книги / Технология возведения зданий и сооружений

В рассматриваемых особых условиях элементы шпунтового ограждения ус­ танавливают, как правило, забуриванием, поэтому предпочтительнее исполь­ зовать металлические трубы. В случае, когда по расчету металлические эле­ менты допустимо устанавливать не вплотную, в целях предотвращения про­ валов грунта между ними в горизонтальном направлении закладывают дере­ вянные доски.

В зонах, где к границе строительной площадки непосредственно примы­ кают существующие сооружения, необходимо произвести мероприятия по укреплению их подземных конструкций. На расстоянии 1...3 м от оси усили­ ваемого фундамента устанавливают буровую установку, с помощью которой осуществляют устройство буроинъекционных свай. Их использование связа­ но с требованиями увеличения несущей способности существующих фунда­ ментов, их дополнительной связи с окружающим основанием. Для этого пробуривают скважины, проходящие через тело существующего фундамен­ та, и в них под давлением нагнетают бетон. Количество свай, месторасполо­ жение, их характеристики - длина, диаметр, класс бетона - определяются расчетом.

По окончании возведения подземной части здания шпунтовое огражде­ ние, как правило, извлекают из грунта., и могут использовать многократно, поэтому его можно отнести к временным мероприятиям по укреплению ос­ нований. В отличие от шпунта буроинъекционные сваи остаются в теле уси­ ленных фундаментов и после окончания нового строительства. К постоян­ ным мероприятиям можно отнести и возведение подземной части здания с помощью выполнения ранее рассмотренной подробно «стены в грунте». Од­ нако, как отмечалось, «стена в грунте» является достаточно сложным и до­ рогостоящим инженерным сооружением, и ее возведение является экономи­ чески целесообразным лишь в случаях крупномасштабного или уникального строительства.

К временным мероприятиям относят решения, направленные на обеспе­ чение требуемой несущей способности фундаментов в процессе выполнения земляных работ и до возведения подземной части нового здания. Среди наи­ более часто применяемых решений можно выделить следующие:

■создание металлических или естественных контрфорсов;

■усиление фундаментов и стен подвала металлическими продольными конструкциями (обоймами);

■замораживание грунта в зоне воздействия котлована на фундаменты су­ ществующего здания.

Металлические контрфорсы выполняют в виде прокатных или сварных балок, упирающихся одной стороной в фундаментные балки или стены под­ вала существующего здания, а другой в специально подготовленные конст­ рукции подземной части возводимого здания (рис.26.3). Для этого в процессе

выполнения земляных работ вдоль существующей стены здания грунт разрабатывают так, чтобы оставшийся массив грунта обеспечивал естест­ венный контрфорс, с запасом 15...20%. Далее расчетом ус­ танавливают необходимое ко­ личество и характеристику контрфорсных балок. Опреде-

ЛЯЮТ ЗОНЫ ИХ устан овки . В ЭТИХ зонах ОТрЫВЭЮТ транш еи ш ириной 0 5...1,5 М В виде

’

ниспадающей от существую­ щего здания бермы. Опирание в фундаментные балки или стены подвала осуществляют с помощью установленных в них закладных элементов, кото­ рые приваривают или крепят на болтах к контрфорсным балкам. Иногда в качестве опорной используют балку, прикрепляемую к балкам шпунтового ограждения, устанавливаемого вплотную вдоль стены существующего зда­ ния. На вновь возводимых конструкциях эти балки крепят к закладным дета­ лям, предварительно установленным в несущие конструкции элементов под­ земной части. Чаще всего такими элементами являются фундаменты или фундаментные плиты, реже - несущие стены, перекрытия или колонны. По­ сле установки контрфорсных балок грунт полностью вывозят, и они воспри­ нимают все усилия, возникающие от существующих конструкций. Затем на месте вывезенного массива грунта возводят конструкции подземной части здания: фундаменты или фундаментную плиту, колонны, плиты перекрытий, внутренние и наружные несущие стены. Конструкции возводят в следующей последовательности: фундаментная плита, наружные стены до уровня опирания металлических контрфорсных балок, внутренние стены и колонны. Перекрытия монтируют так, чтобы впоследствии не создавали помех при уда­ лении контрфорсных балок. Каркас подземной части рассчитывают таким об­ разом, чтобы он мог воспринимать нагрузку не только от вышерасположенных элементов собственного здания, но и воздействия расположенных в непосред­ ственной близости сооружений. Поэтому после возведения подземной части здания необходимость в контрфорсных балках отпадает, их демонтируют и вывозят со строительной площадки.

