Строительство подземных сооружений открытым способом всегда сопровождается устройством котлована. Котлован может быть сформирован без ограждающих конструкций, а иногда их применение просто необходимо. Устройство котлована без креплений осуществляется за счет формирования откосов грунта под таким углом, чтобы предотвратить его осыпание в рабочую зону. Этот способ экономичен, но его использование ограничено. В случае если высота подземного пространства значительна, угол откосов должен быть увеличен, следовательно, приходится задействовать «лишнюю» площадь прилегающего пространства. Увеличение площади строительной площадки при строительстве в городской черте чаще невозможно, что и делает этот способ также не возможным для применения.

Котлован без ограждающей конструкции Крепление стенок котлована можно произвести множеством способов. Выбор какого конкретного варианта зависит от геологических и гидрогеологических условий, размеров подземной части здания, наличия примыкающих зданий, сооружений и коммуникаций.

Котлован с окружающей конструкцией Опускной колодец На поверхности или в пионерном котловане собирается конструкция колодца, его стены обязательно должны быть снабжены режущим краем. За счет него и собственного веса (или дополнительной нагрузки) конструкция погружается в грунт. По достижении колодцем проектной отметки, монтируется днище.

Схема устройства опускного колодца Колодец может выполняться как из монолитного железобетона, так и из сборного, и сборно-монолитного. Традиционно, колодец круглый в плане, но возможны вариации. Его диаметр также варьируется от нескольких до десятков метров. Основной областью применения метода является строительство инженерных сооружений, таких как насосные станции, стволы шахт, подземные резервуары. В городской застройке использование этого метода ограничено, ввиду возможности развития больших осадок прилегающей застройки. Еще одним ограничением к использованию является наличие крупных включений в грунтах или прослойки слабых, водонасыщенных грунтов на пути монтажа. Стальные элементы с забиркой Этот метод является самым простым в исполнении, что делает его наиболее экономичным по сравнению с остальными. По контуру котлована погружаются стальные элементы (двутавры, трубы) в заранее пробуренные скважины, а между ними по мере откопки котлована устанавливаются деревянные доски или стальные листы, так называемая забирка. Она необходима для предотвращения осыпания грунта в котлован.

Схема конструкции с забиркой Использование данного метода ограничено глубиной котлована до 10 метров, так как его прочностные характеристики не достаточно велики для более глубоких котлованов. Конструкция с забиркой не является водонепроницаемой, поэтому при наличии водонасыщенных или структурно-неустойчивых грунтов сводит применение метода на нет. Шпунтовое ограждение Шпунтовое ограждение представляет собой систему из металлических элементов U-образного, Z-образного профиля или плоских, скрепленных между собой замковыми приспособлениями, расположенными на краях каждого из элементов. За счет такого способа крепления конструкция обладает большой жесткостью и способна воспринимать значительные изгибающие моменты.

Схема шпунтового ограждения Широкое использование метод получил при строительстве гидротехнических сооружений. Шпунт помимо давления грунтовой массы воспринимает и гидростатическое давление, что делает его не только ограждающей конструкций, но и противофильтрационной завесой. Сложность использования шпунтового ограждения заключается в его высокой стоимости, а также при наличии гравелистых или скальных, полускальных грунтов погружение становится слишком трудным либо невозможным. Этот же недостаток накладывает ограничения на использование конструкции в черте города. Во время прохождения плотных грунтов соседние здания могут получить значительные осадки. Ограждение по технологии «стена в грунте» Ведение строительных работ по технологии «стена в грунте» требует специального оборудования, при помощи которого разрабатывается узкая траншея необходимой глубины. Устойчивость ее стенок во время откопки обеспечивается за счет подачи в траншею растворов из бентонитовых глин. Траншея делится на захватки, длина которых зависит от характеристик применяемого оборудования и варьируется от 2 до 3 метров. Каждая захватка отделяется от предыдущей инвентарными ограничителелями, которые извлекаются до начала работ по бетонированию захватки. По достижении экскавационных работ проектной отметки в захватку погружается арматурных каркас, затем траншею бетонируют, а закачанный ранее бентонитовый раствор вытесняется на поверхность. Как только бетон набирает прочность начинается бетонирование следующей. Результатом окончания работ является сплошная замкнутая железобетонная стена.

Схема технологии «стена в грунте» Кроме монолитного способа выполнения конструкции существует возможность выполнения сборных и сборно-монолитных конструкций, путем их установки в траншею. Можно сказать, что такая конструкция ограждения является универсальной. Она идеально подходит для условий городского строительства, а также может использоваться как противофильтрационная завеса. Основной ее недостаток заключается в высокой стоимости, а также в отсутствии возможности устройства траншей криволинейной формы. Буровые сваи Сваи могут быть касательными и секущимися, иногда ограждение делается из отдельностоящих свай, но этот вариант возможен только если уровень грунтовых вод находится ниже отметки дна котлована. При устройстве свайного ограждения все сваи забиваются в шахматном порядке.

Схема расстановки свай Тело сваи может выполняться по разным технологиям, но наиболее распространенной является бурение под защитой инвентарной обсадной трубы. Бетонирование происходит с помощью бетонолитной трубы, которая постепенно поднимается на поверхность, арматурный каркас сваи погружают в еще не схватившийся бетон. Буровые сваи позволяют создать сложное в плане подземное сооружение, но их значительным недостатком является тот факт, что дефектные швы между сваями могут пропускать воду, а также возможен прорыв грунтовой массы в котлован. Ограждающая конструкция, выполненная по струйной технологии Суть технологии состоит в перемешивании грунта с цементным раствором или полном замещении грунта раствором под большим давлением. В результате в грунте получается столб из грунтоцемента, при последовательном устройстве соседних грунтоцементных вертикальных элементов получается вертикальный экран из jet-свай. При работе в качестве ограждения, а не противофильтрационной завесы, сваи армируются металлическими или железобетонными сердечниками. Широко технология используется при работе со слабыми глинистыми грунтами высокой влажности. Каждая технология по устройству ограждений котлованов имеет свои преимущества и недостатки. Выбор наиболее подходящей к ситуации конструкции зависит от сочетания множества факторов. Помочь разрешить эту сложную задачу могут только высококвалифицированные инженеры. #строительство #котлован #технологии #стройка #длястроителей #проектирование