Будівництво гідротехнічних споруд способом «стіна в ґрунті» і опускним способом

Спосіб опускних колодязів.При цьому способі підземна частина споруди спочатку будується на денній поверхні, а потім занурюється на проектну глибину під впливом сили ваги, витягу ґрунту з внутрішньої порожнини і підкопу по периметрі стінок колодязя (рис.2.4).

Рис. 2.4. Схема влаштування споруд опускним способом: а - вихідне положення опускного колодязя на поверхні; б - витяг грунту з внутрішньої порожнини грейферним ковшем; в - бетонування стінок опускного колодязя шляхом нарощування; г - пристрій днища споруди; 1 -стінка; 2 - уступ; 3 - ножова частина; 4 - підготовка основи днища; 5 -гідроізоляція; 6 - залізобетонне днище

По мірі занурення стінки нарощуються по висоті до проектних розмірів. Відомі випадки пристрою опускних колодязів під опори мостів на глибину до 80м.

Цим способом зводяться підземні частини споруд на великій глибині, при високому рівні ґрунтових вод, у хитливих пливучих ґрунтах, а також у стиснутих умовах, коли неможливе влаштування відкритого котловану з пологими укосами. Роботи по влаштуванню опускних колодязів повинні виконувати спеціально навчені і підготовленні робітники під керівництвом досвідчених бригадирів і інженерно-технічного персоналу.

Спосіб «стіна в ґрунті».Цей спосіб влаштування несучих і огороджуючих стін отримав широке поширення в практиці меліоративного і гідротехнічного будівництва.

Сутність способу «стіна в ґрунті» полягає в розробці під захистом глинистого розчину вузьких (10—80см) траншей різної глибини з наступним їхнім заповненням монолітним бетоном, залізобетоном чи збірними залізобетонними панелями (при зведенні несучих конструкцій) і різними сумішами глин з цементом чи глин з ґрунтом (при пристрої протифільтраційних завіс).

Стійкість ґрунтових стінок забезпечується підвищеним гідростатичним тиском глинистого розчину, його здатністю кольматувати пори ґрунту й утворювати на стінках траншеї глинисту кірку.

Для готування глинистої суспензії з глинопорошків, а також з ряду комових глин застосовуються гідравлічні і механічні глинозмішувачі. Для перекачування глинистих суспензій використовуються поршневі грязьові насоси, відцентрові шламові насоси і розчинонасоси. При проведенні робіт у зимових умовах глинисте господарство необхідно розміщати в утеплених приміщеннях, а трубопроводи захищати від промерзання.

Траншеї для стін колодязів звичайно розробляються буровими і бурофрезерними машинами і механізмами з транспортуванням розробленого ґрунту грейфером, гідро механізованими траншеєкопачами, ковшовими машинами, а також одноківшевими і багатоківшевими ланцюговими екскаваторами.

Залізобетонні і бетонні монолітні «стіни в ґрунті» звичайно бетонуються методом вертикально переміщаючої труби (ВПТ) окремими захватками, довжина яких приймається від 3 до 6м, що необхідно для забезпечення стійкості траншеї і прийнятої інтенсивності бетонування.

Після закінчення бетонування верхній шар бетонної суміші товщиною до 30см, забруднений суспензією (шламом), знищується.

Різномаїття гідротехнічних споруд дозволяє широко використовувати спосіб «стіна в ґрунті» у меліоративному і водогосподарчому будівництві при зведенні фундаментів будинків, стін підземних приміщень, берегових водозаборів, насосних станцій, колекторів, ємностей, підпірних стін і т.д.

Найбільш ефективний даний спосіб у складних геологічних умовах, при високому рівні ґрунтових вод. Застосування способу «стіна в ґрунті», замість традиційних способів (відкритий котлован, опускний колодязь) скорочує терміни і вартість будівництва, крім того, виключається можливість зависання і крену споруди.

Як приклад розглянемо технологію зведення підземної камери каналізаційної насосної станції, спроектованої з монолітних залізобетонних стін товщиною 0,6м і висотою 14м. Діаметр підземної камери 16м, основою стін є піски (Кф=5м/доб). Рівень ґрунтових вод знаходиться на відмітці 5м від денної поверхні.