Укрепление фундаментов и стен подвалов существующих зданий метал­ лическими конструкциями (обоймами) является довольно редко используе­ мым методом и применяется, как правило, в комплексе с каким-либо из пе­ речисленных выше методов. Ограничение его использования связано с тем, что, во-первых, мероприятия по усилению существующих конструкций при

одностороннем доступе к ним со стороны подвала достаточно редко приво­ дят к достижению требуемой несущей способности, а, во-вторых^ доступ к этим конструкциям со стороны существующих зданий бывает затруднен и требует дополнительных значительных расходов. Если в процессе предвари­ тельных изысканий установлено, что реализация предполагаемого решения будет иметь позитивное значение, то поступают следующим образом.

1.Выбирают проектное решение, позволяющее обеспечивать несущую способность и эксплуатационную пригодность конструкций зданий при вы­ возе с их внешней стороны грунта. Наиболее часто применяемым решением является устройство обойм из металлических конструкций. Вдоль стены на расширяющихся болтах устанавливают прокатную металлическую балку из стандартного сортамента, которая с помощью металлических конструкций крепится к элементам фундамента или фундаментной плиты, создавая'таким образом обойму, обхватывающую фундаменты и стены подвала существую­ щего здания.

2.Элементы металлической обоймы изготавливают в цеховых условиях

идоставляют в разобранном виде на строительную площадку. Укрупнение и соединение с существующими конструкциями фундамента и стен подвала осуществляют с помощью сварки и болтовых соединений.

3.После монтажа обоймы приступают к разработке и вывозке грунта с внешней стороны усиливаемой конструкции. По окончании земляных работ возводят каркас подземной части здания, который воспринимает на себя и необходимые нагрузки от существующих сооружений.

4.Металлическую обойму разбирают, ее элементы вывозят из подваль­ ных помещений существующего здания на склад, которые могут быть при­ менены повторно в производственном процессе.

Чаще используют метод установки металлических обойм в наземной части существующих зданий. Его применение не требует специального допуска в помещения, так как обоймы устанавливаются наружной части здания.

Закрепление грунтов оснований в зонах, расположенных между котлова­ ном и существующими зданиями, в зависимости от физико-механических свойств грунта и требуемой степени закрепления осуществляют с помощью замораживания, цементизации, битумизации, химизации, термического, электрического и других искусственных способов закрепления грунтов.

На практике эти методы используют редко. Их применяют лишь тогда, когда

внепосредственной близости от котлована располагаются полосы грунта длиной 3...5 м, а лишь за ними существующие здания и сооружения. В этом случае опре­ деляют характеристики грунта, затем расчетом устанавливают требуемые харак­ теристики грунта по несущей способности, обеспечивающие эксплуатационную пригодность объектов, расположенных вблизи строительной площадки. Исполь­ зуя один из перечисленных выше методов, осуществляют мероприятия, приво­ дящие к увеличению несущей способности грунта до требуемой величины.

чаях - двух сторон котлована. Последовательность возведения подземной части здания следующая.

1.Разрабатывают и вывозят грунт из пятна застройки до отметки возво­ димых фундаментов или фундаментной плиты, за исключением зоны, распо­ лагающейся вдоль существующей застройки (эта зона может находиться полностью вдоль котлована или в некоторой ограниченной его части).

2.Рассчитывают размеры естественного контрфорса в виде грунтовой бермы. При этом обязательным требованием является снятие верхнего слоя бермы так, чтобы разница между ее верхом и нулевой отметкой возводимого здания составляла не менее 1 м.

3.Возводят конструкции подземной части: фундаменты, перекрытия, ко­ лонны внутренние и наружные несущие стены. Наружные несущие стены, как правило, в таких случаях выполняемые из монолитного железобетона, подводят вплотную к земляной берме. Укладку бетона заканчивают за 30...70 см от границы бермы по всей вертикали до нулевой отметки, далее остаются только арматурные выпуски.

4.В верхних зонах стен, там, где отсутствует грунт бермы, возводят участок наружной железобетонной стены, связанный с помощью арматурных выпусков

свозведенным каркасом подземной части здания. Таким образом, по перимет­ ру всего котлована образуется монолитный железобетонный пояс, жестко свя­ занный с пространственным каркасом возводимого здания.

