У.7. Осушение котлованов

При возведении фундаментов в грунтах, насыщенных водой, воду откачивают, чтобы земляные работы и кладку фундаментов вести в осушенном котловане. Только при значительном притоке воды, когда откачать ее имеющимися средствами не удается, а также, когда вместе с водой происходит вымывание частиц грунтов осно-132

вания, что снижает его плотность и прочность, приходится отказы­ваться от водоотлива и вести работы в затопленном котловане.

Водоотлив может быть открытым и глубинным. При открытом водоотливе воду откачивают насосами непосредственно из котло­вана; глубинный водоотлив состоит в понижении уровня грунтовых вод в районе котлована.

Открытый водоотлив. При полной водонепроницаемости ограж­дений вода в котлован может поступать только через его дно. Если шпунт забит до водоупорного слоя, вода в котлован не поступает. Если же шпунт не доведен до водоупорного слоя, приток воды в котлован будет тем большим, чем больше толщина водонасы-щенного слоя окажется не перекрытой шпунтом.

Для выбора водоотливных средств необходимо знать интенсив­ность притока воды. Наиболее точно приток воды устанавливают пробной откачкой при гидрогеологических изысканиях. Для пред­варительного определения фильтрационного притока воды можно пользоваться формулой

где (2 — количество воды, поступающей в котлован, м³/с; <? — удельный фильтрационный приток воды; Кф — коэффициент фильтрации грунтов, м/с;

Я_н — напор воды, равный разности отметок уровня воды и дна котлова­на, м; Ь — периметр котлована в плане, м; к — коэффициент запаса, равный 1,2.

Удельный фильтрационный приток воды ц определяется по графикам¹ (рис. У.29). Коэффициент фильтрации для различных грунтов:

Глинистый мелкий и очень мелкий песок /Сф=2.10~⁵Ч-5.10^-5 м/с

Слабоглинистый мелкий и очень мел­ кий песок Кф=5.10~⁵-М.10~⁴ »

Слабоглинистый среднезернистый и чистый мелкий песок Кф = 1.10~⁴-М.10~³ »

Крупный песок с мелким гравием . /Сф = 1.10~³-^5.10^_3 »

Средний и крупный гравий Кф=5.10~³ч-1.10~³ »

Для более грубых подсчетов принимают, что фильтрационный приток воды на 1 м² дна котлована:

Для мелких песков 0,05—0,16 м³/ч

» среднезернистых песков 0,10—0,24 »

» крупнозернистых » .... 0,3—3 »

» трещиноватой скалы 0,14—0,25 »

По количеству воды, поступающей в котлован, подбирают на­сосы. Насосов. должно быть не менее двух (на случай поломки одного из них). Наиболее часто применяют диафрагмовые насосы с подачей 10—25 м³/ч и центробежные — 60—130 м³/ч и более. На» сосы устанавливают на бровке котлована; всасывающие трубы

¹ Графики составлены ЦГЩБ Главмостостроя.

133

8__

0,8

0,6 0,4

о

а)

5+Ь

■I

0,8

0,6

ПА

0,2 О

уу, у/,'//'., у, /,,■///,. ///////У//////У^/,-/&/.'\>'///:

Рис. У.29. Графики для определения фильтрационного притока воды в котлован:

а — при отсутствии водоупора; б — при наличии водоупора (Ь — меньшая сторона перимет­ра котлована)

Ь-{0,5Ь)

\
\
\
\\ 1	\х

0,5			0,7 0,9 0,5Ь , 0,5Ь^
	V УС |		■ 1 ]	|
	-—^^^-		Ик1 Ф К) У	ШГрВ
=? 1				11
		'//
-С:				-с;
1		*■	. <Й		>

4}

Л

0,3 $~ УВ

^ ^ «^ ^5 "^ ^ С5Р ^-

^
					«Ь-	1|

ы

',3 а

■■//уу/м-у,-/, У$УГрВ

0,5 • 0,7 0,0 _№Ъ ^0,5Ь

еч

Ф~!1

С-У-ЦУ"

"•мГ

ВоВоупор

■у//////,

При постройке мостовых опор обычно применяют установки с понижением уровня грунтовых вод до 5 м (установки ПВУ-2, ЛИУ, ЛИУ-3).

