Строительные технологии

Устройство котлованов и водопонижение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Водонепроницаемые стенки для защиты котлованов от грунтовой

воды могут располагаться рядом с описанными и рассмотренными в

гл. 5 подземными стенками или инъекционными массивами или 

тонкостенными прорезями в грунте.

При применении водонепроницаемых стенок Этмо 

применяются усиленные прокатные профили (двутавры), которые забиваются

в грунт. Нижние концы этих несущих стенок закрепляются с одной

стороны профиля, на верхних концах с двух сторон на длине от 600 до

800 мм приваривают листовую сталь для усиления. Для подачи 

инъекционных материалов применяется труба диаметром около 20 мм, 

которая в процессе забивки шпунта со стороны открытого конца 

закрывается специальный пробкой.

После того, как забиты от 6 до 7 стоек, первую из них при помощи

специальной гидравлической извлекающей установки 

вытягивают, а образующееся пространство заполняют глиноцементным 

раствором. Забивка, извлечение и запрессовка производятся непрерывно.

Для того чтобы возникающие при забивке шпунта вибрации не мешали

схватыванию раствора, расстояние между ними должно быть не менее

2,0 м. Этот способ применим при глубине забивки шпунта от 6,0 до

10,0 м, при этом желательно, чтобы грунт имел среднюю плотность.

В настоящее время предпочтение отдается высокопроизводительным виброустановкам, существенно упрощающим процесс производства работ.

Преимущество применения вибрационных установок для забивки

шпунта по сравнению с обычными установками ударной забивки в том,

что вибрационная установка может применяться как для опускания,

так и извлечения шпунта. При этом нет необходимости в замене или

перестановке узла соединения шпунта с самим вибратором. В 

дальнейшем возможно достижение больших глубин опускания шпунта в грунт,

что зависит от их типа (профиля). Одновременно с опусканием шпунта

вибрационным способом инъецируется раствор, которым способствует

снижению сил трения.

Раствор инъецируется в горизонтальном  направлении по оси стенки. При подъеме шпунта образующиеся полости в грунте под ними заполняются раствором, который проникает также в поры грунта. За счет трения между соседними шпунтами и перекрытия их по высоте на 8—15% образуется полностью водонепроницаемая завеса.

Узкие прорези-стенки в грунте применяются лишь в 

водопроницаемых грунтах с размерами зерен более 0,063 мм. С применением 

вибрационных установок такие стенки создаются при глубинах до 25 м. При

этом наиболее важным являются правильное определение характеристик

грунта в месте устройства такой водонепроницаемой стенки и 

правильный выбор метода производства работ по их созданию в рыхлых водо-

проницаемых грунтах.

Инъекционные стенки могут выполняться также в виде статически

работающих стенок, особенно при расположении их в однородных 

рыхлых грунтах, состоящих из зерен одинаковых размеров, и при 

расположении их около не допускающих вибрации существующих сооружений,

которые могут располагаться также под этой стенкой и представлять

собой искусственно укрепленную грунтовую стенку. Иногда это может

бьпь едщнсгвенно технически возможное рещение. В этих случаях стенка

представляет собой тяжелую (массивную) стенку, способную выдер

жать возникающее при этом давление грунта.

Инъекционные трубы при сооружении такой стенки вводятся в грунт

на расстоянии от 0,50 до 1,50 м друг от друга. Нагнетаемый в грунт 

раствор вводится либо через боковые дренированные отверстия (до вьщер-

гивания их из грунта) или даже через открытые торцевые отверстия.

Величина необходимого давления для инъецирования раствора, равно

как и его состав, зависят от зернового состава грунта, размеров 

частиц и общей прочности грунтового скелета.

Камбефорт приводит зависимость водопроницаемости 

(коэффициента фильтрации к) применяемых растворов от их состава

Вначале производится предварительное инъецирование растворами

на базе силиката натрия с добавлениями солей или альдегидов. 

Добавлением хикщкатов получают пластические или непластические гелевые

Растворы. По способу образования раствора они подразделяются:

гели, которые образуются сразу, непосредственно после их 

замешивания;

гели, которые после их замешивания должны выдерживаться 

длительное время для прохождения в них соответствующих реакций. 

Известный раствор loosten применим для песков и гравелистых грунтов.

При применении этого раствора, реагирующего на наличие силиката 

натрия и хлоридкальция» оба компонента инъецируются раздельно во 

избежание быстрой реакции компонентов. Этот раствор очень эффективен

в случаях быстротекущих грунтовых потоков воды. При этом могут

быть достигнуты значения прочности закрепленного грунта от 300 до

600 Н/см.

Раствор Monodur применяется в рыхлых несвязных грунтах, которые,

по данным Джостона» не могут быть уплотнены и упрочнены. В этих

случаях применяют разбавленный раствор жидкого стекла, который из-

за наличия органических кислотных компонентов эмульгируется. Затем

этот инъецированный грунт может быть подвергнут уплотнению и 

упрочнению.

Для уплотнения крупных иловатых песков и иловатых грунтов

с размерами зерен до 0,02—0,063 мм применяется раствор Monosol.

При этом применяется лишь сильно разбавленный раствор жидкого

стекла с добавлением силиката натрия. Получаемый раствор обладает

высокими качествами уплотняющего материала, однако прочностные

характеристики его невелики. В зависимости от количества 

добавляемого в раствор SO ;А1 О в значительной степени может быть уменьшено

время, необходимое для его упрочнения и затвердения,

В ГДР в качестве инъекционного раствора нашел широкое 

применение Neuperm АР, который применяется для упрочнения и уплотнения

грунтов. Этот инъекционный раствор непосредственно на 

строительной площадке добавляется к реагирующим катализаторам — 

органическим или неорганическим кислотам, которые активизируют соли, реагирующие на кислоты. Эта смесь в высокой степени соответствует 

применяемой технике, так как может быть инъецирована в грунт в виде 

однородного раствора и скорость его твердения может в дальнейшем 

регулироваться. Кроме того, наряду с техническими преимуществами, этот

раствор имеет еще и определенные экономические преимущества.

Очень мелкие несвязные грунты, содержащие илистые частицы, могут

быть уплотнены и другими искусственными способами. Также может

быть повышена их прочность. Вязкость применяемых в этих случаях

растворов должна быть очень низкой. Их применение возможно лишь

в исключительных случаях при вакуумировании грунтовой воды-

Химические растворы вводятся в грунт при давлений от 100 до

500 кПа, в исключительных случаях при более высоких значениях 

давления. В связи с этим не представляется возможным производить 

инъецирование раствора на полную высоту еплоть до дневной поверхности,

так как при отсутствии соответствующей пригрузки могут возникать

выбросы грунта и раствора. При этом возможно также появление 

подъемов существующих оснований сооружений. В работах 

содержатся соответствующие описания и данные по техническим средствам,

применяемым при инъецировании растворов в грунт.

В заключение необходимо отметить, что до выбора метода 

уплотнения и упрочнения грунта необходимо провести полный анализ 

геологических, минералогических, химических характеристик грунта, а так;же

условий каждой конкретной строительной площадки, с тем чтобы 

исключить впоследствии дорогостоящие ошибки при выборе необходи

мого способа работ.