яка являє собою оголовок траншеї.

Про тиск ґрунту

Якщо необхідно дізнатися, яке тиск грунту на стіну на глибині z, то можна скористатися наступною формулою: PR = PS + PQ, де PS – це інтенсивність бокового тиску на вказаній глибині від своєї ваги ґрунту з урахуванням нашарування шарів, дії води, а також ефективного зчеплення; PQ – це інтенсивність бокового тиску на згаданій глибині від навантажень на поверхні. Якщо за проектом форшахта знаходиться на спеціально сформованої відсипанні вище поверхні землі, то значення приймається зі знаком мінус.