Проект ограждения котлована

В условиях плотной и стесненной городской застройки, когда площадка строительства со всех сторон ограничена зданиями и сооружениями, подземными инженерными коммуникациями, элементами транспортной системы, дорогами, близко расположенными тоннелями метрополитена, объектами благоустройства, проектирование следует осуществлять не только с учетом требований нормативной документации к надежности строящихся объектов, но также с учетом требований минимизации влияния на существующую окружающую застройку, геологические и гидрогеологические условия территории строительства.

Шпунтовое ограждение котлована

Основной областью применения шпунтовых ограждений из стальных профилей U- или Z- образного поперечного сечения, является возведение подземных конструкций зданий или сооружений в условиях слабых грунтов с сильным водонасыщением, когда уровень подземных вод расположен близко к поверхности земли.

Отдельные элементы шпунтовых стальных профилей объединяются между собой при помощи специальных замковых креплений по краям, что позволяет зафиксировать все элементы шпунтового ограждения между собой и добиться единой работы всей ограждающей конструкции, обеспечив ее необходимую жесткость. Одним из основных типов шпунтовых ограждений распространенных на территории России является шпунт типа «Ларсен». Учитывая, что шпунтовое ограждение устанавливается в проектное положение обычно вибропогружением, применение его в гравелистых, а также скальных и полускальных грунтах зачастую невозможно.

Ограждение котлована из стальных профилей

Ограждение котлованов из вертикальных стальных профилей (труб, двутавров) является самым простым и распространенным типом ограждения котлована, применяемым в различных грунтовых условиях. Стальные элементы погружаются по периметру котлована, по мере разработки грунта между элементами ограждения монтируется деревянная забирка или забирка из стальных листов, предотвращающая вывалы грунта между элементами ограждения в котлован.

Погружение стальных вертикальных элементов ограждения осуществляют погружением (вибропогружением) в предварительно пробуренные лидерные скважины или задавливанием. При устройстве ограждений котлованов из стальных элементов в условиях близко расположенных существующих зданий и сооружений для снижения влияния во время выполнения строительных работ погружение стальных элементов осуществляют в скважины, предварительно заполненные цементным раствором.

В случае если данный тип ограждения устраивается в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, требуется предусмотреть мероприятия по строительному водопонижению.

Ограждение котлована методом «стена в грунте»

В условиях плотной городской застройки, высокого уровня подземных вод, наличия напорных вод устройство ограждения котлована методом «стена в грунте» является наиболее универсальной конструкцией при возведении подземных частей зданий. Стена в грунте как правило бывает двух типов: траншейная, шириной от 400 до 1200 мм, устраиваемая при помощи плоских ковшовых грейферов, а для проходки скальных и полускальных грунтов при помощи гидрофрезы; стена в грунте из бурокасательных и буросекущихся свай, диаметром от 600 до 1200 мм, устраиваемых при помощи специального бурового оборудования.

Устройство стены в грунте траншейного типа в качестве ограждения котлована предполагает проходку грунтового массива при помощи специального оборудования траншеи необходимой глубины, при этом предотвращение осыпания стенок траншеи осуществляется при помощи специальных бентонитовых растворов.

Разработка траншеи осуществляется захватками, длиной от 2,2-2,8 м до 6,0 м, при этом 6,0 м захватки разрабатываются в несколько этапов. Разделение захваток и обеспечение единой работы монолитных участков стены в грунте осуществляется специальными ограничителями (трубы или ограничитель типа stopsol оборудованный водонепроницаемой гидроизолирующей прокладкой waterstop).

После разработки захватки до проектной отметки в нее погружается предварительно изготовленный пространственный арматурный каркас и через бетонолитную трубу в захватку подается бетонная смесь.

Устройство соседней захватки осуществляется после набора бетоном требуемой прочности в предыдущей. После замыкания контура ограждения и набора бетоном требуемой прочности создается монолитная железобетонная стена, которая служит надежной ограждающей и водонепроницаемой конструкцией, и позволяет беспрепятственно вести работы по устройству подземной части здания.

