Способ возведения заглубленного в водонасыщенные грунты сооружения Советский патент 1988 года по МПК E02D27/18 

W

сриг.Ю

:Изобретение относится к строительству и может быть использовано npW возведении заглубленных сооружений в водонасыщенных грунтах.

Целью изобретения является сокра- объемов работ по водоотливу.

I На фиг. 1 изображен эластичный эк|ран, оконтуренный металлической тр/бой, снабженной полым эластичным уппотнительным элементом; на фиг,2 - то. же, вид в плане; на фиг. 3 альная труба с деталями крепления экрана, уплотнительного элемента и шланга для подачи тампонажного раствора,поперечное сечение; на фиг.4 - деталь размещения экрана оконтури- вающей трубы, снабженной уплотнитель ньм элементом на дне котлована соужения до заполнения уплотнительно-

элемента тампонажным раствором; на ф г. 5 - то же, после заполнения уп- л тнительного элемента тампонажным створом; на фиг. 6 - схема опуска- й экрана на дно котлована сооруже- нйя; на фиг. 7 - схема укладки экра- н 1 на дно котлована сооружения; на rir. 8 - схема заполнения уплотни- Ельного элемента тампонажным раство

-эом; на фиг. 9 - экран с щебеночным пригрузом; на фиг. 10 - схема устройства экрана при переменной толщине щебеночного пригруза; на фиг.П - графики градиентов фильтрационного потока без экрана (l) с экраном (ig)

-I,).

Заглубленное сооружение строят 4ледующим образом.

: На поверхности земли рядом с кот- фованом сооружения монтируют из эла- ||;тичноро материала экран 1 с размера- |«и полотнища, равными размерам внут- )ренней полости сооружения. По наруж- контуру экрана 1 размещают сталь Ную трубу 2, к которой экран I крепится клеевым или сварным щвом 3, К трубе 2, охватывая ее, крепят оболочку полого эластичного уплотнительного элемента 4 при помощи кле- евых или сварных швов 5, Полость Трубы 2 при помощи отверстий 6 соединяют с полостью оболочки уплотнительного элемента 4, а также со шлангом

7для подачи тампонажного раствора.

8экране 1 перфорируют сквозные отверстия 8, диаметр и количество которых определяют расчетом. Собранный экран 1 при помощи такелажных уст

фильтрационного давления на экран

..

25

ройств опускают на дно котлована 9 так, что экран 1 ложится на дно, а оболочка уплотнительного элемента 4

, располагается вертикально, вдоль стен 10 сооружения. Через шланг 7 трубу 2 и полость уплотнительного элемента 4 заполняют твердеюищм тампонажным раствором 11, что обеспечи0 вает уплотнение щели между трубой 2 и стенами 10 сооружения. После твердения тампонажного раствора 11 экран 1 пригружают слоем щебня 12; При необходимости дно котлована 13

5 планируют с переменным уклоном от центра оси сооружения к его стенам 10, а слой щебня 14 выполняют переменной толщины с учетом графика давления фильтрационного потока на экран (фиг. 11). При этом толщину слоя щебня, количество и диаметр отверстий в экране опрпделяют из следующих сооружений:

5

0 З Q

5

li ilii KulJL iE ifl-JL L ;

)

0

,

UlTn IT

(1) (2)

(3)

- толщина слоя щебня;

Макс

. - максимальный градиент выхо5

дящего фильтрационного потока при отсутствии экрана; то же, с учетом фильтрационного сопротивления экрана; Yfe - объемный вес воды; tn объемный вес щебня, взвешенного в воде;

площадь отверстий на 1 м экрана в точке с координатой х; q (ij ) - приток воды через 1 м экр,ана в точке с координатой х; JU - коэффициент, характеризующий условия истечения воды через отверстие в экране; g - ускорение силы земного тяготения;

d - диаметр отверстий в экране; п - количество отверстий на

1 м экране; д. - размер частиц грунта на дне .

котлована;

X - координата точки, отсчитываемая в плоскости дна котлована в направлении от стен сооружения к его центру. Сооружение имеет следующие размеры, м: глубина , полуширина ,

заглубление стен ниже, дна котлована . Размер сооружения в плане перпендикулярный полуширине Ъ значительно больше 2Ъ 5 что позволяет рассматривать задачу фильтрации в котлован как плоскую и все расчеты вести на 1 п.м. длинной стороны котлована. Глубина воды за стенами сооружения, отсчитываемая от дна котлована., равна м. Водоупор отсутст- вует, фильтрация протекает в напорном режиме. Коэффициент фильтрации грунта м/сут, диаметр частиц грунта основания d 1 мм. Используя гидромеханическое решение для аналогичных предельных условий, вычисляют для различных координат X, отсчитываемых в плоскости дна котлована в направлении к оси симметрии сооружения и перпендикулярно ей, градиенты фильтрационного потока I на уровне дна котлована в предположении, что экран отсутствует. Затем вычисляют градиенты фильтрационного.потока Jg на уровне дна котлована при наличии экрана с отверстиями. При этом допус кают, что фильтрационное сопротивле- .ние экрана равно фильтрационному сопротивлению определенного слоя грунта. В целях выбора оптимального фильтрационного сопротивления экрана толщину эквивалентного слоя грунта варьируют с некоторым интервалом, например (0,1-0,2)Ь. Для всех рассматриваемых вариантов определяется также приведенный приток q .

