Реферат: Переработка грунта для возведения подземной части зданий
Если глубина выемки 3-4 м, свайное крепление может работать консольно, воспринимая боковое давление за счет заглубления свай в грунт на глубину 3-5 м.
При большей глубине выемки требуется дополнительное крепление свай. Оно может быть выполнено с помощью распорок-расстрелов, упираемых в продольные пояса-обвязки, устанавливаемые на сваях на расстоянии не менее 0,5 м от их верха. Расстрелы устанавливают через 4-6 м вдоль оси котлована.
В глубоких котлованах (более 10 м) расстрелы могут устанавливаться в несколько ярусов. Расстрелы изготовляют из металла составного профиля (двух швеллеров, четырех уголков) или труб диаметром 30-40 см. Конструкция расстрела может быть раздвижная, телескопическая.
Расстрелы обеспечивают достаточную жесткость и могут быть использованы многократно. Однако такой тип крепления имеет ряд недостатков. Во-первых, расстрелы располагаются в пределах контура подземной части сооружения, что значительно затрудняет ее монтаж. Во-вторых, при увеличении ширины котлована до 15- 20 м масса расстрелов достигает 2-3 т, что требует значительного времени и средств на их установку и закрепление.
В последнее время для воспринятия опрокидывающих моментов, возникающих от действия грунта на шпунтовые, свайные и другие ограждения выемок, применяют анкерные устройства (грунтовые анкеры). Анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25°.
Основная деталь анкера - растягиваемый элемент (тяга)- выполняется из металла. Анкерную тяг) одним концом крепят к конструкции стенки, а другим - в грунтовой массив за пределы возможной призмы обрушения и закрепляют там с помощью инъецируемого в грунт раствора (рис.11). Грунтовой анкер устраивают следующим образом. После раз работки котлована до определенной отметки под углом к горизонту забуривают скважину диаметром 20- 30 см и глубиной 8-20 м, часто применяя при этом обсадные трубы. Тягу заводят в скважину, после чего в нее инъецируют раствор, замоноличивая анкер по всей длине или только в нижней его части. Когда раствор затвердеет, анкер натягивают. Грунтовые анкеры располагают друг от друга через 3-5 м.
Конструкции анкеров отличаются материалом, из которого изготовлена тяга, несущей способностью и способом закрепления в грунте. В качестве тяг применяют также стальные трубы, металлические рифленые стержни диаметром 18-40 мм, высокопрочную проволоку в виде пучков, прядей или канатов, профилированную сталь. Несущая способность анкера составляет 150-2500 кН, причем наибольшее значение относится к проволочным тягам. По способу заделки в грунт различают трубчатые ненапрягаемые анкеры и предварительно напряженные инъекционные анкеры без уширения или с уширением.
Рассмотренные виды крепления откосов выемок требуют значительного расхода металла. Несмотря на то, что 80% свай и шпунта удается извлечь, значительная их часть остается непригодной для последующего использования. Забивка свай и шпунта вызывает нежелательные последствия, связанные с шумом и сотрясением близрасположенных зданий. Поэтому более прогрессивными являются системы крепления с применением буронабивных свай или устраиваемые с помощью метода "стена в грунте", а также метода торкретирования.
Рис.11. Укрепление стенок котлованов с помощью грунтовых анкеров
а - схема анкерного крепления, б - технологическая последовательность установки грунтовых анкеров; 1 - свая; 2 - пояс-обвязка; 3 - контур подземного сооружения; 4 - грунтовой анкер, 5 - здание, расположенное рядом; I - бурение скважины с обсадной трубой; II - установка анкерной тяги и соединение ее с наконечником; III - извлечение обсадной трубы и инъецирование раствора; IV - натяжение тяги; V - закрепление тяг в анкерной головке
Нанесение покрытий на стенки выемки методом торкретирования осуществляется с помощью цемент-пушки или шприц-бетон-машины. В этом случае бетонная смесь под высоким давлением наносится на поверхность грунта стены котлована. Частицы первого слоя бетона проникают в грунт, а последующих слоев - в незатвердевшую еще бетонную смесь. При необходимости можно укладывать арматурную сетку по грунту или между слоями. В результате получают сплошное монолитное крепление толщиной до 75 мм. При сооружении глубоких котлованов торкретирование проводят ярусами. При значительной толщине покрытия торкрет-бетоном могут применяться грунтовые анкеры. Указанные системы креплений имеют еще одно преимущество, основанное на том, что само крепление входит в конструкцию подземного сооружения, образуя его стены.
Стенки траншей и небольших котлованов крепят с помощью деревянных щитов, закрепляемых стойками, подкосами, распорками. В последнее время при креплении стенок траншей шириной до 3 м все большее применение находят инвентарные крепления, состоящие из отдельных секций (например, конструкции ЦНИИОМТП, ВНИИГС и др.). Каждая секция состоит из сборно-раздвижных рам и инвентарных щитов ограждений. Распорные рамы опускают в траншею, после этого между стенками траншеи и распорных рам закладывают инвентарные щиты и раздвигают