книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок

оттяжки (рис. 1.24,6). В тапком случае оттяжки помещают е. траншеях и закрепляют их на специальных сваях или же же­ лезобетонных массивах, которые располагают за возможной призмой обрушения.

Удачно совершенствуется крепь котлованов и траншей пу­ тем возведения стен котлованов из монолитного или сборного железобетона способом «стена в грунте» и особенно в сочета­ нии с анкерной крепыо.

Устройство котлованов с применением временной крепи, включает следующие технологические операции (рис. 1.25): подготовитёльные работы (I); забивку свай (II), разработку грунта (III); планировку дна котлована (IV), устройство бе­ тонной подготовки (V); гидроизоляцию лотка (VI); монтаж об­ делки (VII); гидроизоляцию стен и перекрытия (VIII); обрат­ ную засыпку конструкции и планировку (IX); извлечение свай

(X).

Взависимости от последовательности выполнения вышепе­ речисленных операций различают параллельную и последова­ тельную схемы производства, работ.

Впервом случае одновременно выполняют все технологиче­ ские операции на различных участках. Такая схема организа­ ции работ возможна, если подземный объект имеет длину бо­ лее 100—150 м.

Во втором случае каждую технологическую операцию вы­ полняют после завершения предыдущей на всей длине объекта. Такую схему организации работ применяют при строительстве сравнительно коротких подземных объектов (менее 100—150 м) или когда невозможно раскрыть широкий фронт работ.

При последовательной схеме производства работ сокраща­ ется длина технологического участка, уменьшается потребность,

врабочей силе, однако несколько замедляется скорость строи­ тельства.

Независимо от принятой схемы производства работ основ­ ные технологические операции выполняются аналогичным об­

разом.

При строительстве подземных сооружений в городских ус­ ловиях к п о д г о т о в и т е л ь н ы м р а б о т а м относятся: пе­ рекладка подземных коммуникаций, мероприятия по обеспече­ нию сохранности зданий, фундаменты-которых расположены зоне обрушения котлована, устройство водоотводных канав или отвалообразований, предохраняющих котлован от затопления ливневыми дождями или талыми водами. Для установки свай­ ного ограждения вдоль бровок будущего котлована вскрываютконтрольные траншеи глубиной до 1,5—2 и шириной 0,5—0,8 м

для выявления	мест	расположения подземных коммуникаций.
З а б и в к а	свай.	Металлические сваи забивают молотами*
вибропогружателями,		дизель-молотами, Вибропогружателями и

6И

I I	3	1 M I	VI/	I I I F I T T	//7	F и з
	Б-Б	Б		f
				/М

Рис. 1.25. Технологическая схема строительства тоннеля в котловане со свайной крепью (I—X — этапы работ):

1— установка для извлечения свай;	2 — каток; 3 — ограждение котлована; 4 — козловой кран; 5 — трайлер; 6 —
бадья для бетона;' 7 — бульдозер;	8 — экскаватор; 9 — установка для забивки сваи; 10 — автосамосвал

вибромолотами обычно оснащают краны-экскаваторы, имеющиебольшую маневренность. Реже в .качестве базовой машины при­ меняют копровые установки. Молот для забивки свай выбира­ ют по методике, изложенной в СНиП Ш-9—74 «Основания и фундаменты».

Расстояние от места забивки свай до расположения дейст­

вующих	коммуникаций (газопровод, водопровод,	канализация:
и т. д.)	должно составлять не менее 3 м, а в зимний период не-
менее 5 м.		промерзании’
При	значительном (на 1 м и более) сезонном

грунта целесообразно перед забивкой свай предусмотреть бу­ рение лидерных скважин на глубину промерзания.

В некоторых случаях во избежание шума и вибрации, со­ провождающих забивку овай, их устанавливают в заранее про­ буренные скважины, закрепляя в донной части (до уровня дна котлована) бетоном. Пространство между стенками 'окважиньг и сваей засыпают пеоком.

