СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗАГЛУБЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
METHOD TO ERECT RECESSED STRUCTURES AND UNDERGROUND STRUCTURES OF BUILDINGS

Способ относится к области строительства и может быть использован при возведении заглубленных инженерных сооружений и многоуровневых подземных конструкций зданий в условиях стесненности городской застройки и слабых водонасыщенных грунтов, методом опускного колодца.
Известен способ проходки шахтного ствола, включающий поярусное бетонирование и задавливание опускной крепи силовыми цилиндрами по мере выдачи породы, перед бетонированием каждого яруса в нем устанавливают вертикальные стойки одна на другую соосно с продольной осью силовых цилиндров, при этом задавливание производится через торцы стоек (а.с. СССР №898079, М. Кл. Е21d 1/08, опублик. 1982 г.).
Недостатками известного способа являются необходимость дополнительных затрат и площадей под размещение опорных конструкций и оголовков для установки домкратов, что сложно обеспечить в стесненных условиях строительства, а также недостаточная несущая способность слабой толщи грунтов у поверхности для восприятия возникающих вертикальных выдергивающих усилия при вдавливании опускной крепи.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ погружения опускного колодца в грунт путем разработки грунта в полости колодца с оставлением опорных зон у ножевой части, с целью обеспечения возможности регулирования процесса погружения, перед погружением колодца по его периметру устраивают грунтовые анкеры с анкерными тягами, пропускают анкерные тяги в стенах колодца, соединяют их с домкратами, установленными на стенах колодца, после чего производят поярусное задавливание колодца с одновременном извлечением грунта из полости и регулированием натяжения анкерных тяг (а.с. СССР №421735, М. Кл. Е02d 7/26, опублик. 1974 г.).
Однако рассмотренный способ имеет следующий недостаток: малая надежность при устройстве колодцев большой глубины и заглубленных инженерных сооружений в условиях плотной городской застройки и слабых водонасыщенных грунтов, т.к. извлечение грунта из внутренней полости колодца приводит к изменению напряженно-деформированного состояния грунтового основания и вызывает деформации конструкций соседних зданий и сооружений вследствие неравномерных осадок их фундаментов.
Одними из основных требований при возведении подземных сооружений на глубину свыше 10 м в условиях плотной городской застройки и слабых водонасыщенных грунтов является минимизация габаритов строительной площадки при производстве земляных работах и монтаже подземных этажей; водонепроницаемость и устойчивость ограждающих стенок котлована; сохранность окружающих участок строительства зданий и сооружений, деформации которых происходят вследствие изменения напряженно-деформированного состояния грунта в процессе водопонижения и извлечения на поверхность больших объемов породы из внутренней полости сооружения.
Поставленные задачи эффективно решаются применением в качестве ограждающей конструкции опускного колодца, сооружаемого без извлечения грунта из его внутреннего пространство с регулированием процессов погружения приложением усилия вдавливания и извлечением грунта из-под ножа колодца.
Задачей на решение, которой направлено настоящее изобретение, является комплексное повышение безопасности технологии устройства подземных и заглубленных конструкций при работе в условиях городской застройки и слабых водонасыщенных грунтах за счет погружения опускного колодца регулируемым вдавливанием и последовательным извлечением грунта из внутренней полости на уровне или из-под ножа вибрационными грейферами, с трубчатыми грунтозаборниками, которые первоначально погружают в вертикальные каналы, расположенные на зависшей стороне стенок колодца.
Сущность изобретения заключается в том, что способ возведения заглубленных сооружений и подземных конструкций зданий реализуется погружением опускного колодца в грунт с оставлением опорных зон у ножевой части, с целью обеспечения возможности регулирования процесса погружения, перед погружением колодца по его периметру устраивают грунтовые анкеры с анкерными тягами, пропускают анкерные тяги в стенах колодца, соединяют их с домкратами, установленными на стенах колодца, после чего производят поярусное задавливание колодца с регулированием натяжения анкерных тяг. При этом анкеры и анкерные тяги устраивают в сквозных продольных отверстиях в стенах колодца через 90 градусов, а в промежуточных секторах через каждые 18 градусов устанавливают в процессе бетонирования вертикальные трубчатые каналы, в которых перемещают вибрационные грейферы с цилиндрическими грунтозаборниками и попеременно извлекают грунт. При погружении в плотных породах грунт извлекают вибрационными грейферами как на уровне, так и из-под ножа колодца, а в слабых породах вибрационными грейферами извлекают грунтовые пробки, вытесняемые в вертикальные каналы в стенах колодца при его опускании под действием собственной силы тяжести и усилия вдавливания.
После выполнения указанных мероприятий производят поярусное задавливание колодца с одновременным извлечением грунта.
При погружении в плотных породах грунт извлекают вибрационными грейферами на уровне или из-под ножа колодца, а в слабых породах вибрационными грейферами извлекают грунтовые пробки, вытесняемые в вертикальные трубчатые каналы в стенах колодца при вдавливании. Применение таких грейферов обеспечивает достаточную производительность и минимально необходимый комплект технических средств и тем самым не потребует дополнительных площадей строительной площадки. Глубину и вертикальность погружения колодца регулируют натяжением анкерных тяг, а так же преимущественным извлечением грунта из вертикальных трубчатых каналов которые приурочены к зависающим участкам стен колодца.
Способ возведения заглубленных сооружений и подземных конструкций зданий поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид колодца в плане; на фиг.2 - поперечные разрезы по 1-1 по сквозному продольному отверстию с анкерными тягами и по 2-2 по вертикальному трубчатому каналу.
Способ реализуется следующим образом.
По контуру стен колодца с уровня поверхности грунта погружают анкерные сваи из металлических штанг (тяг) 1 с инъецированием цементного раствора в корневой зоне 2 на глубину, обеспечивающую восприятие вертикальных выдергивающих усилий при вдавливании колодца.
На поверхности грунта бетонируют стены яруса монолитного колодца, причем через 90 градусов анкерные тяги пропускают сквозь сквозные продольные отверстия в стенах 3. На верхнем торце стен устанавливают домкраты 4, к которым присоединяют анкерные тяги 1. Кроме того, в промежуточных секторах через каждые 18 градусов в стенах колодца выполняют вертикальные трубчатые каналы 5 для перемещения в них вибрационных грейферов 6 с цилиндрическими грунтозаборниками.
Погружение колодца начинают с извлечения грунта из-под ножа колодца вибрационными грейферами 6 через сквозные трубчатые каналы в стенах колодца 5. После разработки грунта на определенную глубину включают гидравлические домкраты 4 и колодец задавливают в нарушенную работой виброгрейферов структуру грунта. Далее при погружении в плотных породах грунт извлекают вибрационными грейферами 4 как на уровне так и из-под ножа колодца, а в слабых породах вибрационными грейферами извлекают грунтовые пробки, вытесняемые в вертикальные трубчатые каналы 5 в стенах колодца при вдавливании.
Попеременное наращивание стен колодца, вдавливание и извлечение грунта по контуру стен осуществляют до тех пор, пока колодец не опустился в проектное положение. Регулирование погружения колодца контролируют изменением усилия вдавливания домкратов 4, а также последовательным извлечением грунта из вертикальных трубчатых каналов 5, которые приурочены к зависающим участкам стен колодца.
После погружения анкерные тяги 1 замоноличивают в продольных вертикальных отверстиях стен колодца. Вертикальные трубчатые каналы в стенах 5, используемые для извлечения грунта бетонируют или используют в качестве направляющих для устройства дополнительных свай по контуру колодца.