Стена грунте не может использоваться

Технология производства работ методом «стена в грунте»

В современных мегаполисах все чаще прослеживается тенденция к более рациональному использованию пространства и уплотнению застройки. Эти обстоятельства диктуют строительным компаниям определенные условия. На поверхности все меньше остается свободных площадок, что заставляет застройщиков прибегать к возведению подземных сооружений. Помимо прочего, существуют некоторые объекты, которые рациональнее возводить под землей. Сюда можно отнести большие склады, торгово-развлекательные комплексы, а также гаражи. Но подземное строительство является достаточно трудоемким процессом, которое предусматривает наличие определенного опыта и соответствующего оборудования у строительных компаний.

Решение описанной выше задачи может быть осложнено еще и тем, что почва бывает очень неоднородна, в ней могут быть пустоты разной величины, подземные водные течения. Иногда при обследовании территории для застройки выясняется, что породы достаточно слабые. Случается, что под землей находятся всевозможные тоннели инженерных систем, которые не нанесены на карту. При этом работать достаточно часто приходится в тесноте, так как фундаменты соседних зданий располагаются довольно близко к строительной площадке, а стены высотных построек не позволяют в полной мере развернуться стрелам кранов.

Решение вопроса строительства подземных сооружений

В зависимости от того, каковы гидрогеологические характеристики местности и насколько глубоко будут находиться помещения, подземное строительство может производиться одним из нескольких способов. Самыми распространенными считаются «стена в грунте», способ опускного колодца, а также открытый способ. Первая технология в современных реалиях довольно распространена и все еще продолжает стремительно набирать популярность, ведь с ее помощью можно решить задачу в стесненных условиях, не докучая фундаментам зданий, расположенных поблизости.

Принцип технологии

Стена в грунте выстраивается по довольно простому принципу, который предусматривает подготовку траншеи и выемку грунта. Далее в образованных пустотах сооружаются ограждающие конструкции, для этого, как правило, используется железобетон. Под защитой полученных систем оборудуются внутренние конструкции, например пол и остальные элементы.

Разновидности метода

Технология «стена в грунте» может быть разделена на несколько подвидов, как то: траншейный и свайный. Первый состоит в использовании монолитного бетона и железобетонных секций, с помощью которых формируется единая стена. Свайный способ предусматривает установку буронабивных опор, которые располагаются сплошным рядом. Они позволяют сформировать прочную ограждающую конструкцию. Какая бы технология ни была использована, она является более перспективной по сравнению с альтернативными методами возведения подземных сооружений. Ее целесообразно использовать и при реконструкции существующих зданий любого назначения.

Область применения

Стена в грунте может быть использована в том случае, когда есть необходимость возвести противофильтрационные завесы, тоннели метрополитена, гаражи, склады, подземные переходы, резервуары, всевозможные отстойники, автомобильные развязки, а также фундаменты зданий разного назначения.

Мокрый и сухой методы

Учитывая прочность грунта и уровень его влажности, строители могут выбрать мокрый или сухой метод сооружения. Последний не столь затратный, ведь для него нет необходимости подготавливать глинистый раствор. Однако к нему можно прибегать только в том случае, когда есть уверенность в прочности грунта и отсутствии подземных течений. Мокрая технология является идеальным решением для возведения крупных объектов в водонасыщенных неустойчивых грунтах. Если строительство сопровождается описанными условиями, то иногда возникает необходимость в дополнительном укреплении стен траншеи. В конечном счете получаются прочные и надежные помещения.

Тиксотропность

Когда обустраивается стена в грунте, технология может предусматривать использование мокрого способа, при котором важно такое понятие, как тиксотропность. Это свойство присуще глинистому раствору, который имеет способность восстанавливать первоначальную форму без механических воздействий. Благодаря этому правильно подобранная суспензия будет набирать прочность на этапе строительства и разжижаться от колебательных воздействий. Это позволяет страховать стены траншеи от деформации. Максимально высокие тиксотропные качества свойственны бентонитовым глинам.

Если рассматривать дополнительные характеристики таких растворов, то стоит обратить внимание на их водоотталкивающее качество. После затвердевания суспензии на поверхность стенок будет воздействовать гидростатическое давление, которое способствует образованию водонепроницаемой пленки. Ее толщина может изменяться в пределах от 1,5 до 5 миллиметров, этого достаточно для защиты сооружения от воды. Глинизация стенок позволяет экономить на водопонижении забивки шпунта. В этом состоит одно из множества преимуществ описываемой технологии.

