способ возведения ограждающей стенки в грунте

Формула изобретения

1. Способ возведения ограждающей стенки в грунте, характеризующийся тем, что он предусматривает возведение ограждающей стенки в два этапа, на первом из которых в грунте образуют массив из, по крайней мере, двух рядов секущих грунтоцементных свай, а на втором этапе на 2-е - 7-е сутки после создания массива в нем возводят буронабивные сваи, которые выполняют буросекущимися, и/или бурокасательными, и/или отдельностоящими, или бетонную стенку по типу "стена в грунте".

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что грунтоцементные сваи выполняют методом струйной технологии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении в грунте ограждающей стенки для строительства заглубленных в грунт, в частности в слабый водонасыщенный грунт, сооружений различного назначения, например туннелей, автомобильных и железнодорожных магистралей в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений.

В стесненных условиях городской застройки строительство любых новых объектов значительно затруднено. Фундаменты и основания зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, подвержены деформациям и разрушению. Кроме того, строительство новых объектов, в частности туннелей, возводимых открытым способом без демонтажа зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта в слабых водонасыщенных грунтах, требует создания надежных ограждающих стенок.

Известны различные способы сооружения "стены в грунте" методом буросекущихся свай, относящиеся к сооружению ограждений котлованов, при создании фундаментов и несущих стен или устройстве противофильтрационных завес и заключающиеся в том, что "стену в грунте" возводят в два этапа: на первом этапе на расстоянии друг от друга возводят сваи первой очереди (бурят, бетонируют), а на втором этапе между сваями первой очереди возводят (бурят, бетонируют) частично перекрывающие их в плане сваи второй очереди, при этом сваи могут предварительно армироваться. /US 3429126, E 02 D 5/34, 1969; FR 2504953, E 02 D 5/18, 1982; SU 1668557, E 02 D 5/20, 1991; RU 2094567, E 02 D 5/20,1997; RU 2148123, E 02 D 5/20/.

Недостатком всех этих способов возведения "стены в грунте" методом буросекущихся свай вблизи существующих зданий и сооружений является возможность возникновения просадки грунтов, что приводит к деформации и разрушениям фундаментов и оснований. Чем слабее водонасыщенный грунт под основание нового сооружения, тем больше вероятность негативного воздействия на фундаменты и основания зданий и сооружений, расположенных в непосредственной близости от возводимого объекта. Кроме того, при проходке скважин в слабых грунтах для последующего формования в них свай стенки скважины не устойчивы, что приводит к перекосу свай и, как следствие, к снижению их несущей способности и надежности возводимой из свай стены.

Известен способ формования в грунте сваи, согласно которому, с целью повышения эффективности проходки скважин в грунтах как с повышенной прочностью, так и в слабых, перед проходкой продольной полости инъектируют закрепляющий раствор, например, на основе цемента, вокруг продольной оси формуемой набивной сваи, а затем в инъектируемой грунтовой зоне формуют набивную сваю /патент RU 2150549, E 02 D 5/34, 2000 г./. В случае формования сваи в слабых грунтах, когда стенки скважины не устойчивы, использование предлагаемого способа позволяет закрепить грунт в окрестности продольной полости, а затем уже ее проходить, однако процесс инъектирующего закрепления грунта недостаточно эффективен, поскольку закрепляющий раствор проникает в грунт на неконтролируемое и неравномерное расстояние от оси инъектора, при этом некоторые участки стенок скважины могут вообще остаться незакрепленными, а кроме того, возведение набивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений приводит к повышению динамических нагрузок на фундаменты и основания зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, что приводит к их деформациям и разрушению. Кроме того, инъектируемый закрепляющий раствор не повышает несущую способность возводимой сваи.

Известен способ укрепления грунтов, в частности слабых водонасыщенных, согласно которому через систему инъекторов в основание зданий и сооружений вводят уплотняющий раствор, в качестве которого используют песчано-цементную смесь. При этом образуется грунтоцементный несущий элемент с образованием жесткого каркаса непосредственно в самом массиве грунта с повышенной несущей способностью в виде природно-техногенного композита /патент RU 2059044, E 02 D 3/12,1996/.

