Стена в грунте

Типы конструкций

Стена в грунте – это цельная железобетонная инженерная конструкция. Благодаря конструктивным особенностям, технологии, методам устройства она выдерживает значительные механические, химические нагрузки, защищает котлован во время разработки, строительную площадку от обрушения, цокольные этажи от проникновения грунтовых вод и промерзания. Такая стена становится одновременно креплением откоса, элементом фундамента при строительстве подземного гаража, подвала.

Для чего используется «стена в грунте»?

• Возведение фундаментов глубокого заложения.
• Строительство подпорных стенок.
• Укрепление стен котлована на время разработки.
• Сооружение подземных паркингов, тоннелей, торговых центров.

Порядок монтажа стены в грунте

1. Подготовка траншеи шириной 0,6-1,2 м.
2. Установка арматурных каркасов.
3. Заливка раствора бетона.
4. Выемка грунта после затвердения бетонной смеси.
5. Для дополнительного крепления стены применяются грунтовые анкеры.

Технология эффективна в грунтах наиболее распространённых типов.

Основные виды конструкций стены в грунте

Свайная

Основой ограждения являются буросекущиеся сваи диаметром до 600 мм. Сваи первой очереди имеют арматурный каркас, вторая очередь подобного каркаса не имеет, но врезаются в первую. Не требует рытья траншей, а используется способ бурения скважины. Форма трубы позволяет упростить подачу раствора на нужную глубину, повысить уровень надежности сооружения.

Технология применяется для строительства противофильтрационных завес, устройства подпорных стен. Технология рассчитана на рыхлые, водянистые грунты с высоким уровнем подземных вод. Не требует защиты с помощью глинистой суспензии – раствором бентонита.

Все конструкции буросекущихся свай позволяют надёжно закрепиться практически на всех типах грунтов, в условиях любого климата без потери эффективности. Применение этого способа широко используется для возведения крупных объектов народного хозяйства из-за следующих преимуществ: неограниченная длина периметра, безопасное ведение разработок, высокая несущая способность свай, отсутствие вибрации. При заливке труба для подачи раствора опускается практически до самого дна и поднимается по мере заполнения шахты.

Траншейная

В глубокой узкой траншее устанавливается монолитное железобетонное основание из связанных между собой захваток (секций). От обрушения стенки защищаются тиксотропной суспензией (раствор на основе бетонизируемой глины). Другое название этого глинистого минерала – бентонит. В состоянии покоя материал устойчив, не подвержен расслоению, под нагрузкой при наличии влаги превращается в гель, излишки которого затем удаляются из траншей. Остатки бентонита вновь затвердевают, усиливая водоупорные свойства.

Использование бентонита необязательно, если грунт устойчив и нет выхода грунтовых вод. Такая техника разработки называется сухой.

Траншейная конструкция кроме выполнения оградительной функции автоматически становится частью цокольных этажей здания.

«Мокрый» метод

Если устройство стены в грунте «сухим» способом подходит только для устойчивых грунтов без грунтовых вод, не вызывающих обрушения траншей, то «мокрый» способ универсален для всех типов грунтов. Его особенность – использование укрепляющих захваток длиной от 3 до 6 м.

На размер захватки влияют:

1. Требования к устойчивости стенок траншеи.
2. Интенсивность укладки раствора бетона.
3. Вид техники, используемой для рытья траншеи.
4. Назначение монолитной стены в грунте, особенности сооружения.

Виды строительных машин, механизмов, оборудования для «мокрого» метода:

• гидравлические гусеничные экскаваторы с грейферным ковшом или гидрофрезой;
• грейферные установки с глубиной экскавация до 50 м;
• буровые установки для устройства буросекущихся свай, струйной цементации грунтов;
• станция для приготовления бентонитового раствора требуемой консистенции;
• насосное оборудование, обеспечивающее нужное давление на любой глубине;
• бетонолитные трубы диаметром 250 – 300 мм с толщиной стенок 8 – 10 мм.

Последовательность операций по захваткам при устройстве стены в грунте «мокрым» способом

1. Устройство форшахты. Она выполняет роль направляющей для грейфера и предохраняет верхнюю часть траншеи от обрушения. Используют два типа конструкций: монолитный и сборный.
2. Производство земляных работ (рытье траншеи). Выемка грунта производится по захваткам, через одну. По торцам устанавливаются разделительные элементы – стальной профиль, труба, шпунт. После завершения работ ограничители можно извлечь или оставить, как часть сооружения. Использование грейфера на жёсткой штанге или гидрофрезе, установленной на рукояти стрелы гусеничного гидравлического экскаватора определяется в зависимости от грунта, наличия скрытых вод. Для предотвращения обрушения стен траншея заполняется бентонитовым раствором.
3. Арматурные работы. В подготовленные участки опускаются предварительно укрупненные арматурные каркасы.
4. Бетонирование стены. Этап начинается с замены бентонитового раствора (глинистого минерала). Он проходит через шламоотделитель и очищается от частиц грунта. Затем с помощью устройства вертикальной перемещаемой бетонолитной трубы производится бетонирование стенки. Чтобы процесс был эффективным, приёмная воронка при подаче бетона должна находиться не ниже 0,3 м над дном траншеи. Бетон вытесняет глинистую бетонитовую суспензию, её собирают в специальные емкости и используют для работы со следующей траншеей. Верх бетонируемой стены должен быть на 10-15 см выше поверхности земли. Это позволит удалить слой, загрязненный глинистыми частицами.
5. Откопка котлована. Завершающий этап. Начинается после бетонирования всех готовых секций и набора бетоном проектной прочности. Процесс проводится послойно. Возможно погружение в глубь более чем на 20 метров без вреда для примыкающих строений, элементов инфраструктуры крупных городов.

После бетонирования всех захваток и набора бетоном проектной прочности начинаются земляные работы по послойной откопке котлована внутри стены в грунте. Эта технология допускает возведение сооружений на площадке, ограниченной существующими зданиями и объектами городской инфраструктуры с подземной частью глубиной до 20 и более метров в районах высокоплотной застройки.