ЭЛЕМЕНТ ОПАЛУБКИ ДЛЯ ТРАНШЕЙНОЙ СТЕНЫ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРАНШЕЙНОЙ СТЕНЫ
FORMWORK ELEMENT FOR TRENCH WALL AND TRENCH WALL ERECTION METHOD

Область техники
Настоящее изобретение относится к элементу опалубки для траншейной стены, предназначенному для размещения между первой возведенной секцией траншейной стены и смежной подлежащей возведению второй секцией траншейной стены, содержащему основное тело в форме бруса, имеющее опалубочную сторону с первой опалубочной поверхностью и второй опалубочной поверхностью, между которыми расположен выполненный в виде ниши относительно двух опалубочных поверхностей приемный желоб, в котором расположена гидроизоляционная полоса, проходящая вдоль основного тела, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Изобретение относится также к способу возведения в грунте траншейной стены из нескольких вертикальных расположенных рядом друг с другом секций траншейной стены, при котором вначале разрабатывают в грунте первую траншею, которую заполняют затвердевающей массой для образования первой секции траншейной стены, причем после разработки первой траншеи и перед затвердеванием массы с образованием первой секции траншейной стены, по меньшей мере, на одной торцевой стороне первой траншеи устанавливают элемент опалубки.
Уровень техники
Уже многие десятилетия известно возведение в грунте траншейных стен, в частности, для ограждения строительных котлованов. Для этого в грунте выполняют последовательную разработку отдельных траншей, которые заполняют затвердевающей массой для возведения траншейной стены. Поскольку траншейные стены часто используются также в качестве гидроизоляционных стен для защиты от проникновения воды в котлованы, необходимо, чтобы отдельные расположенные рядом друг с другом секции траншейной стены плотно примыкали друг к другу.
Для этого после разработки первой траншеи и заполнения ее затвердевающей массой известна установка так называемого элемента опалубки. Элемент опалубки в виде бруса проходит по всей глубине траншеи и защищает торцевую поверхность затвердевающей секции траншейной стены. Одновременно элемент опалубки часто служит в качестве опорной или направляющей поверхности для разработки смежной второй траншеи для смежной секции траншейной стены.
В патентном документе DE 9001679.3 U1 описан элемент опалубки, снабженный гидроизоляционной полосой, которая проходит вдоль основного тела в виде бруса. Она выступает на сторону первой секции траншейной стены, торцевая поверхность которой граничит с элементом опалубки. Таким образом, гидроизоляционная полоса может быть жестко заделана в затвердевающую первую секцию траншейной стены. После разработки и заполнения смежной второй траншеи перед затвердеванием массы с образованием второй секции траншейной стены элемент опалубки отсоединяют и удаляют из траншеи. Поэтому элемент опалубки называется также элементом временной опалубки. В свободное пространство может проникать еще не затвердевшая масса второй секции траншейной стены с образованием внутреннего гидроизоляционного соединения с первой секцией траншейной стены.
В патентном документе EP 1983111 A1 описан элемент опалубки из предварительно изготовленных бетонных частей.
Элемент опалубки указанного типа описан в патентном документе DE 202011051438 U1. Этот известный элемент опалубки может быть введен в траншею вместе с арматурным каркасом, который служит для повышения прочности секции траншейной стены. Таким образом, он также остается в траншейной стене, причем шовная полоса проходит наружу к опалубочной стороне. При такой конструкции существует опасность того, что при вводе элемента опалубки в траншею или при выработке смежной траншеи эластичная гидроизоляционная полоса будет повреждена или даже разорвана. Это может повредить герметизации траншейной стены и ее функции в качестве гидроизоляционной стены.
Из патентного документа DE 3634906 A21 известен элемент опалубки указанного типа, выполненный в виде готовой бетонной детали. Шовная полоса расположена в продольном желобе готовой бетонной детали и защищена пластинчатым закрывающим элементом. Закрывающий элемент установлен в продольной направляющей и может быть извлечен в процессе бетонирования траншейной стены для высвобождения шовной полосы.