При глубинном водоотливе по периметру котлована (рис. У.ЗО, а) прокладывают коллектор из труб диаметром 100—200 мм, к которому через 0,75—1,5 м гибкими шлангами присоединяют всасывающие трубы — иглофильтры. Коллектор соединяют с од­ним или несколькими насосными установками. При откачке вокруг каждого иглофильтра создается воронка с пониженным уровнем грунтовых вод. Можно так расположить иглофильтры, что депрес-сионная кривая пройдет ниже дна котлована и вышележащий грунт будет осушен.

При глубине котлована более 5 м применяют многоярусные ус­тановки (рис. У.ЗО, б).

Коллектор с присоединенными к нему иглофильтрами показан на рис. У.31. Иглофильтр представляет собой стальную трубу диа­метром 38—50 мм, собранную из отдельных, звеньев. Нижнее зве­но на конце снабжено специальным фильтрующим устройством'. Фильтр (рис. У.32) состоит из двух труб. Наружная труба, имею­щая в стенке равномерно расположенные отверстия, обмотана спи­ральной проволокой с шагом около 100 мм, поверх которой натя­нута фильтрационная сетка галунного плетения из латунной или оцинкованной стальной проволоки. В последнее время с успехом применяют фильтрационную ткань из капрона. Спиральная обмот­ка служит для отделения сетки от поверхности трубы и предохра-

опускают в водоприемники — неглубокие колодцы, вырытые в по­ниженных местах дна котлована (обычно в его углах). Глубина всасывания для большинства насосов составляет 6—7 м. Если кот-> лован имеет большую глубину, то насосы располагают внутри кот­лована.

Мощность водоотливных средств необходимо согласовывать с видом грунта в основании. В мелкозернистых грунтах при интен­сивном водоотливе возможно вымывание частиц грунта и сниже­ние несущей способности основания. Кроме этого, нарушение структуры грунтов вследствие вымывания его скелета — механи­ческой суффозии может распространиться за пределы котлована и вызвать осадки близко расположенных зданий и сооружений.

Глубинный водоотлив. Глубинный водоотлив применяют в мел­козернистых пылеватых и илистых грунтах с коэффициентом фильтрации от 2,3-Ю^-5—3,5-Ю^-5 до 4,5-10~⁴ м/с. Сущность спосо­ба заключается в откачке грунтовой воды специальными трубами, снабженными фильтрами, не пропускающими мельчайшие части­цы грунта. Это обеспечивает осушение грунтов в районе котлована без нарушения их структуры. Для глубинного водопонижения су­ществуют различные установки, с помощью которых можно осу­шить грунт на глубину более 25 м.

134

Рис. У.ЗО. Схемы глубинного водоотлива:

/ — насосная станция; 2 — гибкие шланги; 3 —• коллектор; 4 — иглофильтры; 5 — пониженный уровень грунтовых вод

135

137

Рис. У.31.

рами

Коллектор с иглофильт-

Рис. У.32. Конструкция фильтра: 1 — фильтрационная сетка; 2 — спираль; 3 — наружная труба; 4 — внутренняя тру­ба; 5 — шаровой клапан; 6 — коронка

нения фильтра от засорения. Внутренняя труба имеет в стенке не­большое число отверстий (до 6). Фильтр оканчивается наконечни­ком, в котором размещен шаровой клапан.

При погружении иглофильтра в грунт вода от насоса отжимает шаровой клапан вниз и, выходя через наконечник, размывает грунт, обеспечивая погружение иглофильтра под собственным ве­сом.

Вода, поступая в небольшом количестве через отверстия во внутренней трубе в межтрубное пространство, выходит наружу и промывает фильтрационную сетку.

Для откачки грунтовой воды специальными вакуум-насосами в иглофильтре создается разрежение. При этом шаровой клапан закрывает нижнее отверстие и вода начинает поступать в трубу только через фильтрационную сетку, переместив в нижнее положе­ние межтрубный кольцевой клапан. После заполнения водой всей водоотводящей сети включаются центробежные насосы, которые и откачивают воду.

