какую роль играет форшахта при устройстве стены в грунте
Устройство форшахты для буросекущих свай
На большей части территории России господствуют грунты, отличающиеся рыхлостью и высоким уровнем залегания подземных вод. При возведении котлованов под фундаменты наблюдаются такие явления, как осыпание их стенок и затопление. Для создания отсекающего барьера и предотвращения смещения пластов почвы применяются буросекущие сваи. Готовая конструкция представляет собой монолитную стену, отличающуюся высокой прочностью и герметичностью.
Устройство буросекущих свай
Технология «стена в грунте» позволяет получить прочное монолитное сооружение, расположенное ниже грунтовых вод
Форшахта для буронабивных свай представляет собой замкнутую систему из погруженных ниже уровня грунтовых вод опор (стена в земле). Конструкция состоит из соединенных по краям свай, изготовление которых производится непосредственно на месте строительства. Стенки скважин укрепляются бентонитовым раствором, а по верхней части столбов устанавливается железобетонная стяжка. Благодаря такому инженерному решению сооружение обретает целостность и монолитность.
Особенностью монтажа является полное отсутствие вибрации, что характерно для сваебойной технологии. Подземная стена состоит из непрерывной череды бетонных столбов, края которых пересекаются на величину, составляющую 5-7% от их диаметра. Каждая вторая свая армирована стальным каркасом, проходящим по всей протяженности опоры и замыкающимся на внешнее армирование наподобие монолитного ростверка.
В строительстве используются форшахты с диаметром несущих элементов в пределах 36-150 см, наиболее распространенными являются опоры сечением 62-82 см.
Область применения
Метод используется на сильно увлажненных нестабильных грунтах
Сваи БСС при всех присущих им особенностях, плюсах и минусах, получили широкое распространение в строительстве, особенно при его ведении на неустойчивых и сильно увлажненных грунтах. Устройство конструкции настолько хорошо продумано, что позволяет решать самые сложные монтажные задачи, когда другого решения просто не существует или оно чревато массой нежелательных эффектов.
Буросекущие сваи применяются для создания таких объектов:
Нельзя использовать технологию при наличии пустот в земле
Противопоказано устанавливать форшахты в таких условиях:
Форшахты могут устанавливаться в качестве ограждающей конструкции, а при монтаже в гидротехнических сооружениях — в их теле и основании.
Конструктивные особенности каркаса для буросекущих свай
Бетон имеет высокую устойчивость на сжатие, но плохо переносит изгиб и скручивание. Поперечное давление является основным критическим фактором для глубокозаглубленной конструкции. Противостоять таким нагрузкам без риска поломки могут только железобетонные изделия, в которых прочность сочетается с гибкостью.
Такую функцию в буросекущих сваях выполняет объемный стальной каркас. Наиболее эффективным является квадратное сечение, где между продольными прутами устанавливаются цельногнутые рамки. Размер каркаса делается максимально приближенным к диаметру отверстия, но с тем расчетом, чтобы металл не выступал из бетона после его застывания. Такое решение позволяет каркасу захватить часть ранее установленных бетонных опор без армирования.
Важную задачу по приданию стене в земле прочности выполняет верхний пояс из арматуры. Это сооружение изготавливается в виде балки прямоугольного сечения с прочным креплением с каркасом каждой подземной колонны. После монтажа проводится заливка армопояса бетоном. Готовая конструкция становится полностью монолитной. Снизу ее удерживает плотный слой грунта, а сверху железобетонный замкнутый пояс.
Предназначения форшахты
Буросекущие сваи предохраняют строение от оползней
Форшахта выполняет сразу несколько функций, что делает ее уникальным изобретением, которое значительно продвинуло вперед технологию частного и промышленного строительства.
Подземные сооружения отличаются многофункциональностью и могут быть использованы для таких целей:
Самостоятельное создание стены в земле невозможно. Изготовление этого сооружения проводится на основании профессионально разработанных чертежей, предварительно проведенных исследованиях грунта и с помощью мощного, высокотехнологичного оборудования.
