книги / Реконструкция подземного пространства

лованов производятся по правилам и нормам производства работ, что рас­ сматривается в соответствующих курсах.

Целью защитных мероприятий является сохранение природной структу­ ры пэунтов в основании возводимых фундаментов и обеспечение устойчивости стенок котлована на все время производства строительных работ.

Необходимость сохранения природной структуры грунтов объясняется тем, что ее нарушение в процессе производства работ нулевого цикла сопрово­ ждается, как правило, ухудшением строительных свойств основания.

Так, у большинства неводонасыщенных грунтов при замачивании за счет изменения природной структуры уменьшаются прочностные и деформативные характеристики. Отсюда требование - не допускать скапливания на дне котло- ■л атмосферной или грунтовой воды, для чего проектом предусматриваются чальные меры для защиты котлована от обводнения (затопления поверхно-

мп или подтопления подземными водами).

При озрывке котлованов в зимнее время следует иметь в виду, что боль­ ше и:пю влажных и водонасыщенных грунтов при промерзании обладает пучиипаыми свойствами. Чтобы предотвратить промерзание грунтов дна котлова­ на, их покрывают слоем шлака или другого аналогичного по свойствам мате­ риала.

Необходимость проведения защитных мероприятий по сохранению при­ родной структуры грунтов основания и выбор их типа зависят от геологических и гидрологических условий строительной площадки, глубины котлована, време­ ни года и других местных условий. Однако всегда следует помнить, что любые защитные мероприятия в большей или меньшей степени удорожают стоимость производства работ, а в ряде случаев и затрудняют их проведение. Поэтому устройство фундаментов важно выполнять по возможности быстрее, особенно в дождливый и зимний периоды года. Очевидно, что чем быстрее после отрывки котлована будет возведен фундамент и засыпаны пазухи, тем сохраннее будет природная структура грунтов в основании и меньше затраты на осушение или утепление котлована.

Особое внимание при отрывке котлованов уделяется обеспечению устой­ чивости их стенок. Конструкции крепления стенок или откосов котлованов должны воспринимать все нагрузки от давления грунта и подземных вод и защищать его от их оползания или обрушения.

Кроме того, при разработке котлованов и траншей в непосредственной близости и ниже уровня заложения примыкающих сооружений необходима раз­ работка специальных мероприятий против осадки и деформации этих соору­ жений. К таким мероприятиям относятся забивка шпунтовой стеши, ограж­ дающей основание существующего здания (рис.3.2), или закрепление грунтов основания.

При необходимости производится заглубление подошвы существующего фундамента ниже дна проектируемого котлована путем подводки под него но­ вого фундамента.

Рис. 3.2. Устройство шпунтовой стенки для предот­ вращения деформаций существующего здания

Инженер-строитель как во время подготовки, так и в процессе производ­ ства работ по отрывке котлована несет большую ответственность, так как от выбора приемлемого решения зависит не только эффективность строительного процесса, но также безопасность и эффективность производства работ в целом.

3.2.Обеспечение устойчивости стен котлована

Косновным размерам котлованов относятся размеры дна котлована в плане, размеры котлована поверху и его глубина.

Размеры дна котлована в плане назначаются в соответствии с проект­ ными размерами фундамента и с учетом способа производства работ, необ­ ходимого пространства для их выполнения, с учетом пространства для уст­ ройства креплений стенок котлована при установке опалубки, а также раз­ мещения установок для осуществления водопонижения.

Размеры котлована поверху складываются из размеров дна и ширины откосов или конструкций его стенок.

Глубина котлована определяется в зависимости от глубины заложения фундамента и наличия дополнительных устройств (песчаной подушки, пла­ стового дренажа и т. п.).

Взависимости от свойств грунта, глубины выработки и наличия под­ земных вод стенки котлованов либо крепят, либо придают им естественный откос.

Котлованы с естественными откосами устраивают в сухих и маловлаж­ ных устойчивых грунтах. При глубине котлована до 5 м крутизну откоса можно не рассчитывать, а в зависимости от грунтовых условий назначать по табл.3.1 (за крутизну откоса принимается отношение высоты откоса Я к его заложению В, как показано на рис.3.3).

При глубине котлованов более 5 м крутизна откосов принимается по расчету. Наибольшая крутизна грунтовых котлованов приведена в табл.3.1.

________________________________________ ______ ___________Таблица 3.1

Рис.3.3. Устройство котлована с откосами из естественного грунта: 1- дно колована; 2 - фундамент; 3 - извлеченный грунт

Котлованы с естественными откосами наиболее просты, однако при этом резко увеличивается объем земляных работ, особенно при глубоких котлованах небольшой ширины. Кроме того, отрывка котлованов с естественными откосами не всегда возможна из-за стесненности условий строительной площадки, напри­ мер, при близко расположенных зданиях и сооружениях (рис.3.4).

По указанным причинам в строительной практике часто прибегают к уст­ ройству котлованов с вертикальными откосами, которые, как правило, требуют крепления боковых стенок. Устройство котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений допускается только в маловлажных грунтах природно­ го сложения, если они оставляются открытыми на непродолжительный срок. Глубина таких котлованов не должна превышать величин, указанных в табл.3.2.

При большей глубине котлованов, а также при наличии подземных вод их стенки выполняются с различными креплениями. Конструкции креплений котло-

Для плотного смыкания шпунтин, обеспечивающего водонепроницае­ мость ограждения, их снабжают гребнем и пазом, а нижний конец делают с односторонним заострением. При такой форме конца горизонтальная состав­ ляющая реактивного давления грунта прижимает погружаемую шпунтину к уже погруженной, что делает стенку более плотной. Дополнительному уп­ лотнению её стенки способствует и постепенное разбухание древесины в воде.

Деревянный шпунт забивают в грунт облегченными молотами или вибропогружателями. Деревянное шпунтовое ограждение отличает простота изготовления, однако невозможность забивки шпунтин в плотные грунты, небольшая длина шпунтин (6-8 м) и относительно малая прочность ограничи­ вают область его применения неглубокими котлованами в слабых грунтах.

Вертикальные стенки котлованов глубиной более 5-6 м крепят, как правило, металлическими шпунтами, обладающими большой прочностью и жесткостью. Металлический шпунт представляет собой прокатную конст­ рукцию плоского, корытного или Z-образного профиля длиной от 8 до 22 м (рис.3.11-3.12).

б

г

Рис.3.11. Основные профили металлического шпунта: а - плоский; б - корыт­ ного типа; в - типа «Ларсен»; г - Z-образный

При необходимости шпунтины можно наращивать, доводя их длину до 35-40 м. Для этого стыки между шпунтинами перекрывают накладками на сварке или заклепках. Связь между шпунтинами по вертикали осуществляет­ ся при помощи замков сложной формы. Конструкция замков обеспечивает плотное и прочное соединение шпунтин между собой. Небольшие зазоры,