Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Подземное строительство

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
62.94 Mб
Скачать

строительных работ. На рис. 3.67–3.70 представлены наиболее вопиющие ошибки при устройстве распорных систем ограждений котлованов.

Рис. 3.67. Распорная система без распределительной балки

Рис. 3.68. Деформации распределительной балки из-за отсутствия ее сопряжения с подкосом

101

Рис. 3.69. Неудовлетворительное качество конструкций ограждения

Рис. 3.70. Заброшенный котлован. Деформации распорок

Для устройства анкерных креплений вдоль стенки котлована забивают наклонные свайки, которые соединяют анкерными тягами из проволоки или двух досок со стойками крепления. В подкосном креплении

102

стенки удерживаются подкосами, передающими сдвигающее усилие на упор, забиваемый у их основания. В настоящее время для обеспечения устойчивости ограждений глубоких котлованов достаточно часто используются грунтовые анкеры (рис. 3.71). Как правило грунтовые анкеры

Рис. 3.71. Устройство грунтового анкера в ограждающей конструкции котлованов

устраиваются в несколько ярусов. Количество ярусов и длина грунтовых анкеров зависят от глубины котлована, грунтовых условий и рассчитывается по специальным методикам. На рис. 3.72 представлена диаграмма по анализу количества ярусов грунтовых анкеров, устраиваемых при разработке глубоких котлованов подземных сооружений.

Для глубоких котлованов с вертикальными стенками, а также при наличии подземных вод, имеющих уровень выше дна котлована, применяют шпунтовые ограждения, поскольку они не только обеспечивают устойчивость стенок котлована, но и защищают его от затопления водой со стороны стенок. Шпунтовые ограждения состоят из отдельных элементов (шпунтин), которые погружаются в грунт еще до разработки котлована и образуют прочную водонепроницаемую стену. Шпунтовые стенки могут быть деревянными, стальными и железобетонными, полимерными (рис. 3.73).

103

Рис. 3.72. Число ярусов грунтовых анкеров:

– 1-й ярус; – 2-й ярус; – 3-й ярус; – 4-й ярус;

– 5-й ярус; – 6-й крус; – 7-й ярус

Рис. 3.73. Ограждение котлована из металлического шпунта

Деревянные шпунтовые ограждения (дощатые и брусчатые) применяют для крепления неглубоких котлованов (3–5 м). Дощатый шпунт изготовляют из досок толщиной до 8 см; брусчатый – из брусьев толщиной от 10 до 24 см (рис. 3.74). Длина шпунтин определяется глубиной их погружения, но, как правило, не превышает 8 м, поскольку более длинный лес дорогой и дефицитный.

104

Рис. 3.74. Поперечные сечения деревянных шпунтин

Для плотного смыкания шпунтин, обеспечивающего водонепроницаемость ограждения, их снабжают гребнем и пазом, а нижний конец делают с односторонним заострением. При такой форме конца горизонтальная составляющая реактивного давления грунта прижимает погружаемую шпунтину к уже погруженной, что делает стенку более плотной. Дополнительному уплотнению 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 ограничивают 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 конструкцию плоского, корытного или Z-образного профиля длиной от 8 до 22 м (рис. 3.75). Основная номенклатура металлических шпунтов приведена в табл. 3.8.

Основное преимущество металлического шпунта – его технологичность. При необходимости из шпунтин стандартного профиля можно собрать любые системы с заданными характеристиками по требуемым прочностным характеристикам. На рис 3.76 представлено несколько систем шпунтового ограждения из типовых профилей, а на рис 3.77 ограждение из шпунта типа «Ларсен». Ограждение котлована из металлического шпунта показано на рис. 3.78.

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 осущест-

105

вляется при помощи замков сложной формы. Конструкция замков обеспечивает плотное и прочное соединение шпунтин между собой. Небольшие зазоры, имеющиеся в замках, быстро заиливаются, и металлическая шпунтовая стенка становится практически водонепроницаемой.