Технология строительства
Обсадные трубы для буросекущих свай
Технология монтажа буросекущих свай отработана до мелочей и состоит из таких этапов:
Заключительной фазой является создание опалубки, монтаж армирующего пояса и наполнение формы бетоном.
Основные отличия буросекущих свай от буронабивных
Буросекущие сваи монтируют вплотную друг к другу с захватом соседнего элемента за счет иссечения его краев
Технологический процесс создания обоих конструкций практически одинаковый, но их назначение разное.
Буронабивные сваи устанавливаются на расстоянии друг от друга, армируются и выполняют исключительно несущую функцию в обустройстве фундамента.
Буросекущие сваи соединяются с захватом соседних фрагментов, выполняя задачи по гидроизоляции, удержания пластов земли и укрепления аварийных опорных систем.
Преимущества буросекущих свай
Использование буросекущих свай отличается такими достоинствами:
Все это делает данную технологию незаменимой при проведении строительства и реставрационных работ в условиях плотной застройки населенных пунктов и объектов промышленности.
Стена в грунте
В промышленных городах все сильнее становится заметным дефицит свободного пространства. Крупные застройщики ищут доступные способы рационального использования каждого метра. Раньше архитекторы придумали гигантские небоскребы. Сегодня специалисты нашли более эффективный метод использования свободной земли: здания «растут» вверх, а теперь и вглубь — в грунт.
Появилась возможность размещать в многоуровневых подземных пространствах супермаркеты, стоянки для транспорта, склады, развлекательные комплексы. Чтобы сооружения были добротными строители применяют универсальную технологию.
Краткое описание новой методики строительства
Она была разработана группой специалистов для сооружения подземных конструкций. Это касается промышленного строительства и частной застройки. Подход особенно уместен, если дом строится на дорогом участке вблизи мегаполиса и владелец недвижимости хочет максимально использовать каждый сантиметр земли. Глубина залегания стены в грунт ограничивается подпочвенными водами.
Важно! Основная суть методики «в грунте» заключается в ограждающей перегородке по периметру будущего помещения. Конструкцию заглубляют до нижней точки строительных работ.
В зависимости от технологии специалисты используют свайный, траншейный, мокрый или сухой способ сооружения защитной стены. У каждого метода есть особенности и преимущества.
Использование специализированной техники
Сухой траншейный способ
Этот вариант предполагает применение готовых элементов из прочного железобетона или заливки монолитного бетона. Экскаватором либо фрезой по периметру будущей стройки выкапывают траншею форшахты глубиной от 2 до 4 метров. Она нужна для четкого обозначения периметра будущего здания, для существенного укрепления стенок траншеи. У глубокой выемки самое уязвимое место – верхняя часть.
Если строительная бригада все сделает правильно – это предотвратит в будущем осыпание слабого грунта, так как стенки форшахты будут укреплены. Выборку грунта производят экскаваторами или крановыми грейферами. Глубина достигает нескольких десятков метров. Когда габариты траншеи достигнуты, в нее заливают монолитный железобетон или монтируют сборные бетонные конструкции.
Важно! Сухая методика самая простая, из-за чего ее часто применяют в строительстве. Этот вариант актуален даже по отношению к прочным грунтам с минимальным уровнем почвенных вод.
Применение специалистами мокрой технологии
Строительная система была основана на разжижении субстанции, когда отдельные материалы и составы самостоятельно восстанавливают первоначальную форму. Эти характеристики относятся к бентонитовым глинам. Их суспензия может постепенно разжижаться под воздействием вибрации. После перехода в спокойное состояние плотностные параметры возвращаются к исходному состоянию.
Первый этап возведения прочных стен практически не отличается от сухого метода. Сооружаются форшахты для обозначения четкого контура глубины траншеи. Остальные строительные работы производятся по другой технологии.
