книги / Реконструкция подземного пространства
..pdfлованов производятся по правилам и нормам производства работ, что рас сматривается в соответствующих курсах.
Целью защитных мероприятий является сохранение природной структу ры пэунтов в основании возводимых фундаментов и обеспечение устойчивости стенок котлована на все время производства строительных работ.
Необходимость сохранения природной структуры грунтов объясняется тем, что ее нарушение в процессе производства работ нулевого цикла сопрово ждается, как правило, ухудшением строительных свойств основания.
Так, у большинства неводонасыщенных грунтов при замачивании за счет изменения природной структуры уменьшаются прочностные и деформативные характеристики. Отсюда требование - не допускать скапливания на дне котло- ■л атмосферной или грунтовой воды, для чего проектом предусматриваются чальные меры для защиты котлована от обводнения (затопления поверхно-
мп или подтопления подземными водами).
При озрывке котлованов в зимнее время следует иметь в виду, что боль ше и:пю влажных и водонасыщенных грунтов при промерзании обладает пучиипаыми свойствами. Чтобы предотвратить промерзание грунтов дна котлова на, их покрывают слоем шлака или другого аналогичного по свойствам мате риала.
Необходимость проведения защитных мероприятий по сохранению при родной структуры грунтов основания и выбор их типа зависят от геологических и гидрологических условий строительной площадки, глубины котлована, време ни года и других местных условий. Однако всегда следует помнить, что любые защитные мероприятия в большей или меньшей степени удорожают стоимость производства работ, а в ряде случаев и затрудняют их проведение. Поэтому устройство фундаментов важно выполнять по возможности быстрее, особенно в дождливый и зимний периоды года. Очевидно, что чем быстрее после отрывки котлована будет возведен фундамент и засыпаны пазухи, тем сохраннее будет природная структура грунтов в основании и меньше затраты на осушение или утепление котлована.
Особое внимание при отрывке котлованов уделяется обеспечению устой чивости их стенок. Конструкции крепления стенок или откосов котлованов должны воспринимать все нагрузки от давления грунта и подземных вод и защищать его от их оползания или обрушения.
Кроме того, при разработке котлованов и траншей в непосредственной близости и ниже уровня заложения примыкающих сооружений необходима раз работка специальных мероприятий против осадки и деформации этих соору жений. К таким мероприятиям относятся забивка шпунтовой стеши, ограж дающей основание существующего здания (рис.3.2), или закрепление грунтов основания.
При необходимости производится заглубление подошвы существующего фундамента ниже дна проектируемого котлована путем подводки под него но вого фундамента.
Рис. 3.2. Устройство шпунтовой стенки для предот вращения деформаций существующего здания
Инженер-строитель как во время подготовки, так и в процессе производ ства работ по отрывке котлована несет большую ответственность, так как от выбора приемлемого решения зависит не только эффективность строительного процесса, но также безопасность и эффективность производства работ в целом.
3.2.Обеспечение устойчивости стен котлована
Косновным размерам котлованов относятся размеры дна котлована в плане, размеры котлована поверху и его глубина.
Размеры дна котлована в плане назначаются в соответствии с проект ными размерами фундамента и с учетом способа производства работ, необ ходимого пространства для их выполнения, с учетом пространства для уст ройства креплений стенок котлована при установке опалубки, а также раз мещения установок для осуществления водопонижения.
Размеры котлована поверху складываются из размеров дна и ширины откосов или конструкций его стенок.
Глубина котлована определяется в зависимости от глубины заложения фундамента и наличия дополнительных устройств (песчаной подушки, пла стового дренажа и т. п.).
Взависимости от свойств грунта, глубины выработки и наличия под земных вод стенки котлованов либо крепят, либо придают им естественный откос.
Котлованы с естественными откосами устраивают в сухих и маловлаж ных устойчивых грунтах. При глубине котлована до 5 м крутизну откоса можно не рассчитывать, а в зависимости от грунтовых условий назначать по табл.3.1 (за крутизну откоса принимается отношение высоты откоса Я к его заложению В, как показано на рис.3.3).
При глубине котлованов более 5 м крутизна откосов принимается по расчету. Наибольшая крутизна грунтовых котлованов приведена в табл.3.1.
