Методические рекомендации по проектированию организации строительства заглубленных частей объектов в сложных условиях

Министерство высшего и среднего специального образования СССР

Научно-исследовательский институт организации и управления в строительстве при МИСИ им. В.В.Куйбышева

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАГЛУБЛЕННЫХ ЧАСТЕЙ ОБЪЕКТОВ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

Москва 1984

Разработчики: д.т.н., профессор Цай Т.Н., к.т.н. Талалай АЛ., к.т.н. Сорокин В.В.,

Кузьмина В.А., ыенейлюк А.И.,

Терехин Е.Ф. (Павлодарский индустриальный институт),

Кацов К.П. (НИИОСП ям. НЛ. Герсеванова)

ментов, в непосредственной близости от них, а также если разность дА отметок фундаментов и расстояние между их крайними точками J не удовлетворяют условию д А > d    -    угол    сдвига), при отрывке

котлована применяются следующие специальные способы производства

СМР:

предварительное вывешивание существующего фундамента вместе с опирающимися на него конструкциями на временные опоры;

предварительное опирание существующего фундамента на буронабивные сваи до рытья котлована;

устройство опускной крепи, в которую заключается фундамент, расположенный около котлована;

ограждение из металлического шпунта вдавливаемых железобетонных или буронабивных свай с установкой распорных конструкций, грунтовых анкерных и других креплений,

3,7. При вывешивании фундамента работы рекомендуется вести в следующем порядке:

1)    со всех сторон фундамента механизированным способом разрабатывают грунт;

2)    на дно котлована укладывают опорные подушки (железобетонные плиты или пакеты деревянных шпал), служащие опорами для металлических балок;

3)    под углами нижней поверхности фундамента отрывают площадки и укладывают железобетонные плиты или деревянные пакеты, а под фундамент устанавливают с помощью домкратов временные подкладки из дерева или бетона для передачи нагрузки от фундамента;

4)    под фундаментом с обеих сторон вручную прокапываются траншеи для установки в них стальных гильз, через которые протаскива-

стоя металлические балки, концы которых подклиниваются на опорах;

5)    после передачи нагрузки от фундамента на балки подкладки убираются и разрабатывается грунт под фундаментом;

6)    после разработки грунта до проектной отметки устанавливается опалубка и производится бетонирование;

7)    после набора прочности бетона металлические балки извлекаются из гильз, а гильзы заполняются бетонной смесью. Параллельна с этими работами производится рытье котлована под проектируемый фундамент.

Цикл подбетонки фундамента при двухсменной работе составляет 9-12 суток.

Размеры опорных подушек, число и сечение балок, расстояние меаду центрами опорных подушек, гарантирующие отсутствие деформации (прогиба) балок, определяются расчетом.

3.8. Устройство железобетонной рубашки для массива грунта фундамента, погружаемой по методу опускного колодца, имеет целью создать условия для рытья котлована вблизи фундаментов.

Различие между методом "опускного колодца" и методом "железобетонной рубашки" заключается в том, что в первом случае грунт разрабатывается внутри, а во втором - снаружи.

3.8.1. Последовательность работ по устройству железобетонной рубашки такова:

1)    роют котлован; для обнаружения граней нижней ступени фундамента по ее углам роют шурфы;

2)    на спланированном дне котлована монтируют стальной нож железобетонной крепи;

3)    монтируют арматурный каркас крепи, опалубку и производят

10

бетонирование. Во избежание зависания рекомендуется поярусный монтаж арматуры, опалубки, бетонирования и опускания крепи. Для временного увеличения массы крепи ее пригружают,

3.8.2,    Опускание крепи производят равномерно, разрабатывая и удаляя грунт со всех ее сторон и контролируя вертикальность граней. Целесообразно применять сборную крепь из отдельных элементов, соединяемых на месте сваркой,

3.8.3,    При использовании крепи для защиты фундамента не исключается возможность его осадки. Мероприятия по устранению осадки фундамента разрабатываются проектной организацией.

3.9.    В водонасыщенных грунтах для крепления стенок котлованов и траншей в стесненных условиях в случае невозможности применения шпунтовых, анкерных креплений, распорок используются различные способы закрепления грунта (см. прил. I). При возведении несущих и ограждающих конструкций в сложных условиях эффективно применение монолитных, сборно-монолитных и сборных конструкций, выполняемых способом "стена в грунте" [З].