Траншею заполняют универсальной глиняной суспензией. Она оказывает давление на стены и не дает им обвалиться, удерживая заданную форму. Суспензия находится в жидком состоянии, что позволяет продолжать углублять конструкцию. Для приготовления раствора смешивают воду и глину. Плотность массы зависит от прочности грунта.
Важно! В крупном строительстве просто нельзя без мокрой технологии, когда запланированы работы на слабых почвах. Она эффективна, когда стена должна пройти сквозь грунтовые воды. В частном строительстве этот метод неактуален, так как нужно вложить крупную сумму.
Проверенная временем методика
Стена из сборного или монолитного железобетона заменяется сплошной конструкцией из буронабивных свай. Их заглубляют до нужного показателя. Вместо классической копки траншеи применяют универсальную технологию глубинного бурения.
После обустройства скважин, их армируют и заливают бетонным раствором. Чтобы создать прочное заграждение, которое будет препятствовать проникновению разрушительной влаги, используют технологию лидерного бурения. Вместо классических свай монтируют особые трубы, у которых одна сторона имеет характерный вогнутый желоб, проходящий вдоль.
Во время установки заготовку плотно прижимают к выпуклой части другой трубы. Это позволяет создать прочную и плотную стену, сквозь которую просто не может проникнуть грунтовая вода.
Важно! Универсальная свайная технология пользуется большим спросом при строительстве подземных конструкций, которые расположены близко от других массивных зданий.
Основные преимущества
В строительстве все чаще используют технологию возведения стен на глубине более 6 м. Большая популярность этого метода связана с несколькими весомыми преимуществами:
Важно! Мастерам нужно помнить, что существенным ограничением для такой технологии служит наличие в грунте больших пустот или массивного слоя насыпного грунта.
В видеоролике интересные факты строительства подземного паркинга, тонкости укрепления стенок котлована:
Помощь техники
Мощность и количество агрегатов зависит от объема запланированных работ, используемой строительной технологии. Для малоэтажного дома траншеи в грунте сооружают колесным экскаватором. Для многогранной подземной конструкции под небоскребом понадобиться много специализированной техники.
Небольшой экскаватор и фреза – для сооружения форшахты. Высококачественный растворный узел пригодиться для закачки глиняной суспензии. Бетононасосная станция – для подачи жидкого раствора. Большие траншеи сооружаются плоскими грейферами, которые навешивают на экскаватор или кран. Скважины – буровыми агрегатами ударно-вращательного принципа действия.
Плановое армирование
Усиление скважин и трещин подразумевает монтаж каркасов объемного типа, состоящих из арматуры. Во время их производства и установки следует соблюдать ряд строительных требований:
Важно! Перед помещением армирующего каркаса в глиняную суспензию металлические элементы смачивают обычной водой. Это уменьшает налипание глиняной взвеси, увеличивает адгезию с раствором.
Профессиональная заливка прочным бетоном
В промышленных масштабах процедура выполняется специальными трубами. Они перемещаются по территории строительным краном. Их диаметр от 18 до 30 см, толщина стенки составляет 1 см. Монтируют трубы из отдельных секций длиной до двух метров длиной. Конструкцию подключают к вместительному бункеру для бетона или специальной станции.
Чтобы результат проделанных работ был долговечным, раствор заливают согласно установленным нормам:
Важно! В частном строительстве при возведении стен на глубине можно использовать бетон, который был приготовлен самостоятельно, а не в специальных условиях.
Установка сборной железобетонной системы
Вместо классической заливки раствора можно смонтировать систему из готовых элементов. Это на 25% сокращает затраты, так как используется узкая траншея. Мастерам не нужно сооружать армированный каркас, осуществлять трудоемкую заливку раствора. После установки подземной стены из готовых металлических конструкций можно приступать к удалению грунта для устройства подземного этажа.
Заключение
Универсальная методика сооружения прочных стен в грунте позволяет устраивать просторные подземные помещения под многоэтажными домами и настоящими небоскребами. Это в несколько раз сокращает объем наземных работ, позволяет избежать обязательного понижения уровня подземных вод. Выполнять такое необычное задание может только специалист, реализовав необходимые подготовительные работы и сделав правильный чертеж будущей конструкции.
