способ строительства подземного сооружения

Формула изобретения

1. СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий образование ограждающих элементов в грунте между возводимым опускным сооружением и существующим, монтаж стен возводимого сооружения, их погружение в грунт с одновременной разработкой грунта в пространстве, ограниченном стенами, и выполнения днища сооружения, отличающийся тем, что перед монтажем стен возводимого сооружения по их контуру образуют разрыхленную зону грунта на глубину, равную глубине сооружения, на дневной поверхности монтируют стены и по их внутреннему контуру отсыпают опорную призму из песчано-гравийной смеси, затем задавливают ограждающие элементы в виде шпунтового ограждения на глубину, не меньшую глубины возводимого сооружения с использованием стен последнего в качестве опорных элементов для задавливания, а после него между шпунтовым ограждением и возводимым сооружением образуют замкнутую по контуру завесу из глинистого раствора, при этом одновременно с началом погружения стен возводимого сооружения осуществляют равномерное разрушение опорной призмы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разрыхленную зону грунта под стенами сооружения выполняют шириной, равной 0,92 0,96 толщины стен сооружения.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что завесу из глинистого раствора выполняют на расстоянии от стен сооружения, равном 0,55 0,65 расстояния между шпунтовым ограждением и стенами сооружения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и касается возведения заглубленных подземных сооружений.

Известен способ строительства подземного сооружения, включающий разработку котлована на величину заходки, извлечение разработанного грунта на дневную поверхность, последующее крепление боковой поверхности каждой заходки и устройство днища сооружения.

Недостатком этого способа является высокая трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ строительства подземного сооружения, включающий образование ограждающих элементов в грунте между возводимым опускным сооружением и существующим, монтаж стен возводимого сооружения, их погружение в грунт с одновременной разработкой грунта в пространстве, ограниченном стенами, и выполнение днища сооружения.

Недостатком этого способа является невозможность его применения в стесненных городских условиях, обусловленная миграцией грунта из-под фундаментов расположенных вблизи существующих зданий и сооружений.

Целью изобретения является предотвращение мигpации грунта из-под фундаментов существующих зданий при строительстве в стесненных городских условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в существующем способе строительства подземного сооружения, включающем образование ограждающих элементов в грунте между возводимым опускным сооружением и существующим, монтаж стен возводимого сооружения, их погружение в грунт с одновременной разработкой грунта в пространстве, ограниченном стенами, и выполнение днища сооружения, перед монтажом стен возводимого сооружения по их контуру образуют разрыхленную зону грунта на глубину, равную глубине сооружения, на дневной поверхности монтируют стены и по их внутреннему контуру отсыпают опорную призму из песчано-гравийной смеси, затем задавливают ограждающие элементы в виде шпунтового ограждения на глубину, не меньшую глубины возводимого сооружения с использованием стен последнего в качестве опорных элементов для задавливания, а после него между шпунтовым ограждением и возводимым сооружением образуют замкнутую по контуру завесу из глинистого раствора, при этом одновременно с началом погружения стен возводимого сооружения осуществляют равномерное разрушение опорной призмы.

Поставленная цель достигается также тем, что ширину разрыхленной зоны под стенами сооружения назначают, исходя из соотношения:

b (0,92-0,96)В, где b ширина разрыхленной зоны, м;

В толщина стен сооружения, м.

Поставленная цель достигается также тем, что расстояние между завесой из глинистого раствора и стенами сооружения назначают, исходя из соотношения:

l (0,55-0,65)L, где l расстояние между завесой из глинистого раствора и стенами сооружения, м;

L расстояние между шпунтовым ограждением и стенами сооружения, м.

Образование разрыхленной зоны по контуру сооpужения на глубину, равную глубине сооружения, приводит к уменьшению сил отрицательного трения, под действием которых происходит миграция грунта из-под фундаментов существующих зданий при погружении сооружения в грунтовый массив; образование опорной призмы из песчано-гравийной смеси и равномерное ее разрушение при начале погружения приводит к ликвидации перекосов при погружении, т.е. также к уменьшению сил отрицательного трения; задавливание ограждающих элементов в виде шпунтового ограждения на глубину, не меньшую глубины возводимого в сооружения, непосредственно препятствует миграции грунта из-под фундаментов существующих зданий; использование для задавливания шпунтового ограждения стен сооружения в качестве опорных конструкций позволяет обойтись без применения специального оборудования для погружения шпунта в грунт, что в свою очередь может способствовать миграции грунта; образование замкнутой по контуру завесы из глинистого раствора между шпунтовым ограждением и строящимся сооружением приводит к снижению действия сил отрицательного трения (при больших значениях этих сил возможен прогиб шпунтового ограждения); необходимость назначения ширины разрыхленной зоны в пределах, указанных выше, объясняется тем, что, во-первых, при назначении этой ширины меньше, чем 0,92 В, ее наличие практически не влияет на процесс погружения, и, во-вторых, при назначении ее больше, чем 0,96 В усложняется контроль за процессом погружения, увеличивается вероятность появления перекосов и т.п. необходимость назначения расстояния между завесой и стенами сооружения в указанных выше пределах объясняется тем, что эффективность завесы значительно снижается при ее размещении в непосредственной близости от стены сооружения или от шпунтового ограждения (оптимальное значение расстояния от завесы до стены сооружения определяется приведенным выше соотношением, это подтверждено проверкой на практике).

