Способ образования котлованов Советский патент 1993 года по МПК E21D1/00 

Изобретение относится к строительству котлованов под здания и сооружения различного назначения, создаваемых по методу стена в грунте, и может быть использовано при возведении, например, стен подвальной части зданий в просадоч- ных грунтах,

При возведении фундаментов в открытом котловане проектом производства работ предусматривается выполнение следующих мероприятий: отрывка котлована, крепление стен котлована, его осушение, подготовка основания, устройство фундаментов и обратная засыпка пазух с надлежащим уплотнением. Для обеспечения нормального ведения работ по устройству фундаментов, возводимых в открытых котлованах, необходимо исключить и возможность обрушения их.бортов.

Устойчивость стенок котлована обеспечивается с помощью придания им соответствующих уклонов или использования специальных креплений.

Все возрастающие объемы земляных работ связаны с необходимостью внедрения в строительную практику новых прогрессивных способов сооружения котлованов. Одним из таких способов является способ, условно именуемый стена в грунте. Известен способ сооружения фундаментов стена в грунте, который заключается в сооружении несущих стен подземных помещений путем отрывки глубоких и узких траншей с вертикальными стенками под глинистым раствором с последующей укладкой в траншею монолитного или сборного бетона и железобетона (1, рис.56, с. 109). Глинистый раствор предохраняет стенки траншей от обрушения, глубина которых может достигать 35 м. При устройстве монолитной бетонной или железобетонной стенки бетонную смесь укладывают в траншею методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). При укладке бетона глинистый раствор вытесняется и самотеком переливается в траншею очередной захватки, где ведут разработку грунта

ел

С

xj ю

Ю

to

w

или откачивают раствор насосом для дальнейшего использования.

При применении данного способа в просадочных грунтах будут наблюдаться обрушения вертикальных стенок грунта от воздействия воды глинистого раствора, что приведет к увеличению расхода бетона. Осевший на дне траншеи вывалившийся грунт уменьшает глубину траншеи и потребует дополнительных средств и времени для доведения траншеи до проектной глубины. Все это приводит к повышению стоимости сооружения котлована.

В некоторых случаях фундамент глубокого заложения, сооружаемый методом стена в грунте, устраивают с помощью бурения и заполнения бетоном текущих скважин, получаемых следующим образом. Под защитой раствора бентонитовой глины, бурят сначала две скважины с шагом, равным полутора диаметрам (2, рис. 11.45, с.240). Затем их заполняют бетонной смесью и поеле начала схватывания бетона, но до набора им значительной прочности, бурят третью скважину между ними с последующим заполнением бетонной смесью и т.д. до тех пор,пока пересекающиеся скважины постепенно не образуют стену требуемой длины и глубины..

При данном способе наблюдается боль- ший объем буровых работ и большая продолжительность сооружения котлована. Кроме того,вода глинистого раствора,прони- кая в грунт,резко снижает его прочностные

свойства и устойчивость стенок скважин. Особенно сильно это явление наблюдается в грунтах, отнесенных ко II типу по проса- дочности. Это приводит к повышению стоимости работ и снижению производительности труда.

Известен способ крепления котлована сборно-разборной стенкой, включающий проходку по контуру котлована рассредоточенных скважин при образовании вокруг их зоны уплотненного грунта и извлечение вмещающего грунта. Скважины проходят вытрамбовыванием на расстоянии одна от другой,равном сумме ширины скважины и удвоенной толщины уплотненного грунта. Это способ повышает устойчивость стенок выемки, но отличается очень большой трудоемкостью, невозможность контроля качества уплотнения и значительной длительностью.

Известен способ создания укрепленного опорного массива в грунте, который представляет собой образование скважин, прорезание этих скважин щелей в грунте | помощью струи жидкости и заполнение ще0

5 0 5

0

5

0

5 0 5

лей по мере прорезания бетонной смесью и введение в нее арматурного каркаса.

Недостатками данного способа являются:

- необходимость иметь мощные дополнительные водоисточники и отстойники для образования пульпы;

- сложность, а порой невозможность производства работ по сооружению котлованов в зимнее время;

- при работах в просадочных грунтах появляются нежелательные просадки грунта, что является причиной потери устойчивости бортов котлована;

- для крепления потерявших устойчивость бортов требуется дополнительное крепление, что приводит к расходу бетона и увеличению времени строительства.

