Устройство подземного сооружения для возведения зданий плотной городской застройки

Использование: для возведения подземных сооружений в зоне плотной застройки в условиях городского мегаполиса.

Сущность: Устройство подземного сооружения для возведения зданий точечной городской застройки включает ограждение котлована, расположенный между фундаментом существующего здания и ограждением котлована геотехнический барьер в виде шпунтовой стенки из металлических труб, установлен при уменьшении влияния возводимого здания на существующееных с шагом равным 1,5-2,0 диаметра трубы под углом 30-45 градусов к вертикальной оси с возможностью подачи рабочего раствора под фундамент существующего здания. Трубы выполнены с отверстиями по длине и снабжены обратными клапанами для подачи рабочего раствора в грунт через отверстия труб под давлением превышающим давление гидравлического разрыва грунта. Устройство повышает надежность конструкции и обеспечивает безопасность строительных работ и эксплуатации здания. 3ил.

Полезная модель относится к строительству, а именно касается возведения подземных сооружений в зоне плотной застройки в условиях городского мегаполиса.

Известна конструкция устройства подземного сооружения для возведения зданий в зоне «точечной» застройки, содержащего ограждающую шпунтовую стенку из металлического профиля и завесу из глинистого раствора. /1/

Такая конструкция обладает повышенной жесткостью, но не может исключить осадок фундаментов существующих зданий.

Наиболее близкой конструкцией устройства подземного сооружения для возведения зданий в зоне городской застройки является устройство, содержащее ограждение котлована и расположенный между фундаментом существующего здания и ограждением котлована геотехнический барьер в виде ряда инъекторов, установленных с возможностью подачи под давлением рабочего раствора в грунт до восстановления напряженно-деформируемого состояния грунта в зоне существующего здания, сооружения /2/.

Недостатками таких защитных конструкций является небольшая жесткость барьера, что не дает возможности препятствовать перемещению грунта окружающего массива, особенно в аварийных ситуациях, например

при прорыве водонесущих подземных коммуникаций, что приводит к обвалу стенок котлована и осадкам существующего здания.

Техническая задача заключается в повышении надежности конструкции подземного сооружения и обеспечения безопасности строительных работ и его эксплуатации за счет предотвращения перемещения грунта в сторону открытого котлована в период экскавации грунта, возведения фундамента и в случае аварий подземных коммуникаций и сооружений.

Поставленная задача решается таким образом, что устройство подземного сооружения для возведения зданий плотной городской застройки, включающее ограждение котлована и расположенный между фундаментом существующего здания и ограждением котлована геотехнический барьер для восстановления напряженно-деформированного состояния грунта в зоне существующего здания, согласно полезной модели, геотехнический барьер выполнен в виде шпунтовой стенки из установленных под углом 30-45 градусов к вертикальной оси ряда металлических труб, выполненных с отверстиями по длине и снабженных обратными клапанами для многоразовой подачи твердеющего раствора через отверстия в грунт под давлением превышающим давление гидравлического разрыва грунта, с шагом равным 1,5-2,0 диаметра трубы с возможностью подачи рабочего раствора под фундамент существующего здания.

Предлагаемое устройство подземного сооружения отличается от известного тем, что геотехнический барьер выполнен в виде шпунтовой стенки из установленных под углом 30-45 градусов к вертикальной оси ряда металлических труб, выполненных с отверстиями по длине и снабженных обратными клапанами для подачи твердеющего раствора через отверстия в грунт, под давлением превышающим давление

гидравлического разрыва грунта, с шагом равным 1,5-2,0 диаметра трубы с возможностью подачи рабочего раствора под фундамент существующего здания.

