Способ возведения монолитной железобетонной стены в грунте
Владельцы патента RU 2555987:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (RU)
Изобретение относится к строительству, а именно к технологии возведения подземных и заглубленных сооружений способом монолитная стена в грунте. Способ возведения монолитной железобетонной стены в грунте, включающий устройство форшахты, разбивку траншеи на отдельные захватки и возведение монолитных железобетонных секций в каждой из захваток, при этом возведение монолитной железобетонной секции в каждой из захваток включает в себя разработку грунта в захватке под защитой тиксотропной глинистой суспензии, изготовление арматурного каркаса и его опускание в захватку на проектную глубину, закрепление арматурного каркаса на форшахте, бетонирование секции и откачивание глинистой суспензии из захватки, отличающийся тем, что при возведении монолитной железобетонной секции в каждой из захваток после разработки грунта в захватке и изготовления арматурного каркаса изготавливают комбинированный модуль, помещая арматурный каркас в гибкую несъемную опалубку в виде объемного открытого сверху пенала из водонепроницаемого геосинтетического материала, например геомембраны, опускают комбинированный модуль в захватку на проектную глубину и закрепляют его на форшахте, при этом опускание комбинированного модуля в захватку осуществляют одновременно с откачиванием глинистой суспензии из нее, замещая таким образом откачиваемую глинистую суспензию комбинированным модулем, а бетонирование секции производят методом вертикально перемещающейся трубы или бетононасосом во внутреннюю полость комбинированного модуля после его закрепления на форшахте. Технический результат состоит в повышении прочности возводимой стены в грунте, снижении материалоемкости и трудоемкости ее возведения. 5 ил.
Изобретение относится к строительству, а именно к технологии возведения подземных и заглубленных сооружений способом «монолитная стена в грунте».
Из уровня техники известен способ возведения монолитной железобетонной стены в грунте, включающий устройство форшахты, разработку грунта в траншее под защитой тиксотропной глинистой суспензии, разделение траншеи по длине на отдельные захватки при помощи ограничителей и возведение монолитных железобетонных секций в каждой из захваток, при этом возведение монолитной железобетонной секции в каждой из захваток включает в себя изготовление арматурного каркаса, опускание арматурного каркаса в захватку на проектную глубину, закрепление арматурного каркаса на форшахте, бетонирование секции и откачивание глинистой суспензии из захватки (Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство сооружений и фундаментов способом «стена в грунте» - М. Стройиздат, 1986, стр. 11-13, рис. 1.5).
Известен также способ возведения монолитной железобетонной стены в грунте, включающий устройство форшахты, разбивку траншеи на отдельные захватки и возведение монолитных железобетонных секций в каждой из захваток, при этом возведение монолитной железобетонной секции в каждой из захваток включает в себя разработку грунта в захватке под защитой тиксотропной глинистой суспензии, изготовление арматурного каркаса и его опускание в захватку на проектную глубину, закрепление арматурного каркаса на форшахте, бетонирование секции и откачивание глинистой суспензии из захватки [Колесников В.С, Стрельникова В.В. Возведение подземных сооружений методом "стена в грунте". Технология и средства механизации: Учебное пособие. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 1999, стр. 118, рис. 5.3.], принятый за прототип.
В указанных известных способах арматурный каркас опускают непосредственно в глинистую суспензию. Вследствие этого на арматуре осаждаются глинистые частицы, которые ухудшают сцепление бетона с арматурой. Это снижает прочность возводимой стены.
Кроме того, в известных способах при бетонировании секции бетон по трубам подают непосредственно в глинистую суспензию, находящуюся в захватке. Поскольку бетон тяжелее суспензии, то он вытесняет последнюю из захватки. Вытесняемую суспензию откачивают из захватки. По мере заполнения захватки бетоном трубу, по которой подают бетон, постепенно поднимают вверх, вплоть до заполнения бетоном всей захватки.
Недостатком такого способа бетонирования является перемешивание бетона с суспензией в захватке, что также снижает прочность возводимой стены.