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.

Предложенный способ является промышленно применимым существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень", так как он явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено предписываемых преобразованию характеризуемых отличительным от прототипа существенных признаков, необходимых для достижения указанного технического результата.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками не обнаружено.

На прилагаемых чертежах изображены различные стадии реализации предложенного способа строительства подземного сооружения: на фиг. 1 после монтажа стен сооружения (план); на фиг. 2 перед задавливанием шпунтового ограждения (разрез); на фиг. 3 узел А фиг. 2; на фиг. 4 вид I-I на фиг. 3; на фиг. 5 после образования замкнутой завесы (план); на фиг. 6 после завершения строительства (разрез).

Способ строительства подземного сооружения согласно изобретению реализуют следующим образом.

В грунтовом массиве 1 по контуру строящегося подземного сооружения образуют известным способом разрыхленную зону 2 глубиной, равной глубине подземного сооружения. На дневной поверхности сооружают опорную призму 3 из песчано-гравийной смеси, после чего приступают к монтажу стен 4 сооружения. В верхней части стены 4 монтируют металлическую конструкцию 5 П-образного профиля и закрепляют ее одним из известных способов (например, приваривают к заранее предусмотренным выпускам арматурного каркаса стены 4 на чертеже не показаны). После этого приступают к устройству шпунтового ограждения 6. Между верхним торцом установленного вертикально на дневной поверхности элемента 7 шпунтового ограждения 6 и нижним концом коромысла 8 устанавливают домкрат 9. Коромысло 8 изготовляют из двух продольных пластин 10 и нескольких (в зависимости от длины коромысла 8) ребер жесткости 11. Его закрепляют с помощью оси 12 к двум стойкам 13, приваренным к металлической конструкции 5. Элемент 7 шпунтового ограждения 6 задавливают в грунтовый массив 1 на величину хода поршня домкрата 9, после чего домкрат 9 приводят в исходное положение и между ним и коромыслом 8 устанавливают опорный элемент (на чертеже не показан), затем погружают элемент 7 шпунтового ограждения 6 еще на величину хода поршня домкрата 9, и т.д. После окончания устройства шпунтового ограждения 6 между ним и стенами 4 подземного сооружения устраивают завесу 14 из глинистого раствора. Затем приступают к погружению стен 4 сооружения, разрушая при этом опорную призму 3. После окончания погружения стен 4 известным способом сооружают днище 15.

При устройстве разрыхленной зоны 2 ее ширину назначают, исходя из соотношения:

b (0,92-0,96)В, где b ширина разрыхленной зоны 2, м;

В толщина стен 4 сооружения, м.

При устройстве завесы 14 из глинистого раствора расстояние между ней и стенами 4 сооружения назначают, исходя из соотношения:

l (0,55-0,65)L, где l расстояние между завесой 14 из глинистого раствора и стенами 4 сооружения, м;

L расстояние между шпунтовым ограждением 6 и стенами 4 сооружения, м.

Шпунтовое ограждение 6, расположенное между стенами 4 подземного сооружения и существующими зданиями 16, препятствует миграции грунта 17 из-под фундаментов 18 существующих зданий 16 под действием сил отрицательного трения, возникающих при погружении стен 4 в грунтовый массив 1. Однако при больших значениях сил отрицательного трения возможен прогиб шпунтового ограждения 6. Для его предотвращения устраивают завесу из глинистого раствора, чем значительно снижают действие сил отрицательного трения при погружении стен 4 в грунтовый массив 1.

Экономический эффект от применения изобретения расчету не поддается. Положительный эффект заключается в возможности строительства подземных сооружений в стесненных городских условиях.