Понятие о закрытых методах возведения зданий и сооружений

Подземные сооружения в зависимости от гидрогеологических условий и глубины заложения осуществляют разными способами, основные из которых - открытый, «стена в грунте» и способ опускного колодца.

При закрытом методе на каждом монтажном участке вначале выполняют земляные работы и фундаменты только под здание, после чего монтируют его каркас. По окончании монтажных работ внутри каркаса здания разрабатывают котлованы, возводят фундаменты под встроенные конструкции (этажерки) и под технологическое оборудование и все подземные сооружения. Только после этого осуществляют монтаж конструкций этажерок, технологического оборудования, трубопроводов, выполняют все отделочные работы.

Закрытый метод может быть более рациональным в том случае, когда фундаменты под оборудование занимают значительную часть пролетов здания и необходимо возведение развитой сети подземного хозяйства. Это затрудняет передвижение кранов, требует дополнительных затрат на устройство проездов. Закрытый метод позволяет рассредоточить работы, применить самоходные краны, обладающие большей маневренностью и более низкой стоимостью эксплуатации, чем башенные, используемые для монтажа при открытом методе. Большая часть работ выполняется после возведения покрытия здания, что немаловажно для защиты от осадков.

При совмещенном методе сначала отрывают общий котлован под подземное хозяйство, фундаменты под оборудование и здание. Бетонирование фундаментов под оборудование и другие подземные работы совмещают с монтажом каркаса здания так, чтобы к моменту сдачи фундаментов под оборудование был закончен на других участках работ монтаж каркаса и можно было приступить к монтажу технологического оборудования.

При комбинированном методе пролеты с большим насыщением технологическим оборудованием и с развитым подземным хозяйством возводят закрытым способом, а пролеты со слаборазвитым подземным хозяйством и небольшим количеством технологического оборудования — открытым. При этом методе монтажные краны располагают в пролетах со слаборазвитым подземным хозяйством.

Технология «стена в грунте» для устройства подземных сооружений.

Сущность технологии «стена в грунте» заключается в том, что в грунте устраивают выемки и траншеи различной конфигурации в плане, в которых возводят ограждающие конструкции подземного сооружения из монолитного или сборного железобетона, затем под защитой этих конструкций разрабатывают внутреннее грунтовое ядро, устраивают днище и воздвигают внутренние конструкции. В отечественной практике применяют несколько разновидностей метода «стена в грунте»:

· свайный, когда ограждающая конструкция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай;

· траншейный, выполняемый сплошной стеной из монолитного бетона или сборных железобетонных элементов.

С использованием технологии «стена в грунте» можно сооружать:

· противофильтрационные завесы;

· туннели мелкого заложения для метро;

· подземные гаражи, переходы и развязки на автомобильных дорогах;

· емкости для хранения жидкости и отстойники;

· фундаменты жилых и промышленных зданий.

В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два метода возведения «стен в грунте». Сухой – применяется в сухих, маловлажных грунтах, без применения глинистых растворов. Мокрый – применяется с водонасыщенных, неустойчивых грунтах. Устойчивость стенок выемок и траншей обеспечивается заполнением их глинистыми растворами с тиксотропными свойствами.

Тиксотропность – способность раствора загустевать в состоянии покоя и сдерживать стенки от обрушения, а при динамических воздействиях разжижаться. Глинистый раствор приготовляется из бентонитовых глин на глиномешалках, с добавлением химических реактивов (соды, крахмала, ССБ и др.). После очистки от песка и крупных включений раствор перекачивается в ёмкости для хранения (объёмом до 10м3), откуда поступают в траншею (скважину). После использования раствор направляется в ёмкость-отстойник, узел очистки (вибросита) и на повторное использование. Обычно используется глинопорошок заводского изготовления. Для разработки траншей под защитой глинистого раствора применяют землеройные машины общего назначения — грейферы, драглайны и обратные лопаты, буровые установки вращательного и ударного бурения и специальные ковшовые, фрезерные и струговые установки.

Нецелесообразно применять метод «стена в грунте» в следующих случаях:

· в грунтах с пустотами и кавернами, на рыхлых свалочных грунтах;

· на участках с бывшей каменной кладкой, обломками бетонных и железобетонных элементов, металлических конструкций и т. д.;

· при наличии напорных подземных вод или зон большой местной фильтрации грунтов.

Последовательность работ при устройстве монолитных конструкций по способу «стена в грунте» (рис. 6.1):

1) забуривание торцевых скважин на захватке;

2) разработка траншеи участками или последовательно на всю длину при постоянном заполнении открытой полости бентонитовым раствором, с ограничителями, разделяющими траншею на отдельные захватки;

3) монтаж на полностью отрытой захватке арматурных каркасов и опускание на дно траншеи бетонолитных труб;

4) укладка бетонной смеси методом вертикально перемещаемой трубы с вытеснением глинистого раствора в запасную емкость или на соседний, разрабатываемый участок траншеи. Бетонирование осуществляют методом вертикально перемещаемой трубы с непрерывной укладкой бетонной смеси и равномерным заполнением ею всей захватки снизу вверх.

Недостатки технологии «стена в грунте»:

· ухудшается сцепление арматуры с бетоном, так как на поверхность арматуры налипают частицы глинистого раствора;

· много сложностей возникает при ведении работ в зимнее время, поэтому, когда позволяют условия, используют сборный и сборно-монолитные варианты.

Технология устройства опускных колодцев

При строительстве сооружений иногда возникает необходимость устройства мощных или глубоко заложенных фундаментов в сложных гидрогеологических условиях. В этом случае прибегают к устройству опускных систем. Опускная система – ограждающая конструкция в виде бетонной, железобетонной или металлической оболочки, погружаемой в грунт, внутри которой создаётся рабочее пространство для ведения строительно-монтажных работ. Опускные системы выполняются в виде опускных колодцев или кессонов. Опускные колодцы – открытые сверху и снизу полые, как правило массивные, конструкции, погружаемые под действием собственного веса по мере удаления из полости грунта. Кессоны – тонкостенные конструкции, имеющие сверху герметичное перекрытие, образующее рабочую камеру с избыточным давлением, позволяющим работать под водой. Производство работ по устройству опускных колодцев разбивается на несколько циклов (строительных технологических комплексов):

1.Устройство основания под ножевую часть.

2.Бетонирование ножевой (опорной) части и нижнего яруса опускного колодца.

3. Наращивание стенок опускного колодца.

4.Гидроизоляция стенок опускного колодца.

5. Опускание колодца.

6. Бетонирование днища опускного колодца.