Производительность легких иглофильтровых установок состав* ляет от 60 до 280 м³ воды в час при мощности электромоторов от 10 до 55 кВт.

Приближенный расчет водопонизительной установки состоит в следующем.

136

Расположение иглофильтров по прямоугольному очертанию котлована (рис. У.ЗЗ) заменяют расположением по окружности радиуса

_'-/-?-

Каждый иглофильтр понижает воду с площади радиуса К, оп­ределяемого пробными откачками. Для приближенных расчетов величину К (в м) можно определить по формуле И. П. Кусакина

/?= 5758₀УЩ^

Здесь а, Ь — размеры прямоугольного размещения иглофильтров;

5₀ — требуемая глубина понижения уровня грунтовых вод, м;

Н — мощность водоносного слоя, м;

Кф — коэффициент фильтрации, м/с: Общий радиус действия всех иглофильтров можно принять

и далее вести расчет как для совершенного колодца радиусом К_т. Тогда потребная производительность насосной установки

/од/ 9^9

0=з»ф-~ ~~ при 5₀=Л_К+Д5₀,

где /г_к — глубина котлована, считая от уровня воды, м;

Д5₀ — толщина осушенного грунта ниже дна котлована, принимаемая равной 0,5—1 м.

При интенсивной откачке скорость поступления воды к игло­фильтрам может оказаться предельной, т. е. такой, при которой возможен размыв грунта. Исходя из этого предельная подача каж­дого иглофильтра

д_п$ = -гг- ^яйо С — ⁵о) Укф-

где й_й — диаметр иглофильтра, м.

Г

I Кг _1 $2 ^

Т7777777777.

V

X

I' 1

л*/-'

Ъ$77

Рис. У.ЗЗ. Схема к расчету глубинного водоотлива:

/ — уровень грунтовых вод; 2 — то же, при водоотливе; 3 — водоупор

Число иглофильтров п должно быть таким, чтобы

п

В грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2,3-Ю^-5 м/с ис­кусственное понижение уровня грунтовых вод малоэффективно,. а в глинах, суглинках, супесях и плывунах оно неосуществимо. В этих условиях прибегают к электроосушению грунта. При элек­троосушении между иглофильтрами и бровкой котлована погру­жают в грунт на глубину иглофильтров металлические стержни или трубы диаметром 30—38 мм; стержни по отношению к игло­фильтрам располагают в шахматном порядке. Верхние концы стержней объединяют электрическим проводом, подключенным к положительному полюсу источника постоянного тока, а игло­фильтры присоединяют к отрицательному. При пропуске постоян­ного электрического тока напряжением 30—60 В в грунте между стержнями и иглофильтрами создается электрическое поле и свя­занная вода, переходя в свободную, перемещается от стержней-анодов к иглофильтрам-катодам, откуда ее откачивают насосами. Постепенно грунт, окруженный стержнями, осушается и одновре­менно в значительной степени уплотняется.

Затрата электроэнергии для электроосушения составляет от 2 до 40 кВт-ч на 1 м³ осушаемого грунта.

У.8. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОТЛОВАНОВ

Земляные работы нужно максимально механизировать. Из меха­низмов используют пневматический инструмент, различные земле­ройные машины, а также средства гидромеханизации. В сухих котлованах разработка рыхлых грунтов может быть произведена бульдозерами, плотных — пневматическими лопатами-ломами, а -полускальных и скальных пород — отбойными молотками. Грунт из котлована выдают транспортерами (рис. У.34, а) или бадьями с помощью стационарных или передвижных кранов.

Из землеройных машин для рытья котлованов применяют глав­ным образом одноковшовые экскаваторы (прямую и обратную ло­паты) и драглайн.