При применении в качестве крепления стен котлованов же­ лезобетонных буровых свай вначале с шагом 1,5—1,8 м пробу­ ривают скважины и устанавливают в них стальные трубы диа­ метром около 1 м. Затем в трубы опускают арматурные кар­ касы и укладывают бетонную смесь. По мере укладки бетона обсадные трубы извлекают. С помощью специальных вклады­ шей в железобетонных сваях оставляют вертикальные каналы, которые, служат направляющими для затяжки. В качестве 'за­ тяжки могут быть использованы деревянная доска и сборные

железобетонные nàHenH.	с е с т е с т в е н н ы м и	от ­
Для р а з р а б о т к и г р у н т а
к о с а м и обычно используются	экскаваторы с ковшом	объе­

мом 0,5—1 м3 и бульдозеры. Преимущественно 'применяют эк­ скаваторы, оборудованные драглайнами, позволяющие иметь большие размеры забоя. При небольшой глубине котлованов могут бытьиспользованы экскаваторы с прямой лопатой. Угол

откоса котлованов	зависит	от физико-механических		свойств
грунтов. Обычно он составляет 35—45°.			же	грузят'
Разрабатываемый грунт		отсыпают в отвал или
в автосамосвалы.	грунта	в отвал грунт вначале	отсыпается'
При разработке

в наиболее удаленные места отвала с постепенным приближе­ нием к бровке откоса траншеи. В местах пересечения котлова­ на с подземными коммуникациями должны оставаться пере­ мычки, разработку которых осуществляют вручную.

При небольшой ширине котлована, соответствующей радиу­ су черпания экскаватора, на недостаточной глубине черпания разработка грунта может производиться или за два прохода экскаватора вдоль оси траншеи, или с предварительной нарез­ кой траншеи бульдозером.

При разработке котлованов экскаваторами по зигзагу, ког­ да радиус черпания экскаватора не позволяет разрабатывать грунт по всей ширине котлована с одной стоянки, выемка грун­ та производится с двух стоянок: с первой стоянки разрабаты­ вается основная часть траншеи в наиболее удаленное место отвала, со второй стоянки — оставшаяся часть котлована в отвал, приближающийся к бровке откоса котлована.

При необходимости разработки широких котлованов в два прохода экскаватора с дополнительной перекладкой грунта из временного отвала в постоянный работа расчленяется на три

операции: первая* операция заключается	в	разработке грунта
части котлована во временный отвал;	вторая — в перекидке
•грунта экскаватором из временного отвала		в постоянный и

третья в разработке оставшейся части грунта котлована экс­

каватором	в постоянный	отвал.	Длина		заходки при этом не
должна превышать 25 м.			нагорной стороны котлована
Отвал	следует размещать с
для перехвата поверхностных вод.				с	в е р т и к а л ь н ы м и
При	р а з р а б о т к е	г р у н т а

стенка>ми ширину котлована принимают на 30—50 см боль­ ше ширины возводимого сооружения на случай отклонения свай при их забивке (погружении) и для того, чтобы при извлече­ нии свай не повредить обделку тоннеля. При сборных обделках полное уширение котлована может доходить до 2,2—2,4 м по условию устройства гидроизоляции.

При малой глубине котлованов (не более 10 м) грунт раз­ рабатывают сразу до проектной отметки с помощью экскава­ торов, которые устанавливают на поверхности земли. При этом выемку грунта следует вести от середины котлована к бортам с оставлением у свай берм шириной не менее 1 м. Грунт непо­ средственно у свай срезают и перемещают в зону действия экс­ каватора с помощью бульдозеров, находящихся на дне котло­ вана.

Разработанный грунт грузят в автосамосвалы и часть его вывозят в отвал, а часть используют для обратной засыпки кот­ лована. При большой глубине котлованов грунт разрабатыва­ ют отдельными ярусами. Загрузка автосамосвалов- в этом слу­ чае происходит в котловане, для чего в определенных местах устраивают съезды.

В процессе разработки грунта при незначительном притоке подземных вод выполняют открытый водоотлив насосами, уста­ новленными на поверхности земли или в котловане. Одновре­ менно с разработкой грунта производится тщательное крепле­ ние стен котлована досками, заводимыми за полки свай. Доща­ тая крепь должна быть плотно расклинена между грунтом и сваями и не должна иметь щелей.