Рис. 3.75. Основные профили металлического шпунта:

а– плоский; б – корытного типа; в – типа «Ларсен»;

гZ-образный.

Таблица 3 . 8

Профиль

Условное

Площадь

Масса

Момент

Момент

шпунта

обозначение

сечения,

1 м, кг

инер-

сопротив-

профиля

см2

ции, см4

ления, см3

Плоский

ШП-1

82

63,9

332

73

 

ШП-2

39

30

961

188,5

 

 

 

 

80

28

 

 

 

 

482

136

 

 

 

 

 

 

Корытный

ШК-1

64

49,9

730

114

 

ШК-2

74

57,8

2992

402

 

 

 

 

2243

260

 

 

 

 

10420

843

 

 

 

 

 

 

Зетовый

ШД-3

78

60,9

7600

630

 

ШД-5

119

92,8

20100

1256

 

 

 

 

 

 

Типа

Л-IV

94,3

74

4640

405

«Ларсен»

Л-V

127,6

100

39600

2200

 

 

 

 

6243

461

 

 

 

 

50943

2962

 

 

 

 

 

 

106

а

б

b150

a2760

в

г

Рис. 3.76. Комбинации шпунтовых систем из стандартных профилей: а – LARSSEN коробчатый шпунт, момент сопротивления до 12 500 см³/м; б – LARSSEN 430, момент сопротивления 6450 см³/м; в – комбинированная трубно-шпунтовая стена, момент сопротивления до 18 000 см³/м; г – комбинированная стенатипа Peiner, момент сопротивления до16 760 см³/м

Погружается металлический шпунт гидравлическими или дизельными молотами и вибропогружателями. После окончания земляных работ металлический шпунт может извлекатся из грунта для дальнейшего использования.

Для снижения трения грунта при погружении шпунта, а также уменьшения вибрационных воздействий используется метод предварительной промывки. С этой целью на шпунтины закрепляются трубы, через которые в процессе погружения шпунта, под давлением подается вода (рис. 3.79). Давление воды в трубах составляет от 15 до 25 бар, а количество воды – до 8 л/с.

Железобетонный шпунт часто применяют при постройке набережных, причалов и в других случаях, когда он может использоваться в качестве несущего элемента фундамента (рис. 3.80).

Рис. 3.77. Комбинированная система LARSSEN 430

107

Рис. 3.78. Ограждение котлована из металлического шпунта при устройстве подземного сооружения

Рис. 3.79. Смонтированные трубы на секции шпунта для промывки грунта в процессе его погружения

Рис. 3.80. Железобетонная шпунтина

108

Рис. 3.81. Берегоукрепление из полимерного шпунта

С середины 80-х годов XX в. за рубежом (особенно в Нидерландах) широко используется шпунт из полимерных материалов. Несомненными достоинствами такого шпунта являются низкая стоимость элементов, малый вес, использование легкого оборудования для его погружения, коррозионная стойкость элементов. Голландская фирма Cofra BV предложила на европейский рынок конструкцию GEFLEX, которая представляет собой классический шпунт Z-профиля, только выполненный из полимерного материла. На рис. 3.81 представлен пример удачного применения этого шпунта.

109

Глава 4. СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗВЕДЕНИЯ И РЕКОНСТРУКЦИИ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

4.1. Котлованный способ строительства подземных сооружений

Котлованами называют выемки, выполненные в грунте и предназначенные для различных целей: устройства фундаментов, монтажа подземных конструкций, прокладки туннелей и т.п. (рис. 4.1). Выемки, имеющие малую ширину и большую длину, называют траншеями, а имеющие малые размеры в плане и большую глубину – шахтами.

Рис. 4.1. Устройство глубокого котлована в г. Ессене (Германия)

Проект разработки котлована является составной частью общего проекта здания или сооружения и включает в себя чертежи котлована, указания по производству и организации работ, защитные мероприятия.

На чертежах котлована (план и разрезы) указываются горизонтальная и вертикальная привязки котлована к местности, основные оси, размеры поверху и понизу, абсолютные отметки дна и всех заглублений, заложение откосов.

110