Применяемое оборудование

Случаи нецелесообразности методов

Бесспорно, описываемая технология обладает множеством плюсов, однако можно выделить ситуации, когда использование метода нецелесообразно. Строительство «стена в грунте» не производится при наличии в почве сильных подземных течений, при рыхлом грунте, а также при нахождении полуразрушенной каменной кладки на участке. Не следует использовать технологию, когда имеют место металлические острова, а также крупные обломки бетона. Когда в почве есть пустоты и полости, тоже не следует начинать работы по описываемой технологии.

Противофильтрационные завесы

Манипуляции по созданию противофильтрационных завес можно считать максимально простыми. Их выполняют с применением тяжелых и твердых глин, а также монолитного бетона. Назначение завес состоит в том, чтобы защитить объект от воды. Наиболее часто такие элементы используются при оборудовании плотин и рытье котлованов. В последнем случае завесы необходимы для исключения проникновения воды в полость. Перед рабочими не встанет задача понижения уровня подземных вод, что является достаточно трудоемкой процедурой. Если проводить сравнение завеса с понизительными установками, то последние действуют временно, пока ведутся работы. Конструкциям при наличии завес не будут страшны самые мощные потоки подземных вод.

Параметры захватки

Прежде чем будет выстраиваться фундамент «стена в грунте», нужно рассчитать длину захватки. На этот параметр будут влиять некоторые факторы, среди них:

• устойчивость траншеи;
• конструктивные особенности и функциональное назначение сооружения;
• вид техники, которая используется для разработки траншеи;
• расчетная интенсивность бетонирования.

Технология проведения работ

Возведение стены в грунте начинается с бурения скважины, после подготавливаются траншеи, которые одновременно заполняются раствором. Следующим шагом станет монтаж арматурных каркасов, а также бетонолитной трубы. Заключительные манипуляции предусматривают вытеснение глинистого раствора с помощью подачи бетонной смеси посредством вертикально перемещаемой трубы. Траншеи могут разрабатываться на всю длину или по отдельным участкам. Арматурные каркасы имеют в основе стальные стержни с рифлением. Полученная система должна быть меньше на 12 сантиметров по сравнению с шириной траншеи. Элементы смачиваются в воде перед установкой, поскольку это уменьшает объем налипающей глины и увеличивает сцепление с бетоном.

Бетонирование

Сооружение стены в грунте предполагает бетонирование, которое осуществляется методом перемещаемой трубы. Последняя имеет диаметр в пределах от 270 до 300 миллиметров, тогда как толщина стенок равна 10 миллиметрам. Учитывая объем трубы, подбирается горловина, а пыжи могут быть выполнены из мешковины.

Ограничители захватки

Устройство стены в грунте может предполагать углубление траншеи на 15 метров или меньше. При этом следует использовать трубы, диаметр которых на 50 миллиметров меньше ширины траншеи. Через 5 часов после бетонирования элементы необходимо извлечь, а полученные полости заливаются смесью. Если же глубина траншеи больше упомянутого параметра, то возникнет потребность в установке ограничителя. Его задачу выполняет металлический лист, который укрепляется к арматурному каркасу. Полотно можно усилить, приварив к нему балки.

Увеличение производительности

Когда метод «стена в грунте» используется в процессе строительства довольно крупного объекта, а длина захватки больше 3 метров, может возникнуть необходимость в подаче бетонной смеси огромных объемов. В этом случае она поступает по трубам, а для более быстрой и простой укладки пластичность раствора повышается пластификаторами. Состав заливается таким образом, чтобы его поверхность перекрывала всю конструкцию на 10 сантиметров. Это требуется для того, чтобы была возможность впоследствии снять загрязненный слой бетона, ведь он будет иметь большое количество глины. Уплотнение нужно будет произвести с помощью специального оборудования, которое укрепляется на бетонолитной трубе. Если ее длина больше 20 метров, то рекомендуется применить два вибратора.

Те трубы, которые будут находиться на границе захваток, всегда извлекаются. Важно правильно определить время извлечения. Если сделать это слишком рано, то кромки оболочки могут оказаться повреждены. При слишком позднем извлечении труба может застрять между бетоном и грунтом. Для того чтобы исключить подобные процессы, довольно часто применяется листовое железо вместо трубы, с помощью которого можно создать неизвлекаемые прочные перемычки. Их необходимо приварить к арматурным каркасам. Для предохранения устья траншеи от деформации и осыпания нужно обустроить форшахту, которая представляет собой оголовок траншеи.

