Способ возведения заглубленного в водонасыщенные грунты сооружения

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении заглубленных сооружений в водонасыщенных грунтах и позволяет сократить объемы работ по водоотливу. Способ возведения заглубленного в водонасыщенные грунты сооружения включает выполнение в грунте стен 10 сооружения, подводную разработку грунта между стенами, вьтолнение фильтрующего пригруза и удаление воды, причем при подводной разработке грунта поверхности основания 13 придают куполообразную форму с уклоном в сторону стен сооружения, после чего укладывают на основание до удаления воды перфорированный, имеющий более частое расположение отверстий у стен экран 1 из эластичного материала, смонтированный на имеющем трубчатые уплотнители 4 с отверстиями для подачи твердеющего раствора жестком каркасе 2, повторяюпдем форму основания между стенами 10,и пригружают экран слоем щебня 14 уменьшающейся к центру сооружения толщиной, причем удельную площадь отверстий экрана 1 определяют из заданног о соотношения. 1 1 ил. g сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (д() 4 Е 02 D 27/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3899028/29 33 (22) 18.03.85 (46) 15.03.88. Бюл. - 10 (71) Научно-исследовательский институт строительного производства

Госстроя УССР (72) В.И.Снисаренко, А.Л.Филахтов, А.Ф.Бабешко, В.С,Дудник, Н.В.Писанко, P.Н.Ткаченко и M.Ã.ßíêóëèí (53) 624.193(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1028782, кл. Е 02 D 7/ОО, 1981;

Авторское свидетельство СССР У 414371, кл. Е 02 D 29/00, 1971. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗАГЛУБЛЕННОГО

В ВОДОНАСЫЩЕННЫЕ ГРУНТЫ СООРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении заглубленных сооружений в водонасыщенных грунтах и позволяет сократить объемы работ по водоотливу. Способ возведения заглубленного в водонасыщенные грунты сооружения включает выполнение в грунте стен 10 сооружения, подводную разработку грунта между стенами, выполнение фильтрующего пригруза и удаление воды, причем при подводной разработке грунта поверхности основания 13 придают куполообразную форму с уклоном в сторону стен сооружения, после чего укладывают на основание до удаления воды перфорированный, имеющий более частое расположение отверстий у стен экран 1 из эластичного материала, cMoHTHDoBBHHbIH на имеющем трубчатые уплотнители 4 с отверстиями для подачи твердеющего раствора жестком каркасе 2, повторяющем форму основания между стенами 10,и пригружают экран слоем щебня 14 уменьшающейся к центру сооружения толщиной, причем удельную площадь отверстий экрана 1 определяют из заданного соотношения.

11 ил.

1381248

Изобретение относится к строительству и может быть использовано прн возведении эаглубленных сооружений в водонасыщенных грунтах.

Целью изобретения является сокращение объемов работ по водоотливу.

На фиг, 1 изображен эластичный экран, оконтуренный металлической тр бой, снабженной полым эластичным уп отнительным элементом; на фиг.2— то. же, вид в плане; на фиг. 3ст ьная труба с деталями крепления эк ана, уплотнительного элемента и анга для подачи тампонажного раст- 15 в а,поперечное сечение; на фиг.4— д таль размещения экрана оконтурив щей трубы, снабженной уплотнительнь элементом на дне котлована соо ужения до заполнения уплотнительног элемента тампонажным раствором; на ф г. 5 — то же, после заполнения упл тнительного элемента тампонажным р створом; на фиг. 6 — схема опускан я экрана на дно котлована сооружен я, на фиг. 7 — схема укладки экран на дно котлована сооружения; на ф г. 8 — схема заполнения уплотнит льного элемента тампонажным раство— ом; на фиг. 9 - экран с щебеночным п игрузом; на фиг. 10 — схема устр йства экрана при переменной толщин|е щебеночного пригруза; на фиг.ll рафики градиентов фильтрационного отака без экрана (Х) с экраном (Хэ ) фильтрационного давления на экран э)

Заглубленное сооружение строят ледующим образом.

На поверхности земли рядом с кот- 40 лованом .сооружения монтируют иэ эластичного материала экран 1 с размерами полотнища, равными размерам внутренней полости сооружения. По наружНому контуру экрана 1 размещают сталь 45

Кую трубу 2, к которой экран 1 крепится клеевым или сварным швом 3.

K трубе 2, охватывая ее, крепят оболочку полого эластичного уплотнительного элемента 4 при помощи клеевых или сварных швов 5. Полость трубы 2 при помощи отверстий 6 соединяют с полостью оболочки уплотнительного элемента 4, а также со шлангом

7 для подачи тампонажного раствора.

