Основное назначение сооружения «стена в грунте»

Стена в грунте – это одна из технологий высокой эффективности по созданию ограждающих конструкций из бетона, железобетона или сборного железобетона для строительного котлована в условиях высокой обводненности грунтов на строительной площадке. Обычно стену в грунте используют на строительных площадках расположенных в стесненных условиях:

- в черте города в непосредственной близости от старинных и исторически ценных зданий;

- в случаях, когда забивать шпунтовую защитную стенку возле зданий нельзя из-за воздействия на эти здания ударных или вибрационных нагрузок;

- когда нет места для свайной защитной стенки или даже шпунтовой;

- когда расстояние до здания не позволяет устроить защиту котлована из буронабивных секущих свай и т. п.

После набора прочности бетона в стене можно начинать удаление грунта из внутренней зоны. Если стена в грунте, пройдя водоносные слои, будет заглублена в слой водонепроницаемый и сама будет водонепроницаемой, то работы в котловане можно проводить без мероприятий по наружному дренажу, откачке воды насосами, замораживанию воды или водопонижению другими способами и средствами.

Может использоваться для создания водонепроницаемых преград, носящих название противофильтрационных завес в толще грунта не только из бетона, но и из тиксотропной глины. В последнем случае стена в грунте может использоваться в качестве преграды для перемещения водных потоков в горизонтальном направлении. Например, при использовании такой преграды можно не дать распространяться в грунты окружающих полей жидким отходам производства, сбрасываемым в хранилища.

Правильно спроектированная и построенная стена в грунте может быть использована как фундамент здания или сооружения, например, крытого бассейна. В этом случае нет необходимости отрывать котлован, строить в нем фундамент, проводить обратную засыпку котлована с наружной стороны и все эти действия под постоянной угрозой затопления котлована. Или строить защитную шпунтовую стенку, под ее защитой отрывать котлован, строить фундамент, производить обратную засыпку котлована, вынимать защитную стенку.

Устройство стены в грунте - видео

Как устроен фундамент стена в грунте?

Стену в грунте можно построить на самых разных нескальных грунтах. Не разрешается строить на грунтах-плывунах, текучих, насыпных или намывных. Не рекомендуются грунты карстовые, т. е. с крупными естественными пустотами или карстами. Очень эффективно использовать этот способ при небольшой глубине расположения водонепроницаемых слоев.

Для устройства стены в грунте вначале отрывают узкую вертикальную траншею, ширина которой может быть от 0,4 до 1,5 и даже 2 м. Максимальная глубина определяется возможностями землеройной техники, а она позволяет рыть до 40 м и даже глубже.

Траншеи от обрушения стенок защищают глинистым раствором на основе бентонитовых глин. Этот раствор имеет тиксотропные свойства: частицы глины, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, взаимодействуют между собой и образуют нечто вроде пространственной сетки рыхлой структуры. После небольшого внешнего воздействия рыхлая структура не размывается и не разрушается, только возможно небольшое движение частиц. Небольшая, но постоянная нагрузка вызывает постоянное движение среды.

При сильном механическом воздействии сетка разрушается и начинается образование новых сеток.

Эти свойства таких глинистых систем назвали тиксотропией. Если тиксотропный раствор «не беспокоить», то он ведет себя как густой холодец, а если перемешивать – то, как густая жидкость, которая превращается в «холодец» за очень короткое время.

Это свойство позволяет под слоем бентонитового глинистого раствора вести выемку грунта, например, грейферным механизмом. Выбранный грунт замещают раствором, который в небольшом количестве проникает между частицами грунта и скрепляет их, а своим давлением не позволяет осыпаться стенкам траншеи.

В траншею, отрытую на заданную глубину и заполненную глинистым раствором, опускают арматурные каркасы, и с помощью бетонопроводов заливают бетонный раствор, начиная процесс со дна траншеи под слоем глинистого раствора.

Технология возведения железобетонной стены в грунте

Работы ведутся не по всей длине будущей стены сразу, а небольшими участками, которые называют захватками. Длина каждого участочка – от трех – четырех до 10 метров. Расстояние между двумя захватками – тоже от трех до 10 м.

Процесс создания стены в грунте можно разделить на такие этапы:

1. Выемка грунта из захватки под слоем глинистого раствора.

2. Опускание в траншею ограничительных элементов, обозначающих и предохраняющих границы захватки.

3. Установка в траншею, прямо в слой глинистого раствора, секций арматурного каркаса.

4. Бетонирование участка захватки через бетонопроводную трубу, начиная со дна траншеи с постепенным вытягиванием ограничителей.

После бетонирования трех, четырех захваток можно начинать выборку оставшихся участков грунта. К этому времени бетон наберет первоначальную прочность, и не будет крошиться под ковшом грейфера.

5. Выемка грунта из целиков, оставшихся между захватками. Ведется также под слоем глинистого раствора.

Потом повторение стадий 2 – 5 на новых отрезках будущей стены.

Возведение стены в грунте возможно не только в виде железобетонной стены, как описано выше, но и из сборных железобетонных плит или блоков, в виде твердеющей глино-цементной стены, или в виде засыпной комковой глины, из глино-грунтовой смеси. При этом все варианты заполнения траншеи после окончания строительства стены должны иметь низкий коэффициент фильтрации воды через стену.

Отработавший бентонитовый глинистый раствор сливается в отдельные емкости, где отделяется от грунта, очищается на виброситах, шламоотделителях, гидроциклонных ситовых установках и подается в работу на новые участки траншеи.

Ограничители в некоторых случаях не извлекают, т. к. они обеспечивают связку между собой отдельных участков. Для этого их изготавливают виде железобетонных свай с полутавровым или двутавровым сечением или из стальных труб, разрезанных вдоль, или из металлических профилей.

Этот вид «стены в грунте» может быть выполнен в виде буросекущих или даже бурокасательных набивных бетонных или железобетонных свай.

Достоинства технологии «стена в грунте»

Из всех достоинств отметим только самые важные:

А. Использование тиксотропных свойств бентонитовых глинистых растворов позволяет не использовать для крепления металлических шпунтовых стен, железобетонных или деревянных шпунтов.

Б. Нет необходимости организовывать понижение уровня грунтовых вод и/или водооткачивание.

В. значительно уменьшаются объемы проведения земляных работ, трудоемкость и сроки строительства.

Г. Возможно использование скоростных методов возведения стен в грунте.

Для этого используют готовые железобетонные панели массой до 20 – 30 тонн. Их стыкуют в продольном направлении, заполняя стыки монолитным бетоном. Возможно использование и менее крупных блоков, которые стыкуются и по высоте. Соединение при этом осуществляют устройством замков.

Иногда устраивают сборную стену из железобетонных блоков и панелей на монолитном железобетонном основании.