Устройство стены в грунте из монолитного железобетона: преимущества технологии. Технология "стена в грунте" для устройства подземных сооружений

В стесненных, сложных городских условиях строительство новых зданий и технических сооружений, как правило, проводится с применением технологии «стена в грунте». Речь идет о сплошной железобетонной инженерной конструкции, ограждающей строительную площадку и расположенной непосредственно в земле.

Что такое технология «Стена в грунте»

Суть технологии заключается в создании траншеи вокруг строительного объекта, заполнении ее тиксотропным раствором и последующем вытеснении раствора железобетонной смесью, либо в сооружении железобетонной стены из буросекущихся свай. К достоинствам метода относятся:

• Практически неограниченная глубина подземных работ.
• Возможность обнесения периметра любой конфигурации.
• Отсутствие вибрации и шума.
• При одновременном устройстве фундамента и подвала – отсутствие необходимости вывоза большого количества грунта.
• Не требуется замораживание и водопонижение грунта.
• Не требуется перекрывать дорожное движение.
• Существенная экономия средств (в среднем около половины сметной стоимости).
• Сокращение сроков проведения работ.
• Меньший объем земляных работ.

Для чего применяется технология «стена в грунте»

Метод «стена в грунте» применим как для строительства сооружений, расположенных ниже уровня подземных вод, так и при наземной застройке: с его помощью можно проводить работы на большой площади при минимальном шуме и практическом отсутствии вибрации.

• При строительстве тоннелей и метро.
• При устройстве подземных гаражей и паркингов.
• Коллекторы, насосные станции.
• Причальные, портовые сооружения.
• При наземной застройке: когда из-за тесных условий и вследствие вибрации есть риск повредить соседние сооружения.
• В проблемных гидрогеологических условиях.

Смотрите так же:

Виды стен

По способу сооружения :

• Свайные . Выполняются из буросекущихся свай. Используются поблизости от сооружений, ниже их фундаментов. Чтобы избежать подвижек под фундаментами, для монтажа стены используются обсадные трубы.
• Монолитные (а также сборные и сборно-монолитные). Процесс монтажа включает в себя рытье траншеи и заполнение ее бетоном, глиной, глиной с цементом. Состав наполнителя зависит от типа сооружения.

По назначению :

Ограждающие.

• Противофильтрационные.

Противофильтрационные завесы, возведенные методом «стена в грунте», используются как барьер на пути загрязненных инфильтрационных вод (например, из отстойников), а также для защиты территорий и сооружений от заболачивания и подтопления.

Устройство стены в грунте, особенности

Свайные стены

Процесс состоит из нескольких этапов .

• Бурение скважин с применением обсадных труб с шагом, равным диаметру трубы. Труба имеет вогнутый участок. Таким образом, соседние скважины «наслаиваются» друг на друга.
• Армирование .
• Заливка бетоном .
• После застывания бетона – извлечение труб.

Монолитные стены

• Сооружение форшахты для стены в грунте (ограждения из железобетона, назначение которого – предотвращать осыпание грунта в траншею).
• Рытье траншеи.
• Заполнение тиксотропным глинистым раствором.
• Помещение в траншею арматурного каркаса.
• Заполнение бетоном (тиксотропный раствор при этом вытесняется).

Разработка траншеи грейферной установкой

Метод Стена в грунте – это особая технология сооружения фундамента и ограждения до рытья котлована, она состоит в возведении вертикальных стен подземных сооружений в траншеях-щелях до начала разработки породы внутри сооружения. Применяется при строительстве городских подземных сооружений (транспортных тоннелей и станций метрополитена, парковок и гаражей, многоярусных подземных комплексов и т. п.), фундаментов домов и мостов, подпорных стен, противофильтрационных завес. Метод применим практически в любых типах грунтов. Ограничение: текучие и плывунные, дисперсные насыпные, грунты с крупными пустотами.

Стоимость

Компания ООО "БЕСТ-СТРОЙ" работает по методу «стена в грунте», стоимость - от 22000 рублей за куб. м .