Кроме того, в известных способах рекомендуется бетонировать стену до уровня, превышающего проектный на 30…50 см, для того, чтобы потом удалить верхний слой бетона, загрязненный частицами глины. Это увеличивает трудоемкость способов, а также ведет к непродуктивным потерям бетона, что увеличивает себестоимость возводимой стены.
Задача, поставленная в предлагаемом изобретении, направлена на повышение прочности возводимой стены в грунте, снижение ее себестоимости, а также на снижение трудоемкости ее возведения.
Для решения поставленной задачи в способе возведения монолитной железобетонной стены в грунте, включающем устройство форшахты, разбивку траншеи на отдельные захватки и возведение монолитных железобетонных секций в каждой из захваток, при котором возведение монолитной железобетонной секции в каждой из захваток включает в себя разработку грунта в захватке под защитой тиксотропной глинистой суспензии, изготовление арматурного каркаса и его опускание в захватку на проектную глубину, закрепление арматурного каркаса на форшахте, бетонирование секции и откачивание глинистой суспензии из захватки, согласно изобретению, при возведении монолитной железобетонной секции в каждой из захваток после разработки грунта в захватке и изготовления арматурного каркаса изготавливают комбинированный модуль, помещая арматурный каркас в гибкую несъемную опалубку в виде объемного открытого сверху пенала из водонепроницаемого геосинтетического материала, например геомембраны, опускают комбинированный модуль в захватку на проектную глубину и закрепляют его на форшахте.
При этом опускание комбинированного модуля в захватку осуществляют одновременно с откачиванием глинистой суспензии из нее, замещая таким образом откачиваемую суспензию комбинированным модулем. Бетонирование секции производят методом вертикально перемещающейся трубы или бетононасосом во внутреннюю полость комбинированного модуля после его закрепления на форшахте.
Технический результат предложенного изобретения заключается в том, что
- бетонирование секций вовнутрь гибких опалубок из геосинтетической мембраны исключает осаждение глины на арматуру каркаса, что улучшает сцепление бетона с каркасом и повышает прочность стены;
- исключается перемешивание бетона с глинистой суспензией, что повышает прочность и водонепроницаемость стены;
- водонепроницаемая опалубка обеспечивает эффективную защиту самой стены от воздействия грунтовых вод;
- водонепроницаемая опалубка обеспечивает надежную гидроизоляцию подземных и заглубленных сооружений, стены которых возведены способом «монолитная стена в грунте».
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - арматурный каркас без опалубки;
на фиг. 2 - комбинированный модуль, созданный из арматурного каркаса, помещенного в гибкую несъемную опалубку в виде объемного открытого сверху пенала из геосинтетической мембраны;
на фиг. 3 изображен процесс опускания комбинированного модуля в траншею;
на фиг. 4 - комбинированный модуль, опущенный в траншею, поперечный разрез;
на фиг. 5 изображен процесс бетонирования во внутреннюю полость комбинированного модуля.
Осуществляют способ следующим образом.
Сначала укрепляют верхнюю часть (воротник) траншеи, для чего сооружают форшахту 3, которая служит направляющей при разработке траншеи, а также служит для подвески над ней комбинированных модулей и установки оборудования для проходки и бетонирования траншеи. Комбинированный модуль изготавливают, помещая арматурный каркас 1 в гибкую несъемную опалубку в виде объемного открытого сверху пенала 2 из водонепроницаемого геосинтетического материала, например геомембраны.
Затем разбивают траншею на несколько захваток необходимой длины. При необходимости забивают в грунт ограничители (не показаны), отделяющие захватки друг от друга. После этого возводят монолитные железобетонные секции в каждой из захваток.
Возведение монолитной железобетонной секции в каждой из захваток включает в себя выемку грунта из захватки с одновременным заполнением захватки тиксотропной глинистой суспензией 4, изготовленной на основе бентонитовой глины. Бентонитовая глинистая суспензия 4, обладая малой вязкостью и высокой глинизирующей способностью, кольматирует стенки траншеи и удерживает их от обрушения во время разработки грунта, опускания арматурного каркаса в захватку и бетонирования секции.
