СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК E02D29/45 

Изобретение относится к строительству подземных сооружений в стесненных городских условиях.

Известен способ строительства подземного сооружения (Авторское свидетельство СССР № 1265248, опубл. 20.08.1995), включающий образование в грунте между возводимым сооружением и существующим ограждающего элемента, и монтаж возводимого сооружения под защитой ограждающего элемента.

Недостаток способа состоит в том, что он существенно снижает качество строительства, так как не предотвращает миграцию грунта из-под фундаментов существующей застройки, что приводит к росту ее дополнительных осадок и возможному обрушению.

Известен способ строительства подземного сооружения (Патент RU, № 2245428, опубл. 27.01.2005), включающий образование в грунте геотехнического барьера между фундаментом существующего здания и возводимым подземным сооружением с заделкой его на расчетную глубину.

Недостаток способа состоит в том, что он не предотвращает миграцию грунта из-под фундаментов существующих зданий, так как ограждающий элемент, выполненный в виде пневмокамеры, заполняемой воздухом или твердеющим раствором, может перемещаться вместе с мигрирующим грунтом в сторону котлована. Это снижает качество строительства из-за снижения уровня защиты зданий от дополнительных осадок.

Известен способ строительства подземного сооружения в сложных инженерно-геологических условиях (Патент RU, № 2099473, опубл. 20.12.1997), включающих монтаж, по меньшей мере, двух концентрически расположенных внутреннего и наружного опускных колодцев и погружение под собственным весом с пригрузом.

Недостаток способа также состоит в том, что применяемая в нем технология опускных колодцев оказывает сильное влияние на существующую застройку и имеет ограниченную область применения по глубине и физико-механическим свойствам грунтов.

Известен способ строительства подземного сооружения (Патент RU, № 2042013, опубл. 20.08.1995). Способ предусматривает устройство стен подземного сооружения в грунтовом массиве разрыхленной зоны на глубину строящего сооружения с изоляцией их от существующей застройки шпунтовым ограждением с устройством между ними глинистого раствора.

Недостаток способа состоит в том, что он не предотвращает миграцию грунта из-под фундаментов существующих зданий. Отсутствие связи между элементами приводит к недостаточному сопротивлению конструкции изгибным усилиям, что приводит к снижению качества строительства вследствие смещения конструкции в сторону возводимого котлована вместе с мигрирующим грунтом.

Известен способ строительства подземного сооружения (Патент RU, № 2486318, опубл. 27.06.2013), принятый за прототип. Способ заключается в образование в грунте между возводимым сооружением и существующим двух рядов ограждающих элементов, которые выполняют в виде шпунтового ограждения на глубину, не меньшую глубины возводимого сооружения, и монтаж возводимого сооружения под защитой ограждающих элементов.

Недостаток способа состоит в наличии между рядами ограждающих элементов стягивающих анкеров, что требует дополнительных технологических операций в виде бурения отверстий под анкера и их установку, кроме того, возведение сооружения подобным способом делает невозможным извлечение шпунтового ограждения после возведения сооружения. Внутренняя стена в виде шпунтового ограждения имеет меньшую жесткость по сравнению с ограждением из буросекущих свай. Ввиду большой гибкости анкеров они смогут воспринимать только растягивающие усилия, а при сжатии будут выключаться из работы. Все это может негативно сказаться на оседании существующей застройки.

Техническим результатом является уменьшение осадок соседних сооружений.

Технический результат достигается тем, что перед разработкой котлована по его периметру с помощью буровой установки, устраивают первый ряд ограждающих элементов в виде стены из буросекущих свай на глубину не меньшую глубины возводимого сооружения, потом с помощью вибропогружателя устанавливают второй ряд ограждающих элементов в виде шпунтового ограждения, состоящего из шпунтового профиля, на удалении от 3 до 10 м от первого ряда ограждающих элементов, на глубину, равную глубине первого ряда ограждающих элементов, диаметр буросекущих свай, размер шпунтового профиля и расстояние между ними определяют расчетным путем для обеспечения необходимой жесткости ограждающей конструкции и снижения влияния строительства на окружающую застройку, затем по верху все оголовки буросекущих свай объединяют стальным поясом и соединяют сверху со шпунтовым ограждением стальными прокатными профилями, дальнейшую разработку грунта производят ярусами по высоте котлована с установкой, при необходимости, расстрелов, затем в созданном котловане возводят сооружение, после завершения строительства второй ряд ограждающих элементов и стальные прокатные профили извлекают для повторного использования.

Способ поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 – план сооружения в ходе разработки котлована;

фиг. 2 – разрез до разработки котлована;

фиг. 3 – разрез после разработки котлована;

фиг. 4 – разрез после возведения сооружения;

фиг. 5 – горизонтальные перемещения при возведении стандартным способом;

фиг. 6 – горизонтальные перемещения при возведении предлагаемым способом, где:

1 – стена из буросекущих свай;

2 – шпунтовое ограждение;

3 – стальной прокатный профиль;

4 –сооружение.