Из патентного документа GB 2315803 A известен пустотелый металлический профиль в качестве элемента опалубки для траншейной стены. Элемент опалубки имеет плоскую переднюю сторону и U-образную заднюю пластину, которые вместе образуют промежуточную полость для гидроизоляционной полосы. Для высвобождения гидроизоляционной полосы весь элемент опалубки с передней стороной и задней пластиной должен быть вытянут из траншеи. Для необходимого вытягивающего инструмента на передней стороне расположены две направляющие, направляющие поверхности которых удерживаются свободными от бетона с помощью гравийного наполнителя.
Из патентного документа DE 4016388 A1 известно опалубочное ограждение для заделки шовной полосы между двумя бетонными секциями. Шовная полоса жестко зажата между двумя образующими полость L-образными областями уголков, которые соединены между собой U-образной скобой. Для высвобождения гидроизоляционной полосы L-образные элементы и U-образную скобу вытягивают.
Для высвобождения гидроизоляционной полосы требуются трудоемкие рабочие операции, при этом элементы оказываются загрязненными бетоном или бентонитом, и их нужно очищать или выбрасывать.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание элемента опалубки и способа возведения траншейной стены, с помощью которых эффективным и надежным образом может возводиться траншейная стена, обладающая более высокой гидроизоляционной способностью.
В отношении элемента опалубки решение поставленной задачи достигается за счет того, что приемный желоб закрыт закрывающим элементом, при этом окружена приемная полость, в которой под защитой расположена гидроизоляционная полоса.
Таким образом, первый аспект изобретения заключается в том, чтобы чувствительную гидроизоляционную полосу, которая может быть названа также шовной полосой, поместить в защищенной приемной полости, окруженной закрывающим элементом. Благодаря этому гидроизоляционная полоса, которая может быть изготовлена из эластичного материала или из тонкого листа, оказывается защищенной при транспортировке или при вводе в траншею. Далее закрывающий элемент может быть удален предпочтительно после разработки смежной траншеи, так что затвердевающая масса, в частности бетонная масса, может течь в приемную полость и обтекать гидроизоляционную полосу. Закрывающий элемент может быть расположен с выступом или отступом относительно двух опалубочных поверхностей, которые предпочтительно лежат в одной плоскости. Предпочтительно закрывающий элемент и опалубочные поверхности лежат в одной плоскости.
В принципе закрывающий элемент может быть выполнен в виде пластины или профиля из пластика или металла, который удаляют в ходе отдельной рабочей операции. В соответствии с изобретением закрывающий элемент предпочтительно выполнен в виде пленки, ткани или решетки. Эти тонкие закрывающие элементы могут быть разорваны после установки в траншее, так что приемная полость становится открытой. Это может производиться агрегатом для возведения траншейной стены, который выполняет разработку смежной траншеи. Агрегат для возведения траншейной стены может быть, в частности, грейфером. Решетка может также и оставаться на месте, поскольку затвердевающая масса может протекать через решетку.
Согласно изобретению особенно хорошая защита достигается благодаря тому, что приемная полость заполнена текучим или сыпучим материалом-наполнителем. Предпочтительно предусмотрено, что материал-наполнитель является гелем, гранулятом, песком, или гравием, или их смесью. Материал-наполнитель обеспечивает надежное окружение гидроизоляционной полосы. Кроме того, материал-наполнитель создает противодавление в приемной полости, так что элемент опалубки даже при очень тонком выполнении закрывающего элемента может быть без проблем введен на большие глубины порядка 10 м и больше. При удалении или разрыве закрывающего элемента текучий или сыпучий материал-наполнитель может выходить в смежную вторую траншею, так что гидроизоляционная полоса может желательным образом обтекаться затвердевающей массой. При разработке траншеи вышедший материал-наполнитель может удаляться вместе с грунтовым материалом или он может являться компонентом затвердевающей массы. В последнем случае материал-наполнитель должен быть подобран в соответствии с затвердевающей массой таким образом, чтобы он способствовал прочности затвердевающей массы или, по меньшей мере, не снижал ее.
Следующий предпочтительный пример осуществления изобретения состоит в том, что на боковом краю первой опалубочной поверхности и второй опалубочной поверхности расположен участок боковой стенки, направленный назад от опалубочной стороны. Элемент опалубки с двумя опалубочными поверхностями имеет ширину, соответствующую ширине разрабатываемой траншеи. Для предотвращения проникновения затвердевающей бетонной массы с задней стороны на обращенную наружу опалубочную сторону на двух наружных краях первой опалубочной поверхности и второй опалубочной поверхности расположены направленные назад участки боковых стенок. Они предотвращают или существенно затрудняют вытекание грубой бетонной массы и загрязнение опалубочных поверхностей. При этом опалубочные поверхности могут служить в качестве направляющих поверхностей для направления агрегата для возведения траншейной стены при разработке второй траншеи.