После разработки котлована на определенную глубину по

/6.4

обеим его сторонам между сваями устанавливают продольные горизонтальные связи в виде поясов из швеллерных или дву­ тавровых балок, которые распирают поперечными расстрелами (ем. рис. 3.2) или же удерживают анкерами. Монтаж балок поясов и расстрелов производят стреловыми гусеничными или колесными кранами, установленными на броке котлована, или козловыми кранами.

При анкерном креплении после установки обвязочных по­ ясов под заданным углом к горизонту пробуривают, скважины., В пробуренные скважины помещают трубы, стержни или пуч­ ки высокопрочной проволоки, заделывая их по всей длине или только в дойной части скважины.

После этого осуществляют натяжение анкеров и закрепле­ ние их на поясах при помощи накладной анкерной плиты и фиксирующей гайки. Натяжение анкерных оттяжек осущест­ вляют отдельными ступенями по 20—30% расчетного усилия с выдержкой времени между каждым этапом. Конечное усилие, равное 1,3— 1,5, расчетного, выдерживают в течение часа. В процессе натяжения анкеров, а также после их закрепления регистрируют усилия натяжения анкерных оттяжек и выявля­ ют возможное снижение этих усилий за счет податливости грунта.

После раскрепления «свайного ограждения котлован разра­ батывают до проектной отметки и осуществляют зачистку дна котлована с помощью бульдозеров.

Р а с ч е т	э л е м е н т о в к!'ре пи к о т л о в а н о в . Элемен­
ты временной	крёпи котлованов должны рассчитываться по

прочности,, устойчивости и по деформациям под воздействием бокового давления грунта и временных нагрузок на призме об­ рушения, а также на действие монтажных напрузок, возникаю­ щих на различных этапах строительства подземного сооруже­ ния.

, Параметры свайного ограждения ориентировочно могут быть .определены по номограммам (рис. 1.26), разработанным в Метрогипротрансе. Глубину погружения свай ниже дна кот­ лована ориентировочно можно принимать равной Н/2 в рых­ лых породах, Н/3—Н/4 — в плотных грунтах (Н — глубина кот­ лована).

Проверку прочности.сваи производят по формуле

где Мтах—.максимальный изгибающий момент;		W — момент
сопротивления профиля оваи;	i?H—расчетное	сопротивление
материала сваи при изгибе.
Продольные пояса рассчитывают по схеме многойролетной.
неразрезной балки с пролетами,	равными расстоянию между

Шае сдай, м

М,(кНм)10

2	2,5	3	3,5	4	4,5
	глубина котлована, м
f f		Ш аг свай,м

Ц(«Ны)10~1 1 1,2 1,4 1,6 1,8

7 7,5. в d fi 9 9,5 10 Щ5

Глубина котлована, м

е

Толщиназатяж ки, см 9 ô 1 6 5

3	5	7	9	11	13	15
	Глубинаустановки затяжки, м

Рис. 1.26. Номограмма*, для расчета консольных свай (а), свай с одним ярусом расстрелов (б) и досок затяжки (в)

осями расстрелов или. анкеров, запруженной усилиями, пере­ дающимися со свай.

Расстрелы рассчитывают на действие усилий, передающих­ ся со свай

NP= P tl,

где Р —усилие, приходящееся на 1 м длины ограждения стен; / —расстояние между расстрелами.

Подбор сечения расстрела

N p l (FcpXÆo.

тде F — площадь поперечного сечения расстрела; ф— коэффи­ циент продольного изгиба; Rc—расчетное сопротивление ма­ териала сваи при сжатии.

При применении анкеров расчет сводится к определению их числа и несущей способности, которая должна быть достаточ­ ной для восприятия анкерами возникающих усилий в элемен­ тах временной крепи.

В о з в е д е н и е и г и д р о и з о л я ц и я к о н с т р у к ц и и . Конструкцию подземного сооружения чаще всего выполняют из сборных элементов или же из объемных секций, и секций зам­ кнутого сечения, реже —из монолитного железобетона.

Работы по возведению конструкции при свайном креплении котлована выполняют в следующей последовательности. После разработки и зачистки котлована в его основание укладывают слой бетона толщиной 10 см—так называемую подготовку, за­ тем устраивают стяжку, т. е. на подготовку наносят слой рас­ твора толщиной 4 см,' хорошо выровненный и заглаженный. Од­ новременно с устройством подготовки вдоль боковых стен кот­ лована возводят защитные стенки для гидроизоляции.