Известно, что фундаменты, сооружаемые с использованием струйной технологии, могут устраиваться под строящиеся здания и сооружения, служить для усиления существующих фундаментов, использоваться в качестве ограждающих конструкций /"Рекомендации по струйной технологии сооружения противофильтрационных завес, фундаментов, подготовки оснований и разработки мерзлых грунтов". ВНИИОСП, М., 1989 г., стр.43/. Однако сооружение, возводимое с использованием струйной технологии, не достаточно надежно в качестве ограждающей конструкции из-за его невысокой жесткости и недостаточной несущей способности.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ возведения ограждающей стенки в грунте, согласно которому возводят, по крайней мере, два ряда вертикальных элементов ограждения (например, свай) в грунте, в каждом ряду вертикальные элементы создают на расстоянии друг от друга, при этом в каждом последующем ряду вертикальные элементы смещают относительно вертикальных элементов предыдущего ряда на величину 0,2-0,8 шага вертикальных элементов, а элементы, смежные между собой в смежных рядах последовательно соединяют связями, например, с использованием известной струйной технологии /патент RU 2095520, E 02 D 29/00; 5/20,1997 г./.

Недостатками известного способа являются его сложность, проведение работ с выемкой грунта, что существенно их удорожает, большие сроки строительства, недостаточные жесткость и надежность возводимого ограждения, а также деформации фундаментов и оснований зданий, сооружений и дорог в случае строительства в непосредственной близости от них.

Задачей настоящего изобретения является создание технологии строительства новых объектов в стесненных условиях городской застройки.

Задача решается за счет того, что предложен способ возведения ограждающей стенки в грунте, характеризующийся тем, что он предусматривает возведение ограждающей стенки в два этапа, на первом из которых в грунте образуют массив из, по крайней мере, двух рядов секущих грунтоцементных свай, а на втором этапе на 2-е - 7-е сутки после создания массива в нем возводят буронабивные сваи, которые выполняют буросекущимися, и/или бурокасательными, и/или отдельностоящими, или бетонную стенку по типу "стена в грунте". При этом грунтоцементные сваи могут выполнять методом струйной технологии.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, заключается в предотвращении возможных деформаций и разрушений фундаментов и оснований сооружений, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, сокращении сроков строительства, а также в снижении динамических нагрузок на рядом стоящие здания.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ возведения ограждающей стенки осуществляют в два этапа. На первом этапе в грунте образуют массив из двух рядов грунтоцементных свай с использованием струйной технологии. На втором этапе в массиве грунтоцементных свай возводят буронабивные (буросекущие и/или бурокасательные и/или отдельностоящие) сваи или бетонную стенку по технологии "стена в грунте". Возводить буронабивные сваи желательно на 2-е - 7-е сутки после создания массива из грунтоцементных свай, поскольку за это время прочностные характеристики массива из грунтоцементных свай достигнут около 30% проектных. Время начала возведения буронабивных свай или бетонной стенки зависит от качества (прочности) исходного грунта, в котором создают массив, и физико-химических свойств цементной суспензии, используемой при создании массива. Возведение в массиве из грунтоцементных свай буронабивных свай, выполненных бурокасательными, и/или буросекущими, и/или отдельностоящими, зависит от качества (прочности) исходного грунта, в котором возводят ограждающую стенку, а также требований, предъявляемых к ее надежности.

Пример осуществления способа.

На строительной площадке, расположенной в одном метре от стоящего здания, возникла необходимость выполнения ограждения котлована глубиной 14 м в текучепластичном суглинке. На первой стадии возводят сплошной массив из двух рядов секущих грунтоцементных свай диаметром 800 мм на глубину 18 м. Грунтоцементные сваи создают по однокомпонентному методу струйной технологии. Для чего на полную глубину одновременно с бурением скважины опускают монитор с форсунками. В процессе поднятия монитора из вращающихся форсунок производят размыв грунта твердеющей цементной суспензией. На следующие сутки после возведения массива из секущих грунтоцементных свай в массиве роют траншею по методу "стена в грунте" шириной 600 мм на глубину 17,0 м, в траншею укладывают арматурный каркас и заливают бетон. Таким образом в грунте возводят ограждающую стенку. На 7-е сутки после возведения этой железобетонной ограждающей стенки приступают к выполнению котлована в массиве грунтоцементных свай.

Предложенный способ позволяет получить надежную технологию строительства глубоких котлованов для стесненных условий городской застройки, а также сократить сроки строительства сооружений в целом.