Геотехнический барьер позволяет поддерживать напряженно-деформированное состояние грунта, а в случае аварийной ситуации, например прорыва водонесущих коммуникаций или некачественного бетонирования «стены в грунте» и ее обвала, или образования карстовых полостей в грунте, работает шпунтовая стенка, которая предотвращает перемещение грунта в сторону котлована. Параметры шага шпунтовых элементов выбраны в зависимости от свойства грунта, и обеспечивают поддержание заданного напряженно-деформированного состояния грунта. Геотехнический барьер в данной конструкции выполняет две функции как компенсационное устройство, так и защитное. Расположение шпунтовой стенки под углом к вертикальной оси здания обеспечивает возможность локального воздействия компенсационного воздействия, так и защитную функцию в случае прорыва водонесущих коммуникационных сетей.

При возведении устройства подземного сооружения для зданий в зоне плотной застройки происходит разуплотнение грунта, что приводит к осадкам фундаментов рядом расположенных зданий и сооружений. При близком расположении строительных объектов практически сложно влиять на напряженно-деформированное состояние грунта. Предлагаемая конструкция ограждения обеспечивает выполнение двух функций одновременно: защитной - от вывалов грунта в котлован, и предотвращение осадок существующего здания за счет компенсационного нагнетания раствора, что значительно упрощает конструкцию, при этом повышает надежность конструкции подземного сооружения и обеспечивает безопасность строительных работ и эксплуатации здания.

На фиг.1 представлено устройство подземного сооружения для возведения зданий в зоне плотной городской застройки; фиг.2 - А-А фиг.1; фиг.3-узел А фиг.2.

Устройство подземного сооружения состоит из ограждения котлована - "стены в грунте" 1, фундамента существующего здания 2, геотехнического барьера в виде шпунтовой стенки 3 из металлических труб 4. По длине труб выполнены отверстия 5, а внутри установлены обратные клапана 6 для подачи рабочего раствора в грунт через отверстия для компенсации напряженно-деформированного состояния грунта в зоне существующего здания.

Пример.

До начала работ по устройству подземного сооружения между ограждающей конструкцией котлована 1 и фундаментом 2 существующего здания выполняют шпунтовую стенку 3 из ряда металлических труб 4, выполненных с отверстиями 5 по длине трубы и снабженными обратными клапанами 6, позволяющими обеспечить локальную подачу раствора под давлением через отверстия в трубе. Трубы устанавливают под углом к вертикальной оси здания, таким образом, чтобы воздействовать на зону под фундаментом существующего здания. И выполняют нагнетание раствора в грунт по манжетной технологии (заполнительная цементация). В процессе экскавации грунта, выполнения строительных работ по возведению и эксплуатации здания проводят мониторинг перемещений ограждающей конструкции, окружающего массива грунта и фундаментов существующих зданий. По результатам мониторинга проводят дополнительные циклы компенсационного нагнетания цементного или цементно-песчаного раствора до восстановления исходного напряженно-деформированного состояния грунта.

Техническим результатом предлагаемого устройства подземного сооружения является то, что шпунтовая стенка выполняет две функции одновременно: функцию защитной стенки от вертикальных и горизонтальных перемещений грунта и устройства для компенсационного нагнетания.

Источники информации:

1.Патент РФ №2042013, кл. E02D 29/045, публ. 1995.08.20.

2. Патент РФ №2245966, кл. E02D 31/08, публ. 10.02.2005 (прототип)

Устройство подземного сооружения для возведения зданий в зоне плотной городской застройки, включающее ограждение котлована и расположенный между фундаментом существующего здания и ограждением котлована геотехнический барьер для восстановления напряженно-деформированного состояния грунта в зоне существующего здания, отличающееся тем, что геотехнический барьер выполнен в виде шпунтовой стенки из установленных под углом 30-45° от вертикальной оси ряда металлических труб, выполненных с отверстиями по длине и снабженных обратными клапанами для многоразовой подачи твердеющего раствора через отверстия в грунт под давлением, превышающим давление гидравлического разрыва грунта, с шагом, равным 1,5-2,0 диаметра трубы, с возможностью подачи рабочего раствора под фундамент существующего здания.