При разработке грунта следят за тем, чтобы уровень глинистой суспензии 4 не опускался ниже нижнего уровня форшахты 3. По мере разработки захватки глинистую суспензию 4, часть которой смешивается с грунтом, откачивают в отстойники, где ее подвергают очистке при помощи шламоотделителей, вибросита и других подобных установок и вновь подают в разрабатываемую захватку.
Одновременно с разработкой грунта в захватке или заранее изготавливают арматурный каркас 1 и гибкую несъемную опалубку в виде открытого сверху пенала 2 из геосинтетической мембраны. Арматурный каркас 1 в поперечном сечении на 10…20 см уже ширины захватки. Длина арматурного каркаса 1 немного меньше длины захватки и зависит от конструкции ограничителей между захватками. Гибкую опалубку-пенал 2 выполняют с размерами, чуть меньшими размеров захватки. Гибкую опалубку-пенал 2 надевают на арматурный каркас 1 и закрепляют на нем, создавая комбинированный модуль.
Наружную поверхность комбинированного модуля смачивают жидкостью или глинистой суспензией 4 и краном опускают комбинированный модуль в захватку. Одновременно с опусканием комбинированного модуля откачивают глинистую суспензию 4 из захватки в накопительную емкость. При этом глинистую суспензию 4 откачивают с такой производительностью, чтобы в процессе опускания комбинированного модуля в захватку происходило замещение откачиваемой суспензии комбинированным модулем.
После того, как комбинированный модуль опустится в захватку на проектную глубину, его за арматуру каркаса 1 закрепляют на форшахте 3. Оставшуюся глинистую суспензию 4 полностью выкачивают из захватки. За счет прилипания влажных наружных стенок геомембраны гибкой несъемной опалубки пенала 2 к влажным глинизированным поверхностям стенок траншеи происходит дополнительное крепление стенок траншеи.
Бетонируют секцию методом вертикально перемещающейся трубы или бетононасосом путем подачи бетона во внутреннюю полость комбинированного модуля. Вначале трубу опускают до дна пенала 2 и по мере его заполнения бетоном поднимают трубу вверх. Поступающий в гибкую несъемную опалубку пенала 2 бетон плотно прижимает стенки пенала 2 к стенкам захватки, образуя гибкую и герметичную опалубку. После заполнения захватки бетоном до проектного уровня подачу бетона прекращают.
После этого аналогичным образом бетонируют секции в других захватках. Забетонировав все секции, получают стену в грунте.
Бетонирование секций вовнутрь гибких опалубок из геосинтетической мембраны исключает осаждение глины на арматуру каркаса, что улучшает сцепление бетона с каркасом и повышает прочность стены. При этом исключается перемешивание бетона с глинистой суспензией, что повышает прочность и водонепроницаемость стены. Кроме того, такая водонепроницаемая опалубка обеспечивает эффективную защиту самой стены от воздействия грунтовых вод, а также обеспечивает надежную гидроизоляцию подземных и заглубленных сооружений, стены которых возведены способом "монолитная стена в грунте".
Способ возведения монолитной железобетонной стены в грунте, включающий устройство форшахты, разбивку траншеи на отдельные захватки и возведение монолитных железобетонных секций в каждой из захваток, при этом возведение монолитной железобетонной секции в каждой из захваток включает в себя разработку грунта в захватке под защитой тиксотропной глинистой суспензии, изготовление арматурного каркаса и его опускание в захватку на проектную глубину, закрепление арматурного каркаса на форшахте, бетонирование секции и откачивание глинистой суспензии из захватки, отличающийся тем, что при возведении монолитной железобетонной секции в каждой из захваток после разработки грунта в захватке и изготовления арматурного каркаса изготавливают комбинированный модуль, помещая арматурный каркас в гибкую несъемную опалубку в виде объемного открытого сверху пенала из водонепроницаемого геосинтетического материала, например геомембраны, опускают комбинированный модуль в захватку на проектную глубину и закрепляют его на форшахте, при этом опускание комбинированного модуля в захватку осуществляют одновременно с откачиванием глинистой суспензии из нее, замещая таким образом откачиваемую глинистую суспензию комбинированным модулем, а бетонирование секции производят методом вертикально перемещающейся трубы или бетононасосом во внутреннюю полость комбинированного модуля после его закрепления на форшахте.