О давление грунта

Если необходимо узнать, каково давление грунта на стену на глубине z, то можно воспользоваться следующей формулой: PR = PS + PQ, где PS – это интенсивность бокового давления на обозначенной глубине от своего веса грунта с учетом напластования слоев, действия воды, а также эффективного сцепления; PQ – это интенсивность бокового давления на упомянутой глубине от нагрузок на поверхности. Если по проекту форшахта находится на специально сформированной отсыпке выше поверхности земли, то значение принимается со знаком минус.

Источник

Testsmart

Аттестация строителей БС.1–БС.16 с ссылками в НТД

Вопрос
Вопрос №1. Какое допускается отклонение по глубине «стены в грунте»?

«СП 45.13330.2017 п.. 14.2 Устройство «стены в грунте» из буровых свай
14.1.29 Допустимые отклонения при проведении работ по возведению сооружений способом «стена в грунте» приведены в таблице 14.4.
Таблица 14.4

Контроль (метод и объем)

Для ограждающих и несущих стен:

Измерительный, не реже, чем через 10 м по длине

смещение осей в плане

отклонение от вертикали

Для противофильтрационных завес:

смещение осей в плане

отклонение от вертикали

+20 см

Вопрос
Вопрос №2. В течение какого времени может стоять траншея, заполненная глинистым раствором, до бетонирования методом «стена в грунте»?

СП 45.13330.2017 п. 14.1.26 Укладку бетона в выработку начинают после установки и фиксации в проектном положении арматурного каркаса.

Укладку бетона в выработку следует производить не позднее 8 ч после окончания разработки грунта и не позднее 4 ч после опускания в выработку арматурного каркаса. При вынужденных перерывах глинистый раствор в выработке во избежание его расслаивания должен периодически перемешиваться с помощью грейфера или эрлифта.

Укладку бетона в выработку следует производить без перерывов. Скорость бетонирования должна быть не менее 20 м3/ч, скорость подъема укладываемой бетонной смеси в выработке — не менее 3 м/ч.

Вопрос
Вопрос №3. Что необходимо предпринять при получении отказа больше расчетного?

произвести контрольную добивку сваи после «отдыха»

продолжать забивку дальше до получения расчетного отказа

обратиться в проектный институт для определения необходимости испытания свай статической нагрузкой

СП 45.13330.2017 п. 12.1.11 Сваи с отказом больше расчетного следует подвергать контрольной добивке после их «отдыха» в грунте в соответствии с ГОСТ 5686. В том случае, если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна установить необходимость контрольных испытаний свай статической нагрузкой и корректировки РД.

Вопрос
Вопрос №4. В каких случаях принимаются решения о дополнительных мерах, облегчающих погружение свай и шпунта (подмыв, лидерные скважины и др.)

при отказе забиваемых элементов менее 0,2см

сваи недопогруженные более чем на 15%,но давшие отказ

сваи недопогруженные свыше 50см,но давшие отказ

СП 45.13330.2017 п. 12.1.4 Дополнительные меры, облегчающие погружение свай и шпунта (подмыв, лидерные скважины и др.), следует применять по согласованию с проектной организацией в случае возможного отказа забиваемых элементов менее 0,2 см или скорости вибропогружения менее 5 см/мин.

Вопрос
Вопрос №5. Какая допускается разность отметок нижних концов соседних забиваемых шпунтин неплоского профиля?

СНиП 3.02.01-87 п. 11.16. В процессе погружения шпунта разность отметок нижних концов соседних забиваемых шпунтин должна быть не более 2 м для плоского шпунта и не более 5 м для других профилей шпунта.

Вопрос
Вопрос №6. На каком минимальном расстоянии от здания или сооружения можно производить вибропогружение шпунта не проводя оценку динамических воздействий на деформации оснований?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.2 При применении для погружения свай и шпунта молотов или вибропогружателей вблизи существующих зданий и сооружений необходимо оценить опасность для них динамических воздействий, исходя из влияния колебаний на деформации грунтов оснований, технологические приборы и оборудование.

Примечание — Оценку влияния динамических воздействий на деформации оснований, сложенных практически горизонтальными (уклон не более 0,2), выдержанными по толщине слоями песка, кроме водонасыщенных пылеватых, можно не производить при забивке свай молотами массой до 7 т на расстоянии свыше 20 м, при вибропогружении свай — 25 м и шпунта — 15 м до зданий и сооружений. В случае необходимости погружения свай и шпунта на меньших расстояниях до зданий и сооружений должны быть приняты меры по уменьшению уровня и непрерывной продолжительности динамических воздействий (погружение свай в лидерные скважины, снижение высоты подъема молота, чередующаяся забивка ближайших и более удаленных свай от зданий и др.) и проводиться геодезические наблюдения за осадками зданий и сооружений.