Будівництво підземної камери насосної станції способом «стіна в ґрунті» виконується в наступній послідовності (рис.2.5): пристрій кільцевої форшахти з монолітного бетону 1; розробка під глинястим розчином у шаховому порядку траншейних захваток 2; встановлення армокаркасу в кожну захватку 5; бетонування захваток методом вертикально переміщаючої труби (ВПТ) 4; влаштування обв'язувального поясу по периметру підземної частини на відмітці 0,5м 5; розробка ґрунту з-під води усередині колодязя грейфером б; укладання дренажної пригрузки безпосередньо у воду, відкачка води, влаштування гідроізоляції, армування і бетонування днища станини 7; торкретування стін станції 8; здача в експлуатацію об'єкту 9.

Рис. 2.5. Послідовність виконання робіт при зведенні підземних споруд способом «стіна в грунті»: 1 - пристрій форшахти; 2 - розробка в шаховому порядку ділянок траншеї під глинистим розчином; 3 - встановлення каркасів у траншею; 4 -бетонування ділянок траншеї методом вертикально переміщаючої труби (ВПТ) чи за допомогою ковша-бадді; 5 - влаштування обв'язувального пояса; 6 - розробка грунту з-під води грейфером з контуру, замкнутого стінками; 7 -укладання дренажної пригрузки безпосередньо у воду, відкачка води, пристрій гідроізоляції, армування і бетонування днища; 8 - торкретування залізобетонних стін; 9 - здача об'єкта в експлуатацію

2.4 Влаштування фундаментів мілкого закладання на природній основі.

Незалежно від особливостей, конструкції та виду фундаментів, призначення і матеріалу враховують загальні вимоги до попередніх робіт.

До початку зведення фундаментів основу приймає за актом комісія за участю замовника та підрядчика. Якщо під підошвою фундаментів розташований лесовий, що просідає, або інший грунт, що має особливі властивості, то до складу комісії включають представника проектної організації.

Під час своєї роботи комісія встановлює відповідність розташування, розмірів фундаментів, відміток дна котлована або траншей, фактичного нашарування та властивостей грунту тим, які зазначено в проектно-вищукувальній документації, а також можливість зведення фундаментів на проектній або зміненій позиції.

При необхідності в сумнівних місцях відбирають зразки грунту за допомогою приладів експрес-лабораторії за якими визначають фактичну щільність, вологість, інші показники класифікаційних характеристик та фізико-механічних властивостей.

Розріджений грунт та воду на дні котлована або траншей після дощу або танення снігу видаляють, а основу зміцнюють щебенем, який втрамбовують у грунт.

Дно котлованів або траншей зачищають безпосередньо перед початком робіт. Якщо в основі фундаментів залягає лесовий грунт, неприпустимі значні перерви між земляними роботами та роботами із влаштування фундаментів.

У зимових умовах основу захищають від проморожування методами, які передбачені ПВР. Серед них: утеплення грунту торфом, соломою, тирсою, шлаком, листям, снігом, розпушеним грунтом. Можливе посипання ділянок сухою технічною кухонною сіллю до початку проморожування з подальшим видаленням засоленого грунту перед влаштуванням фундаментів.

Залежно від конкретних умов механізми розміщують за однією з таких технологічних схем:

- на дні котлована, поряд з майбутніми фундаментами;

- зверху біля бровки котлована або траншеї з переміщенням під час роботи вздовж одного з боків виїмки.

Для другої та третьої схем забезпечують мінімальну можливу відстань за горизонталлю від нижньої частини укосу траншеї або котлована до найближчої опори агрегату, який веде роботи із влаштування фундаментів.

Допустиму крутість укосів котлована або траншеї, які розробляють без. кріплення, приймають згідно з СНиП Ш-4-80.

Такі схеми використовують у випадках, коли основа дуже зволожена або фундаменти розташовані на невеликій відстані, а також, коли підземну та надземну частини будівлі зводять із значною перервою.

Третя технологічна схема зручна, якщо міцна основа дозволяє наблизити монтажний агрегат до бровки укосу, а також коли для зведення підземної та надземної частин будівлі використовують один агрегат.

Влаштування монолітних стрічкових фундаментів. Після розбивки котлована або траншей влаштовують підготовку під фундаменти, яка запобігає всмоктуванню цементного молока в грунт, забезпечує нормальні умови твердіння бетону і отримання проектної міцності. На основу, яку вирівнюють та очищають, кладуть шар пісного бетону до 100 мм завтовшки або втрамбовують щебінь. Якщо в основі фундаментів залягає щільний пилувато-глинистий грунт, можна підготовку не робити.