В экране 1 перфорируют сквозные отверстия 8, диаметр и количество которык определяют расчетом. Собранный экран 1 при помощи такелажных устройств опускают на дно котлована 9 так, что экран 1 ложится на дно, а оболочка уплотнительного элемента 4 располагается вертикально, вдоль стен 10 сооружения. Через шланг 7 трубу 2 и полость уплотнительного элемента 4 заполняют твердеющим тампонажным раствором 11, что обеспечивает уплотнение щели между трубой

2 и стенами 10 сооружения. После твердения тампонажного раствора 11 экран 1 пригружают слоем щебня 12;

При необходимости дно котлована 13 планируют с переменным уклоном от центра оси сооружения к его стенам

10, а слой щебня 14 выполняют переменной толщины с учетом графика давления фильтрационного потока на экран (фиг. 11). При этом толщину слоя щебня, количество и диаметр отверстий в экране опрпделяют из следующих сооружений: (l) (2) (3) где h — толщина слоя щебня;

I - максимальный градиент выхомакс дящего фильтрационного потока при отсутствии экрана;

I — то же с учетом фильтрационэмакс ного сопротивления экрана; - объемный вес воды; д — объемный вес щебня, взвешенного в воде;

2 (а †.площадь отверстий на 1 м.

Ь экрана в точке с координатой х

q (I ) — приток воды через 1 м экраэ на в точке с координатои х; р — коэффициент, характеризующий условия истечения воды через отверстие в экране;

g — - ускорение силы земного тя" готения; и — диаметр отверстий в экране; п — количество отверстий на м экране;

d. — размер частиц грунта на дне гр котлована; х — координата точки, отсчитываемая в плоскости дна котлована B направлении от стен сооружения к е-о центру.

Сооружение имеет следующие размеры, м: глубина t 10, полуширина b=lО, 1381248 (I„«е Iý,ìàêñ) SÂ, и

=1,43 м. (2 15-0 52). 1 — Л. Л

1,1

ы„=(1 (I )/р 2 Ь вЂ”, bn э Ь

10 4 заглубление стен ниже дна котлована

S=1. Размер сооружения в плане перпендикулярный полушнрине b значительно больше 2b, что позволяет рассматривать задачу фильтрации в котлован как плоскую и все расчеты вести на 1 п.м. длинной стороны котлована. Глубина воды за стенами сооружения, отсчитываемая от дна котлована, равна Н=10 м. Водоупор отсутствует, фильтрация протекает в напорном режиме. Коэффициент фильтрации грунта К =20 м/сут, диаметр частиц грунта основания и =1 мм. Используя

rp гидромеханическое решение для аналогичных предельных условий, вычисляют для различных координат Х, отсчитываемых в плоскости дна котлована в направлении к оси симметрии сооружения и перпендикулярно ей, градиенты фильтрационного потока I на уровне дна котлована в предположении, что экран отсутствует. Затем вычисляют градиенты фильтрационного.потока У. 25 на уровне дна котлована при наличии экрана с отверстиями. При этом допускают, что фильтрационное сопротивле.ние экрана равно фильтрационному сопротивлению определенного слоя грунта. В целях выбора оптималвного фильтрационного сопротивления экрана толщину эквивалентного слоя грунта варьируют с некоторым интервалом, например (0,1-0,2)b. Для всех рассматриваемых вариантов определяется так- 35 же приведенный приток q

Результаты расчетов сведены в таблицу.

Учитывая, что заглубление стен сооружения составляет 0,1Ъ, получают в соответствии с данными в таблице

I 2,15 и q.„=1,67. Предположив, 45 что фильтрационное сопротивление экрана эквивалентно фильтрационному сопротивлению слоя грунта толщиной

0,8Ь=8 м, получают в соответствии с данными в таблице ? „„ =0,52 и q

=0,98. Абсолютный приток на 1 п.м. сооружения определяют по формуле

Я=К Н который равен при отсутствии экрана 334 мэ/сут, а при наличии р Ъ экрана — 196 м /сут, т.е. после устройства экрана приток сократится примерно на 41Х. Удельный приток на

1 м дна котлована в точке с координатой х определяют по формуле

Для точки х=0, т.е, у стен он имеет максимальное х значение и равен (Х )=20 0,52 — =10,4 м /сут м

10 г х

Б этой точке толщина щебеночного пригруза равна

При увеличении координаты х вычисляемая толщина щебеночного пригруза быстро уменьшается пропорционально I-Тэ (см. график на фиг. 11), Дпя точек — =0,25; — =0,50; — =0,75 х . х х х и — =1 в рассматриваемом примере она

Ь соответственно равна, м: 0,41; 0,13

0,05; и 0,04. Это позволяет устраивать щебеночный пригруз переменной толщины, что достигается за счет соответствующей планировки днн котлована.