5.Разрабатывают и вывозят грунт естественного контрфорса. Возводят оставшиеся конструкции подземной части здания.

26.4. Защита экологической среды

Одной из главных проблем, с которой приходится сталкиваться в про­ цессе возведения зданий в условиях плотной городской застройки, является обоюдное воздействие как реализуемых объектов на сложившуюся окру­ жающую среду, так и воздействие этой среды на возводимый объект.

Защ ита существующей застройки. Воздействие объекта на окружаю­ щие здания и инфраструктуру в основном заключаются в следующем:

■шумовом эффекте, сопутствующем любому строительному процессу;

■динамическом воздействии от работающих машин и механизмов;

■выбросе в атмосферу большого количества пылевых частиц мелких и средних фракций;

■выработке огромного количества строительного и бытового мусора;

■увеличении сброса стоков в существующие и реконструируемые город­ ские сети, а также на рельеф;

■нарушении привычных транспортных схем вследствие ограничения, а иногда и полного запрета движения по улицам, на которых осуществляется строительство.

Для снижения уровня шума на строительной площадке производителям работ предписывают на стадии прохождения государственной экспертизы, т.е. в процессе согласования основных технических и технологических ре­ шений, использовать шумопонижающие методики и оборудование. На­ пример, при проведении свайных и шпунтовых работ обязательным требо­ ванием является использование бурозавинчивающихся свай или погруже­ ние свай в пробуренные скважины. В качестве подъемных и бетонопо­ дающих машин рекомендуется оборудование с меньшими шумовыми ха­ рактеристиками при общих равных технических возможностях. Вызываю­ щие особый шумовой эффект пневматические отбойные молотки заменяют на электромеханические. Вводится повременное ограничение на проведе­ ние всех видов работ на строительной площадке, с особым выделением разрешаемого периода проведения наиболее шумных работ, таких, как монтажные, сварочные, бетонные и др.

Примерно в таком же ключе осуществляются действия по снижению ди­ намического воздействия от работающих машин и механизмов. Кроме вве­ дения ограничений на использование тех или иных средств механизации раз­ рабатывают мероприятия по устройству технических сооружений, направ­ ленные на снижение динамических нагрузок на грунты и основания. Для это­ го в зонах установки кранов, бетоноподающих и других машин, вызываю­ щих динамические воздействия, монтируются демпфирующие инженерные сооружения, значительно снижающие распространение динамических коле­ баний на окружающие основания и грунты, а следовательно, и существую­ щую застройку.

Выброс в атмосферу пылевых частиц мелких и средних фракций - наи­ более сложно контролируемый параметр. Максимальное количество пылева­ тых частиц выбрасывается в атмосферу в основном при отделочных работах* таких, как шпатлевка и покраска. Поэтому, обеспечив поставку на строи­ тельную площадку наибольшее количество предварительно окрашенных из­ делий и оборудования, можно свести до минимума' осуществление этих про­ цессов в построечных условиях, а следовательно, уменьшить вредные вы­ бросы в атмосферу. Кроме этого в процессах, связанных с механическим воздействием на возведенные железобетонные и каменные конструкции, та­ ких, как бурение, выдалбливание, корректировка размеров и т.п., рекоменду­ ется до начала и в процессе работы обильно смачивать водой обрабатывае­ мые поверхности. Это приводит к осаждению пылеватых частиц на горизон­ тальные поверхности с последующей уборкой их с площадки вместе со строительным мусором.

С самого начала строительства объекта скапливается огромное количе­ ство строительного и бытового мусора, что может привести к загрязнению расположенных поблизости территорий. Поэтому необходимо наладить чет­ кую систему сбора и вывоза строительного и бытового мусора с объекта. 256

■ шумовое - от расположенных вблизи застройки транспортных магистра­ лей, стадионов, кафе и ресторанов, промышленных объектов; ■ динамическое - от.транспортных средств, в основном метро, и промыш­ ленных предприятий;

■ выделения газов, возникающих в результате гниения техногенных отхо­ дов, которые могут находиться в грунте;

■поверхностных и грунтовых вод.

