В современном городском строительстве этот метод наиболее эффективный для устройства ограждающих конструкций котлованов, подпорных стен, фундаментов и подземных конструкций, особенно в условиях плотной городской застройки. Использование этой методики позволяет достичь сохранности окружающих зданий и сооружений, особенно в случаях, когда фундаменты находятся выше уровня дна котлована и автомобильных дорог, находящихся рядом со стройплощадкой. Конфигурация периметра ограждающих железобетонных конструкций может быть произвольной, а их глубина заложения должна быть ниже дна котлована.
Что такое «Стена в грунте»
Эта технология основывается на создании такой монолитной плиты, которая помогает укрепить стены котлована и создать постоянный фундамент для здания. Может применяться практически на любом типе грунта, за исключением скальных, текучих, плывунных и грунтов с большим количеством пустот. Существует два способа реализации. Есть возможность использовать форшахту, в которую засыпается тикстропная глинистая суспензия. Она служит для обеспечения прочности стенки и предотвращения обрушения траншеи, которую углубляют. Второй способ подразумевает использование свайной технологии. Для этого в естественном основании бурят колодцы, а затем в них устанавливают бетонные конструкции, перекрывающие друг друга по диаметру формируя цельное ограждение.
Для чего применяется
В процессе строительства подземных сооружений, в частности, станций метро, подземных парковок, переходов, автомобильных развязок, тоннелей, гаражей, противофильтрационных завес, коллекторов, отстойников, заглубленных емкостей, проходных очистных сооружений, а также промышленных строений, гидротехнических, транспортных и коммунальных инженерных сетей широко используются метод «стена в грунте». Он позволяет производить устройство фундаментов и подземных сооружений практически на любой глубине, от 4 метров и более. Однако длина конструкции обычно ограничиваются техническими возможностями землеройной техники. Ширина траншеи также имеет свои ограничения и может варьироваться от 0,2 до 1,2 метра в зависимости от используемых строительных механизмов.
Виды стен
По способу сооружения:
- Свайные. Используются буросекущие сваи. Применяются специальные обсадные трубы, которые увеличивают устойчивость и надежность. Это целесообразно использовать, когда строительство ведётся рядом с другим сооружением.
- Монолитные и сборно-монолитные с разработкой траншеи. Алгоритм установки подразумевает использованием специального раствора, как бетон, глина или смесь глины с цементом.
По назначению:
Устройство стены в грунте
Существует несколько типов возведения монолитных и сборно-монолитныъ стен. К ним относят «сухую» и «мокрую» технологию. Работы производятся с применением грейферного и бурофрезерного механизма.
Сухой метод считается более оперативным. В его реализации отсутствует необходимость рытья траншеи. Тикстропный материал также не используется. Чтобы реализовать стены при помощи «сухой» технологии выкапывают форшахту глубиной от двух до трёх метров. Затем при помощи грейфера проводится выемка грунта до требуемого значения. При помощи крана в траншею погружается каркас из арматуры. Затем заливается бетонная смесь.
Мокрый метод сводится к использованию тиксотропного материала, который, в свою очередь, служит для укрепления стенок конструкции. Сам раствор делают на основе бентонита. Как и в сухом методе для начала необходимо вырыть форшахты, в которые впоследствии заливают раствор, который подается от бентонитового завода. Параллельно с этим грейфер продолжает послойно выработку грунта в траншее. На финальном этапе приступают к погружению в раствор арматурного каркаса и через бетонолитные ВПТ (вертикально погружаемая труба) диаметром 250 — 300 мм выполняется бетонирование, при этом вытесняемый бентонит откачивается насосом. После бетонирования проводят уплотнение монолита, используя вибропогружатель.
Второй вариант хоть и медленее, зато глубина траншеи доходит до ста метров и более. Способ отлично себя зарекомендовал при устройстве стены в сложных гидрогеологических условиях в том числе при неглубоком залегании водоупорного горизонта.
Оборудование
Для возведения монолитных стен также используется различное оборудование. Варианты включают землеройные машины циклические, такие как штанговые гусеничные экскаваторы или экскаваторы с грейфером, а также землеройные машины непрерывные, например буровые машины, фрезерные и гидравлические траншеекопатели. Вторые варианты считаются более производительными.
При выборе необходимого оборудования для выполнения работ руководствуются несколькими обстоятельствами. Важными факторами являются плотность грунта, тип конфигурация сооружения, стесненность объекта и сроки выполнения. Эти факторы помогают определить оптимальное оборудование, которое обеспечит эффективность и качество строительных работ.
Устройство свайных стен
Включает в себя следующие основные этапы:
Для производства используются два основных типа оборудования: вращательные буровые установки и ударно-канатные станки. Оба вида обладают своими преимуществами и особенностями.
Вращательные буровые установки обеспечивают более высокую производительность. Они оснащены вращающимся рабочим органом, который проникает в грунт и выполняет бурение. Однако для обеспечения вертикального положения рабочего органа необходимо использовать направляющие шаблоны. Это позволяет сохранить точность и стабильность бурения.
Ударно-канатные станки. Это мощные машины, которые используют ударную энергию для проникновения в грунт. Они не требуют применения направляющих шаблонов, что упрощает работу. Однако их производительность немного ниже по сравнению с вращательными буровыми установками.
Преимущества метода
Этот способ позволяет осуществлять устройство глубоких подземных частей при точечной застройке городских микрорайонов и реконструкции существующих объектов без риска для окружающих зданий. Таким образом, не требуется проводить мероприятия по водоотливу и водопонижению, а также работы по закреплению грунтов, что позволяет значительно снизить стоимость сметы в начальный период на 25 — 30%.
Сокращает время строительства, объединяя работы, связанные с нулевым циклом. Таким образом, возможно более эффективное использование времени и ресурсов.
Обеспечивает гибкость в создании ограждения при разработки котлована различной формы и конфигурации. Она также может служить одновременно как ограждающая конструкция котлована, стена подвала и конструктивный элемент фундамента, что позволяет избежать необходимости применения свай или шпунта.
Возможность поддерживать нормальную работу инфраструктуры города в момент строительства, что является важным фактором для минимизации проблем и обеспечения комфортных условий для жителей.
Кроме того, следует отметить низкую энергоемкость технологических операций и минимальный уровень шума в ходе выполнения земляных работ. Это создает более благоприятные условия для окружающей среды.
Для успешной реализации всех возможностей необходимо тщательно соблюдать все его технологические тонкости и рекомендации.
В каких случаях не применяется
К таким случаям относят площадки, образованные после сноса домов, где вероятно наличие каменной кладки, обломков бетона, металлических фрагментов и других преград в грунте, участки с присутствием грунтовых вод или в зоне жесткой фильтрации грунтов, участки с карстовыми отложениями и техногенными пустотами, включая рекультивированные свалки.
В случаях связанные с текучим илом. Текучий ил представляет собой грунт, который обладает высокой пластичностью и жидкостью.
Не может быть использована на насыпных грунтах, такие как бывшие свалки, где присутствует большое количество металлического лома. Присутствие таких материалов может существенно затруднить выполнение работ по установке стены в грунте и осложнить ее стабильность.
Крупные валуны также являются препятствием для применения технологии «стена в грунте». Эти большие камни могут создавать преграды для процесса монтажа стены и требовать дополнительных усилий для их удаления или перемещения.
Кроме того, крупнообломочный грунт, в котором среди камней имеются пустоты, также не подходит. Пустоты в грунте могут привести к неустойчивости стены и снизить ее грузоподъемность и надежность.
Во всех этих случаях рекомендуется рассмотреть альтернативные методы, учитывая особенности грунта и требования проектной документации.