Экскаватор с прямой лопатой (рис. У.34, б) работает на дне котлована (на уровне низа забоя), и, следовательно, применение его возможно только в сухих котлованах без распорных креплений. Давление на грунт от веса гусеничных экскаваторов составляет около 0,6 кгс/см², и при грунтах, не выдерживающих этого давле­ния, необходимо укладывать под экскаватор настил из пластин, брусьев и пр. Для вывода экскаватора из котлована необходимо устройство пологого съезда. Прямая лопата выдает грунт на бров­ку котлована, откуда его отвозят вагонетками или другими транс­портными средствами в отвал. При разработке широких и глубо-

138

Рис. У.34. Схемы разработки котлованов

ких котлованов грунт транспортируют автомобилями-самосвала­ми, заезжающими в котлован под погрузку. Экскаватор с обрат­ной лопатой (рис. У.34, в) в рабочем положении расположен на бровке котлована и может разрабатывать грунт без откачки воды и при наличии распорного крепления. Прямую и обратную лопаты можно с успехом применять для разработки не только рыхлых, но и плотных грунтов, а также грунтов с твердыми включениями.

Драглайны (рис. У.34, г), так же как и обратную лопату, рас­полагают на бровке котлована. Гибкие (тросовые) грузовые связи затрудняют применение драглайна для разработки котлованов со шпунтовым распорным ограждением.

При постройке фундаментов мостовых опор наиболее часто при­меняют экскаваторы с емкостью ковша 0,25—0,5 м³; в зависимо­сти от плотности грунтов производительность их в плотном теле составляет от 20 до 40 м³/ч.

Для разработки глубоких котлованов применяют грейферы (рис. У.34, д). Грейфер представляет собой навесное оборудова­ние. Он может быть присоединен к любому виду кранов грузоподъ­емностью не менее 6 т — к экскаватору, самоходному или стацио­нарному крану и т. д. Обычно шрименяют грейферы двух- и четы-рехчелюстные емкостью от 0,5 до 1 м³. В раскрытом состоянии размер их в илане составляет 2—2,6 м, что нужно учитывать при назначении расстояний между элементами креплений котлована. Грейферы пригодны для разработки любых сыпучих и связных грунтов, кроме разжиженных, которые, вытекая из грейфера, рез­ко снижают его производительность.

Из средств гидромеханизации для разработки котлованов при­меняют гидроэлеваторы и эрлифты.

139

Гидроэлеватором успешно разрабатывают пески с любой круп­ностью зерен, гравийные и галечниковые грунты, а также супеси. Суглинки и глины необходимо предварительно разрыхлять или размывать струей воды (гидромонитором). Гидроэлеватор с цен­тральной насадкой показан на рис. У35, а. Насосом высокого дав­ления вода подается по трубопроводам к насадке. Выходя из на­садки с большой скоростью, она создает разрежение в смеситель­ной камере. К смесительной камере подходит всасывающая труба, которая засасывает пульпу (смесь грунта и воды). Пульпа прохо­дит через диффузор и по пульповодным трубам транспортируется в отвал.

Большей производительностью обладает гидроэлеватор с коль­цевой насадкой (рис. У.35, б). Здесь напорная вода подается в кольцевую камеру, из которой, пройдя через кольцевую щель (насадку), поступает в смесительную камеру и, засасывая пульпу, увлекает ее в пульповоды. Ширину кольцевой щели можно менять, ввинчивая всасывающую трубу и тем самым приспосабливая гид­роэлеватор к разработке различных грунтов.

Рис. У.35. Гидроэлеваторы:

/ — диффузор; 2 — смесительная камера; 3 — всасывающая труба; 4 — напорная труба- 5 — насадка; 6 — выход пульпы; 7 — водонапорные трубы; 8 —кольцевая камера; 5 —смеситель­ная камера; 10 — кольцевая щель; Л — всасывающая камера; 12 ~ всасывающая труба

140

Рис. У.36. Схема разработки котлована гидроэлеватором:

/ — гидроэлеватор; 2 — пульповод; 3 — водонапорные трубы; 4 — насос

9

Общая схема гидроэлеваторной установки для разработки не­связных грунтов приведена на рис. У.36. Перестановка гидроэле­ватора по площади котлована производится любым грузоподъем­ным приспособлением (масса гидроэлеватора около 100 кг). Если фильтрационный приток воды в котлован недостаточен для 'Образо­вания пульпы, то воду подкачивают из реки, искусственно затоп­ляя котлован.

