16.5. ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
16.5.1. Общие положения
При проектировании сооружений, возводимых способом «стена в грунте», обязательна разработка проекта производства работ или же основных его положений в составе рабочей документации, так как способы работ и применяемое оборудование могут существенно влиять на конструктивные решения.
Проект производства работ (или основные его положения) по возведению подземных сооружений способом «стена в грунте» должен содержать следующие разделы:
- 1. Устройство форшахты из сборного или монолитного железобетона.
- 2. Приготовление глинистой суспензии.
- 3. Разработка траншей под защитой глинистой суспензии.
- 4. Заполнение траншей монолитным или сборным железобетоном, тампонаж застенного пространства при возведении стен из сборного железобетона.
- 5. Устройство обвязочного (распределительного) железобетонного пояса по верху стен и распорных конструкций.
- 6. Разработка грунта в заглубленном помещении.
- 7. Устройство днища, перегородок, перекрытий.
Технологические процессы разделов 1,5—7 относятся к общестроительным работам, поэтому ниже даются рекомендации только по разделам 2—4.
Проект производства работ на строительство сооружений способом «стена в грунте» разрабатывается в соответствии с «Инструкцией по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ» (СН 47-74) и СНиП 3.02.01-83 [6].
16.5.2. Приготовление глинистой суспензии (раствора)
Для глинистых суспензий применяются бентонитовые глины, а при их отсутствии — местные глины, имеющие число пластичности не менее 0,2 и содержащие частицы размером крупнее 0,5 мм не более 10 % и частицы мельче 0,005 мм не менее 30 %. Пригодность местных глин определяется по результатам лабораторных испытаний глинистых растворов, получаемых на основе этих глин.
Состав и свойства глинистых суспензий должны обеспечивать устойчивость выработок (траншей, скважин) на период их устройства и заполнения. Параметры суспензий устанавливаются проектом с учетом условий площадки исходя из следующих показателей:
- – вязкость, характеризующая подвижность раствора, 18—30 с (по прибору СПВ-Б);
- – суточный отстой (водоотделение) и стабильность, характеризующие устойчивость раствора против расслаивания: водоотделение не более 4 %, стабильность не более 0,02 г/см3 (по прибору ЦС-1 или ЦС-2);
- – содержание песка, характеризующее степень загрязненности суспензии до 4 % (по прибору ОМ-2);
- – водоотдача, характеризующая способность отдавать воду влагоемким породам, не более 30 см3 за 30 мин (по прибору ВМ-6);
- – статическое напряжение сдвига, определяющее прочность структуры и тиксотропность суспензий, 1—5 Па через 10 мин после перемешивания (по прибору СНС);
- – плотность 1,03–1,06 г/см3 при использовании бентонитовых глин и 1,15—1,3 г/см3 при применении местных глин.
Необходимая масса без учета ее влажности для приготовления 1 м3 раствора заданной плотности определяется по формулам:
(16.3)(16.4)где mcs — масса глины на 1 м3 раствора, т; mcw — масса глины на 1 м3 воды, т; ρс — плотность глины, т/м3; ρω — плотность воды, т/м3; ρs — плотность раствора, т/м3.
Выход раствора, м3, из 1 т глинистого порошка
(16.5)где ωс — влажность глины.
Для определения расхода глины с учетом ее влажности на приготовление 1 м3 раствора можно пользоваться табл. 16.5 [3].
ТАБЛИЦА 16.5. РАСХОД ГЛИНЫ С УЧЕТОМ ЕЕ ВЛАЖНОСТИ НА ПРИГОТОВЛЕНИЕ 1 м3 РАСТВОРА
| Концентрация раствора, % | Плотность раствора, г/см3 |
Требуемые количества глины, кг | ||||
| воздушно-сухой | с влажностью % | |||||
| 5 | 10 | 15 | 20 | |||
| 10 | 1,06 | 106 | 111 | 116 | 121 | 125 |
| 954 | 950 | 947 | 994 | 940 | ||
| 15 | 1,10 | 162 | 168 | 173 | 178 | 181 |
| 938 | 933 | 927 | 922 | 916 | ||
| 20 | 1,14 | 222 | 229 | 236 | 243 | 250 |
| 918 | 911 | 904 | 897 | 890 | ||
| 25 | 1,17 | 270 | 279 | 288 | 297 | 306 |
| 900 | 891 | 882 | 873 | 864 | ||
| 30 | 1,20 | 319 | 330 | 341 | 351 | 362 |
| 881 | 870 | 860 | 848 | 838 | ||
| 35 | 1,24 | 382 | 395 | 407 | 420 | 433 |
| 858 | 845 | 833 | 820 | 807 | ||
| 40 | 1,29 | 460 | 475 | 490 | 506 | 521 |
| 830 | 815 | 800 | 785 | 769 | ||
Примечание. Под чертой указан объем воды, л на 1 м3 раствора.