3.10.    Для сооружений и конструкций, требующих высокой прочности и водонепроницаемости (резервуары для хранения жидкостей и газов, колодцы и т.п.), эффективно применение способа "стена в грунте" с вибрационной технологией укладки подвижных и малоподвижных бетонных смесей, позволяющего снизить расход цемента и получить конструкции с высокими показателями однородности материала в отличие от способа укладки литых бетонных смесей вертикально перемещаемой бетонолитной трубой.

3.11.    При возведении конструкций глубиной 10-15 м на выходе бетонолитной трубы устанавливается один глубинный вибратор типа

II

BI-756 или BI-657, который обеспечивает равномерное распределение и интенсивное вытекание из трубы бетонной смеси с осадкой конуса 6-10 см и ее одновременное уплотнение. Такие смеси можно укладывать с применением бетононасосов, обеспечив герметичность соединения бетонолитной трубы и подающего бетонную смесь трубопровода.

3.12.    Укладка бетонных смесей с подвижностью 3-5 см производится при интенсивной вибрации на укладываемую смесь. Использование серийных глубинных вибраторов возможно только при наличии пластифицирующих добавок и тнательном подборе составов бетонных смесей.

3.13.    В этом случае к материалам предъявляются следующие требования: марка цемента не ниже 400, крупность заполнителя - гравий или щебень - 5-10 - 5-20 мм, песок с М_к^ = 1,5 - 2,2 (в случае применения щебня) или с М_к *= 2,2 - 3,0 (в случае применения гравия).

3.14.    В качестве пластифицирующих добавок могут применяться при приготовлении бетонной смеси на гравии - добавка ССБ; на щебне - ССБ и СНВ либо суперпластификатор типа С-3. Количество и состав пластифицирующих добавок определяются лабораторным путем в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси и наличия соответствующих компонентов.

3.15.    Применение пластифицирующих добавок является необходимым условием при использовании глубинных, электромеханических, добалаясных вибраторов.

3.16.    Специальное устройство, разработанное в НИИОСП им.

H.M. Герсеваяова и МИСИ им. В .В. Куйбышева, для подачи укладки и уплотнения бетонной смеси делает возможным укладку смесей подвижностью I-I2 см с коэффициентом раздвижки зерен заполнителя 1,2-1,8.

~    ^ М_к - модуль крупности.

12

При ограничении размеров захватки до 2 м устройство позволяет использовать смеси с показателем жесткости 15-30 сек*

3.17.    Размеры захватки принимаются 2-4 м в зависимости от применяемого вибрационного оборудования и подвижности бетонной смеси.

3.18.    Интенсивность подачи бетона колеблется в пределах 5-15 м⁸/ч в зависимости от диаметра бетонолитной трубы и применяемого оборудования.

3.19.    Максимальное заглубление бетонолитной трубы в бетонную смесь 8-10 м, минимальное I м.

3.20.    Вибрационная укладка бетонных смесей позволяет полностью регулировать процесс бетонирования во времени, так как прекращение вибрационного воздействия вызывает остановку движения смеси по бетонолитной трубе.

3.21.    Вынужденные перерывы в бетонировании вследствие потери подвижности бетонной смеси не должны превышать одного часа.

3.22.    Вибрационная укладка бетонной смеси дает экономию до 200 кг цемента на I м³ бетонной смеси, сокращает трудозатраты на монтаж и демонтаж звеньев бетонолитной трубы, позволяет получить однородный бетон высокого качества при производстве работ на значительной глубине способом "стена в грунте".

3.23.    При возведении монолитных или сборно-монолитных конструкций способом "стена в грунте" для уменьшения отрицательного влияния глинистой пленки, образующейся на арматуре при ее опускании в глинистую суспензию, применяется электроосмос. При этом арматурный каркас является катодом, а разделитель между захватками анодом. При пропускании постоянного электрического тока происходит разрушение

13

пленки и отталкивание глинистых частиц от арматурных стержней, что повышает силу сцепления бетона с арматурой в два раза.

3.24.    Для электроосмоса используют сварочные преобразователи с номинальным напряжением ЗОВ и 4QB и пределом регулирования тока до 600 а, позволяющие возводить конструкции глубиной 28, 17, 13,

10, 8 м при ширине траншеи соответственно 0,4, 0,6, 0,8, 1,0 и 1,2 м. Максимальное время электроосмоса составляет 10 мин.