Устройство стены в грунте

Основные технологические операции устройства стены

Траншеи-щели разрабатываются сухим способом в случае глинистых грунтов с невысоким показателем текучести, на небольшую глубину - до 7 м. В остальных случаях при проходке их заполняют тиксотропными суспензиями, которые и удерживают стенки среза от обрушения. После этого тиксотропные суспензии заменяют специальными материалами: бетоном, различными смесями, сборными элементами, которые образуют в грунте несущие и ненесущие конструкции.

Устройство «стены в грунте» целесообразно применять в сложных гидрогеологических условиях, при неглубоком залегании водоупорного горизонта (отпадает необходимость в водопонижении, замораживании и т. п.), в стесненных условиях существующей застройки, при реконструкции действующих предприятий. В условиях больших городов, таких как Москва, когда очень высока плотность застроек, возникает сложность в ограждении строительного котлована. Компания БЕСТ-СТРОЙ удовлетворяет спрос на технологию, при которой во-первых, предотвращается проседание фундамента близ лежащих зданий, во-вторых, становится возможным расположение в непосредственной близости от действующих подземных сетей, в-третьих, конфигурация котлована может быть достаточно сложной - линейной или ломаного очертания.

Стена в грунте эффективна при возведениии фундаментов на застроенных территориях, небольших подземных сооружений на значительной глубине (обычно около 20 м). Технологические преимущества позволяют совмещать производство элементов основания и подвала, в том числе многоэтажных подземных сооружений.

Фундамент Стена в грунте

Технология "Стена в грунте" доступна в двух вариантах выполнения: буросекущая и разработкой траншеи. Согласно первой - выполняются буровые сваи на расстоянии, меньшем их диаметра и таким образом они входят в зацепление, «секут» друг друга, в итоге формируя цельное ограждение достаточной прочности. Метод буросекущих свай предоставляет возможность выполнить ограждение строительной площадки, подпорную стену, водопонижение или противофильтрационную завесу, но он не рассчитан на обустройство основания дома. А вот технология «разработкой траншеи» рассчитана! Она даёт технологические преимущества при строительстве многоэтажных зданий, в проекте которых предусмотрен многоярусная заглублённая часть, подземная парковка, гараж, хранилища, подвал. Фундамент Стена в грунте одновременно служит стенками подвала здания, упрощает строительство, избавляет от необходимости рытья котлована, экономит время, позволяет снизить расходы. Железобетонная противофильтрационная завеса надёжно защищает подземную часть здания от грунтовых вод, позволяет сократить издержки на водоотведение и откачку воды из фундамента в процессе строительства.

Стена в грунте служит ограждением котлована и частью фундамента по периметру

Несущая способность основания дома должна соответствовать весу возводимого строения плюс вес самой конструкции основания. Проектирование учитывает грунтовые условия, уровень залегания водоносного горизонта и несущих пластов, близость и давление, передаваемое близлежащими постройками, наличие коммуникаций в земле под территорией строительной площадки. При проектировании фундамента с точкой залегания ниже 3 метров, показатель глубины промерзания не учитывается. Проводится расчёт несущей способности, расчёт давления грунта, теплотехнический расчёт.

«Стена в грунте»: технология

В основе метода лежит технология устройства фундамента, основанная на разрабатывании траншеи. Узкие (0,6-1,2 м) и глубокие (до 20 м и более) выемки разрабатывают под защитой глинистого раствора, который благодаря достаточно высокой плотности защищает срез от обрушения внутрь.

Технологическая карта работ разрабатывается с учётом результатов инженерно-геологических изысканий. Ограничения для применения технологии связаны с наличием определённыз грунтовых условий: группы строительных грунтов выше третей, морёных и песчанных пород с включением валунов более 300 мм в диаметре; карсты, крупнообломочные грунты с пустотами, плывунные грунты, подвижные илы, грунтовые водоносные горизонты с избыточной фильтрацией, превышающей гидростатическое давление защитного глинистого раствора.