Больше интересной и познавательной информации по этой теме можно узнать из видеоролика:
4-01-ТК «Технологическая карта на устройство форшахты из монолитного железобетона»
Настоящая технологическая карта применяется при:
— строительстве оснований зданий и сооружений в стесненных условиях и реконструкции действующих предприятий;
— устройстве форшахты в различных грунтовых условиях (пески, супеси, суглинки и т.д.), когда уровень грунтовых вод находится на глубине более 1,5 м от поверхности планировки площадки;
— разработке грунта траншеи экскаватором, оборудованным грейферным ковшом, или скважин буровыми установками.
| Обозначение: | 4-01-ТК |
| Название рус.: | Технологическая карта на устройство форшахты из монолитного железобетона |
| Статус: | действующий |
| Дата актуализации текста: | 01.10.2008 |
| Дата добавления в базу: | 01.02.2009 |
| Дата введения в действие: | 01.01.2001 |
| Разработан: | ОАО ПКТИпромстрой 125040, Москва, Ленинградский проспект, д. 26 |
| Утвержден: | ОАО ПКТИпромстрой (01.01.2001) |
| Опубликован: | ОАО ПКТИпромстрой № 2001 |
Открытое акционерное общество
Проектно-конструкторский и технологический
институт промышленного строительства
Генеральный директор, к.т.н.
____________ С.Ю. Едличка
«____» ____________ 2001 г.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
НА УСТРОЙСТВО ФОРШАХТЫ
ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
_____________ А.В. Колобов
Заместитель ген. директора, к.т.н.
_____________ В.В. Шахпаронов
_____________ Б.И. Бычковский
В технологической картепредставлена технология работ по устройству форшахты из монолитногожелезобетона, даны указания по производству работ, приемам труда и организациирабочего места, изложены требования техники безопасности, охраны труда,экологической и пожарной безопасности, определена потребность вматериально-технических ресурсах и приведены технико-экономические показатели.
Карта предназначена дляпроизводителей работ, мастеров, бригадиров строительных организаций, а такжеработников технического надзора заказчика и инженерно-технических работниковстроительных и проектно-технологических организаций.
Разработка карты выполненасотрудниками лаборатории совершенствования организации и технологиистроительства (отдел 41) ОАО ПКТИпромстрой:
— Ярымов Ю.А.-технологическая разработка модели;
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Конструкции форшахты могутразличаться как по форме (Г-образные, трапециевидные), так и по способуприменения (постоянные, переносные). Конструкция форшахты разрабатываетсясовместно со свайными основаниями и «стеной в грунте» в составе проекта.
1.2 Настоящая технологическая карта применяется при:
— строительстве основанийзданий и сооружений в стесненных условиях и реконструкции действующих предприятий;
— устройстве форшахты вразличных грунтовых условиях (пески, супеси, суглинки и т.д.), когда уровеньгрунтовых вод находится на глубине более 1,5 м от поверхности планировкиплощадки;
— разработке грунта траншеиэкскаватором, оборудованным грейферным ковшом, или скважин буровымиустановками.
1.3 Устройство форшахты должно отвечать следующим требованиям:
— продольная ось креплениядолжна совпадать с продольной осью ограждающей стены, здания или сооружения;
— расстояние междувертикальными стенками должно быть на 50 мм больше рабочего органа землеройногооборудования;
— для предупреждениявозможных смещений вертикальных стенок форшахты между ними следуетустанавливать временные деревянные распорки;
— начинать разработку грунтатраншеи или скважины допускается только после набора бетоном форшахты проектнойпрочности.
1.4 Привязка настоящей карты к проектируемому объекту и местным условиямзаключается в корректировке всех параметров, связанных со строительной группойгрунтов, с глубиной и шириной траншеи, выбором крепления верха траншеи, сконструкцией разделительных элементов и армокаркасов, а также корректировкеведомости объемов работ, калькуляции и календарного плана производства работ.