3.25.    Применение электроосмоса позволяет снизить стоимость I м² вертикальной проекции "стены в грунте" (при толщине 0,6 м) на 2,73 руб., трудоемкость на 0,31 чел.-ч и уменьшить расход металла в среднем на 15 кг.

3.26.    При производстве основных строительно-монтажных работ в водонасыщенных грунтах на свободных площадках применяются искусственное понижение уровня подземных вод или противофильтраци-онные завесы, устраиваемые способом "стена в грунте" (см. прил. I).

3.27.    Техническая возможность способов водопонижения определяется исходя из заданной глубины понижения подземных вод, коэффициента фильтрации и мощности водовмещающей толщи грунтов, глубины залегания водоупорного слоя, геометрических размеров защищаемого объекта.

3.28.    При выборе экономически целесообразного способа водо-защиты необходимо учитывать размеры осушаемой зоны, способы производства и продолжительность строительных работ в котловане, опыт местных строительных организаций, методы защиты от подземных вод, принятые на других объектах, наличное оборудование, условия электроснабжения и сброса откачиваемой воды.

3.29.    Выбор способа рекомендуется производить путем сравнения

14

Министерство высшего и среднего специального образования СССР

Научно-исследовательский институт организации и управления в строительстве при ШСИ им. В.В. Куйбыпева

Согласовано с начальником технического управления Минтяжстроя Казахской ССР

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАГЛУБЛЕННЫХ ЧАСТЕЙ ОБЪЕКТОВ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

Москва - 1984

УДК 624.152.61 624.152.612.2

Рецензент - трест Гвдроспег^ундаментстрой Минмонтажспецстроя СССР (АЛ. Басиев)

Научный редактор - к.т.н. Валеев Р.Х.

В рекомендациях изложены принципы проектирования рациональной организации работ по возведению заглубленных частей объектов в сложных грунтовых условиях, а также требования к организационно-технологическим решениям и инженерным изысканиям по возведению таких объектов. Даны рекомендации по определению области рационального применения способа "стена в грунте" по сравнению с традиционными способами водопонижения.

Предназначены для использования работниками строительных организаций, проектных и проектно-технологических институтов при разработке проектной документации, ПОС и ППР, внедрении новой техники, экспертизе проектной документации на строительство заглубленных частей объектов в сложных условиях, а также при чтении лекций для студентов специальностей 1202, 1206, 1209, 1721, на факультетах и курсах повышения квалификации и в университетах технического прогресса.

НИИОУС при КШСИ им. В.В. Куйбышева, 1984 г

I. ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основной целью организация строительно-монтажных работ в сложных условиях является обеспечение непрерывности их планомерного развертывания и выполнения, а также ввод в действие объектов строительства в установленные сроки с высокими технико-экономическими показателями.

Строительно-монтажные работы в сложных условиях характеризуются производством работ в обводненных, неустойчивых грунтах, стео-ненных условиях строительных площадок, когда применяются специальные способы производства работ для возвещения ограждающих, несущих и противофнльтрационных конструкций (обобщенные характеристики и область применения специальных способов см* в прил. I)*

Специальные сооообы производства работ используются при выполнении строительно-монтажных работ подготовительного периода, нулевого цикла, в условиях реконструкции, для защиты окружающей среды, при возведении постоянных водозащитных систем, используемых в процессе эксплуатации построенного объекта*

Возможность и целесообразность применения специального способа

[«осматриваются на различных стадиях процесса проектирования: при подготовке исходных данных, проекта решения о проектировании, разработке задания и составлении сметы на проектно-изыскательские работы, разработке проектно-сметной документации в составе проекта организации строительства и рабочего проекта со сводным сметным расчетом стоимости, а также проекта со сводит сметным расчетом стоимости и рабочей документации со сметами, разработке проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ПНР).

Организационно-технологическая документация на строительство объекта разрабатывается на основании решений, принятых в ПОС.

2. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАГЛУБЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

2.1.    Проектирование организации строительства заглубленных объектов осуществляется на основе долговременных специализированных потоков, проектируемых на срок не менее двух лет.

2.2.    Специализированный поток представляет собой непрерывное выполнение специальных работ с заданной (расчетной) интенсивностью при постоянном составе исполнителей.