В принципе элемент опалубки может быть выполнен в качестве временного элемента опалубки, который удаляют из траншеи перед схватыванием второй секции траншейной стены.
Согласно варианту осуществления изобретения предпочтительно основное тело имеет обращенную от опалубочной стороны крепежную сторону, на которой основное тело с помощью соединительных элементов закреплено на арматурном элементе. Арматурный элемент является частью элемента опалубки и образует с ним единый узел. Соединительные элементы могут быть выполнены в виде металлических соединений, проволок или перекрывающей решетки, с помощью которых основное тело из листа закреплено на арматурном элементе из металла, в частности приварено к нему. При этом соединительные элементы могут одновременно служить для повышения жесткости листового основного тела, толщина которого составляет от 1 до 5 мм. При таком решении элемент опалубки может быть введен в траншею в ходе одного рабочего процесса вместе со стальным несущим элементом - арматурным каркасом или выполненным другим образом арматурным элементом. Он остается в траншее в качестве так называемого стационарного элемента опалубки.
Предпочтительное решение по развитию изобретения состоит в том, что элемент опалубки выполнен таким, что его длина больше длины арматурного элемента и соответствует глубине траншейной стены. В частности, элемент опалубки может выступать вниз от арматурного элемента, который служит для армирования секции траншейной стены. При этом элемент опалубки может служить для установки на дно траншеи, так что сам арматурный элемент не контактирует с дном траншеи. За счет этого арматурный элемент может быть точно позиционирован внутри затвердевающей секции траншейной стены.
Следующий выгодный пример осуществления изобретения заключается в том, что элемент опалубки образован из нескольких составных частей, которые закреплены вдоль арматурного элемента на определенном расстоянии друг от друга. В принципе элемент опалубки может быть расположен только на одной торцевой стороне арматурного элемента или на двух его сторонах. Элемент опалубки может быть выполнен в виде непрерывно проходящего бруса или разделен на составные части. При этом во время транспортировки элемента опалубки вместе с арматурным элементом и закрепленными на нем составными частями и особенно при подъеме элемента опалубки из горизонтального транспортного положения в вертикальное установочное положение с помощью крана устраняется опасность деформационных изгибов элемента опалубки. Разделительные стыки (швы) служат в качестве мест шарнирных соединений. Благодаря такому решению отдельные составные части элемента опалубки, которые могут иметь длину от одного до нескольких метров, не подвергаются изгибу при установке.
Изобретение относится также к траншейной стене в грунте, состоящей, по меньшей мере, из двух вертикальных секций траншейной стены, причем между секциями траншейной стены расположен элемент опалубки по изобретению. В частности, траншейная стена состоит из множества таких вертикальных секций траншейной стены, примыкающих друг к другу. В каждой области стыка расположен элемент опалубки по изобретению, при этом, в частности, его не вытаскивают, и он остается в траншейной стене и жестко забетонирован в ней.
Способ по изобретению отличается тем, что применяют элемент опалубки по изобретению, при этом приемная полость вокруг гидроизоляционной полосы окружена на опалубочной стороне. Благодаря этому, как уже было описано выше, гидроизоляционная полоса может быть защищена вплоть до ее заделки и обеспечивает высокую гидроизоляционную способность стены.
Предпочтительный вариант осуществления способа заключается в том, что после установки элемента опалубки с обращенной наружу опалубочной стороной разрабатывают смежную вторую траншею для возведения смежной второй секции траншейной стены, и при этом закрывающий элемент разрывают или устраняют для открытия приемной полости и высвобождения гидроизоляционной полосы. При тонком закрывающем элементе, таком как пленка, геотекстильный материал или решетка, разрыв может производиться в ходе обычной работы агрегата для возведения траншейной стены при разработке смежной траншеи. Однако в принципе возможно также предусмотреть на агрегате специальный шип или выступ, который выступает к закрывающему элементу и целенаправленно срывает или разрывает его.