При різній глибині закладання фундаментів будівлі роботи починають там, де відносні відмітки найбільші.

Комплекс робіт, які виконують під час влаштування монолітних стрічкових фундаментів, як правило, складається з встановлення опалубки, каркасів або сіток арматури, бетонування, догляду за бетоном та розпалубки.

Роботи з встановлення опалубки виконує ланка у складі двох робітників; теслярів 4-го та 2-го розрядів. Щити, блоки та окремі елементи опалубки для фундаментів виготовляють із пиломатеріалів другого гатунку. Поверхню дощок, яка обернута до бетону, обстругують та білять вапняним молоком. Інструмент та деталі опалубки теслярі розміщують відповідно до організації робочого місця, а потім підносять туди разом з щитами або блоками.

Перед установленням опалубки положення дротяної осі, яка була натягнута раніше над траншеєю, переносять на основу, або підготовку. За допомогою вимірювального інструменту з обох боків осі позначають місце встановлення бічних щитів, а потім встановлюють І самі щити, рихтуючи їх при необхідності монтажними ломами. У кутах щити опалубки закріплюють цвяхами. Різниця у товщині суміжних дощок не повинна перевищувати 2 мм.

Через 5...6 м за довжиною траншеї кувалдою забивають упорні кілки так, щоб над поверхнею залишалося їх не менше 100 мм. До вертикальних зшивних планок прибивають спочатку горішні, а потім і долішні упори («сухарі»), далі до кілка та долішнього упора прибивають горизонтальну розпірку. До розпірки і горішнього упора прибивають підкіс. Після встановлення зовнішнього та внутрішнього щитів зверху прибивають сполучні горизонтальні планки.

Якщо стрічка до 200 мм заввишки, встановлюють лише упорні кілки та розпірки.

Армування стрічкового фундаменту виконує ланка арматурників у складі двох робітників 4-го та 2-го розрядів (використання плоских сіток) або 5-го та 2-го розрядів (використання каркасів). Укладання сіток та каркасів виконують після перевірки позиції підкладок («жабок»), які забезпечують потрібну товщину захисного шару.

Перед укладанням бетонної суміші поверхню підготовки ретельно очищають від сміття, грунту. Влітку поверхню підготовки та опалубки поливають водою. З арматури щітками знімають іржу, розчин.

До місця бетонування бетонну суміш подають за допомогою кранів баддями. Доцільно виключити перевантаження бетонної суміші з автосамоскидів у проміжні ємкості. У разі виникнення перерв у роботі і не менше як двічі за зміну бадді очищають від залишків суміші та промивають водою.

Після перевірки надійності стропування та контрольного піднімання бадді подають до місця укладання бетонної суміші і відчиняють затвор.

Бетонування стрічкового фундаменту виконує ланка у складі двох бетонників 4-го та 2-го, такелажника 3-го та машиніста крана 5-го розрядів. При поновленні робіт після перерви поверхню бетону очищають від цементної плівки, промивають водою і продовжують бетонування.

Бетонну суміш розподіляють по опалубці, розвантажуючи баддю у декількох точках.

У неармованих та малоармованих стрічкових фундаментах бетонну суміш ущільнюють вібраторами типу ИВ-79, а в густоармованих — вібраторами з гнучким валом типу ИВ-ббабо ИВ-47.

Найбільшу товщину шару бетонної суміші при укладанні приймають таку, що не перевищує 1,25 довжини робочої частини вібратора. Крок переставляння вібраторів приймають до 1,5 радіуса його дії". Глибина занурення вібратора в бетонну суміш повинна забезпечити проникання його в раніше укладений шар на 50...100 мм. Поверхню шару вирівнюють та ущільнюють, а потім загладжують правилом.

Робочі шви розміщують за проектом. Особливо старанно вібрують бетонну суміш біля щитів опалубки до появи цементного молока на поверхні.

Заборонено під час бетонування використовувати бетонну суміш, яка вже почала тужавіти, або відновляти її рухомість додаванням води, або вібрувати бетонну суміш, яку укладено врозпір з стінками траншей чи котлованів у слабких грунтах.

Рухомість бетонної суміші для неармованих та малоармованих фундаментів приймають при осіданні конуса не менше 10..,30 мм, а для густоармованих — не менше З0... 60. мм.