Масса глины с промежуточной влажностью находится интерполированием. При пересечении разрабатываемой траншеей напорных водоносных грунтов или неустойчивых грунтов применяется раствор с повышенной плотностью, приготовленный с утяжелителем (баритом, гематитом, магнетитом или колошниковой пылью). Количество утяжелителя, т на 1 м3 добавляемого раствора, составляет:
(16.6)где ρ1 — плотность утяжелителя, т/м3; ρs1 — требуемая плотность раствора, т/м3; ρs — плотность раствора до утяжеления, т/м3.
Параметры растворов, загрязненных в процессе производства работ, как правило, регулируются двумя способами; механическим и химическим.
Механический способ заключается в очистке раствора от примесей и разбавлении его водой или свежеприготовленным раствором. Разбавление водой применяется в том случае, когда водоотдача раствора меньше 18 см3, условная вязкость более 25 с и статическое напряжение сдвига не менее 5 Па; в остальных случаях в исходный раствор добавляется свежеприготовленный раствор.
При химическом способе регулирования параметров в раствор вводятся химические реагенты (табл. 16.6). Состав и дозировка химических реагентов разрабатываются лабораторией исходя из требуемых параметров растворов и фактических показателей их качеств по результатам отбора проб.
ТАБЛИЦА 16.6. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ, ДОБАВЛЯЕМЫЕ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРОВ
| Реагент | Количество реагента, % от массы глины | Назначение реагента | |||
| удаление кальция | регулирование вязкости | регулирование водоотдачи | регулирование рН | ||
| Каустическая сода | 0,015—0,05 | + | – | – | + |
| Жидкое стекло | 0,25—2 | + | – | – | + |
| Гидрофосфат натрия | 0,2—1,5 | + | – | – | – |
| Кальцинированная сода | 0,4—0,5 | + | + | – | – |
| Гексаметафосфат | 0,05—0,1 | + | + | – | – |
| Гидрофосфат | 1,5—2 | + | + | – | – |
| Углещелочной реагент УШР | До 10 | – | + | + | – |
| Торфощелочной реагент ТЩР | До 10 | – | + | + | – |
| Сунил | 0,1—0,5 | – | + | + | – |
| Сульфитно-спиртовая барда ССБ | 3—6 | – | + | + | – |
| Хвойный реагент | 2—3 | – | + | – | – |
| Конденсированная сульфитноспиртовая барда КССБ | 0,3—2,5 | – | + | – | – |
| Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ | 0,2—0,8 | – | – | + | – |
| Суспензия резины РС-2 | 0,2 | – | – | + | – |
| Крахмальный реагент | 1,08 | – | – | + | – |
| Фтористый натрий | 0,2—0,35 | – | – | + | – |
| Метас | 0,2—2 | – | + | + | – |
16.5.3. Разработка траншей
Выбор механизмов для разработки траншей должен производиться с учетом гидрогеологических условий, степени стесненности участка работ и размеров проектируемых конструкций.
Для обеспечения устойчивости верха траншеи и получения проектных размеров и очертаний стен подземного сооружения необходимо проектировать кропление ее верхней части (форшахты) из монолитного или сборного железобетона (рис. 16.12). Внутреннее расстояние между стенами форшахты принимается на 10––15 см больше ширины траншеи.
Технология проходки траншей грейфером должна назначаться исходя из длины раскрытия ковшей грейфера. Одновременно с разработкой траншеи обеспечивается заливка глинистого раствора в объеме, достаточном для обеспечения необходимого уровня раствора в траншее.
Применение грейферов, как правило, не требует оборудования для тонкой очистки глинистого раствора, поэтому в проектной документации необходимо предусматривать только емкости для содержания приготовленного раствора, из которых он подается насосом в траншею во время ее проходки и откачивается из траншеи в период укладки бетона или установки сборных панелей в траншею.
После проходки траншеи на длину захватки проводятся подготовительные работы перед ее заполнением бетоном (монолитным или сборным) или противофильтрационным материалом. Подготовительные работы должны включать: проверку глубины траншеи, наличие осадка на дне и параметров глинистой суспензии; очистку глинистого раствора; приемку траншеи по акту непосредственно перед заполнением.