Связные грунты (глина, суглинок) требуют предварительного размыва. Для этого применяют гидромониторы, которые размы­вают грунт и транспортируют его к приямку гидроэлеватора.

Производительность по грунту гидроэлеватора с центральной насадкой составляет 6—12 м³/ч, с кольцевой насадкой — до 20 м³/ч. Гидроэлеваторы работают от центробежных насосов с напором от 8 до 12,5 кгс/см² производительностью 70—150 м³/ч; расход элек­троэнергии— около 50 кВт. Применение гидроэлеваторов целесо­образно для разработки котлованов объемом свыше 600 м³, глу­биной 8—10 м.

Эрлифты применяют при несвязных, преимущественно мелко­зернистых грунтах с искусственным разрыхлением их. Эрлифт представляет собой перфорированную трубу (рис. У.37, а), в кото­рую через кольцевую камеру подается сжатый воздух. Площадь отверстий должна быть в 1,5 раза больше площади сечения воз­духопровода. К верхнему концу трубы присоединен пульповод, к нижнему —всасывающая труба. При погружении камеры смеше­ния эрлифта в разжиженный грунт масса пульпы, смешиваясь с воздухом, уменьшается я пульпа под давлением наружной воды всплывает вверх и отводится по пульповодам за пределы котлова­на (рис. У.37, б). Для работы эрлифта котлован должен быть за­топлен водой на глубину не менее 3 м. Чем глубже погружена в воду смесительная камера, тем больше производительность эр­лифта. Так, при погружении на 3 м производительность по грунту

141

составляет 2,65 м³/ч, при погружении на 6 м—3,6 м³/ч. Для подачи^ сжатого воздуха служит компрессор, обеспечивающий расход воз­духа на 1 м³ пульпы от 0,5 до 4,5 м³ (содержание грунта в пульпе составляет 8—10%).

Вблизи проектной отметки дна котлована разрабатывать грунт на глубину 0,3—0,5 м нужно вручную, не допуская нарушения прочности верхних слоев основания.

Кроме естественного разуплотнения грунтов, вследствие умень­шения на этом уровне бытового давления прочность верхних слоев может быть нарушена интенсивным водоотливом, увлажнением грунтовыми и дождевыми водами, сотрясениями и ударами от ра­боты землеройных машин и т. д. В этом отношении особенно не­благоприятны глинистые и мелкозернистые песчаные грунты. На­рушение прочности верхних слоев основания впоследствии могут вызвать осадки и крены фундамента. Для осушения дна котлована по его периметру прорывают неглубокие кюветы с уклоном в 1% к водоприемникам. Дно котлована планируют по уровню, очища­ют от строительного мусора, засыпают щебнем отдельные ямы и углубления.

При скальном основании нужно расчистить породу до прочных, невыветренных слоев, удалить щебень, отдельные камни и прочее,

Рис. У.37. Конструкция эрлифта и схема его установки в котловане:

/ — выход пульпы; 2 — подача воздуха; 3 — кольцевая камера; 4 — камера смешения; 5 —

всасывание пульпы; 6 — эрлифт; 7 — пульповоды; 5 — воздуховодные трубы; 9 — компрессор

142

а перед кладкой фундамента промыть поверхность скалы напорной

водой.

На дне котлована нередко появляются ключи, которые значи­тельно затрудняют подготовку основания и кладку фундамента. Ключи окружают бездонными ящиками и устанавливают стальные трубы диаметром 5—10 см, улавливающие ключевую воду; про­странство между ящиком и трубой бетонируют. После затверде­ния бетона трубу заполняют цементным раствором или жидким стеклом. Если напор воды настолько велик, что заглушить ключ не удается, или если рядом появляются новые ключи, воду нужно отвести трубами за пределы котлована.

Нельзя оставлять котлован долгое время открытым. Как толь­ко котлован вырыт до проектной отметки и дно его защищено, он должен быть освидетельствован и принят по акту комиссией.

\.9. КЛАДКА ФУНДАМЕНТОВ

При работах с водоотливом до кладки тела фундамента на дно котлована (после его освидетельствования и приемки) укладыва­ют слой подготовки из щебня, гравия или крупнозернистого песка. Назначение подготовки — укрепить верхний слой основания, что особенно важно при глинистых, легко размокаемых грунтах, а так­же предотвратить вытекание цементного раствора из нижнего слоя бетона фундамента. Подготовку укладывают ровным слоем толщиной 10—15 см и тщательно уплотняют (трамбуют); при этом отметка верха подготовки должна быть на уровне проектной от­метки подошвы фундамента, что необходимо учитывать при рытье

.котлована.

После укладки подготовки устанавливают опалубку. Опалуб­кой нижнего уступа фундамента могут быть деревянные огражде­ния стен котлована; если ограждение сделано из металлического шпунта, то, для того чтобы можно было извлечь его после построй­ки опоры, опалубку устанавливают и для нижнего уступа. Опалуб­ку применяют простейшей конструкции из дощатых щитов. По ме­ре возведения кладки распорки креплений котлована постепенно удаляют, заменяя их коротышами, которые упирают в забетониро­ванную часть фундамента. Бетонную смесь подают в бадьях кра­ном, а при глубине до 2 м — по наклонным деревянным лоткам.

Свежая кладка легко размывается водой, поступающей в кот­лован. Поэтому в процессе бетонирования фундамента воду про­должают откачивать, не допуская заливания бетона до приобре­тения им прочности не менее 25 кгс/см².

После возведения фундамента пазухи между его телом и сте­нами котлована тщательно заполняют грунтом или камнем.

Если фундамент возводится без откачки воды из котлована, сначала укладывают слой бетона подводным способом; после за­твердения этого слоя воду откачивают и последующие работы ве­дут насухо.

143

Бетонная подушка, уложен* ная под водой, должна быть водонепроницаема и обладать достаточным сопротивлением напору воды.

В котлованах со значитель­ной площадью можно пренеб­речь силами сцепления между бетоном и ограждением стен котлована, и тогда минималь­ная толщина подводной поду­шки

Рис. У.38. Схема подводного бетони­рования:

1 — ограждение котлована; 2 — бетонолит­ные трубы; 3—. приемный бункер; 4 — бадья с бетонной смесью; 5 — подводный бетон

где Н_в — гидростатический напор во­ды в котловане, тс/м²; \>п — объемный вес бетона, рав­ный 2,2 тс/м³.

По условиям производства работ толщина Л_п должна быть не менее 1 м.

Под водой бетонную смесь укладывают с соблюдением ряда технологических требований, обеспечивающих надлежащее каче­ство кладки. Трудность подводного бетонирования заключается в том, что при непосредственном контакте с водой из бетонной смеси вымывается цементный раствор и прочность бетона резко снижается; вымывание раствора значительно увеличивается при укладке бетонной смеси в проточную воду.

Для подводного бетонирования существует несколько приемов. Наиболее распространено бетонирование с помощью вертикально перемещающихся труб (ВПТ), выполняемое следующим образом (рис. У.38). На предварительно выровненное дно котлована опус­кают бетонолитные стальные трубы с толщиной стенок 3—5 мм. Трубы собирают из отдельных звеньев длиной по 1,5—2 м; соеди­нение звеньев фланцевое с водонепроницаемыми прокладками. В зависимости от интенсивности бетонирования применяют трубы диаметром от 200 до 300 мм (наиболее часто 250—300 мм). Вверху к трубам присоединяют приемные бункера для бетонной смеси. Со­бранные трубы подвешивают к грузоподъемным приспособлениям, обеспечивающим свободное перемещение их по вертикали. Перед укладкой первой порции бетонной смеси трубы закрывают проб­ками из мешковины, пакли, мешка с опилками и т. д. Пробки дол­жны плотно закрывать отверстия труб и в то же время свободно проходить через них, вытесняя воду. Пробки удерживают прово­локой или пеньковым канатом.