Площадь отверстий в экране, обеспечивающую приток q (1 ) при напоре

Е,„ -I =Ь ->, определяют по форму1

Коэффициент р =0,59-0,6 1, а при необходимости он может быть уточнен опытным путем для конкретного материала экрана и способа образования в нем отверстий. Для практических расчетов принимают р =0,6.

0 ° 672 ° 9э81 1е4 э1 ° 11 ° 24.60 60

0,6 10 м

Диаметр одного отверстия принимают равным 0,8 мм и 1 мм. Количество отверстий на 1 м экрана в точ" ке х = О равно

4са 4 ° О 6

n= х ††--L — — 120 шт к.Й 3,14 0,08г

Аналогично определяют количество отверстий и s других точках.

Сооружение строят следующим образом.

Полотнище экрана монтируют путем сварки полиэтиленовой пленки толщиной

1381248

=0,25 — =0,50 — =0,75 х — =0

0,50 1,67

0,52

0,54

0,51 1,50

0,52 1,37

0 51 1,28

0,50 1,10

0,55

0,53

0,51

0,2-0,3 мм. Полый уплотннтельный элемент монтируют из двух слоев полиэтиленовой пленки толщиной 0,4 мм.

Отверстия в полотнище экрана перфорируют в количестве, определяемом расчетом при помощи набора игл дн1 а етром 0,8 мм. Возможен. вариант устройства отверстий диаметром больше аметра частиц грунта, но при этом 10 тверстие должно быть перекрыто ильтрующей синтетической тканью, наример клеевым прокладочным полотом. Оконтуривающую экран стальную рубу принимают диаметром 150 мм. монтированный экран при помощи таелажных приспособлений опускают на но котлована. Уплотнительный элемент аполняют через шланг цементно-пес< GHblM pBcTBopoN H-50 После твердеия раствора экран пригружают щебем, толщина слоя которого определеа расчетом.

Экономический эффект при применеии предлагаемого способа определяет-25 я в основном заменой фракционированого фильтрующего материала рядовым ебнем и сокращением водоотлива.

Таким образом, предлагаемый спооб позволяет снизить стоимость стро- 30 тельства и существенно сократить бъемы водоотливных работ. ормула изобретения

Способ возведения заглубленного водонасыщенные грунты сооружения, ключающий выполнение в грунте стен сооружения, подводную разработку грунта между стенами, выполнение фильтрующего пригруза и удаление во- 40

0 2000 0,87 0,57

0,1 2,15 0,96 0,63

0,2 1,30 0,89 0,64

0,3 1,00 0 81 0,63

0,4 0,84 0,74 0,60

0,6 0,63 0,60 0,54 ды,отличающийся тем, что, с целью сокращения объемов работ по водоотливу, при .подводной разработке грунта поверхности основания придают куполообразную форму с уклоном в сторону стен сооружения, после чего укладывают на основание до удаления воды перфорированный, имеющий более частое расположение отверстий у стен, экран из эластичного материала, смонтированный на имеющем трубчатые уплотнители с отверстиями для подачи твердеющего раствора жестком каркасе, повторяющем форму основания между стенами, и пригружают экран слоем щебня уменьшающейся к центру сооружения толщиной, причем удельную площадь отверстий экрана определяют из соотношения

b GJx q.ê à)/р 26

8 где ы„ — площадь отверстий на 1 м экрана в точке с координатой х; х — координата точки, отсчитываемая в плоскости дна котлована в направлении от стен сооружения к его центру; (I ) — приток воды через 1 м экх рана в точке с координатой х;

p — коэффициент, характеризующий условие истечения воды через отверстие в экране;

g — ускорение силы тяжести; — толщина слоя щебня; и — объемная масса соответствен8 но щебня, взвешенного в воде, и воды.

0,48 0,46 2,00

1381248

=0ю25 ---0,50

=1

=О, 75

0,8 0,52 0,51

1,0 0,46 0,45

Иродо.(я;е лис. та % иш i

0,49 0,47 0,46 0,98

0,44 0,43 0,43 0,88

1381248

l 381248

f0 Р Г Ю

1381 248

Составитель В. Гоник

Редактор 10.Ñåðåäà Техред И.Дидык Корректор,В. Бутяга

Заказ 1172/32 Тираж б37 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,