________________________________________ ______ ___________Таблица 3.1
|
Виды грунтов |
Отношение высоты откоса кзало |
|||
|
жению при глубине котлована, м |
||||
Насыпной |
до 1,5 |
1,5-3 |
3-5 |
||
1:0,25 |
1 |
: 1 |
1: 1,25 |
||
Песчаный, гравийный, влажный, но ненасыщенный |
1 :0,5 |
1:1 |
1: 1,25 |
||
Супесь |
1 :0,25 |
1 |
:0,67 |
1:0,85 |
|
Суглинок |
1:0 |
1 |
:0,5 |
1:0,75 |
|
Г л и н а |
|
1:0 |
1 |
:0,25 |
1:0,5 |
Лёсс- >SSIÎI (сухой) |
1:0 |
1 |
:0,5 |
1:0,5 |
|
Ск;- |
т.!Й разборный |
1:0 |
1 |
: ОД |
1:0,25 |
Ск;-. |
:и монолитный |
1:0 |
1:0 |
1:0,1 |
Рис.3.3. Устройство котлована с откосами из естественного грунта: 1- дно колована; 2 - фундамент; 3 - извлеченный грунт
Котлованы с естественными откосами наиболее просты, однако при этом резко увеличивается объем земляных работ, особенно при глубоких котлованах небольшой ширины. Кроме того, отрывка котлованов с естественными откосами не всегда возможна из-за стесненности условий строительной площадки, напри мер, при близко расположенных зданиях и сооружениях (рис.3.4).
По указанным причинам в строительной практике часто прибегают к уст ройству котлованов с вертикальными откосами, которые, как правило, требуют крепления боковых стенок. Устройство котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений допускается только в маловлажных грунтах природно го сложения, если они оставляются открытыми на непродолжительный срок. Глубина таких котлованов не должна превышать величин, указанных в табл.3.2.
При большей глубине котлованов, а также при наличии подземных вод их стенки выполняются с различными креплениями. Конструкции креплений котло-
В сухих и маловлажных грунтах при глубине котлована до 2-4 м ис пользуют закладное крепление (рис.3.6, а,б), которое состоит из стоек, распо рок и горизонтальных досок (забирки). Доски заводят за стойки снизу по мере углубления котлована или траншеи, а стойки постепенно заменяют на более длинные, тщательно раскрепляя их распорками. Стойки устанавливают по дли не выемки на расстоянии 1,5-2 м одна от другой, распорки - через 0,6-0,7 м по высоте. Иногда вместо деревянных применяют инвентарные телескопические распорки из металла (рис.3.7).
Более удобное и простое закладное крепление, не требующее замены стоек по мере заглубления выемки, состоит из предварительно забитых в грунт двутаврог: }\ стальных балок, за полки которых постепенно закладываются доски
(с* |
тс.3.6,б). |
|
тех случаях, когда исключается возможность установки распорок (при |
pc |
rue котлованов шириной более 4 м, а также, если распорки мешают возве- |
|
)ундаментов), применяют анкерные и подкосные крепления (рис.3.6,в). |
а |
б |
Рис.3.6. Крепление вертикальных стенок выемок: а, б- закладное; в- анкерное
Для плотного смыкания шпунтин, обеспечивающего водонепроницае мость ограждения, их снабжают гребнем и пазом, а нижний конец делают с односторонним заострением. При такой форме конца горизонтальная состав ляющая реактивного давления грунта прижимает погружаемую шпунтину к уже погруженной, что делает стенку более плотной. Дополнительному уп лотнению её стенки способствует и постепенное разбухание древесины в воде.
Деревянный шпунт забивают в грунт облегченными молотами или вибропогружателями. Деревянное шпунтовое ограждение отличает простота изготовления, однако невозможность забивки шпунтин в плотные грунты, небольшая длина шпунтин (6-8 м) и относительно малая прочность ограничи вают область его применения неглубокими котлованами в слабых грунтах.
Вертикальные стенки котлованов глубиной более 5-6 м крепят, как правило, металлическими шпунтами, обладающими большой прочностью и жесткостью. Металлический шпунт представляет собой прокатную конст рукцию плоского, корытного или Z-образного профиля длиной от 8 до 22 м (рис.3.11-3.12).
б
г
Рис.3.11. Основные профили металлического шпунта: а - плоский; б - корыт ного типа; в - типа «Ларсен»; г - Z-образный
При необходимости шпунтины можно наращивать, доводя их длину до 35-40 м. Для этого стыки между шпунтинами перекрывают накладками на сварке или заклепках. Связь между шпунтинами по вертикали осуществляет ся при помощи замков сложной формы. Конструкция замков обеспечивает плотное и прочное соединение шпунтин между собой. Небольшие зазоры,