Стрічкові фундаменти іноді влаштовують в опалубці Із збірних бетонних блоків. У цьому випадку після підготовчих робіт від осьової лінії, яку перенесено на підготовку, відмірюють відстань до краю стрічки фундаменту І визначають позицію внутрішньої поверхні блоків. Спочатку встановлюють маячні блоки в кутах та на перетині несучих стін, а інші — за шнуром.

При виконанні робіт машиніст крана опускає блок до відстані 500...600 мм від рівня поверхні так, щоб внутрішня поверхня блока сумістилася з шнуром, який натягнуто між маячними блоками. Після цього блок встановлюють на дно траншеї або котлована і виском перевіряють вертикальність його встановлення, а за допомогою шаблона — ширину стрічки фундаменту.

2.5 КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ТА ПРИЙМАННЯ РОБІТ ПРИ ВЛАШТУВАННІ ФУНДАМЕНТІВ

Якість ущільнення грунту контролюють важкими трамбівками з висоти 4 м опускають на землю. Величина відказу для пісків- 0,6см; лесових суглинків -1-1,5; глинистих грунтів 1-2см. А також інших методик. Наприклад.

Перед влаштуванням фундаментів мілкого закладання перевіряють: якість зачищення дна траншей та котлованів, а також горизонтальність основ (підготовки); якість розбивки осей будівлі з врахуванням максимальних відхилень; якість підготовчого, вирівнюючого шарів, піщаної або бетонної подушок.

Якщо фундаменти будівлі, яка споруджується, розташовані поблизу від існуючих будівель та споруд, необхідно додатково перевірити відповідність дійсного розміщення та стану існуючого фундаменту з даними проекту та контролювати технологію виконання робіт із врахуванням ПВР.

Під час приймання опалубки перевіряють: жорсткість її в цілому; правильність встановлення розпірок, підкосів, упорних кілків, підкладок та інших підтримуючих елементів; правильність встановлення опалубки та позицію окремих щитів відносно проектних осей. Розрахунок опалубки провадять згідно з вказівками та довідковими даними додатку до СНиП 3.03.01-87. Типи опалубок приймають відповідно до ГОСТ 23478—79. Відхилення елементів опалубки не повинні перевищувати: осей опалубки— 15 мм; від вертикального або іншого проектного положення щитів — до 20 мм на всю висоту; відстаней між опорами або зшивними планками — до 75 мм на прольот.

Відхилення порівняно з розрахунковими розмірами для арматурних стержнів наведені в табл. 9 СНиП 3.03.01—87. Зокрема, відстань між окремими робочими стержнями в плитах та стінках фундаментів може відрізнятися від проектної на ±20 мм; між рядами арматури в плитах та балках до 1 м завтовшки — на ±10 мм. Відхилення товщини захисного шару залежно від лінійних розмірів перерізу конструкції, а також загальної товщини шару від +4 мм до + 15 мм і від —3 до —5 мм.

При бетонуванні оцінюють якість ущільнення та товщину підготовки або подушки, товщину шарів бетону, крок та глибину занурення вібраторів, рухомість бетонної суміші.

Вимоги, які висувають до завершених бетонних або залізобетонних конструкцій, наведені в табл. 11 СНиП 3.03.01-87. Зокрема, відхилення ліній площин перетину від вертикалі або проектного нахилу на загальну висоту фундаментів не може перевищувати 20 мм, горизонтальних площин на загальну довжину вивірюваної ділянки до 20 мм, розташування анкерних болтів всередині контура опори — 5 мм, за межами контура — 10 мм, за висотою +20 мм.

Граничні відхилення: осей фундаментів — 20 мм, перерізу фундаментів — від —3 до +6 мм, відміток підошви та обрізу фундаменту — 5 мм.

При прийманні бутобетонних фундаментів керуються такими величинами граничного відхилення: товщини фундаменту — до З0 мм, бічної поверхні від вертикалі на загальну висоту фундаменту — до 20 мм, відмітки підошви фундаменту та його обрізу — до 25 мм, осі фундаменту — до 20 мм.

Під час монтажу фундаментів: ведуть постійний контроль за правильністю позиції окремих плит, блоків у плані, використовуючи теодоліт; перевіряють правильність розташування монолітних ділянок та проміжків для пропускання підземних мереж; правильність установлення елементів збірних конструкцій відповідно до робочих креслень (розкладу блоків, перев'язку швів, наявність та конструкцію арматурних швів та поясів).

