СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СТЕНЫ КОТЛОВАНА Российский патент 2012 года по МПК E02D17/02 

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления технологических (ограждающих) стен глубоких котлованов, особенно при наличии водонасыщенных грунтов, пластов с грунтовыми водами и плывунов.

Известен способ изготовления технологической стены котлована путем погружения в грунт ряда шпунтов (М.И.Горбунов-Посадов, В.А.Ильичев, В.И.Кругов и др. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщик/ Под общ. ред. Е.А.Сорочана и Ю.Г.Трофименкова. -М.: Стройиздат, 1985 г., с. 458, 459).

Недостатком известного способа является низкая эффективность, что обусловлено возможным обвалом грунта в промежутках между шпунтами, просачиванием грунтовых вод даже при выполнении из них сплошной стены и низким сопротивлением изгибающим моментам от давления грунта, особенно на плывунных участках.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления технологической стены котлована путем погружения в грунт ряда шпунтов и последующей установки между ними средств защиты от обвала грунта в котлован (Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. -Л.: Стройиздат, 1988, с. 314-315). Это техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения является узкая область применения, что обусловлено, во-первых, низкой прочностью стены при воздействии изгибающих нагрузок со стороны грунта и требованием установки в котловане большого количества распорок и, во-вторых, возможностью просачивания грунтовых вод через стену. Этот недостаток существенно ограничивает возможность применения данного способа для глубоких котлованов при наличии водонасыщенных и плывунных грунтов.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения способа изготовления технологической стены котлована за счет значительного увеличения прочности стены при изгибающих нагрузках со стороны грунта и обеспечения ее полной непроницаемости для грунтовых вод.

Задача решается за счет того, что в способе изготовления технологической стены котлована путем погружения в грунт ряда шпунтов и последующей установки между ними средств защиты от обвала грунта в котлован операцию по установке средств защиты от обвала грунта в котлован осуществляют путем по крайней мере частичного погружения в грунт с внешней стороны от шпунтов по отношению к котловану ряда двухфазных термосифонов на глубину, большую таковой котлована, и последующего охлаждения верхних участков термосифонов до образования в грунте сплошной замороженной стены, контактирующей со шпунтами. При этом термосифоны могут быть установлены с шагом, равным шагу установки шпунтов. Шпунты могут быть установлены с шагом, кратным шагу установки термосифонов. Кроме того, в грунт в зоне стены до ее заморозки дополнительно могут быть погружены стальные трубы. Перед погружением в грунт по крайней мере на части стальных труб закрепляют на их наружной поверхности рифленые стальные прутки, которые располагают вдоль образующих цилиндрической поверхности или по винтовой линии. На поверхности замороженной стены со стороны котлована устанавливают теплоизоляцию. Замороженную стену в верхней части при необходимости закрепляют анкерами.

Технический эффект, обеспечиваемый содержанием и последовательностью предложенных операций, заключается в расширении области применения способа изготовления технологической стены котлована за счет повышения ее прочности для изгибающих нагрузок со стороны грунта и ее полной непроницаемости для грунтовых вод, что позволяет использовать данный способ для глубоких котлованов при наличии плывунных и водонепроницаемых грунтов.

На фиг.1 показан участок замороженной стены в грунте, вид в плане.

Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом. Погружают в грунт ряд шпунтов 1 (шаг установки на различных участках периметра котлована может быть различным) и с внешней стороны от шпунтов 1 по отношению к котловану погружают в грунт ряд двухфазных термосифонов 2 на глубину, превышающую глубину котлована, и далее охлаждают верхние участки термосифонов 2 до образования в грунте сплошной замороженной стены 3, контактирующей со шпунтами 1 и прочно сцепленной с ними.

Термосифоны 2 можно устанавливать с шагом, равным шагу установки шпунтов 1. Кроме того, последний может быть кратным шагу установки термосифонов 2. В зоне стены 3 до ее заморозки могут быть дополнительно погружены в грунт стальные трубы 4, на наружной поверхности которых могут быть закреплены рифленые стальные прутки 5, расположенные вдоль образующих цилиндрической поверхности труб 4 или по винтовой линии. Для еще большего увеличения прочности стены 3 при очень глубоких котлованах ее верхнюю часть можно закрепить анкерами 6. Со стороны котлована на поверхности стены 3 устанавливают теплоизоляцию 7.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет его использовать в широкой области изменения свойств грунтов, в том числе в сложных случаях наличия плывунных явлений и для котлованов большой глубины и больших поперечных размеров. Кроме того, т.к. не требуется каких-либо распорок, в котловане беспрепятственно может работать строительная техника.

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления технологических (ограждающих) стен глубоких котлованов, особенно при наличии водонасыщенных грунтов, пластов с грунтовыми водами и плывунов. Способ изготовления технологической стены котлована осуществляют путем погружения в грунт ряда шпунтов и последующей установки между ними средств защиты от обвала грунта в котлован. Операцию по установке средств защиты от обвала грунта в котлован осуществляют путем по крайней мере частичного погружения в грунт с внешней стороны от шпунтов по отношению к котловану ряда двухфазных термосифонов на глубину, большую таковой котлована, и последующего охлаждения верхних участков термосифонов до образования в грунте сплошной замороженной стены, контактирующей со шпунтами. Технический результат состоит в повышении прочности стены при изгибающих нагрузках со стороны грунта, обеспечении непроницаемости для грунтовых вод. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления технологической стены котлована путем погружения в грунт ряда шпунтов и последующей установки между ними средств защиты от обвала грунта в котлован, отличающийся тем, что операцию по установке средств защиты от обвала грунта в котлован осуществляют путем по крайней мере частичного погружения в грунт с внешней стороны от шпунтов по отношению к котловану ряда двухфазных термосифонов на глубину, большую таковой котлована, и последующего охлаждения верхних участков термосифонов до образования в грунте сплошной замороженной стены, контактирующей со шпунтами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термосифоны устанавливают с шагом, равным шагу установки шпунтов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шпунты устанавливают с шагом, кратным шагу установки термосифонов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в грунт в зоне стены до ее заморозки дополнительно погружают стальные трубы.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед погружением в грунт по крайней мере на части стальных труб закрепляют на их наружной поверхности рифленые стальные прутки.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поверхности замороженной стены со стороны котлована устанавливают теплоизоляцию.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что замороженную стену в верхней части закрепляют анкерами.