16.3 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ (ч. 1)

Сооружения, возводимые способом «стена в грунте», могут иметь в плане любую форму, которая определяется их технологическим назначением. Глубина ограничивается, как правило, возможностью механизмов для разработки траншеи и технологическими требованиями.

Стены сооружений, устраиваемых способом «стена в грунте», должны располагаться от существующих зданий или сооружений на расстоянии а, ориентировочно определяемом по формулам:

при

Bt/zt < 2a ≥ Bt/2
(16.1)

при

Bt/zt ≥ 2a > zttg(45º – φ/2)
(16.2)

где Вt — длина захватки, т.е. длина одновременно бетонируемого участка монолитной стены или одновременно монтируемого участка сборной стены, м; zt — глубина траншеи, м; φ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта (при разнородных напластованиях грунта принимается средневзвешенное значение φ).

Схемы сооружений с параллельными стенами
Рис. 16.1. Схемы сооружений с параллельными стенами
а — консольные стены с заделкой нижней части в грунт; б и в — стены с одно- и многоярусным креплением по высоте распорками; г — стены с креплением анкерами

Если заданным является расстояние а, то эти формулы позволяют выбрать длину захватки Bt.

При проектировании подземных сооружений или ограждающих стен котлованов вблизи существующих зданий следует принимать минимальную длину захватки, увеличивать плотность глинистого раствора и добиваться максимального превышения уровня раствора над уровнем подземных вод (не менее 1,5 м).

Конструктивные схемы стен подземных сооружений выбираются в зависимости от размеров сооружений, их формы в плане, характера и величин расчетных нагрузок, гидрогеологических условий площадки строительства и других факторов. Конструктивные схемы прямоугольных в плане сооружений (с параллельными стенами) (рис. 16.1), применяются при возведении транспортных тоннелей, подземных гаражей и других сооружений. Насосные станции различного назначения, резервуары и т.п., как правило, проектируются круглого очертания в плане [1, 2].

Если устойчивость стен сооружения не обеспечивается заделкой их в грунт, то проектом должны предусматриваться распорные или анкерные конструкции. Распорные конструкции (ими могут быть также постоянные междуэтажные перекрытия) принимаются при расстоянии между параллельными несущими стенами подземных сооружений до 15 м. При расстоянии между стенами свыше 15 м, когда установка распорных конструкций затруднена, устойчивость стен должна обеспечиваться применением соответствующих анкеров. Расстояния между распорными конструкциями или анкерами по высоте и в плане определяются расчетом.

Размеры заглубленных помещений, отметка их пола (днища), расположение перегородок и промежуточных перекрытий принимаются в соответствии с заданием на проектирование. Общая глубина стен определяется глубиной сооружения плюс необходимая длина заделки в грунт ниже дна котлована в строительный период.

При проектировании стен в грунте в зависимости от гидрогеологических условий строительной площадки необходимо учитывать следующее:

1) при расположении подземного сооружения в сухих и водонасыщенных грунтах и отсутствии водоупора глубина заделки стены в грунт определяется статическим расчетом;

2) при расположении подземного сооружения в водонасыщенных грунтах и сравнительно неглубоком расположении водоупора глубина заделки стены определяется также статическим расчетом, но с учетом возможности заглубления стены в водоупор с целью обеспечения производства работ по разработке грунта внутри ограждения без применения водоотлива или водопонижения, при этом низ стены рекомендуется заглублять в скальные грунты, плотные глины и мергель на 0,5—1 м, а в суглинки пластичные на 1—1,5 м.

При заглублении сооружений в водоупорный слой следует проверять расчетом возможность прорыва напорными водами водоупорного слоя.

Сооружения, располагаемые ниже горизонта грунтовых вод, после устройства днища следует рассчитывать на всплывание в любых грунтах, за исключением случая, когда под днищем предусматривается постоянно действующий дренаж. Расчет на всплывание производится аналогично соответствующим расчетам для опускных колодцев. Днища подземных сооружений, стены которых устраиваются способом «стена в грунте», проектируются аналогично днищам опускных колодцев (см. гл. 15).

А. СТЕНЫ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Толщина несущих монолитных стен определяется расчетом по прочности и с учетом оборудования, применяемого для устройства траншеи. В зависимости от применяемого землеройного оборудования толщина несущих монолитных стен может приниматься 40, 60, 80 и 100 см.

При проектировании монолитных стен следует предусматривать устройство их захватками минимальной длины 3—6 м для обеспечения быстрого темпа бетонирования и сокращения объема глинистого раствора.

Схемы устройства монолитных стен
Рис. 16.2. Схемы устройства монолитных стен
а — пересекающиеся сваи; б — соединяющиеся сваи; в — пересекающиеся траншеи; г — соединяющиеся траншеи (шов образован разделительными трубами); д — непрерывная траншея с секционным заполнением; е — то же, с непрерывным заполнением; 1 — скважины и секции траншей первой очереди; 2 — то же, второй очереди

Объем захватки должен быть не более 50—60 м3. Конструкции монолитных стен проектируются в соответствии с принятой схемой их устройства (рис. 16.2) и требованиями СНиП 52-01-2003 [4].

Арматурные каркасы монолитных стен выполняются из арматуры периодического профиля и имеют длину на 20—30 см меньше глубины траншеи, ширину на 10—15 см меньше длины захватки, а толщину на 12—15 см меньше ширины траншеи. Расстояние между арматурными стержнями в каркасах принимается не менее 150 мм. Внутри каркасов предусматриваются проемы для установки бетонолитных труб, а с наружных сторон — ограничители (направляющие), обеспечивающие проектное положение арматурного каркаса в траншее и требуемую толщину защитного слоя бетона.

Для установки бетонолитных труб при длине захватки до 4 м принимается один проем в середине каркаса; при длине захватки 4—6 м предусматриваются два проема (при радиусе растекания бетонной смеси не менее 1,5 м).

Каркасы должны обладать достаточной жесткостью, исключающей возможные деформации при их подъеме в вертикальное положение, и, как правило, проектируются как одно целое на полную глубину траншеи и лишь в исключительных случаях — составными в виде удобных для транспортирования блоков, из которых на строительной площадке монтируются каркасы проектных размеров.

Сопряжения (примыкания днища, перегородок, балок и перекрытий) с монолитными стенами принимаются в виде свободно опирающихся конструкций с помощью штраб в бетонируемой стене, либо в виде жестких соединений. Штрабы для опирания конструкций формируются путем закладки в армокаркасы деревянных коробов, извлекаемых после выемки грунта внутри ограждения. Жесткие соединения проектируются в виде стальных закладных деталей или выпусков арматуры из стали класса A-I, соединяемых с помощью сварки.

Для установки каркасов в траншею необходимо предусматривать отгиб арматурных выпусков заподлицо с плоскостью каркаса.

При проектировании стен из монолитного железобетона необходимо учитывать дополнительные требования: бетон применяется пластичный (литой) с осадкой конуса 16—20 см, крупность заполнителя до 50 мм.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения