Щитовая проходка
Для разработки протяжных сооружений открытым способом используют также щит открытого профиля (рис. 8). Щит собирают в предварительно открытом котловане шириной 11 м и длиной 20 м, в котором устанавливают упорную стенку для начального передвижения щита. Грунт разрабатывают ковшовым стругом, расположенным на щите, или экскаватором, расположенным на специальной технологической платформе (драглайн или обратная лопата). Одновременно с разработкой грунта монтируют обделку.
Железобетонные секции тоннеля монтируют козловым краном. Щитовой способ исключает необходимость крепления стен котлована. Его можно использовать только в сочетании с обделкой цельными секциями. Способ характеризуется высокой степенью механизации.
Рис. 8. Производство работ щитом открытого профиля
Обделку ведут захватками, равными ходу штоков щитовых домкратов: 0.75 1 м. После монтажа обделки производят обратную засыпку котлована.
Закрытый способ разработки
Закрытый способ включает в себя следующие методы:
1) «стена в грунте»;
2) опускной колодец;
3) прокол (вибропрокол);
4) продавливание;
5) горизонтальное бурение;
6) щитовую проходку.
Метод «стена в грунте»
Сущность метода «стена в грунте» заключается в том, что стены заглублённого сооружения возводят в узких и глубоких траншеях, вертикальные стенки (борта) которых удерживаются от обрушения при помощи глинистой суспензии, создающей гидростатическое давление на грунт и выполняющей таким образом роль крепления траншеи. После устройства в грунте траншеи необходимых размеров её заполняют монолитным железобетоном, сборными железобетонными элементами или грунтовым материалом. После окончания устройства «стены в грунте» по периметру сооружения или котлована производят разработку грунта и транспортировку обычным способом.
Применение метода ограничено:
1) при наличии грунтов с пустотами;
2) при наличии насыпных грунтов;
3) при наличии включений обломков строительных конструкций и других препятствий.
Преимущества перед другими методами:
1) позволяет совмещать работы по возведению фундаментов и стен подвала;
2) используется в любых гидрогеологических условиях;
3) позволяет отказаться от забивки шпунта, различного рода креплений, водопонижения и замораживания;
4) даёт снижение расхода на прогрев бетона.
По назначению сооружения делятся на следующие виды:
1) ограждающие или несущие конструкции (фундаменты, стены подвалов и т.д.). Глубина и ширина в зависимости от применяемых механизмов: Н 30 м, В = 0.2 1.2 м. Материал: монолитный, сборный, сборно-монолитный бетон или железобетон;
2) противофильтрационные стены (завесы): Н = 40 50 м, возможно до 60 м, В = 0.5 3 м. Величина заглубления в водоупор: 0.5 1 м – в скальных грунтах, 1.5 2 м – в суглинках и глинах. Материал: глина, глинобетон и другие противофильтрационные материалы.
По применяемой технологии существует две разновидности:
1) траншейная;
2) свайная.
Траншейный способ устройства «стены в грунте» производится по двум схемам:
1) стена образуется из отдельных захваток, разрабатываемых и бетонируемых через одну с последующей разработкой и бетонированием промежуточных (в малоустойчивых грунтах);
2) стена сооружается непрерывной разработкой траншеи и последующим бетонированием сплошной стены по захваткам.
Применяемые механизмы для разработки грунта следующие.
Для рытья неглубоких (до 12 м) траншей шириной 0.5 1 м применяют штанговый экскаватор гидравлического или канатного управления. Для разработки на большую глубину используют гидравлические грейферы.
Бурофрезерные машины непрерывного действия СВД–500Р и гидромеханизированный траншеекопатель (ГМТ) применяют для траншей глубиной до 20 м (разрабатывают на всю глубину).
Перед разработкой по верху траншеи устраивают сборный или монолитный воротник (рис. 9) различной конструкции для направления разработки, разметки, крепления арматурных каркасов и т. д.
Для разработки траншей применяют «мокрый» способ с использованием глинистого раствора.
Для приготовления глинистых растворов применяют бентонитовые глины (или местные, содержащие 30 50 % глинистых частиц). Плотность глинистого раствора устанавливается по расчёту для обеспечения устойчивости стенок траншей и составляет 1.1 1.3 т/м3. Устойчивость стенок может быть повышена за счёт увеличения плотности раствора или уменьшения длины захватки.
Рис. 9. Схема устройства воротника
Для перекачки глинистых растворов используют комплект оборудования из трубопроводов, насосов, резервуаров для хранения и приготовления растворов.
«Сухой» способ без применения глинистого раствора используется в маловлажных пылевато-глинистых грунтах, обладающих достаточным сцеплением и Н 7 м. Расстояние от существующих зданий определяется по расчёту, но должно быть не менее 2 м.