Схематично технология состоит из последовательности этапов:

1. обустройство форшахты;
2. разработка траншеи;
3. опускание арматурных каркасов;
4. заливка бетоном.

Подготовительный этап: вынос всех наземных и подземных коммуникаций за территорию разработки; спланирована плащадка и устроена железо-бетонными плитами; ограждена территория; установлено и подготовлено к работе приготовительно-очистное оборудование для глинистого раствора.

Предварительный этап: поверхностная выемка почвы и выполнение форшахты - жёсткой железобетонной конструкции, ограничивающей просвет зоны выработки и соответствующей по ширине размерам будущей стены. Форшахта защищает от разрушения и опадания верхних слоёв почвы под собственным весом и под весом грейферного оборудования. Выполняется разбивка траншеи на захватки.

Выемка породы происходит под защитой глинистого раствора грейфером или гидрофрезой. Грунт изымается на поверхность, убирается из зоны производства, перемещается за территорию строительной площадки.

Разработка и бетонирование стены в грунте по технологии и на оборудовании Bauer

Защита выработки тиксотропным гидрораствором позволяет исключить применение свайных или шпунтовых ограждений, по организации искусственного водопонижения. Снижаются объёмы земляных работ, а значит и трудоёмкость. Сокращаются сроки строительства.

Для разработки задействуют специализированное буровое оборудование, в жёстких грунтах - гидрофрезы, a в мягких - грейферы (двух-челюстные узкие широкозахватные, закреплённые на жёсткой штанге), интегрированные в серийно выпускаемых установках в качестве основного или подвесного оборудования или устанавливаемые на гусеничные экскаваторы.

Траншеи отрывают поэтапно через одну отдельными участками - захватками, по ширине захвата грейфера. И подают в них бентонитовый раствор. В соответствии с технологией та часть раствора, что смешалась с грунтом благодаря постоянной циркуляции попадает в шламоотделитель, очищается от породы и поступает обратно в проходку.

Затем отрытый участок защищается по краям извлекаемыми или оставляемыми ограничителями (в виде железных балок, шпунтин или труб) по всей высоте. В него опускают заранее изготовленный арматурный каркас.

Перед бетонированием забой очищают от осадка, частичек грунта, шлама, смешавшихся с защитной суспензией. Для этого она вся удаляется и закачивается новая, очищенная. Бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы. Применяются виброустановки и ковши-бункеры либо бетононасосы с бетоноукладчиком, оснащённым рукавом на телескопической стреле. Бетонолитная труба с приёмной воронкой помещается в траншею, не доходя до дна 0,3 м. Вытесняемый в процессе бетонирования защитный раствор откачивается насосом в накопительную ёмкость.

После того, как бетон наберёт прочность, начинаются землянные работы внутри периметра. Послойно ведётся разработка котлована. При необходимости, согласно расчётов горизонтальной нагрузки на ограждение, проводится укрепление стен грунтовыми анкерами. Особенность конструкции которых позволяет оставлять свободным пространство выемки для проведения строительных работ.

Наша техника

Мы используем следующие установки с подвесным грейферным ковшом:

• Гидравлический грейфер BAUER GB-34: глубина траншеи до 60 м, ширина 0,3-1,2 м (встроенный инклинометр, комплект ковшей, рукавный и центрифужный насос, смеситель, силос, прибор для измерения суспензии, бетонолитные трубы)
• MAIT HR130

Наше оборудование позволяют создавать «стены» шириной 600, 800, 1000 и 1200 мм.

Мы применяем буроинъекционные грунтовые анкеры вместо монтажа распорной системы, благодаря чему возможности метода значительно расширяются.

Закажите расчёт стоимости Стены в грунте

Заполните данные и отправьте - в ответ вы получите расчёт стоимости в первом приближении. Окончательная стоимость может зависеть от особенностей проекта.

Технология «стена в грунте» — это особый метод возведения фундаментов зданий или установки ограждающих конструкций, а также широко применяется в городах для постройки подземных тоннелей, автостоянок, гаражей.