Устройство стены в грунте из буросекущихся и бурокасательных свай в качестве ограждения котлована применяется при низком уровне грунтовых вод и сложных в плане конфигурациях котлованов. Обычно тело свай устраивается бурением под защитой обсадных труб с последующим их бетонированием и погружением арматурных каркасов в несхватившийся бетон.

При выполнении буросекущихся свай армирование их выполняется через одну сваю, при бурокасательных - армируется каждая свая. Диаметры применяемых свай обычно составляют 600-1200 мм.

Для предотвращения проникновения грунтовых вод через стыки свай, между сваями устраиваются замковые элементы из неармированных свай меньшего диаметра.

При небольших глубинах (до 5-6 м) в структурно устойчивых грунтах крепление стенок котлованов достаточно осуществлять по консольной схеме. Однако с увеличением глубины котлована увеличивается и давление грунта на конструкции его крепления. В ограждении котлована возникают значительные внутренние напряжения, растут его деформации. Для того чтобы снизить усилия и перемещения конструкции ограждения котлована, обеспечить его устойчивость, применяются различные виды креплений.

Анкерное крепление котлованов

Крепление ряда анкеров к ограждающей конструкции осуществляется через распределительный пояс, на котором монтируется оголовок анкера и выполняется его преднатяжение. Усилие возникающие в ограждающей конструкции от давления грунта предается через тягу анкера на его корень, который за счет сцепления с грунтовым массивом препятствует выдергиванию анкера и перемещению ограждающей конструкции. В зависимости от типа анкерной тяги анкера разделяются на стержневые, прядевые и трубчатые. Несущая способность грунтовых анкеров в обязательном порядке подтверждается их пробными испытаниями.

К основным преимуществам крепления ограждения котлованов при помощи анкерных систем можно отнести удобство и технологичность организации строительства, возможность крепления стенок котлованов различной конфигурации без подкосов и распорок (что облегчает производство монолитных работ), а также значительную экономичность при разработке котлованов с большими площадями.

Крепление ограждений котлованов распорной системой

Распорная система из стальных труб или прокатных профилей наиболее распространенный способ крепления ограждений котлованов в настоящее время. В глубоких котлованах устройство распорных систем осуществляется в несколько ярусов.

Уровни монтажа ярусов распорок принимаются на основании расчетов, с учетом удобства возведения подземных конструкций здания и последующего демонтажа распорной системы. Распределение усилий в ограждающей конструкции котлована и их передача на элементы распорной системы осуществляется через распределительные пояса, к которым крепятся распорки (обычно с шагом 4-8 м).

Ограничением применения распорной системы из стальных элементов являются значительные размеры котлована в плане и его глубина, поскольку разработка грунта при устройстве значительного количества ярусов подкосов и распорок в котловане с большой площадью становится технологически затруднительной.

В стесненных городских условиях зачастую применяются полузакрытые способы разработки котлованов по технологии «top-down» (сверху-вниз) или «up&down» (вверх и вниз).

Применение данных технологий позволяет максимально уменьшить влияние нового строительства на существующую городскую застройку. При данном способе возведения поземных частей здания с поверхности земли внутри контура котлована выполняется устройство временных или постоянных опор, которые поддерживают возводимые перекрытия подземной части здания. При этом возводимые перекрытия воспринимают усилия от ограждающих конструкций котлована. Разработка грунта производится из-под перекрытий, затем разработанный грунт удаляется через технологические проемы.

ООО «КТБ Эксперт» является членом саморегулируемой организации в области инженерных изысканий (Ассоциация СРО «МежРегионИзыскания») и архитектурно-строительного проектирования (Ассоциация СРО «ЭкспертПроект»), что является обязательным требованием для проведения работ по проектированию ограждения котлована и распорной системы.