Защитные стенки для гидроизоляции могут быть возведены из асбецементных листов толщиной 10—12 мм, кирпича, шла­ коблоков, железобетонных плит толщиной 3 см, армированных двумя сетками из проволоки диаметром 5—6 мм.

Возведение защитных стен из железобетонных плит сводит­ ся к следующим работам. Первоначально на расстоянии 50— 70 см от стен котлована и 1—1,5 м друг от друга устанавли­ вают стойки, которые связывают между собой досками и рас­ крепляют распорками, устанавливаемыми по высоте стен. К стойкам прибивают обрешетку из досок толщиной 25 и ши­ риной 200 мм, к которой крепят железобетонные плиты разме­ ром 120X60X4 ом. Обшивка обрешетки плитами производится снизу вверх, начиная со дна котлована. Поверхность плит в местах, где имеются нёровности, а также швы между плитами заполняют цементным раствором и тщательно выравнивают. После устройства подготовки и возведения защитной стенки приступают к гидроизоляционным работам. Для этого по под­ готовке дна котлована и по всей высоте защитных стенок на­ носится в два слоя гидроизоляционный материал главным об­ разом, на резино-битумной основе (бризол, изол). После окон­ чания изоляционных работ в лотке для предотвращения по­ вреждения изоляции укладывают защитный слой из цементно­ го раствора толщиной 2—3 см и приступают к монтажу обдел­ ки. Вначале укладывают лотковые блоки, затем стеновые. По­ сле выверки правильности установки лотковых и стеновых бло­ ков стьгки между ними бетонируют с предварительной сваркой выпускной арматуры. До кладки плит перекрытия на опорную поверхность стеновых блоков наносят слой цементного раство-

ра, обеспечивающий плотную посадку* плит на стеиьт. Зазор между стеновыми блоками и гидроизоляционной стенкой зали­ вают цементным раствором. Монтаж сборной обделки осуще­ ствляют при помощи стреловых или козловых кранов.

Возведение обделки из сборного железобетона в котловане

сестественными откосами имеет некоторые особенности. До монтажа обделки проводят гидроизоляцию лотка и защитную стенку высотой только на 1 м. После монтажа обделки ее оклеивают гидроизоляционным материалом. Обратную засыпку* котлована ведут по мере изоляции обделки одновременно с обе­ их сторон. Несоблюдение этого правила может привести к сдви­ жению конструкции тоннеля относительно проектной оси.

При возведении цельносекционной обделки последователь­ ность работ следующая: устройство подготовки, монтаж секций

спомощью кранов и гидроизоляция стыков.

Готовую конструкцию засыпают нруитом. За стены отсыпа­ ют песчаный грунт слоями 20—30 см с поливкой водой и уплот­ нением. Засьгпка за стены подземного собружения должна про­ изводиться одновременно с двух сторон во избежание односто­ роннего бокового давления ррунта. На перекрытие грунт отсы­ пают слоями, по 50—60 см, уплотняя его послойно.

После засыпки грунта за стены подземного сооружения де­ монтируют расстрелы, пояса обвязки и извлекают сваи.

В последнюю очередь выполняют отделочные и монтажные работы в подземном сооружении, осуществляют восстанови­ тельные работы на поверхности и ликвидируют строительную площадку.

3.3. ТРАНШЕЙНЫЙ СПОСОБ

Т р а н ш е й н ы м (рис. 1.27) называют способ работ, при ко­ тором сначала в узких траншеях возводят стены подземного объекта (тоннеля, камеры), а затем вскрывают поверхность земли на всю ширину (иногда на всей площади) подземного объекта, устраивают перекрытие и производят обратную засып­ ку котлована. Под защитой перекрытия затем разрабатывают породу в центральной части и возводят бетонную подушку.

Траншейный способ применяют в условиях плотной город­ ской застройки под узкими улицами для быстрейшего восста­ новления движения городского транспорта.

Основными технологическими операциями при траншейном способе производства работ являются: прокладка траншей, монтаж основных несущих элементов подземного сооружения,, разработка грунта внутри подземного сооружения (рис. 1.28).