При строительстве с использованием этого способа, разборка грунта внутри здания производится после всех установочных работ.

Как проводятся подобные строительные процедуры и в каких случае целесообразно их применение будет рассказано в этой статье.

Технология возведения стены в грунте осуществляется в несколько этапов:

1. Предварительная прокладка и установка форшахты - монолитной ж/б конструкции. Это делается с целью предотвращения последующего обрушения верхних слоев почвы в траншею.
2. При помощи гидрофрезы и раствора из глины устраняется возможное попадание в траншею воды, а также осыпание почвы и породы.
3. Сборка и сварка каркаса из арматуры и его дальнейшее заполнение бетоном. После того как конструкция готова, ее устанавливают в вырытую траншею. При заливке раствором армированного каркаса через специальную трубу и воронки, остатки бетона, которые вытесняются в результате процедуры, откачиваются насосами для последующего использования.
4. Когда бетон набирает свою прочность, форшахту убирают, а грунт внутри конструкции выбирается из ямы. Распорки, как это видно на фото, предотвращают обвалы, а, при наличии нескольких ж/б панелей стены в грунте, их соединяют в одну конструкцию (применяется не во всех случаях).
5. Наконец, устанавливаются фундаментные плиты и стены, а также производится их отделка.

Технологическая карта стены в грунте, которая приведена ниже поможет нагляднее представить план работ.

Использование технологии стены в грунте

В каких случаях может возникнуть необходимость применения данной технологии? Ситуаций может быть несколько. Например возможно в том случае, когда строительство ведется в большом городе, где существует опасность пересечения с линиями коммуникаций и подземных сетей, и где устройство котлованов ведется в непосредственной близости к другим строениям.

Независимо от времени года, применение технологии «стена в грунте» также уместно, из расчета, что на месте возведения основания здания могут быть большое количество влаги (подземные воды). Если используется технология «стены в грунте», то отпадает необходимость в ее отведении или замораживании. Кроме того, данный метод сводит к минимуму опасность разрушения или деформации фундаментов строений, расположенных рядом со строительной площадкой.

Важно! Используйте технологию «стены в грунте» при устройстве котлованов или подземных сооружений в непосредственной близости с другими зданиями или там, где есть опасность пересечения с сетями коммуникаций.

Другие возможности, достигаемые благодаря этой технологии

Кроме того, в больших городах, могут возникнуть трудности при строительстве новых подземных переходов или автотоннелей. «Стена в грунте» может быть устроена на глубину более 20 м - как раз то, что нужно для подземных сооружений. Она широко используется при возведении подземных гаражей и парковочных площадок, подземных автомагистралей и метро.

Сооружения под землей могут понадобиться для различных хранилищ, а также при строительстве набережных, портовых насосных станций и т. п.

Не всегда стены в грунте используются для строительства в экстремальных подземных условиях. Скрепленные вместе, армированные бетонные панели могут стать крепким основанием для многоэтажки или частного дома.

В этом видео продемонстрировано строительство по технологии «стены в грунте»

В ограниченных условиях городской застройки для ограждения котлованов применяется современная технология «стена в грунте», получившая широкое распространение благодаря большому количеству преимуществ. Метод подходит там, где работы ведутся в непосредственной близости от функционирующих подземных коммуникаций, когда особо важно не допустить осадку фундаментов соседних зданий. «Стена в грунте» возводится с минимальным шумом и на достаточно большой площади стройплощадки (т.к. при этом методе используется довольно большое количество оборудования).

Технология «стена в грунте» — одна из наиболее современных инновационных строительных технологий, широко применяемых при строительстве объектов или их частей, находящихся ниже уровня грунтовых вод. «Стена в грунте» успешно применяется в градостроительстве для создания подземных паркингов, подземных уровней зданий, бункеров и др. Её применение оправдано и при строительстве плотин, дамб, тоннелей и других инженерных сооружений — всюду, где требуется создание заглубленных водонепроницаемых стен.