2.3.    Под расчетной интенсивностью строительного потока понимается такой объем производимой за сутки продукции, при котором наиболее эффективно использованы машины и обеспечена высокопроизводительная работа бригад при непрерывном развитии и совмещении различных видов работ.

2.4.    Для объектов несложных и средней степени сложности проектируются долговременные специализированные потоки в составе комплексных и специализированных бригад, оснащенных соответствующими

4

механизмами, инвентарем и приспособлениями.

2.5.    Для объектов особо сложных ггри значительных годовых объемах работ организуются специализированные потоки в составе строительных и специализированных подразделений. Характеристики степени сложности строительства объектов приведены в табл. 2.1 [2].

2.6.    Специализированный поток нулевого цикла функционально имеет двойственный характер: с одной стороны, при возведении заглубленных конструкций, водозаадте, повышении несущей способности грунта и т.д. поток технологически связан с другими потоками, работы лежат на критическом пути, поэтому его необходимо рассчитывать по мощности, так как дефицит мощности приводит к увеличению продолжительности строительства, а с другой - имеются отдельные виды работ, технологически не связанные с другими потоками. Поэтому основным критерием является выполнение работ с соблюдением сроков ввода объекта в эксплуатацию независимо от готовности других технологических систем.

2.7.    При проектировании специализированных строительных потоков следует учитывать рекомендации по применению узлового метода [7].

3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ СТТЮИТЕЛЬСТВА ЗАГЛУБЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

3.1. К сложным условиям выполнения строительных работ относят следующие [3,4, б] :

устройство котлованов вблизи фундаментов зданий и оборудования, действующих заглубленных сооружений (тоннелей, подвалов и т.д.), ниже отметки заложения существующих конструкций, несущих нагрузки;

5

устройство котлованов по периметру фундаментов, когда создаются условия для выпирания грунта из-под подошвы и возникновения просадок;

устройство котлованов на глубине более 4 м с вертикальными стенками;

закрепление грунта под подошвами фундаментов и в откосах котлованов;

выполнение работ в действующих производственных цехах и на застроенной территории;

устройство заглубленных объектов в насыпных грунтах, содержащих железобетон, сцементировавшийся шлак, куски металла, строительный мусор я т.д.;

невозможность применения динамических методов воздействия на грунт вблизи действующих коммуникаций, водопонижения и др.;

необходимость понижения уровня подземных вод ниже отметки заложения фундаментов зданий и оборудования;

необходимость остановок строительно-монтажных работ в связи с производственными условиями предприятия;

ограниченные возможности устройства в содержания переездов через действующие пути и коммуникации, а также использования подъездных путей в связи с режимом работы предприятия;

запыленность, загазованность, шумы и вибрации, создающие взрыво- и пожароопасную среду;

отсутствие площадей, предназначенных для размещения складов строительных материалов и конструкций, оборудования, машин и механизмов, временных зданий и сооружений, площадок укрупнительной сборки, подкрановых и подъездных путей;

7

ограниченные возможности транспортировки крупногабаритных и длинномерных грузов и въезда на площадку средств механизации и транспорта,

3.2.    6 стесненных условиях большая часть котлованов и траншей роется с вертикальными стенками с применением инвентарных конструкций креплений, а также с креплениями из металлического шпунта с распорными рамами или анкерами,

3.3.    При креплении стенок металлическим шпунтом необходимо учесть, что применение вибропогружения вблизи от фундаментов во многих случаях приводит к осадке фундаментов и деформации каркасов зданий. В таких случаях шпунт погружается способами, не вызывающими колебаний в грунте (вдавливание и др.). Возможность применения вибропогружения стального шпунта и железобетонных свай определяется специализированной проектной организацией в каждом конкретном случае отдельно.

3.4.    При разработке котлованов глубиной четыре-пять и более метров для восприятия горизонтальных сил, действующих на стенки шпунтовых ограждений, устанавливаются распорные конструкции и (или) применяются анкера.

3.5.    Для крепления стенок котлованов при близком расположении фундаментов используются буронабивные сваи, бетонируемые без извлечения обсадных труб. При глубине котлованов пять-шесть и более метров вместо анкерных креплений допускается устройство двухрядных буронабивных свай.

3.6.    В условиях, когда фундаменты иля основания заглубленных сооружений (подвалов, тоннелей, каналов, отстойников, колодцев и др.) располагаются ниже отметки заложения ранее возведенных фунда-

8