144

После заполнения бункера бетонной смесью проволоку переру­бают и пробка вместе со смесью опускается вниз. В этот момент бетонолитную трубу приподнимают на 20—30 см, позволяя пробке выйти наружу, и затем быстро осаживают вниз, погружая ее в смесь, вышедшую из трубы. В результате этой операции труба оказывается свободной от воды, и следующие порции бетонной смеси не будут смочены водой. Вместе с тем бетонная смесь, выхо­дя из трубы, будет защищена от воды ранее уложенным слоем. По мере бетонирования трубу поднимают, оставляя нижний конец ее погруженным в бетонную смесь.

Бетонная смесь для подводного бетонирования должна быть пластичной с осадкой конуса 16—20 см; марку подводного бетона назначают на 10% выше, чем при обычном бетонировании. Под­водное бетонирование ведут непрерывно и возможно быстрее, обе­спечивая укладку в час не менее 0,3 м³ бетона на 1 м² площади ко­тлована.

Радиус действия бетонолитной трубы (в м) находят по формуле

г < 6к/,

где к — показатель сохранения подвижности смеси, ч; / — интенсивность бетонирования, м³/м²-ч.

Показатель сохранения подвижности смеси — время в течение которого осадка конуса не снижается более чем на 15 см. Он оп­ределяется опытным путем в бетонной лаборатории строительства. Для предварительных расчетов можно принимать г=4-=-6 м.

Заглубление I труб в бетонную смесь определяют из выраже-' ния

и при глубине бетонирования до 10 м оно должно составлять не менее 0,6 м. Количество бетонолитных труб назначают в зависи­мости от радиуса их действия и так, чтобы участки, охватываемые каждой трубой, перекрывали друг друга.

Подводное бетонирование ведут непрерывно, не допуская пере­рывов, превышающих время начала схватывания смеси под водой (1,5—2 ч). При более продолжительных перерывах возобновление бетонирования допускается после приобретения бетоном прочности 20—25 кгс/см² и удаления слабого слоя ранее уложенного бетона. После приобретения бетоном прочности не менее 50% проектной приступают к откачке воды. Верхний слой подводного бетона на глубину 10—15 см бывает слабым и его, откачав воду, удаляют.

Другим способом подводного бетонирования является способ «восходящего раствора», разработанный в СССР. По этому спо­собу котлован после установки вертикальных труб заполняют крупным заполнителем — бутовым камнем, щебнем и гравием. За­тем по трубам, соблюдая технологию, аналогичную ВПТ, подают цементно-песчаный раствор, который вытесняет воду и заполняет пустоты. После твердения раствора получается достаточно прочная и монолитная кладка.

145

а)

$3^3

УЛО. УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ МЕТОДОМ «СТЕНА В ГРУНТЕ»

«Стеной в грунте» называют особый способ возведения подзем­ных сооружений, заключающийся в устройстве под глинистым) раствором траншеи заполняемой затем бетонной смесью методом ВПТ или сборными железобетонными плитами. Созданная таким образо'м стена (рис. У.39) может служить фундаментом протя-. женного сооружения, например опоры путепровода, ограждающей стеной подвального помещения или подземного гаража и т. д.; а также может быть использована для крепления котлована с по­следующим включением ее в состав фундамента. Устройство «сте­ны в грунте» наиболее целесообразно в водонасыщаемых грунтах при высоком уровне грунтовых вод и заглублении стены в водо-¹ упорный слой, а также при необходимости возведения подземных зданий и сооружений, заглубленных на глубину более 6—10 м, когда устройство котлованов с интенсивным водоотливом трудно осуществимо или экономически нецелесообразно. Существенное достоинство этого способа — возможность сооружения стен вбли­зи существующих зданий без опасения их деформаций.

«Стена в грунте» может быть образована секущими буровыми сваями (рис. У.40,а), отдельными отрезками, возводимыми «через одну» (рис. У.40, б), непрерывным устройством траншеи и уклад­кой бетонной смеси и другими способами. Выбор способа устрой­ства зависит главным образом от гидрогеологических условий стро­ительной площадки и интенсивности застройки прилегающей тер­ритории. Определяющим фактором при этом служит опасность об­рушения стен траншеи. Так, при неустойчивых плывунных грунтах разработка длинных траншей, особенно вблизи существующих зда­ний, опасна. В этих случаях целесообразно применение секущих буровых свай. В устойчивых грунтах возможно или секционное,