Перед монтажем контролюють відповідність розмірів і типів фундаментних плит та блоків величинам, які вказані в проекті.

Для фундаментів під тришарнірні рами звіряють розміри котлованів під піщані або бетонні подушки, кути нахилу граней котлована до горизонту.

За допомогою нівеліра перевіряють висотну позицію дна котлованів та траншей; стан дна стаканів або заглиблень під п'яту рам; обрізів фундаментів. Максимальне відхилення відміток цих рівнів від проектних не повинно перевищувати ±5 мм.

Контролюють також фактичну відстань між фундаментами, зміщення осей і відстань від осей до краю підошви фундаментів. Всі ці зведення вказують на виконавчій схемі за рекомендаціями СНиП 3.01.03-85.

Блоки для збірних залізобетонних фундаментів не повинні мати відхилення за довжиною та шириною більше ніж ±15 мм, за товщиною — ±10 мм, відносно розбивочних осей — до ±10 мм.

При зануренні паль контроль якості робіт проводять на всіх етапах, тому що пальові роботи віднесено до схованих.

Забивні палі. Для оцінки якості робіт використовують робочі креслення, акти приймання паль, журнали виконання робіт, акти геодезичної розбивки паль та пальових фундаментів, акти про попереднє лідирування та замочування грунту, виконавчі схеми пальового поля (додаток 14 до СНиП 3.01.03-85), матеріали випробування паль статичним навантаженням.

При прийманні паль перевіряють відхилення їх розмірів від проектних. За довжиною палі не повинні перевищу-вати±30 мм за розмірами боків перерізу палі — до ±5 мм. Зміщення осі вістря палі від осі самої палі — до ±10 мм, товщина захисного шару бетону в палі — до ±5 мм, нахил верхньої торцевої грані не більше ніж 1 %.

Під час заглиблення паль здійснюють поопераційний контроль, до якого входять: перевірка правильності встановлення палі на точку розбивки, а також наголовника, прокладок та заглиблювача; перевірка вертикальності палі та стріли копрового агрегату; визначення кількості ударів на кожний метр заглиблення палі та величини відказів; визначення відмітки занурення вістря палі та величини відхилення палі в плані.

Набивні палі. Після завершення бурових робіт перевіряють відповідність вимогам проекту фактичних розмірів, відміток, розташування свердловин та нашарування грунту.

Приймання робіт провадять на основі проекту пальового фундаменту, актів, які складались у процесі виконання робіт, виконавчої схеми розташування паль із зазначенням виявлених відхилень, журналів виконання робіт.

Приймання оформляють актом, в якому відзначають усі дефекти, а також передбачають заходи для їх усунення.

Ростверки. Контроль якості робіт із влаштування ростверків здійснюють, починаючи з підготовки.

Дошки щитів опалубки, які межують із бетоном, обстругують. Ширина дощок повинна бути не більше 150 мм.

Максимальні відхилення внутрішніх розмірів коробів опалубки не повинні перевищувати 15 мм, а зміщення осей опалубки від проектної позиції — 5 мм.

2.6 ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ВЛАШТУВАННІ ФУНДАМЕНТІВ

Роботи з влаштування таких фундаментів виконують згідно з СНиП III-4-80.

У темний час доби котловани та траншеї, де проводять роботи, освітлюють згідно з Інструкцією по проектування електроосвітлення будівельних майданчиків.

Поблизу котлованів та траншей у випадку перепаду відміток за висотою більше 1300 мм встановлюють огорожу згідно з ГОСТ 23407—78.

Складування плит, блоків та окремих фундаментів здійснюють на рівних ділянках, розташовуючи підклади та прокладки по вертикалі. Товщину прокладок приймають більше висоти монтажних петель на 20...30 мм. Розкладку фундаментних блоків виконують із зовнішнього боку будівлі так, щоб виключити переміщення їх над робочими місцями.

Монтажні роботи з влаштування збірних фундаментів виконують в огородженій та визначеній знаками безпеки зоні. Під час ожеледиці, снігопаду, грози, туману монтаж не проводять.

Поверхню ділянки, яка примикає до траншей, або котлованів планують так, щоб виключити можливість стікання туди атмосферної або іншої поверхневої води. При необхідності земляну виробку обваловують.