Способ строительства подземного сооружения реализуется следующим образом. На первом этапе, перед разработкой котлована по его периметру с помощью буровой установки, устраивают ограждение в виде стены из буросекущих свай 1 (фиг. 1-4) на глубину не меньшую глубины возводимого сооружения. На втором этапе с помощью вибропогружателя устанавливают шпунтовое ограждение 2, состоящее из шпунтового профиля, на удалении от 3 до 10 м от первого ограждения на глубину, равную глубине первого ограждения. Диаметр буросекущих свай, размер шпунтового профиля и расстояние между ними определяют расчетным путем для обеспечения необходимой жесткости ограждающей конструкции и снижения влияния строительства на окружающую застройку. На третьем этапе по верху все оголовки буросекущих сваи объединяют стальным поясом и соединяют сверху со шпунтовым ограждением стальными прокатными профилями 3 (фиг. 2). Дальнейшую разработку грунта производят ярусами по высоте котлована с установкой, при необходимости, расстрелов. Высокая жесткость ограждения из буросекущих свай позволяет, второй и третий этапы совместить с разработкой первого яруса котлована средствами малой механизации. Затем в созданном котловане возводят сооружение 4 (фиг. 3). После завершения возведения сооружения шпунтовое ограждение извлекают для повторного использования (фиг. 4).

Предлагаемый способ существенно повышает качество строительства благодаря снижению миграции грунта из-под фундаментов существующих зданий при строительстве в стесненных городских условиях. Это достигается повышением сопротивления изгибу и сопротивления смещению ограждающих элементов в направлении создаваемого котлована. При этом значительно снижается трудоемкость возведения ограждающих конструкций за счет исключения работ по бурению и установке анкеров.

Эффективность способа подтверждается следующим примером.

Было выполнено численное моделирование методом конечных элементов. Глубина котлована в модели принята 6 м; расстояние между ограждением из буросекущих свай диаметром 600 мм и шпунтовым ограждением (профиль Л5-УМ) составляло 5 м.

Эффективность предлагаемого способа возведения подземного сооружения обеспечивается за счет ограничения миграции грунта из под фундаментов существующих зданий, при этом горизонтальные перемещения снижаются в 3 раза по сравнению со стандартным способом (фиг. 5) при этом максимальные значения горизонтальных перемещений составляют 45 мм. При возведении сооружения предлагаемым способом (фиг. 6) максимальные значения горизонтальных перемещений составляют 12 мм, при этом уменьшается осадок соседних сооружений.

Предлагаемый способ существенно повышает качество строительства благодаря ограничению миграции грунта из-под фундаментов существующих зданий при строительстве в стесненных городских условиях, за счет уменьшения осадок. Это достигается повышением сопротивления изгибу и сопротивления смещению ограждающих элементов в направлении создаваемого котлована.

Изобретение относится к строительству подземных сооружений в стесненных городских условиях. Способ строительства подземного сооружения включает образование в грунте между возводимым сооружением и существующим двух рядов ограждающих элементов. Перед разработкой котлована по его периметру с помощью буровой установки устраивают первый ряд ограждающих элементов в виде стены из буросекущих свай на глубину, не меньшую глубины возводимого сооружения, потом с помощью вибропогружателя устанавливают второй ряд ограждающих элементов в виде шпунтового ограждения, состоящего из шпунтового профиля, на удалении от 3 до 10 м от первого ряда ограждающих элементов, на глубину, равную глубине первого ряда ограждающих элементов. Диаметр буросекущих свай, размер шпунтового профиля и расстояние между ними определяют расчетным путем для обеспечения необходимой жесткости ограждающей конструкции и снижения влияния строительства на окружающую застройку. Затем по верху все оголовки буросекущих свай объединяют стальным поясом и соединяют сверху со шпунтовым ограждением стальными прокатными профилями. Дальнейшую разработку грунта производят ярусами по высоте котлована с установкой, при необходимости, расстрелов. Затем в созданном котловане возводят сооружение. После завершения строительства второй ряд ограждающих элементов и стальные прокатные профили извлекают для повторного использования. Технический результат состоит в повышении качества строительства благодаря ограничению миграции грунта из-под фундаментов существующих зданий при строительстве в стесненных городских условиях, за счет уменьшения осадок соседних сооружений, повышении сопротивления изгибу и сопротивления смещению ограждающих элементов в направлении создаваемого котлована. 6 ил.

Способ строительства подземного сооружения, включающий образование в грунте между возводимым сооружением и существующим двух рядов ограждающих элементов, характеризующийся тем, что перед разработкой котлована по его периметру с помощью буровой установки устраивают первый ряд ограждающих элементов в виде стены из буросекущих свай на глубину, не меньшую глубины возводимого сооружения, потом с помощью вибропогружателя устанавливают второй ряд ограждающих элементов в виде шпунтового ограждения, состоящего из шпунтового профиля, на удалении от 3 до 10 м от первого ряда ограждающих элементов, на глубину, равную глубине первого ряда ограждающих элементов, диаметр буросекущих свай, размер шпунтового профиля и расстояние между ними определяют расчетным путем для обеспечения необходимой жесткости ограждающей конструкции и снижения влияния строительства на окружающую застройку, затем по верху все оголовки буросекущих свай объединяют стальным поясом и соединяют сверху со шпунтовым ограждением стальными прокатными профилями, дальнейшую разработку грунта производят ярусами по высоте котлована с установкой, при необходимости, расстрелов, затем в созданном котловане возводят сооружение, после завершения строительства второй ряд ограждающих элементов и стальные прокатные профили извлекают для повторного использования.