Прототипом по технологическому ис- полнению,наиболее близким к предлагаемому изобретению, является способ сооружения стены в грунте (ав. св. № 1553692 (51)5 Е 21 D 1/00), включающий бурение скважин по трассе стены, установку в части скважин зарядов и их последующее заполнение бетонной смесью.. Предельное сопряжение скважин получается при взрывании взрывчатых веществ с выпуском продуктов детонации через незаполненные скважины. Перед взрыванием зарядов создают давление в бетонной смеси до величины, равной величине давления продуктов детонации на устье скважин, а выпуск продуктов детонации производят после достижения равных величин давлений во всех незаряженных скважинах до выхода бетонной смеси на поверхность,

При этом способе установка специальной аппаратуры увеличивает время производства работ, так как стенки котлована не уплотнены, то требуется увеличивать размер подпорной стенки, что приводит к увеличению материалоемкости. Кроме того, вода из бетона отсасывается просадочными грунтами, что приводит к изменению их структуры и увеличивает их просадочность.

Целью предлагаемого изобретения является повышение устойчивости стенок котловина в просадочных грунтах за счет их уплотнения направленным взрывом. Поставленная цель достигается тем, что по трассе котлована бурят скважины, заполняют средствами крепления и зарядами 8 В и взрывают, для чего в скважине через одну размещают двутавровые металлические балки, боковые полки которых параллельны стенкам котлована и служат для на- правления продуктов взрыва в сторону свободной скважины, а устанавливают заряды В В на стойках двутавровых балок с

обеих сторон на длину, равную глубине котлована после взрыва которых в образовавшуюся полость опускают железобетонные панели, выступы которых размещены между боковыми полками двутавровых балок.

Признак - использование строго направленных продуктов взрыва на упрочнение стенок котлована в просадочных грунтах и одновременное создание полости для размещения элементов крепления - не известен.

Признак - использование полок двутавровых балок для направления продуктов взрыва и фиксации железобетонных панелей - не известен.

На фиг. 1 изображен продольный разрез по скважинам с размещенными в них двутавровыми балками с зарядами ВВ; нафиг.2 - то же, вид сверху; на фигЗ - схема крепления котлована железобетонными панелями, вид сверху..

В скважинах 1 размещены двутавровые металлические балки 2 с зарядами ВВ 3, прикрепляемых с обеих сторон стойки 4 на длину, равную глубине котлована. Боковые полки 5 двутавровых балок 2 служат направляющими продуктов взрыва в сторону свободной скважины 6, с целью получения полости 7. В полученную полость 7 после

взрыва размещают железобетонную панель, выступы который размещены между боковыми полками двутавровых балок 2.

Предлагаемый способ реализуют следу- ющим образом.

По трассе стены бурятся скважины 1,в которых через одну размещают металлические двутавровые балки 2,с двух сторон у которых прикрепляют заряды ВВ 3, длина

которых равна глубине котлована. При взрыве боковые полки 5 двутавровой балки направляют продукты взрыва в сторону свободной скважины 6. Направленные навстречу друг друга продукты взрыва

образуют полость,боковые стенки которой уплотнены взрывом. В полученную полость образовавшуюся после взрыва, устанавливают железобетонную панель, которая фиксируется двутавровыми металлическими

балками.

Эффективность строительства котлованов в просадочных грунтах способом стена А грунте достигается за счет сокращения времени строительства, так как процесс образования полости, уплотнения грунтов и размещение несущих конструкций совмещены во времени. За счет уплотнения грунтов снижается давление на подпорную стенку, что собственно сокращает ее толщину.

Использование: при строительстве котлованов под здания и подземные сооружения. Сущность изобретения: в скважине размещены двутавровые балки с зарядом ВВ, прикрепленным к днищу на длину, равную глубине котлована. Боковые полки двутавровых балок направляют продукты взрыва в сторону свободной скважины. В полученную емкость после взрыва размещают панель, жестко фиксируя ее между двутавровыми балками. 3 ил.

Формула изобретения Способ образования котлованов, включающий бурение по трассе котлована скважин, установку в них через одну зарядов В В, взрывание и крепление, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости стенок котлована в просадочных грунтах за счет их уплотнения направленным взрывом, заряды ВВ уста-

навливают на стойках двутавровых балок с двух сторон на длину, равную глубине котлована, которые затем опускают в скважины, размещая боковые полки параллельно стенкам котлована, при этом крепление осуществляют в образовавшейся после взрыва полости опусканием железобетонных панелей, выступы которых размещены между боковыми полками двутавровых балок.

Фиг.1

Фи г, t

/

/ /// S/S /SSL/Ai S/S /// /// /// /// /// S/S /SS У// ///