Цены и стоимость

*Расчет стоимости производится после получения данных геологии, рабочих чертежей и другой информации необходимой для расчета стоимости устройства стены в грунте.

Особенности технологии

В момент выемки грунта траншеи заполняются бентонитовым раствором. Раствор обладает свойством оказывать избыточное гидростатическое давление на вертикальную поверхность, что способствует укреплению стен и оберегает траншею от разрушения. Следующий этап — армирование и бетонирование траншеи, при котором бентонитовая суспензия постепенно вытесняется из траншеи (каркас опускается перед бетонированием).

«Стена в грунте» может возводиться на глубине до 40, а при использовании специализированного оборудования — до 60 м, а ширина траншеи при этом может быть чрезвычайно узкой — 0,4-1 м. Стена становится ограждающей конструкцией, а также может выполнять функцию несущего элемента подземного сооружения.

Метод «стена в грунте» предполагает использование оборудования двух типов. Грейферы и другое ковшовое оборудование применяются для разработки дисперсных составов — песка и глины. Гидравлические фрезы разрабатывают любой грунт — от дисперсного до полускальных аргиллита, алевролита или песчаника.

Метод реализуется в следующем порядке:

1. По периметру котлована сооружения выстраивается форшахта — железобетонное ограждение, обеспечивающее проектную точность будущей стены и предотвращающее обвал грунта с верхней части траншеи.
2. Производится разработка траншеи для стены. В процессе выемки грунта её заполняют раствором бентонита, который предохраняет стенки траншеи от обрушения.
3. После достижения нижней отметки траншею подготавливают к бетонированию — в неё вертикально опускают каркасы из арматуры.
4. После монтажа каркасов производится непосредственно бетонирование стены. Для этого в траншею погружаются бетонолитные трубы, в приёмные воронки которых подаётся бетонная смесь. По мере укладки этой смеси в траншею, бентонитовый раствор вытесняется и откачивается. Затем конструкцию оставляют до полного застывания бетона.

После того, как заглублённая стена полностью готова, приступают к послойной разработке грунта под котлован сооружения, а также проводят работы по креплению стены.

Сфера применения метода «стена в грунте»

Благодаря универсальному характеру и эффективности технология «стена в грунте» получила широкое распространение не только в жилищном строительстве — при возведении фундаментов, подземных паркингов и гаражей. Ее широко используются в строительстве подземных переходов и автомагистралей, тоннелей и станций метро. В гидротехнической сфере «стена в грунте» дает возможность возводить набережные и порты, насосные станции, находящиеся на большой глубине заложения, причальные сооружения и хранилища.

Кроме того, метод хорош для реконструкции уже существующих объектов, поскольку не приводит к деформации фундаментов соседних зданий, а также незаменим в сложных гидрогеологических условиях, так как не требует предварительного водопонижения или замораживания.

Строительная технология «стена в грунте» эффективна не только при строительстве объектов на больших глубинах — подземные стены одновременно служат капитальным фундаментом для надземной части сооружений. Она незаменима также в тех случаях, когда фундамент невозможно создать с применением традиционных технологий. Низкий уровень шума, отсутствие динамических колебаний, быстрота возведения сооружений позволяют применять технологию при проведении строительных работ вблизи уже построенных зданий и коммуникаций.

Буровые опоры

Буровые опоры представляют собой бетонные столбы, которые возводят путем укладки бетонной смеси в предварительно пробуренные скважины. Укладка бетонной смеси производится под защитой либо глинистого раствора, либо обсадных труб, извлекаемых при бетонировании.

Технология устройства буровых опор та же, что и буронабивных свай. По существу, они представляют собой буронабивные сваи большого сечения (d >80см).

Нижние концы буронабивных опор обязательно доводят до плотных грунтов, поэтому они работают как стойки. Иногда их делают с уширенной пятой.

Буровые опоры обладают значительной несущей способностью (≥1000т) и рассчитываются как сваи-стойки.

