7.8. Технология устройства заглубленных сооружений способом «стена в грунте»

При этом способе стены подземной части водозабора или заглублен­ной насосной станции возводят в траншеях, повторяющих контур стен со­оружения и заполненных глинистой суспензией, которая обеспечивает ус­тойчивость их стенок от обрушения на время разработки траншей и после­дующего возведения в них конструкций стены. Для разработки траншей ис­пользуют в основном грейферы. Схема устройства прямолинейных стен в грунте приведена на рис. 7.27, а, б. Для устройства круглых и прямолинейных замкнутых в пла­не траншей применяют траншеекопатели, процесс работы которых состоит из следующих операций: установки траншеекопателя на геометрическую ось отрываемой траншеи, забуривания рабочего органа машины на полную глубину траншеи, рытья траншеи на длину захватки. Разработку траншей в устойчивых скальных грунтах ведут без применения глинистой суспензии.

Технология возведения монолитных стен в траншее. Перед запол­нением траншеи бетонной смесью проверяют глубину траншеи и очищают ее дно. Процесс возведения монолитных стен в траншее включает в себя операции по установке арматуры, укладке бетона, его уплотнению и уходу во время твердения. Железобетонные и бетонные монолитные стены в грун­те бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) по за­хваткам длиной 3 - 6 м из условий обеспечения устойчивости траншеи и принятой интенсивности бетонирования аналогично укладке бетона таким же методом под водой.

Монтаж сборных железобетонных стен в грунте. Для установки в траншею применяют панели высотой 10 - 15 м и массой до 20 т с устройст­вом вертикальных стыков. Панель в траншею, обрамленную воротником, опускают краном, расположенным за пределами призмы обрушения. Перед началом монтажа на горизонтальных плитах воротника траншеи намечают оси панелей. Первую панель устанавливают с тщательной выверкой ее, а вторую и последующие - с помощью специальных монтажных приспособ­лений, в том числе направляющих кондукторов по типу применяемых в ме­таллических шпунтах. Заделка стыков между элементами сборных стен, ус­траиваемых способом «стена в грунте», имеет свои особенности. Стыки замоноличивают сверху вниз по мере их обнажения при разработке грунта внутри сооружения.

Рис. 7.27 – Схемы расположения оборудования (а) и производства работ при устройстве стен сооружения способом «стена в грунте» (б)

1 - забетонированный участок стены, 2 – кран грузоподъемностью 7 ... 10 т, 3 - грязевый насос, 4 - емкость для глинистого раствора (суспензии), 5 - смесители БС-2 для приготовления глинистых растворов, 6 - центробежный насос, 7 - бадьи, 8 - установка для заполнения траншеи бетоном, 9 - ограждающий шаблон, 10 - растворопровод, 11 - ситогидроциклонная установка, 12 - воздуховодный шланг, 13 - компрессоры, 14 - гусеничный кран проходческого агрегата СВД-500, 15 - пульпоотводящий шланг, 16 - трос, 17 - направляющий шаблон, 18 - рама, 19 - лебедка подъема стрелы, 20 - грузовая лебедка, 21 - электробур, 22 - породоразрушающий инструмент, 23 - глинистая суспензия

Заделывают стыки методом пневмонабрызга, шприцбетонирования или торкретирования. После полного удаления грунта и замоноличивания стыков на всю высоту устраивают бетонную подготовку, гидроизоляцию и днище заглубленного сооружения.

Гидроструйной технология возведения монолитных стен в грунте. В основу гидроструйной технологии положен принцип гидромеханизированной разработки грунта за счет энергии высоконапорной водяной струи, которая вызывает разрушение его структуры. При этом создаваемая полость путем инъекции заполняется цементной суспензией, благодаря чему можно улучшать геотехнические свойства грунтов в самых разнообразных условиях. Данная технология является альтернативной для траншейных и свайных стен (несущих и противофильтрационных) и буроинъекционных свай.

Основными операциями струйной технологии являются:

 бурение скважины малого диаметра на проектную глубину;

 погружение в скважину штанги со струйным монитором, оснащенным снизу соплом по бокам и в торце для выхода разрезающей грунт водяной струи и закачиваемой в полость инъекционной смеси, сверху с подсоединенными трубопроводами для подведения указанной смеси и воздуха;

 обратное медленное извлечение буровой штанги с монитором при ее вращении и закачка инъекционной смеси.

Основная схема выполнения работ согласно струйной технологии с оснащением необходимым оборудованием представлена на рис. 8.30.

По назначению струйная инъекция может быть нацелена на упрочнение и создание водонепроницаемости грунта, но зачастую и на сочетание этих достигаемых свойств.

Помимо упрочнения грунтов, которые практически бывают непроницаемы при инъекции традиционными методами, струйная технология при геореконструкциях может применяться для создания несущих конструкций и выравнивании кренов практически в любых инженерно-геологических условиях. При этом формы в плане закрепляемых опор в грунте могут быть любыми: отдельные опоры, свайные ряды, параллельные полосы разной толщины, стеновые элементы, ячеистые структуры (рис. 8.34) и др.

При помощи струйной технологии можно создавать различные противофильтрационные элементы в грунте: в виде пересекающихся столбов закрепленного грунта, тонкие диафрагмы и горизонтальные закрепленные водонепроницаемые слои при создании днищ ванн в сильнофильтрующих грунтах в случае отсутствия естественного водоупора, санация зазоров в свайных стенах или в замках шпунтовых перемычек и др.

Рисунок 8.30 – Схема производства работ по струйной технологии

1 - цемент; 2 - бентонит; 3 - вода; 4 - смеситель; 5 - активирующий смеситель; 6 - гидронасос высокого давления; 7 - буровой станок

Рисунок 8.34 – Ячеистые структуры:

а - при усилении оснований; б - в качестве ограждающих стен

Выполнение противофильтрационной диафрагмы (ПФД) включает две основные операции: бурение направляющих скважин и прорезание водяной струей щели в грунте с одновременным выносом пульпы на поверхность и заполнением полости закрепляющим материалом. Диаметр направляющих скважин, которые бурятся или размываются погружаемым монитором, обычно составляет 150200 мм. Работы по сооружению ПФД ведут отдельными секциями между направляющими скважинами по сквозной или тупиковой схемам (рисунок 8.35).

Рисунок 8.35 – Схемы устройства противофильтрационных диафрагм при помощи струйной технологии:

а - сквозная схема, б - тупиковая схема; 1 - подача воды, 2 - подача воздуха, 3 - выход пульпы, 4 - готовые стены