1.5 При привязке карты к сооружаемому объекту в г. Москве необходимоучитывать требования, изложенные в «Организационно-технологических правилахстроительства (реконструкции) объектов в стесненных условиях существующейгородской застройки» (введены в действие в 1998 г.) и «Правилах производстваземляных и строительных работ, прокладки и переустройства инженерных сетей икоммуникаций в г. Москве», (утверждены постановлением Правительства Москвы №603 от 08.08.2000 г).
2 ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
2.1 До начала производства земляных работ необходимо отключить и вынести страссы форшахты и рабочей зоны все подземные и надземные коммуникации. Приневозможности выноса надземных коммуникаций разрешается производить работы приусловии их отключения под непосредственным руководством прораба или мастера, ав охранной зоне кабелей, кроме того, под наблюдением работников электро- илигазового хозяйства. Готовность объекта к устройству форшахты должнаопределяться комиссией, назначенной руководителем управления, с оформлениемакта.
2.2 До начала работ по устройству форшахты необходимы следующиеподготовительные работы:
— ограждение строительнойплощадки забором в соответствии со стройгенпланом и с требованиями ГОСТ23407-78 ;
— планировка строительнойплощадки на заданной отметке;
— укладка железобетонныхдорожных плит для проезда автотранспорта, работы буровых машин, экскаваторов истроительных кранов;
— срезка и складированиерастительного слоя грунта в специально отведенных местах, вертикальнаяпланировка строительной площадки с уплотнением насыпей до плотности грунта вестественном состоянии (или заданной проектом), отвод поверхностных вод,устройство постоянных и временных внутриплощадочных дорог и инженерных сетей,предусмотренных проектами организации строительства;
— размещение бытовых иподсобных помещений для рабочих и ИТР;
— оборудование мест дляскладирования материалов, конструкций, изделий и инвентаря, а также дляустановки строительной техники.
2.3 После выполнения подготовительных работ должен быть оформлен акт осоответствии выполненных внеплощадочных и внутриплощадочных подготовительныхработ требованиям безопасности труда и готовности объекта к началу строительства.
2.4 Работы по устройству форшахты в монолитном исполнении производятся вследующей последовательности:
— разбивка котлована поверху;
— срезка растительного слоягрунта;
— разбивка габаритов длявыемки грунта;
— разработка грунта вкотловане;
— планировка откосов и днакотлована;
— установка заранееизготовленных щитов опалубки по габаритам форшахты;
— выдерживание бетона,включая уход за ним;
— засыпка песком пазухкотлована форшахты.
2.5 Схемой производства работ сооружения форшахты должно бытьпредусмотрено использование комплекта высокопроизводительных строительных машини грузоподъемных механизмов, эффективной опалубки и других материалов.
Наибольшая глубина копания
Усилие на кромке зуба челюстей ковша
Угол поворота стрелы в плане
Преодолеваемый уклон твердого сухого пути
Группа разрабатываемого грунта
2.6 Размеры котлована должны обеспечивать размещениефоршахты и механизированное производство работ по ее бетонированию, а такжевозможность перемещения людей вдоль фронта работ. Размеры выемок по дну внатуре должны быть не менее установленных проектом.
2.7 Планировку откосов и дна котлована выполняют вручнуюпо данным визировочных отметок со срезкой неровностей толщиной до 0,1 м.Визировочные отметки отбивают маячными бороздами или приямками, после чегопроизводится срезка грунта между маяками с откидыванием грунта на сторону.
2.8 Типы опалубок следует применять в соответствии с ГОСТ 23478-79 «Опалубка для возведения монолитных бетонных ижелезобетонных конструкций».
Нагрузки на опалубку следует рассчитывать всоответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 (обязательноеприложение 11). Для устройства форшахты изготавливаются щиты опалубки из досоктолщиной 40 мм.
Завод-изготовитель опалубкидолжен произвести контрольную сборку фрагмента на заводе. Схема фрагментаопределяется заказчиком по согласованию с заводом-изготовителем.