Вопрос
Вопрос №7. Какое допускается предельное отклонение свай в плане поперек свайного ряда в однорядном расположении свай при d до 0,5м? (d — сторона сечения или диаметр сваи)

СП 45.13330.2017 п.12.8.5 При производстве работ по устройству свайных фундаментов, шпунтовых ограждений состав контролируемых показателей, объем и методы контроля должны соответствовать таблице 12.1.
Таблица 12.1

Контроль (метод и объем)

4 Положение в плане забивных свай диаметром или стороной сечения до 0,5 м включ.:

а) однорядное расположение свай:

поперек оси свайного ряда

вдоль оси свайного ряда

Вопрос
Вопрос №8. С какой точностью следует измерять «отказ» свай к концу погружения?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.9 В конце погружения свай, когда фактическое значение отказа близко к расчетному, производят его измерение. Отказ свай в конце забивки или при добивке следует измерять с точностью не более 0,1 см.

Вопрос
Вопрос №9. На какую глубину ниже подошвы «стены в грунте» необходимо изучить инженерно-геологическое строение площадки?

Инженерно-геологические изыскания Лекция Инженерно-геологические изыскания должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 и СП 11-105-97 (ч. I — IV)

п. При проведении горных работ для строительства локальных подземных сооружений в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций («стена в грунте», шпунт, сваи разного вида и пр.) дополнительные скважины должны быть размещены по контуру сооружения с шагом не более 20 м.

Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 1,5Hc + 5 м, где Hc — глубина заложения подошвы ограждающей конструкции, но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30 % скважин, но не менее трех скважин.

Вопрос
Вопрос №10. На каком расстоянии от трубопроводов с внутренним давлением до 2 МПа можно забивать шпунт?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.3 Не допускается забивка и вибропогружение свай на расстоянии менее 5 м, шпунта — 1 м и полых круглых свай диаметром не более 0,6 м — 10 м до подземных стальных трубопроводов с внутренним давлением не свыше 2 МПа.

Погружение свай и шпунта около подземных трубопроводов с внутренним давлением свыше 2 МПа на меньших расстояниях или большего поперечного сечения можно производить только с учетом данных обследования и при соответствующем обосновании в РД.

Вопрос
Вопрос №11. На каком уровне должен быть глинистый раствор при работе методом стена в грунте?

не ниже 0,2м от верха фортшахты

не ниже 0,5м от верха фортшахты

не ниже низа фортшахты (отделка устья траншеи)

СП 45.13330.2017 п. 14 Сооружения, возводимые способом «стена в грунте»14.1.19 Высотное положение форшахты должно быть таким, чтобы уровень глинистого раствора в ней был выше УПВ на 1-1,5 м. По этим соображениям при высоком УПВ для устройства форшахты должна быть отсыпана насыпь.

При разработке грунта глинистый раствор в выработке должен поддерживаться на уровне не ниже 50 см от верха форшахты. Разработка грунта не допускается, если уровень глинистого раствора находится ниже низа форшахты

Вопрос
Вопрос №12. Какое допускается предельное отклонение металлического шпунта в плане при погружении с суши?

СП 45.13330.2017 п.12.8.5 При производстве работ по устройству свайных фундаментов, шпунтовых ограждений состав контролируемых показателей, объем и методы контроля должны соответствовать таблице 12.1.

Техническое требование Предельное отклонение Контроль (метод и объем)

9 Положение шпунта в плане: То же

в) на отметке верха шпунта при погружении с суши ±15см

Вопрос
Вопрос №13. С какой скоростью производят извлечение шпунта в песчаных грунтах?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.17 Извлечение шпунта следует производить механическими устройствами, способными развивать выдергивающие усилия, в 1,5 раза превышающие усилия, определенные при пробном извлечении шпунта в данных или аналогичных условиях.

Скорость подъема шпунта при их извлечении не должна превышать 3 м/мин в песках и 1 м/мин в глинистых грунтах.

Вопрос
Вопрос №14. С какой скоростью производят извлечение шпунта в глинистых грунтах?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.17 Извлечение шпунта следует производить механическими устройствами, способными развивать выдергивающие усилия, в 1,5 раза превышающие усилия, определенные при пробном извлечении шпунта в данных или аналогичных условиях.

Скорость подъема шпунта при их извлечении не должна превышать 3 м/мин в песках и 1 м/мин в глинистых грунтах.