В) II
1		1
-

%\ >■■/.-■

Ъ&У*

а)

	■■
/
■-■г' 'А

^'л/.хчч^хЗ^х;. V

№к<^Х-х^Чх^^^^^^>л<^<>^;>.хчч:

Рис V 40. Схемы устройства «стены в грунте»

о «,„»*«.■ Я —глинистый раствор; 4— первая траншея; о — соеди-„нТе^^нш^ 1 б^ннаТсме'сь; ^"а^ный ■ каркас; В - ограничитель

или непрерывное возведение. Секционное возведение участками (захватками) длиной от 3 до 6 м получило наибольшее применение в городских условиях. При этом:

если ЦН<2, величина Ь<22;

если ЦН^2, величина />Я (4^45 —Ф/^),

где И — глубина траншеи; м; /, — длина участка, м;

/ _ расстояние траншеи от существующего здания, м; ф _ у_Гол внутреннего трения грунта.

^^Е1ЦГ^\г1Ш~Ш2\\о^^^{-/:1Ш^Ш1^^-Ш^^шф

Рис. У.39. Схемы использования «стены в грунте»:

о. — фундамент опоры эстакады; б — подземный гараж; в — ограждение котлована; / —< «стена в грунте»; 2 — водонасыщенный грунт; 3 — водоупор

146

Рис V И. Последовательность секционного возведения «стены в грунте»: /-разработка первой скважины траншеи; II-то же, второй; III-разработка перемычки траншеи; IV - бетонирование траншеи; V-разработка соединительной траншеи;

147

Для удержания траншей от обрушения используют глинистые растворы. К траншейным глинистым растворам предъявляют бо­лее жесткие требования, чем к растворам, применяемым при бу­рении скважин, линейные размеры которых в плане невелики. Со­гласно действующим инструкциям, удельный вес раствора, приго­товленного из бентонитовых (монтморилонитовых) глин, должен быть в пределах 1,05—1,15 гс/см³, а при использовании других ви­дов глин—1,1—1,3 гс/см³. При необходимости местные глины мо­гут быть улучшены добавлением к ним бетонита или некоторых химических реактивов (едкий натр, кальцинированная сода, жид­кое стекло и др.).

Траншеи разрабатывают специальными землеройными маши­нами. Чаще применяют плоские грейферы с жестким или тросовым (гибким) присоединением к стреле экскаватора. Грейферы имеют большое раскрытие челюстей (3—5 м), позволяющее разрабаты­вать грунт длинными участками. Ширина траншей, определяемая размером грейфера, составляет 0,4—1,1 м. Более широкие траншеи разрабатывают последовательным бурением скважин.

На рис. У.41 показана последовательность секционного устрой­ства «стены в грунте». Секция траншеи начинается с разработки торцовых участков с последующим удалением средней перемычки. Широкозахватные грейферы .могут разрабатывать траншеи на полную длину участка. Далее по торцам секции устанавливают ог­раничители из стальных труб и арматурные сетки и методом ВПТ укладывают бетонную смесь. Затем переходят к секции «через одну», а после ее устройства — к промежуточной секции.

Секционные траншеи можно заполнять сборными железобетон­ными плитами. В этом случае неизбежные зазоры между плитами и стенами траншей заполнят цементно-песчаным или цементно-глинистым раствором.

Стены из буровых секущих скважин образуют с помощью на­правляющих труб, имеющих с одной стороны вогнутое очертание (рис. У.42). Трубы, устанавливаемые в последовательно пробурен­ные скважины, служат для направления рабочего органа буровой машины. После разработки секции армируют каркасами, скважи­ны и траншею заполняют бетонной смесью, одновременно извлекая трубы.

После возведения «стены в грунте» по всему периметру соору­жения (массивного фундамента опоры моста, заглубленного зда­ния и пр.) удаляют грунт из внутреннего пространства и возводят внутренние конструкции. Прочность и устойчивость «стен в грун­те» при удалении грунта должна быть обеспечена распорным креп­лением, анкерами и другими способами.

Рис. У.42. Схемы устройства «стены в грунте» секущими трубами (план)

148