Испытания элементов опалубкии собранных фрагментов на прочность и деформацию проводятся при изготовлениипервых комплектов опалубки, а также замене материалов и профилей. Программуиспытаний разрабатывают организация-разработчик опалубки, завод-изготовитель изаказчик.
Разборка опалубки должнапроизводиться после достижения бетоном заданной прочности с разрешенияпроизводителя работ.
2.9 Заготовка и обработка арматуры должны выполняться в специальнопредназначенных для этого и соответственно оборудованных местах. При выполненииработ по заготовке арматуры необходимо:
— ограждать места,предназначенные для разматывания бухт (мотков) и выправления арматуры;
— при резке станкамистержней арматуры на отрезки длиной менее 0,3 м применять приспособления,предупреждающие их разлет;
— ограждать рабочее местопри обработке стержней арматуры, выступающей за габариты верстака, а удвусторонних верстаков, кроме этого, разделять верстак посередине продольнойметаллической предохранительной сеткой высотой не менее 1 м;
— складывать заготовленнуюарматуру в специально отведенные для этого места;
— закрывать щитами торцевыечасти стержней арматуры в местах общих проходов, имеющих ширину менее 1 м.
Элементы арматуры необходимопакетировать с учетом условий их подъема, складирования и транспортирования кместу монтажа.
2.10 Бетонирование форшахты производить захватками длиной по 10 метров.Класс бетона для форшахты устанавливается проектом.
Перед бетонированием скальныеоснования, горизонтальные и наклонные бетонные поверхности рабочих швов должныбыть очищены от мусора, грязи, масел, снега и льда, цементной пленки и др.Непосредственно перед укладкой бетонной смеси очищенные поверхности должны бытьпромыты водой и просушены струей воздуха.
Бетонную смесь следуетукладывать горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов, споследовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях.
Поверхность рабочих швов,устанавливаемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярнаоси бетонируемых конструкций. Возобновление бетонирования допускаетсяпроизводить по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа.
При укладке бетона избункера (бадьи) расстояние между нижней кромкой бункера и ранее уложеннымбетоном или поверхностью, на которую укладывается бетон, должно быть не более 1м, если иные расстояния не предусмотрены проектом производства работ или другойтехнологической документацией.
2.13 Опалубка снимается после достижения бетоном прочности 1,5 МПа,обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов при снятии опалубки идвижении людей по забетонированным поверхностям форшахты, после чегопроизводится обратная засыпка песком до отметки верха форшахты.
3 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ
3.1 Все поставляемые материалы и изделия должны соответствовать ГОСТам ииметь сертификат качества.
3.2 Высокое качество и надежность сооружаемой форшахты должныобеспечиваться строительными организациями путем осуществления комплексатехнических, экономических и организационных мер эффективного контроля на всехстадиях сооружения форшахты.
3.3 Контроль качества строительно-монтажных работ должен осуществлятьсяспециальными службами строительной организации, оснащенными техническимисредствами, обеспечивающими необходимую достоверность и полноту контроля.
3.4 Производственный контроль качества строительно-монтажных работ долженвключать входной контроль рабочей документации и оборудования, операционныйконтроль отдельных строительных процессов или производственных операций иприемочный контроль строительно-монтажных работ.
3.5 При входном контроле рабочей документации должна проводиться проверкаее комплексности и достаточности содержащейся в ней технической информации дляпроизводства работ.
При входном контролестроительных конструкций, изделий, материалов и оборудования следует проверятьвнешним осмотром соответствие их требованиям стандартов или других нормативныхдокументов и рабочей документации, а также наличие и содержание паспортов,сертификатов и других сопроводительных документов.
3.6 Операционный контроль должен осуществляться в ходе выполнениястроительных процессов или производственных операций и обеспечиватьсвоевременное выявление дефектов и принятие мер по их устранению ипредупреждению. При выполнении скрытых работ последние оформляютсясоответствующими актами.