Согласно следующему варианту способа затвердевающая масса течет из смежной второй траншеи в открытую приемную полость вокруг гидроизоляционной полосы, при этом гидроизоляционная полоса герметизирует шов (стык) между двумя смежными секциями траншейной стены.
Согласно изобретению защита гидроизоляционной полосы может быть дополнительно улучшена тем, что при открытии приемной полости поток материала-наполнителя течет из приемной полости в смежную траншею. Материал-наполнитель, в частности песок, гранулят, гравий или гель, окружает гидроизоляционную полосу и кроме того стабилизирует приемную полость. После разрыва закрывающего элемента материал-наполнитель может удаляться вместе с грунтом или смешиваться с затекающей затвердевающей массой. При использовании решетки материал-наполнитель имеет размер частиц больше размера ячеек решетки.
В принципе элемент опалубки может вводиться в траншею отдельно. Особенно экономично, когда элемент опалубки вводят в первую траншею вместе с арматурным элементом, на котором закреплен элемент опалубки. В этом случае для установки арматурного элемента и элемента опалубки требуется всего один рабочий этап. При этом отпадает трудоемкая операция по вскрытию и удалению элемента опалубки.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает на виде в частичном поперечном разрезе помещенный в грунт элемент опалубки по изобретению,
фиг.2 схематично изображает на виде сбоку арматурный каркас с элементом опалубки.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан элемент 10 опалубки с основным телом 12 из стального листа. В поперечном сечении элемент 10 опалубки имеет примерно W-образную конфигурацию. На опалубочной стороне 14 расположены первая плоская опалубочная поверхность 21 и вторая плоская опалубочная поверхность 22, между которыми образован по существу U-образный приемный желоб 20, выполненный в виде ниши (уступа) относительно опалубочной стороны 14. У дна приемного желоба 20 в его центральной области удерживается эластичная гидроизоляционная полоса 18 герметика, называемая также шовной полосой. Гидроизоляционная полоса 18 проходит насквозь через основное тело 12, так что она с одной стороны заходит своим внутренним гидроизоляционным участком 17 в приемную полость 24 приемного желоба 20 и с другой стороны заходит своим наружным гидроизоляционным участком 19 на крепежную сторону 16, обращенную от опалубочной стороны 14. Гидроизоляционная полоса 18 может также состоять из нескольких частей; в частности, внутренний гидроизоляционный участок 17 может быть отделен от наружного гидроизоляционного участка 19.
Обращенное к опалубочной стороне 14 отверстие приемной полости 24 закрыто решетчатым закрывающим элементом 30. Выполненный в виде решетки закрывающий элемент 30 расположен заподлицо с первой опалубочной поверхностью 21 и второй опалубочной поверхностью 22 и лежит с ними в одной плоскости. Закрытая таким образом приемная полость 24 заполнена фильтрационным гравием в качестве материала-наполнителя 36. Материал-наполнитель 36 окружает и защищает гидроизоляционную полосу 18 в приемной полости 24. На своих торцевых сторонах приемная полость 24 закрыта дополнительными, непоказанными боковыми закрывающими элементами.
Наружный гидроизоляционный участок 19 гидроизоляционной полосы 18, выступающий от основного тела 12 на крепежную сторону 16, окружен U-образной в поперечном сечении скобой 32. За счет этого гидроизоляционная полоса 18 защищена на крепежной стороне 16. Кроме того, эта открытая скоба 32 соединяет две половины по существу симметрично выполненного основного тела 12.
На свободной боковой стороне каждой опалубочной поверхности 21, 22 расположен участок 28 боковой стенки, предназначенный для прилегания к боковой стенке первой прорезанной траншеи 3.
Согласно изобретению вначале в грунте 5 разрабатывают первую траншею 3. При обычном способе возведения траншейной стены по одноэтапному или двухэтапному принципу траншею 3 заполняют затвердевающей массой 7, схематично обозначенной на чертеже. Эта затвердевающая масса 7, которая, в частности, является бетонным материалом, затвердевает с образованием первой секции 1 траншейной стены. Перед затвердеванием первой секции 1 траншейной стены в первую траншею 3 вводят элемент 10 опалубки по изобретению, в частности, когда согласно двухэтапному способу траншея 3 еще заполнена незатвердевающей поддерживающей жидкостью.