Вопрос
Вопрос №15. Какая минимальная продолжительность «отдыха» перед добивкой свай при прорезании глинистых грунтов?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.11 Сваи с отказом больше расчетного следует подвергать контрольной добивке после их «отдыха» в грунте в соответствии с ГОСТ 5686. В том случае, если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна установить необходимость контрольных испытаний свай статической нагрузкой и корректировки РД.

ГОСТ 5686-2012 п. 7.2.2 Испытание сваи динамической нагрузкой должно включать в себя:

— при забивке сваи — подсчеты числа ударов молота на каждый метр погружения и общего числа ударов, а на последнем метре — на каждые 10 см погружения;

— при вибропогружении сваи — подсчеты времени на каждый метр погружения, а на последнем метре — времени на каждые 10 см погружения;

— определение отказов сваи при ее добивке после «отдыха», т.е. после перерыва между окончанием забивки и началом добивки.

7.2.3 Продолжительность «отдыха» устанавливается программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов и грунтов под нижним концом сваи, но не менее:

3 сут — при песчаных грунтах, кроме водонасыщенных мелких и пылеватых;

6 сут — при глинистых и разнородных грунтах.

1 При прорезании песчаных (а также просадочных) грунтов в случае наличия под острием сваи крупнообломочных, плотных песчаных или глинистых грунтов твердой консистенции продолжительность «отдыха» допускается сократить до 1 сут.

2 Более продолжительный срок «отдыха» устанавливают:

— при прорезании водонасыщенных мелких и пылеватых песков — не менее 10 сут;

— при прорезании глинистых грунтов мягко- и текучепластичной консистенции — не менее 20 сут.

7.2.4 Добивку сваи проводят последовательно залогами из трех и пяти ударов. Высота падения ударной части молота при добивке должна быть одинаковой для всех ударов. За расчетный принимают наибольший средний отказ.

Вопрос
Вопрос №16. Может ли «стена в грунте» применяться не только в качестве ограждающей конструкции, но и как несущая конструкция?

СП 45.13330.2017 п. 3.32 несущая стена в грунте: Стена в грунте, предназначенная для использования в качестве несущего элемента постоянной конструкции. 3.36 ограждающая стена в грунте: Стена в грунте, предназначенная для использования только в качестве временного ограждения строительного котлована (выемки).

Т.е. Может использоваться

Вопрос
Вопрос №17. В каких грунтах неприемлем метод «стена в грунте»?

при наличии валунов

СП 45.13330.2017 п. 14.1.5 Применение способа «стена в грунте» может быть ограничено наличием грунтов с кавернами и пустотами (карст), рыхлых насыпных грунтов, неустойчивых грунтов типа плывунов и водонасыщенных илов, трещиноватых скальных пород, включением валунов и обломков строительных конструкций, подземных коммуникаций и других препятствий.

Вопрос
Вопрос №18. На каком минимальном расстоянии от зданий и сооружений можно забивать сваи молотом до 7тн не производя оценку влияния динамических воздействий на деформации оснований?

СП 45.13330.2017 п. 12.1.2 При применении для погружения свай и шпунта молотов или вибропогружателей вблизи существующих зданий и сооружений необходимо оценить опасность для них динамических воздействий, исходя из влияния колебаний на деформации грунтов оснований, технологических приборов и оборудования.

Примечание — Оценку влияния динамических воздействий на деформации оснований, сложенных практически горизонтальными (уклон не более 0,2), выдержанными по толщине слоями песка, кроме водонасыщенных пылеватых, можно не производить при забивке свай молотами массой не более 7 т на расстоянии более 20 м, при вибропогружении свай — 25 м и шпунта — 15 м до зданий и сооружений. В случае необходимости погружения сваи и шпунта на меньших расстояниях до зданий и сооружений должны быть приняты меры по уменьшению уровня и непрерывной продолжительности динамических воздействий (погружение свай в лидерные скважины, снижение высоты подъема молота, чередующаяся забивка ближайших и более удаленных свай от зданий и др.) и проведены геодезические наблюдения за осадками зданий и сооружений.

Вопрос
Вопрос №19. Можно ли применять при возведении способом «стена в грунте» местные глины или только бентонитовые?

СП 45.13330.2017 п. 14.1.8 Для приготовления глинистых растворов (глинистых суспензий) должны использовать бентонитовые глины, а при их отсутствии — местные глины, удовлетворяющие требованиям, приведенным в таблице 14.1.
Таблица 14.1

Контроль (метод и объем)

Измерительный, три пробы на 500 м3 из разных мест

Источник

Техническое требование