Прокладка траншей и монтаж основных несущих элементов подземного соооружения в последние годы осуществляют спо­ собом «стена в грунте». Этот способ предусматривает разра^

Р и с. 1.27. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь р а б о т п р и		тр ан ш ей н о м	сп особе:
а — в о з в е д е н и е с т е н ;	б — у стр о й ст в о	п ер ек р ы ти я ;	в — го т о в о е п о д зе м н о е
с о о р у ж е н и е

А-А

В-В

±В _

[zL

Р и с . 1.28. С х е м а с т р о и т е л ь с т в а то н н ел я т р ан ш ей н ы м сп о со бо м :

1 — п и о н е р н а я т р а н ш е я ; 2 — гр е й ф ер ;	3 — а р м о к а р к а с ; 4 — б е т о н о л и т н а я
т р у б а ; 5 — э к с к а в а т о р ; 6 — ав т о с а м о с в а л ;	7 — б ето н о н асо с

ботку грунта в траншеях шириной 0,5—1 м под защитой гли­ нистого раствора. Глинистый раствор выполняет роль времен­ ной крепи, образуя на поверхности стен траншей тонкую (0,5— 30 мм) и достаточно плотную и прочную пленку. Наличие гли­ нистой плевки предотвращает избыточную фильтрацию глини­ стого раствора в грунтовой массив и удерживает от обрушения вертикальный откос траншей. Глинистая пленка является так­ же своеобразным экраном, обеспечивающим передачу на грунт статического и динамического давления глинистого раствора.

Удельный вес глинистого раствора подбирают из расчета, чтобы давление глинистого раствора превышало активное дав­ ление грунта и воды. Обычно удельный вес глинистого раство­ ра изменяется от 10,5 до 12 кН/м3.

После разработки траншеи в нее опускают арматурные кар­ касы и через бетонолитные трубы укладывают бетонную смесь, вытесняя глинистый раствор. В отдельных случаях монтаж не-

еущих конструкций подземного сооружения выполняют из сбо<р- ных элементов. Наряду со сплошными траншейными стенами Применяют стены из взаимно пересекающихся или касающихся 'бетонных или железобетонных буронабивных свай.

После устройства траншейных стен вскрывают поверхность между стенами до требуемой отметки и устраивают перекры­ тие (ом. рис. 1.28). Готовое перекрытие покрывают гидроизоля­ цией и засыпают грунтом с последующей его планировкой. По­ меле этого приступают к разработке грунта внутри сооружения.

Разработка грунта может быть различной в зависимости от вида и размеров подземного сооружения. При строительстве протяженных сооружений (пешеходные, автотранспортные тон­ нели) разработку грунта (см. рис. 1.28) осуществляют в один прием со стороны портальных участков с помощью малогаба­ ритных экскаваторов, бульдозеров, породопогрузочных машин.

Транспортирование породы, осуществляют в автосамосва­ лах, реже в вагонетках или конвейерами.

При строительстве многоярусных сооружений (типа подзем­ ных гаражей) разработку грунта ведут слоями.в .направлении сверху вниз. На поверхность земли породу можно выдавать

Р и с .

1.29.

П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь

р а б о т ы

п р и

с т р о и т е л ь с т в е

м н о го я р у с н ы х

п о д зе м н ы х с о о р у ж е н и й :

I — в о зв е д е н и е

н есу щ и х стен

в т р а н ш е я х ; I I —

в с к р ы т и е

к о т л о в а н а

и

в о з ­

вед е н и е в ер х н его п е р е к р ы т и я ;

I II —

о б р а т н а я

з а с ы п к а и

в о с с т а н о в л е н и е - п о ­

в ер х н о сти ;

IV

— р а з р а б о т к а гр у н т а

и в о зв е д е н и е

м е ж д у я р у с н ы х

п е р е к р ы ­

тий;

V — в о зв е д е н и е н есу щ и х

с тен

в т р а н ш е я х ;

I I ' — р а з р а б о т к а

г р у н т а

н а

п р о ектн у ю

гл у б и н у к о т л о в а н а

и за к р е п л е н и е

стен ;

И Г

— в о зв е д е н и е

м е ж ­

д у я р у с н ы х п ер ек р ы ти й ; I V ' — за с ы п к а к о т л о в а н а и в о с с т а н о в л е н и е п о в е р х ­ ности