Строительство коттеджей — крепления откосов котлованов

Строительство

Устройство заглубленных сооружений, как правило, связано с отрывкой котлованов, откосы которых требуют креплений (ограждений). Стоимость таких креплений по данным И. И. Черкасова и Г-К. Клейна [1] составляют до 50% от строительства коттеджа, загородного дома.

К наиболее простым конструкциям креплений относятся стальные палки, сваи и трубы, которые забивают на некотором расстоянии друг от друга (разреженный ряд) до начала разработки котлована в связных грунтах. Между забитыми в грунт элементами образуются грунтовые своды, которые и передают давление на забитые сваи, трубы или двутавры. В последнем случае (балочное крепление) применяют элементы с высотой профиля 400… 600 мм, которые крепят на расстоянии друг от друга до З’м от несвязных и водонасышенных грунтах крепления устанавливают их в ГРУНТ двутавровых балок. Промежутки между по мере углубления котлована заполняют железобетонными или деревянными щитами, а также монолитным бетоном или торкрет-бетоном.

При больших нагрузках по бровке котлована, перед строительством деревянного дома, загородного коттеджа, в указанных грунтах применяют ограждения из буронабивных или расположенных рядом секущихся свай. Учитывая, что секущиеся сваи обеспечивают водонепроницаемость, их целесообразно применять в обводненных грунтах с заглублением в водоупор, не прибегая к водопонижению. Крепление в виде свайной стены может быть использовано в качестве несущего элемента строящегося здания Известны случаи наклонного расположения свайных стенок, чем обусловливается некоторое увеличение размера котлована.

Диаметр буронабивных свай определяют на основании расчета диапазон его изменения колеблется в пределах 600… 1300 мм. Длину свай лимитирует возможность используемого оборудования. В некоторых случаях находят применение свайные стенки из бурона-бивных свай малого диаметра (150… 300 мм), которые обладают повышенной гибкостью. Армирование таких свай нередко выполняют стальными прокатными профилями.

Ограждение котлованов из ряда соприкасающихся свай являете» разновидностью конструкций типа «стена в грунте». Стена в грунте может быть использована как временное крепление откосов котлована, так и в качестве постоянного элемента заглуб’ ленных сооружений (стен подвалов, тоннелей и т. п.).

Широко применяют для крепления откосов котлованов шпунте вое ограждение. Чаще всего-это сплошной ряд стальных конструкций специального профиля, имеющих с двух сторон профили и ванные замки. С их помощью сваи при погружении соединяют друг с другом, что и придает водонепроницаемость ограждению. Профиль шпунта выбирают в зависимости от назначения для конкретного сооружения, рекомендуем обратиться к чертежу или дизайн-проекту. Так, для ограждений чаще применяют корытообразный профиль; для ячеистых замкнутых в плане конструкций используют плоские шпунтовые сваи.

Кроме металлического шпунтового проката в практике строительства применяют также шпунтовые сваи из железобетона. За рубежом в небольших объемах находят применение шпунтовые сваи из пластмассовых материалов.
Ограждающая конструкция по мере углубления котлована испытывает возрастающее давление грунта, в результате чего может произойти потеря ее устойчивости. Чтобы этого не случилось, внутри котлована устраивают дополнительные элементы, обеспечивающие надежность ограждения. Такими дополнительными элементами являются распорные конструкции и грунтовые анкеры.

При больших размерах котлованов возникают сложности с обеспечением устойчивости длинных распорок от продольного изгиба. Наличие в котловане распорок создает трудности в производстве строительных и земляных работ. В связи с этим во многих случаях целесообразно применение анкерных креплений [4].
Одна из основных частей анкера тяга соединяет ограждение котлована (например, шпунтовое) с заделкой, располагаемой за пределами котлована и имеющей различные конструктивные решения и прочность завесы при действующем критическом градиенте напора и исключает опасность фильтрационного разрушения материала в виде внутреннего размыва (суффозии) и выпирания.

Прочность заполнителя (отметим этот пункт также и при ремонте офисов, на цокольных этажах) при сжатии и модуль деформации должны быть не ниже соответствующих показателей вмещающего грунта.
Водоупорные свойства заполнителя оценивают коэффициентом фильтрации, который задается проектом на основании требований по гашению напора или снижению фильтрационных потерь на данном участке сооружения.
Как правило, при проектировании ПФЗ требование по снижению водопроницаемости задается отношением коэффициента фильтрации основания и коэффициента фильтрации завесы, т.е. К0/К,. При этом в зависимости от коэффициента фильтрации основания отношение может составлять 10… 100.
Допустимые фильтрационные потери обеспечиваются условием:

где Q- общий фильтрационный расход; Q„ — допустимый фильтрационный расход.
Фильтрационными расчетами определяется удельный фильтрационный расход и другие параметры фильтрационного потока на основании приближенных способов решения плоской или пространственной задач теории фильтрации с учетом работы ПФЗ [4, 5].

При сложных гидрогеологических условиях, площадки строительства домов, коттеджей, сложной конфигурации сооружения, сопрягаемого с ПФЗ, параметры фильтрационного потока следует определять экспериментальным путем, используя, например, метод электродинамических аналогий (ЭГДА). Также широко применяется этот метод и при евроремонте.
Приближенные расчеты следует выполнять для условий установившегося режима фильтрации с приведением грунтовой толщи к однородному водоносному слою конечной мощности с горизонтальным водоупором.

В настоящее время все большее распространение получает проведение фильтрационных расчетов с помощью ЭВМ. Рассчитывают как для частных домов, коттеджей, так и при постройке более масштабных сооружений. При этом генеральное направление — использование персональных компьютеров (ПК). Используют три основных метода решения задач фильтрации: метод конечных элементов, метод конечных разностей и метод граничных элементов.