Эффективность применения способа "стена в грунте" при возведении подземных сооружений

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Эффективность применения способа "стена в грунте" при возведении подземных сооружений

Сулейманова М.А., Зайниддинов Ф.

В настоящее время застройка городской площади и работы по реконструкции существующих объектов сориентированы на возведение высотных зданий и строительства заглубленных сооружений методом “стена в грунте” вместо традиционных способов -- “открытый котлован” или “опускной колодец”. Способом “стена в грунте” называют разработку глубоких узких траншей под глинистым раствором с последующим заполнением их заглинизированным грунтом, грунтобетоном, монолитным бетоном или железобетоном.

Многообразие заглубленных сооружений позволяет широко использовать прогрессивный способ в промышленном, гражданском и гидротехническом строительстве: устройство заглубленных частей зданий и сооружений, подземные галереи; колодцы насосных станций; подземные резервуары и т.д.

Данный способ рекомендуется использовать для защиты от загрязнений грунтовых вод инфильтрационными водами из различного рода отстойников, шламохранилищ, иловых площадок; для предотвращения фильтрации в обход гидротехнических сооружений; защиты от подтоплений и заболачивания территорий и магистральных каналов, водохранилищ. Использование способа “стена в грунте” вместо традиционных методов выполнения работ при сооружении подземных помещений способствует снижению сметной стоимости до 25%, подпорных стен и ограждений -- до 50%, противофильтрационных завес -- до 65%.

Способ позволяет отказаться от дорогостоящих работ по водоотливу, водопонижению, замораживанию и цементированию грунтов, дает возможность экономить дефицитные материалы, металлический шпунт, снижает энергоемкость строительства, а в отдельных случаях является единственно возможным способом возведения подземного сооружения.

Следует отметить, что наиболее трудоемкой и дорогостоящей операцией этого метода остается образование узкой глубокой траншеи в грунтах на глубину до 50 м, шириной 0,5--1,2 м. В связи с этим необходимо произвести подбор траншеепроходческого оборудования в основе работы которого -- ударный, вибрационный, режущий и водовоздушный принципы разработки грунта в таких траншеях.

Метод “стена в грунте” предназначен для возведения заглубленных в грунт сооружений различного назначения. Сущность его заключается в том, что стены заглубленного сооружения возводят в узких и глубоких траншеях, вертикальные борта которых удерживаются от обрушения при помощи глинистой суспензии, создающей избыточное гидростатическое давление на грунт и выполняющей роль крепления траншеи. После устройства в грунте траншей необходимых размеров их заполняют (в зависимости от конструкции и назначения сооружения) монолитным железобетоном, сборными железобетонными элементами или глиногрунтовыми материалами. В результате этого в грунте формируют несущие стены сооружений или противофильтрационные диафрагмы.

Метод “стена в грунте” используется при возведении подземных частей и конструкций промышленных, энергетических и гражданских зданий, гидротехнических, транспортных, водопроводно-канализационных инженерных сооружений. В промышленном строительстве методом “стена в грунте” возводятся: стена грунт подземный строительство

- для комплексов черной металлургии -- туннели окалины, скиповые ямы доменных печей, подземные части бункерных эстакад и установок грануляции шлаков, подземные части установок непрерывной разливки стали, корпуса приема и первичного дробления руды, склады для хранения сыпучих материалов;

- для энергетики -- вагоноопрокидыватели, транспортерные галереи, атомные реакторы, емкости для хранения отходов;

- для легкой и машиностроительной промышленности -- рециркуляционные каналы прядильных фабрик, технологические подвальные помещения, коммуникационные туннели.

Широкое применение метод “стена в грунте” находит при возведении гидротехнических и водопроводно-канализационных сооружений, таких как водозаборы, водопроводные и канализационные насосные станции, емкостные сооружения и сооружения для очистки воды и стоков, противофильтрацион- ные диафрагмы для защиты от утечки воды и стоков в окружающий грунт, а также противофильтрационные диафрагмы для защиты карьеров и котлованов от притока грунтовых вод.

Метод “стена в грунте” обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами строительства:

- появляется возможность устройства глубоких котлованов в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений, что особенно важно при строительстве в стесненных условиях, а также при реконструкции сооружений;

- резко уменьшается, а в некоторых случаях отпадает необходимость в устройстве водопонижения или водоотлива; уменьшаются объемы земляных работ;

- отпадает необходимость в устройстве обратных засыпок и, следовательно, исключаются неравномерные осадки и просадки полов и отмосток в процессе их эксплуатации;

- появляется возможность одновременно производить работы по устройству надземных и подземных частей зданий, что резко сокращает сроки их строительства.