Этот способ предназначен для устройства фундаментов и заглубленных в грунт сооружений (рис. 13.13).

Рис.13.13. Конструкции, сооружаемые способом «стена в грунте»: а – котлованы в городских условиях; б – подпорные стенки; в – тоннели; г – противофильтрационные диафрагмы; д – подземные резервуары

Способ заключается в том, что сначала по контуру будущего сооружения в грунте отрывается узкая глубокая траншея (b=60…100 см, H≤40…50 м) с помощью жесткого грейфера или механизированного траншеекопателя на проектную глубину с врезкой в водоупор, которая затем заполняется бетонной смесью или сборными железобетонными элементами.

Возведенная таким образом стена может служить конструктивным элементом фундамента, ограждением котлована или стеной заглубленного помещения.

Помимо заглубленных сооружений способом «стена в грунте» можно устраивать противофильтрационные завесы. Устройство «стены в грунте» наиболее целесообразно в водонасыщенных грунтах при высоком уровне подземных вод. Способ особенно эффективен при заглублении стен в водоупорные грунты, что позволяет полностью отказаться от водоотлива или глубинного водопонижения.

Существенным достоинством способа является возможность устройства глубоких котлованов и заглубленных помещений вблизи существующих зданий и сооружений без нарушения их устойчивости, что особенно важно при строительстве в стесненных условиях, а также при реконструкции сооружений.

Технология устройства «стены в грунте» .

1. Сооружение «стена в грунте» начинается с устройства сборной или монолитной форшахты, которая служит направляющей для землеройных машин, опорой для подвешивания армокаркасов, бетолитных труб, сборных железобетонных панелей и т.п. и обеспечивает устойчивость стенок в верхней части.

2. Отрывка котлована отдельными захватками. Откопав первую захватку, на всю глубину стены по ее торцам устраивают ограничители, арматурный каркас и укладывают бетонную смесь.

3. Затем переходят к захватке «через одну», а после ее устройства – к промежуточной и т.д., в результате получается сплошная стена (рис. 13.14).

Рис.13.14. Последовательность возведения «стены в грунте»:

а – первая очередь работ; б – вторая очередь работ; 1 – форшахта; 2 – базовых механизм; 3 – бетонолитная труба; 4 – глинистый раствор; 5 – грейфер; 6 – траншея под одну захватку; 7 – арматурный каркас; 8 – бетонная смесь; 9 – забетонированная секция; 10 – готовая «стена в грунте»

Такой метод называется методом последовательных захваток или секционным методом .

Для удержания стен захватки против обрушения по мере углубления в нее подливают тиксотропный глинистый раствор .

Для приготовления глинистых растворов используют бентонитовые глины (глина, содержащая большой процент монтмориллонита). Глинистые частицы раствора не только смачиваются водой, но вода проникает внутрь кристалла и глина разбухает, значительно увеличиваясь в объеме. Монтмориллонитовая глина обладает свойством тиксотропии , т.е. при динамическом воздействии – это раствор, а при отсутствии воздействия через 4…6 часов золь превращается в гель , что позволяет удерживать стенки траншеи.

Уровень раствора должен быть выше уровня подземных вод, чтобы исключить фильтрацию воды из грунта в траншею, также давление от раствора должно быть больше давления окружающей среды (ξ∙γ z).

После отрывки захватки и заполнения ее бетонной смесью вытесненный глиняный раствор, содержащий частицы разрабатываемой породы, идет на очистку (регенерацию) и снова поступает в траншею (с некоторой потерей ~10%).

После возведения «стены в грунте» по всему периметру сооружения (т.е. конструкция замыкает в плане будущее сооружение) поэтапно удаляют грунт из внутреннего пространства. При необходимости на каждом этапе по периметру устраивают грунтовые анкера или распорки. Если крепления не изготавливаются, то устойчивость стены при удалении грунта обеспечивается ее заделкой в основание. После полного удаления грунта из внутреннего пространства до проектной отметки возводят внутренние конструкции.