Результаты расчетов сведены в таблицу.Учитывая, что заглубление стен сооружения составляет О,1Ъ, получают в соответствии с данными в таблице . 5 и q., 67. Предположив, что фильтрационное сопротивление экрана эквивалентно фильтрационному сопротивлению слоя грунта толщиной 0, м, получают в соответствий с данными в таблице i „ 0,52 и а

WO ьС . I в

0,98. Абсолютный приток на 1 п.м. сооружения определяют по формуле Н который равен при отсутствии экрана 334 м- /сут, а при наличии экрана - 196 , т.е. после устройства экрана приток сократится примерно на 41%. Удельный приток на 1 м дна котлована в точке с координатой X определяют по формуле

(I3)

Для точки , т.е. у стен он имеет максимальное х значение и равен

q(l)20.0,52 10,4 м /сут м

В этой точке толщина щебеночного пригруза равна

ъ iiii«-«iii ««li i

1,1

1,48 м.

При увеличении координаты х вычисляемая тол1цина щебеночного пригруза быстро уменьшается пропорционально 1-1з (см. график на фиг. 11).

Дпя точек 0,25; 0,50; 0,75

X

и г- 1 в рассматриваемом примере она

соответственно равна, м: 0,41; 0,13 0,05; и 0,04. Это позволяет устраивать щебеночный пригруз переменной , что достигается за счет соответствующей планировки дна котлована.

Площадь отверстий в экране, обеспечивающую ПРИТОК ) при напоре

- :«о, -/ определяют по формуле «

(.

U

Коэффициент 0,59-0,6, а при необходимости он может быть уточнен опытным путем ДПЯ конкретного материала экрана и способа образования в нем отверстий. Дпя практических расчетов принимают ,6.

10.4 0 6 72 978Т Т748ГТ71 ТТТ 24 60 60

0,6-10 м.

Диаметр одного отверстия принимают равным 0,8 мм мм. Количество отверстий на 1 м экрана в точке х О равно

4uv 40.6 ,--,

..Г .. Х I /1 TfiT

f:p 3,14-0,082 Т.

Аналогично определяют количество отверстий и в других точках.

Сооружение строят следующим образом.

Полотнище экрана монтируют путем сварки полиэтиленовой пленки толщиной

0;, 2-0,3 мм. Полый уплотнит ел ьный элемент монтируют из двух слоев полиэтиленовой пленки толщиной 0,4 мм. 0 гверстия в полотнище экрана перфо в количестве, определяемом расчетом при помощи набора игл диметром 0,8 мм. Возможен-вариант устройства отверстий диаметром больше диаметра частиц грунта, но при этом отверстие должно быть перекрыто фильтрующей синтетической тканью, например клеевым прокладочным полотном. Оконтуривающую экран стальную трубу принш-1ают диаметром 150 мм. Смонтированный экран при помощи та- ввлажных приспособлений опускают на ;,но котлована. Уплотнительный элемен ;аполняют через шланг цементио-пес- аным раствором М-50. После тверде- ия раствора экран пригружают щеб- йем, толщина слоя которого определена расчетом.

Экономический эффект при примене- Аии предлагаемого способа определяет ;я в основном заменой фракционирован 1ого фильтрующего материала рядовым щебнем и сокращением водоотлива.

Таким образом, предлагаемый спо:об позволяет снизить стоимость стро- :1тельства и существенно сократить объемы водоотливных работ.

Формула изобретения

Способ : возведения заглубленного в водоНасыщенные грунты сооружения, включающий выполнение в грунте стен сооружения, подводную разработку грунта .между стенами, выполнение фильтрующего пригруза и удаление воды, отличающийся тем, что, с целью сокращения объемов работ по водоотливу, при лодводной разработке грунта поверхности основания придают куполообразную форму с уклоном в сторону стен сооружения, после чего укладывают на основание до удаления воды перфорированный, имеющий более частое расположение отверстий у стен, экран из эластичного материала, смонтированный на имеющем трубчатые уплотнители с отверстиями для подачи твердеющего раствора жестком каркасе, повторяющем форму основания между стенами, и пригружают экран слоем щебня уменьшающейся к центру сооружения толщиной, причем удельную площадь отверстий экрана определяют из соотношения

а, u,(i,)/juigh V

,,(1

в

где 0) - площадь отверстий на 1 м экрана в точке с координатой х;

X - координата точки, отсчитываемая в плоскости дна котлована в направлении от стен сооружения к его центру; приток воды через 1 м экрана в точке с координатой х;

Ja - коэффициент, характеризующий условие истечения воды через отверстие в экране;

g - ускорение силы тяжести;

h - толщина слоя щебня; и у - объемная масса соответственно щебня, взвешенного в воде, и воды.

продолжение; Tc r- 4i ui.i

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении заглубленных сооружений в водонасыщенных грунтах и позволяет сократить объемы работ по водоотливу. Способ возведения заглубленного в водонасыщенные грунты сооружения включает выполнение в грунте стен 10 сооружения, подводную разработку грунта между стенами, вьтолнение фильтрующего пригруза и удаление воды, причем при подводной разработке грунта поверхности основания 13 придают куполообразную форму с уклоном в сторону стен сооружения, после чего укладывают на основание до удаления воды перфорированный, имеющий более частое расположение отверстий у стен экран 1 из эластичного материала, смонтированный на имеющем трубчатые уплотнители 4 с отверстиями для подачи твердеющего раствора жестком каркасе 2, повторяюпдем форму основания между стенами 10,и пригружают экран слоем щебня 14 уменьшающейся к центру сооружения толщиной, причем удельную площадь отверстий экрана 1 определяют из заданног о соотношения. 1 1 ил. g сл

0,8 0,52 0,510,490,470,46 0,98

1,0 0,46 0,450,440,430,43 0,88

Кл

u

7 / , I j ХоХ fi

фие.г

Сх

V/ ///7 ////// //////

9 уе4

(рие.З

/d

/

у/( XVX //7

г9

фиг. 5

фие.б

W

(pus. 8

V/7

10

.

7O

фиг. 9

/7

CfJUS.II