Эффективность метода “стена в грунте” может проявляться двояко: когда метод “стена в грунте” является единственным технически возможным методом строительства и его нельзя заменить никаким другим методом, а также когда из нескольких технически возможных методов строительства заглубленного сооружения метод “стена в грунте” является наиболее эффективным по выбранному критерию сравнения. В первом случае область эффективности называют областью незаменимости метода “стена в грунте”. Во втором -- областью сравнительной экономической эффективности.

К области незаменимости метода “стена в грунте ” относятся, в частности, следующие случаи:

- сооружение имеет в плане большие размеры и очень сложную конфигурацию, что исключает возможность успешного применения метода опускного колодца из-за большой вероятности его частых перекосов при опускании, а большая глубина заложения сооружения в водонасыщенных неустойчивых грунтах и сжатые сроки исключают возможность строительства его в открытом котловане;

- сооружение имеет разную ступенчато- или плавно меняющуюся глубину заложения стен по его периметру, что также исключает возможность его возведения методами опускного колодца и в открытом котловане;

- сооружение закладывается на значительную глубину в сильно проницаемых суффозионных и подверженных выпору грунтах в условиях отсутствия в его основании водоупорных пластов для сопряжения с ними противофильтрационных шпунтовых или ледопородных диафрагм;

- сооружение большого размера в плане и большой глубины строится в суровых климатических условиях при длительном периоде морозов, что практически исключает его возведение опускным методом из-за опасности примерзания конструкций к окружающему грунту, а возведение его в открытом котловане невозможно в требуемые сроки из-за сильных морозов;

- строительство сооружения производится в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений на стесненной площадке, когда опускной метод и строительство в открытом котловане исключаются из-за возникновения опасности нарушить устойчивость смежных сооружений (эти случаи наиболее часты в связи с реконструкцией и расширением промышленных предприятий и подземных объектов в городах);

- сооружение является незамкнутым, то есть линейным или линейно-протяженным (противофильтрационная диафрагма, подпорная стенка или галерея), осуществление которого методом опускного колодца вообще невозможно, а сооружение в открытом котловане также заведомо исключается из-за явной технической нецелесообразности (большие глубины заложения);

- сооружение представляет собой канализационный коллектор, который необходимо уложить в короткие сроки в неустойчивых водонасыщенных грунтах в глубокой траншее при отсутствии металлического шпунта.

Из приведенных примеров незаменимости метода “стена в грунте” видна особо важная роль, которую играет этот метод в техническом прогрессе строительства заглубленных сооружений.

Эффективность метода “стена в грунте” может проявляться двояко: когда метод “стена в грунте” является единственным технически возможным методом строительства и его нельзя заменить никаким другим методом, а также когда из нескольких технически возможных методов строительства заглубленного сооружения метод “стена в грунте” является наиболее эффективным по выбранному критерию сравнения. В первом случае область эффективности называют областью незаменимости метода “стена в грунте”. Во втором -- областью сравнительной экономической эффективности.

К области незаменимости метода “стена в грунте ” относятся, в частности, следующие случаи:

- сооружение имеет в плане большие размеры и очень сложную конфигурацию, что исключает возможность успешного применения метода опускного колодца из-за большой вероятности его частых перекосов при опускании, а большая глубина заложения сооружения в водонасыщенных неустойчивых грунтах и сжатые сроки исключают возможность строительства его в открытом котловане;

- сооружение имеет разную ступенчато- или плавно меняющуюся глубину заложения стен по его периметру, что также исключает возможность его возведения методами опускного колодца и в открытом котловане;

- сооружение закладывается на значительную глубину в сильно проницаемых суффозионных и подверженных выпору грунтах в условиях отсутствия в его основании водоупорных пластов для сопряжения с ними противофильтрационных шпунтовых или ледопородных диафрагм;

- сооружение большого размера в плане и большой глубины строится в суровых климатических условиях при длительном периоде морозов, что практически исключает его возведение опускным методом из-за опасности примерзания конструкций к окружающему грунту, а возведение его в открытом котловане невозможно в требуемые сроки из-за сильных морозов;

- строительство сооружения производится в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений на стесненной площадке, когда опускной метод и строительство в открытом котловане исключаются из-за возникновения опасности нарушить устойчивость смежных сооружений (эти случаи наиболее часты в связи с реконструкцией и расширением промышленных предприятий и подземных объектов в городах);

- сооружение является незамкнутым, то есть линейным или линейно-протяженным (противофильтрационная диафрагма, подпорная стенка или галерея), осуществление которого методом опускного колодца вообще невозможно, а сооружение в открытом котловане также заведомо исключается из-за явной технической нецелесообразности (большие глубины заложения);

- сооружение представляет собой канализационный коллектор, который необходимо уложить в короткие сроки в неустойчивых водонасыщенных грунтах в глубокой траншее при отсутствии металлического шпунта. Из приведенных примеров незаменимости метода “стена в грунте” видна особо важная роль, которую играет этот метод в техническом прогрессе строительства заглубленных сооружений.

Размещено на Аllbеst.ru