Последние две позиции подробно изложены в соответствующих разделах учебника, поэтому рассмотрим подробнее оставшиеся факторы воздействия на экологическую среду возводимого здания.

Снижение шумового воздействия достигается за счет реализации ряда технических и технологических решений. В числе наиболее часто применяе­ мых является установка вдоль транспортных магистралей звукопоглощаю­ щих экранов, выполняемых из железобетона, дерева, усиленного стекла или пластмассы. Их изготавливают в виде секций. Высота звукопоглощающих экранов может изменяться от 2 до 5 м, а протяженность, при соединении секции в цепочку, равна длине всего участка, на котором необходимо огра­ дить городскую застройку от шумовых воздействий автомагистралей. Кроме этого для снижения шума в ограждающих конструкциях возводимых зданий применяют звуко-, теплоизоляционные материалы, обладающие повышен­ ными шумопоглощающими свойствами. В качестве звукоизоляционного ма­ териала используют полужесткие и жесткие минераловатные волокнистые плиты, устанавливаемые в толщу ограждающих конструкций в процессе их возведения или укрепляемые на наружную, а иногда внутреншою поверх­ ность возводимой стены. Затем звукоизоляционные плиты отделывают в со­ ответствии с требуемым архитектурным обликом - оштукатуривают по спе­ циально закрепленной сетке, облицовывают натуральным или искусствен­ ным камнем, кирпичом. Одним из способов, позволяющих снижать шумовое воздействие в возводимых зданиях, является использование окон и балкон­ ных дверей специальных конструкций. Для остекления применяют одно- и двухкамерные стеклопакеты, у которых в промежутках между стеклами за­ качивается инертный газ. Для дополнительной звукоизоляции с наружной стороны окна может быть установлена деревянная или алюминиевая рама с одинарным остеклением. Остекление лоджий и балконов также способствует уменьшению проникновения наружного шума в здание.

Вкрупных городах динамические воздействия от транспортных потоков

ипромышленных предприятий являются серьезным фактором, приводящим

кнарушению нормальных жизненных и производственных условий во вновь возводимых зданиях. И если динамические воздействия от работы промыш­ ленных предприятий находятся на контроле городских органов и должны ог­ раничиваться самими предприятиями (в случае невозможности таких огра-

рес к освоению техногенно-загрязненных территорий. Как правило, такие территории уже обладают сложившейся инфраструктурой, что является не­ оспоримым преимуществом.

Строительство на техногенно-загрязненных грунтах является одним из ви­ дов природоохранного строительства, так как в процессе освоения загрязнен­ ных территорий одновременно решается много вопросов, связанных с повы­ шением уровня экологической безопасности, защиты окружающей среды.

Основными причинами техногенного загрязнения территорий и грунто­ вой среды являются:

■ образование санкционированных и несанкционированных свалок быто­ вых отходов;

■устройство отвалов отходов энергетической, металлургической, горно­ перерабатывающей, химической промышленности;

■сброс загрязненных стоков и неконтролируемые утечки в результате производственной деятельности предприятий в крупных промышленных зонах;

■различного рода техногенные аварии и катастрофы.

Результатом такого рода загрязнений является повышенное содержание в грунте тяжелых металлов, нефтехимических соединений, радиоактивных веществ. В практике строительства используется такое понятие, как «техно­ генный грунт», когда грунтовая среда насыщена или полностью состоит из различного рода отходов, в том числе органического происхождения, мусо­ ра, крупных включений негрунтового характера.

Очень часто загрязнение территорий сопровождается образованием вы­ емок, карьеров, больших насыпей, отвалов и других изменений природного ландшафта и рельефа поверхности Земли.

В зависимости от способов воздействия на грунтовую среду строитель­ ство на техногенно-загрязненных территориях может включать:

■замену загрязненного грунта;

■очистку и санацию загрязненного грунта;

■консервацию загрязненного грунта;

■предохранение грунта от загрязнения при создании полигонов для захо­ ронения техногенных отходов;

■рекультивацию территорий.

При выборе той или иной технологии строительства зданий и сооруже­ ний на техногенно-загрязненных территориях и грунтах необходимо обра­ щать внимание на следующие факторы:

1. Глубина залегания зараженных грунтов и уровень грунтовых вод. При определенных условиях, при выборе определенной технологии, возникают трудности не только финансовые, но и технические. Например, выемка за­ грязненного грунта может быть практически невозможна.