УСТРОЙСТВО ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ ПЛОТНОЙ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ

Полезная модель относится к строительству, а именно касается возведения подземных сооружений в зоне плотной застройки в условиях городского мегаполиса.
Известна конструкция устройства подземного сооружения для возведения зданий в зоне «точечной» застройки, содержащего ограждающую шпунтовую стенку из металлического профиля и завесу из глинистого раствора. /1/
Такая конструкция обладает повышенной жесткостью, но не может исключить осадок фундаментов существующих зданий.
Наиболее близкой конструкцией устройства подземного сооружения для возведения зданий в зоне городской застройки является устройство, содержащее ограждение котлована и расположенный между фундаментом существующего здания и ограждением котлована геотехнический барьер в виде ряда инъекторов, установленных с возможностью подачи под давлением рабочего раствора в грунт до восстановления напряженно-деформируемого состояния грунта в зоне существующего здания, сооружения /2/.
Недостатками таких защитных конструкций является небольшая жесткость барьера, что не дает возможности препятствовать перемещению грунта окружающего массива, особенно в аварийных ситуациях, например
при прорыве водонесущих подземных коммуникаций, что приводит к обвалу стенок котлована и осадкам существующего здания.
Техническая задача заключается в повышении надежности конструкции подземного сооружения и обеспечения безопасности строительных работ и его эксплуатации за счет предотвращения перемещения грунта в сторону открытого котлована в период экскавации грунта и возведения фундамента в случае аварийных ситуаций в процессе устройства глубоких котлованов.
Поставленная задача решается таким образом, что устройство подземного сооружения для возведения зданий плотной городской застройки, включающее ограждение котлована и расположенный между фундаментом существующего здания и ограждением котлована геотехнический барьер в виде ряда инъекторов диаметром 50-70 мм, установленных с возможностью подачи под давлением рабочего раствора в грунт до восстановления напряженно-деформированного состояния грунта в зоне существующего здания, согласно полезной модели, дополнительно снабжено, расположенной между фундаментом существующего здания и ограждением котлована, шпунтовой стенкой, выполненной из вертикально установленных на глубину не менее глубины котлована металлических труб диаметром 200-400 мм с шагом равным 1,5-2,0 диаметра трубы, а инъектора геотехнического барьера размещены вертикально или наклонно в сторону здания между трубами шпунтовой стенки соосно им или со смещением в сторону фундамента существующего здания.
Предлагаемое устройство подземного сооружения отличается от известного тем, что дополнительно снабжено, расположенной между фундаментом существующего здания и ограждением котлована, шпунтовой стенкой, выполненной из вертикально установленных на глубину не менее глубины котлована металлических труб с шагом равным
1,5-2,0 диаметра трубы, а инъектора геотехнического барьера размещены вертикально или наклонно в сторону здания между трубами шпунтовой стенки соосно им или со смещением в сторону фундамента существующего здания.
Геотехнический барьер позволяет поддерживать напряженно-деформируемое состояние грунта, а в случае аварийной ситуации, например прорыва подземных водонесущих коммуникаций или некачественного бетонирования «стены в грунте» и ее обвала, или образования карстовых полостей в грунте, работает шпунтовая стенка, которая предотвращает перемещение грунта в сторону котлована, причем параметры шага шпунтовых элементов выбраны из расчета препятствия перемещению вместе с грунтом и инъекторов геотехнического барьера.
Кроме того, для слабых грунтов инъектора смещают в сторону фундамента существующего здания. При этом при перемещении грунта сначала работает геотехнический барьер, компенсируя изменения напряженно-деформируемого состояния грунта в зоне фундамента существующего здания, а затем шпунтовая стенка, препятствуя перемещению массива грунта с инъекторами в зоне ограждения котлована.
При возведении устройства подземного сооружения для зданий в зоне плотной застройки происходит разуплотнение грунта, что приводит к осадкам фундаментов рядом расположенных зданий и сооружений. При близком расположении строительных объектов практически сложно влиять на напряженно-деформированное состояние грунта. Предлагаемая конструкция ограждения обеспечивает выполнение двух функций одновременно: защитной - от вывалов грунта в котлован, и предотвращение осадок существующего здания, что значительно повышает надежность конструкции подземного сооружения и обеспечивает безопасность строительных работ и эксплуатации здания.
На фиг.1 представлено устройство подземного сооружения для возведения зданий плотной городской застройки; фиг.2 - а-а фиг.1 (вариант 1 - расположение инъекторов соосно трубам); фиг.3 - то же, что и на фиг.2 (вариант 2 - расположение инъекторов со смещением от оси).
Устройство подземного сооружения состоит из ограждения котлована - "стены в грунте" 1, фундамента существующего здания 2, геотехнического барьера 3 из ряда инъекторов 4 и шпунтовой стенки 5 из металлических труб 6.
Пример. До начала работ по устройству подземного сооружения между ограждающей конструкцией котлована 1 и фундаментом 2 существующего здания возводят шпунтовую стенку из металлических труб диаметром 320 мм с расчетным шагом 600 мм. Между трубами шпунтовой стенки устанавливают инъектора геотехнического барьера диаметром 60 мм соосно трубам или со смещением в сторону фундамента существующего здания. Шпунтовую стенку и инъектора устраивают на глубину не менее глубины котлована. Для компенсации изменения напряженно-деформированного состояния грунта, произошедшего в процессе устройства шпунтовой стенки, через инъектора выполняют нагнетание цементного раствора в грунт (заполнительная цементация). Затем возводят ограждающую конструкцию котлована «стену в грунте». После чего производят экскавацию грунта из котлована. В процессе экскавации грунта из котлована по результатам мониторинга выполняют нагнетание цементного раствора (компенсационное нагнетание) по мере изменений напряженно-деформированного состояния грунта. Всего компенсационное нагнетание производят в 3 цикла.
Для контроля за изменением напряженно-деформируемого состояния грунта основания предварительно, до устройства "стены в грунте",
устраивают скважины для инклинометра и устройства для измерений послойных деформаций грунта. В процессе выполнения работ проводили наблюдения за перемещением ограждающей конструкции и окружающего массива грунта и фундаментов существующих зданий.
Источники информации:
1. Патент РФ №2042013, кл. E02D 29/045, публ.1995.08.20.
2. Патент РФ №2245966, кл. E02D 31/08, публ. 10.02.2005 (прототип)