В показанном примере выполнения элемент 10 опалубки приварен с помощью металлических соединительных элементов 44 к арматурному каркасу в виде арматурного элемента 40 из стальной решетки. В этом случае элемент 10 опалубки вместе с арматурным элементом 40 может быть опущен в виде единого узла в поддерживающую жидкость или в еще мягкую затвердевающую массу 7. При этом опалубочная сторона 14 прилегает к грунту 5 на первой торцевой стороне траншеи 3, рядом с которой будет возведена смежная вторая секция 2 траншейной стены.
Элемент 10 опалубки имеет ширину, соответствующую ширине траншеи 3, причем участки 28 боковых стенок проходят от опалубочной стороны 14 назад вдоль продольных стенок траншеи 3. Благодаря этому участки 28 боковых стенок препятствуют проникновению затвердевающей массы 7 на опалубочную сторону 14 элемента 10 опалубки. Еще текучая затвердевающая масса 7 в первой траншее 3 может обтекать арматурный каркас, соединительные элементы 44, открытую скобу 32, а следовательно, и гидроизоляционный участок 19 гидроизоляционной полосы 18 на крепежной стороне 16. Закрывающий элемент 30 и материал-наполнитель 36 препятствуют потоку затвердевающей массы 7 из первой траншеи 3 в приемную полость 24.
Далее для возведения смежной второй секции 2 траншейной стены может быть выполнена разработка в грунте 5 второй траншеи 4, в частности, с помощью грейфера для возведения траншейной стены. При этом грейфер может направляться вдоль опалубочной стороны 14 элемента 10 опалубки. При двухэтапном способе выемку второй траншеи 4 производят с заполнением выработанной траншеи 4 поддерживающей жидкостью. Позднее текучая затвердевающая масса 7 заменяет поддерживающую суспензию.
В процессе углубления второй траншеи 4 или после него решетчатый закрывающий элемент 30 может быть разорван с помощью агрегата для возведения траншейной стены. При этом материал-наполнитель 36 может выйти из приемной полости 24 во вторую траншею 4. Затвердевающая масса 7 может пройти из второй траншеи 4 в приемную полость 24, имеющую форму зуба. В результате достигается соединение первой секции 1 со второй секцией 2 траншейной стены с геометрическим замыканием, причем затвердевающая масса 7 обтекает внутренний гидроизоляционный участок 17 гидроизоляционной полосы 18. Таким путем с помощью гидроизоляционной полосы 18 герметизируется бетонный шов между первой секцией 1 и второй секцией 2 траншейной стены.
Соответствующим образом далее траншейная стена может быть образована путем возведения дальнейших секций при использовании элемента 10 опалубки по изобретению.
Как показано на фиг.2, элемент 10 опалубки выступает по длине за арматурный элемент 40. Элемент 10 опалубки может быть расположен на обеих торцевых сторонах арматурного элемента 40. При одностороннем расположении по фиг.2 на противоположной стороне арматурного элемента 40 может быть расположен дополнительный опорный элемент, так что арматурный элемент 40 может быть установлен на дне траншеи горизонтально с опорой на элемент 10 опалубки и на опорный элемент.
В примере выполнения по фиг.2 элемент 10 опалубки образован четырьмя составными частями 11, которые расположены примыкающими друг к другу. Каждая составная часть 11 соединена с арматурным элементом 40 соединительными элементами 44.
При подъеме арматурного элемента 40 с элементом 10 опалубки из горизонтального транспортного положения в вертикальное установочное положение, причем подъем производят по стрелке P или в направлении от плоскости чертежа наружу, существует риск деформационного изгиба элемента 10 опалубки. За счет подразделения элемента 10 опалубки на составные части 11 в стыках составных частей 11 образованы места шарнирных соединений, так что составные части 11 не деформируются и в любом случае не подвергаются изгибу. Составные части 11 могут примыкать друг к другу встык или ступенчато или перекрываться на несколько сантиметров. В стыках составных частей могут быть расположены гидроизоляционные средства. Не показанная на чертеже гидроизоляционная полоса 18 предпочтительно может проходить по всем составным частям 11 элемента 10 опалубки без перерывов.