Устройство шпунтовых ограждений

Наиболее технологичны металлические шпунтовые ограждения Z - и U -образной геометрических форм длиной 8-22 м. Они имеют относительно высокий момент сопротивления по отношению к площади поперечного сечения и обладают высокой несущей способностью. Используются для устройства разделительных стенок при глубине котлована 8-12 м.

Технология устройства шпунтового ограждения осуществляется методом вибрационного погружения и вдавливания.

Вибрационное погружение основано на эффекте снижения сил трения между частицами грунта в результате распространения волнового поля от колеблющейся поверхности шпунта. Под действием вибрации грунт приходит в состояние течения (псевдоожижения), тем самым снижая силы сопротивления погружению. Определяющее влияние на эффект погружения оказывает интенсивность колебаний, которая оценивается ускорением колебательного процесса.

В зависимости от частоты колебаний изменяются параметры волновых полей и радиус их действия (коэффициент затухания). Установлено, что увеличение частоты от 50 до 200 Гц приводит к снижению радиуса действия при одновременном повышении технологического эффекта погружения.

Практическими опытами установлено, что использование вибропогружателей с частотой колебаний до 50 Гц и амплитудой 0,6-1,2 мм создает волновые поля с радиусом действия до 3 м. Это обстоятельство способствует нарушению структуры грунта, прилегающего к фундаментам, и воронкообразованию вокруг шпунта за счет течения и уплотнения.

Высокочастотная вибрация (200 Гц и более) при одной и той же интенсивности колебаний снижает радиус действия до 0,2-0,3 м, что вызвано более высоким коэффициентом затухания. Такие режимы исключают негативное воздействие на реконструируемые здания.

Более безопасным способом погружения шпунта является метод вдавливания. Он основан на использовании специальной системы гидравлических домкратов (установка УСВ-120), обеспечивающих развитие усилий вдавливания до 120 т.

Для обеспечения совместной работы элементов шпунтовой стенки и ее устойчивости осуществляются монтаж продольных поясов жесткости распорных систем или устройство грунтовых анкеров. Производство работ по их установке осуществляется по мере поярусной разработки грунта в котловане.

Если шпунтовые элементы не являются частью возводимого фундамента, их извлекают в целях повторного использования.

Ограждение из бурозавинчивающихся металлических свай

Наиболее технологичным и экономически эффективным является устройство стенок из бурозавинчивающихся труб. Этот способ основан на завинчивании металлических труб диаметром до 426 мм, оснащенных винтовой навивкой из арматуры диаметром 10-16 мм с шагом 200-400 мм (рис. 14.26). Завинчивание труб осуществляется станком СО-2 при их длине от 4 до 20 м.

Рис . 14.26. Технологические схемы производства работ по ограждению котлована бурозавинчивающимися сваями (а), производство земляных работ и устройство свайно-плитного фундамента (б), общий вид бурозавинчивающейся сваи (в, г )

В связи с тем что при завинчивании труб отсутствуют удары и вибрация, а также достигается уплотнение грунта, окружающего трубу, то данная технология позволяет вести работы в непосредственной близости от существующих построек. Для зданий высотой до 5 этажей расстояние до плоскости фундаментов может составлять 0,4 м, а более 5 этажей - 0,7 м.

Технология предусматривает сплошное или разреженное расположение труб с последующим их омоноличиванием или устройством железобетонных буронабивных свай. Последний вариант основан на завинчивании труб с теряемым наконечником, армированием полости трубы, подачей литой бетонной смеси в полость трубы и ее извлечением путем вывинчивания. Объединение полученных свай с помощью ростверка обеспечивает их совместную работу, что существенно повышает несущую способность.

Процесс устройства котлованов состоит в разработке грунта I яруса, выполнении работ по формированию обвязочных поясов и установке распорных систем, воспринимающих боковое давление грунта. Для обеспечения геометрической неизменяемости ограждающих стен заглубленной части разработка грунта осуществляется в центральной части котлована с устройством монолитной плиты, усиленной буронабивными сваями. В этом случае используются наклонные распорные анкеры, после установки которых осуществляется доработка грунта в зоне берм (рис. 14.26, б ).

Данная технология успешно используется при устройстве ограждающих и ограждающе-несущих конструкций котлованов (фундаментов) при возведении зданий и подземных сооружений.

Она отличается высокой технологичностью, меньшей стоимостью производства работ и надежностью. Как правило, ограждение из завинчивающихся труб не извлекается после выполнения работ нулевого цикла.