Стена в грунте

Задачи, комплексно решаемые технологией:

• защита стенок котлована от обрушения в процессе его разработки;
• защита котлована (в процессе строительства) и возводимого здания (в процессе эксплуатации) от воздействия грунтовых вод;
• организация фундамента и подземной части сооружения;
• снижение влияния нового строительства на окружающую застройку и подземные коммуникации.

Этот метод применяется при разработке котлованов глубиной более пяти метров в условиях:

• слабых грунтов;
• грунтовых вод, которые способны подтапливать котлован;
• плотной городской застройки.

Данный метод не применяется в грунтах: насыпных (например, бывшие свалки), с крупными включениями (металлического происхождения и/или валуны), в которых имеются пустоты.

По технологии производства работ различают траншейный и свайный типы стены в грунте. При траншейном типе разработка производится т.н. захватками. При свайном типе – последовательно производят установку сваи по всей длине будущей ограждающей конструкции. Конфигурация ОКК в плане зависит от назначения и условий и может быть линейной, криволинейной и замкнутой (квадратной, круглой, несимметричной и пр.).

Типы траншейной стены в грунте:

• монолитная – в захватке устанавливается арматурный каркас, который заполняется бетоном;
• сборная – в захватке устанавливаются готовые стеновые элементы;
• сборно-монолитная – в захватке на некотором удалении друг от друга устанавливаются готовые стеновые элементы, а затем пространство между ними заполняется бетоном или цементно-песчаным раствором.

Типы свайной стены в грунте:

• буросекущие сваи: ОКК состоит из ряда пересекающихся свай, расстояние между осями свай принимается за 0,8–0,9 диаметра сваи;
• бурокасательные сваи: ОКК состоит из ряда свай, выполненных с шагом, равным диаметру самих свай;
• свайный ряд с заделкой межсвайного пространства: сваи не примыкают друг другу, а пространство между ними заполняется бетоном или цементно-песчаным раствором.

Для обеспечения устойчивости ОКК применяют следующие способы крепления:

1. Консольный.
2. Распорки.
3. Анкерные сваи.
4. Подпорки/подкосы.
5. Анкеры.
6. Комбинированный.

Различают два способа разработки траншеи: мокрый и сухой. При «мокром» способе вертикальные стенки траншеи защищают с помощью вязкого глинистого раствора – бентонитовой суспензии. Данный способ рекомендован при устройстве монолитной траншейной «стены в грунте» а также в сыпучих грунтах. При «сухом» способе суспензию не используют и применяют данный способ чаще всего при устройстве свайной конструкции. Перед началом работ по устройству «стены в грунте» проводят подготовительные и геодезические работы в соответствии с актуальной нормативной документацией.

Необходимая строительная техника: грейферная или буровая установка, кран, труба для вертикального бетонирования, автобетоносмеситель, вибропогружатель, насосное оборудование. При возведении выполняют следующие этапы работ:

1. Устройство форшахты.
2. Разработка траншеи.
3. Установка арматурного каркаса.
4. Бетонирование.

Форшахта – это вспомогательная конструкция, которая задаёт направление разработки грунта, а также защищает траншею от обрушения. Конструкция форшахты может быть:

• железобетонной (монолитные, сборные, сборно-монолитные);
• металлической.

Основные работы при устройстве форшахты (в зависимости от конструкции могут отличаться):

1. Разработка траншеи под устройство форшахты.
2. Установка опалубки (при монолитной конструкции).
3. Установка арматурных каркасов (при монолитной).
4. Бетонирование форшахты (при монолитной).
5. Монтаж форшахты (при сборной и металлической).

К разработке траншеи приступают после того, как бетон в форшахте наберет необходимую прочность. Разработка траншеи включает в себя следующие этапы:

• разработка захватки (часть стены в грунте в плане, на которой будут производиться работы);
• заливка бентонитовой суспензии (одновременно с разработкой захватки) с помощью насоса (при «мокром» способе);
• зачистка дна от продуктов разрушения грунтового массива;
• устройство ограничителей между захватками, которые будут в дальнейшем выполнять функцию торцевой опалубки.

Сварка/сборка арматурного каркаса может происходить прямо на строительной площадке. Затем его вертикально погружают в разработанную захватку.

При бетонировании траншеи необходимо:

• подавать бетонную смесь с помощью вертикально перемещаемой снизу вверх трубы в армированную захватку непрерывно, пока захватка не заполнится;
• уплотнить бетонную смесь (например, вибратором).

Необходимая строительная техника: вращательные буровые установки, ударно-канатные станки, кран, труба для вертикального бетонирования, автобетоносмеситель, вибропогружатель, насосное оборудование.

Основные виды работ:

• устройство форшахты;
• бурение скважины;
• установка арматурного каркаса;
• бетонирование скважины.

Если существует вероятность обрушения грунта при бурении или вероятность заполнения ствола грунтовыми водами, то применяют обсадные трубы. Способ бурения подбирается под особенности грунта:

• в скальных, песчаных и крупнообломочных грунтах применяется чаще всего грейферный способ;
• в водонасыщенных песчаных, текучепластичных и текучих глинистых грунтах используют желонку (с клапаном);
• в глинистых грунтах, в крупных песках и песках средней крупности прибегают к вращательному способу и используют шнековые или ковшовые буры.

Арматурный каркас предварительно изготавливается, а затем погружается в буровую скважину. Стыки секций арматурных каркасов должны усиливаться кольцами жесткости.

Для бетонирования скважины используют вертикально перемещаемую трубу или бетоновод, которые перемещают снизу вверх по мере поступления бетонного раствора, который затем уплотняют вибратором.

• Эффективен при возведении фундаментов на застроенных территориях из-за обеспечения минимальных смещений грунта и минимального влияния на окружающую застройку.
• Зачастую нет необходимости в организации водоотлива, водопонижения, замораживания, цементирования грунта при использовании «мокрого» способа устройства стены в грунте, из-за чего снижаются объем работ, трудоемкость, а следовательно сроки и стоимость возведения нулевого цикла.
• Совмещение ограждающей конструкции котлована и фундамента здания.
• Возможность устройства котлована практически в любом типе грунта, в том числе в слабых и водонасыщенных грунтах.
• Является частью более сложных и продвинутых методик возведения нулевого цикла полузакрытыми методами, например, Top-Down.
• Экологическая функция: блокирует проникновения в почву отходов вредных производств.

• Продолжительность возведения нулевого цикла (необходимо ждать, когда бетон наберёт прочность).
• Трудоемкость и высокая стоимость.

Метод «Стена в грунте» имеет широкое распространение благодаря своим преимуществам, в том числе возможности проводить строительные работы в условиях плотной городской застройки, оказывая на нее минимальное влияние. Также следует иметь в виду, что стена в грунте используется не только в качестве ограждающей конструкции котлована, но и в качестве подпорной конструкции.