сборная железобетонная стена в грунте и способ ее возведения

Формула изобретения

1. Сборная железобетонная стена в грунте, включающая установленные в траншее разделительные элементы, имеющие вогнутые участки на боковых торцах, и расположенные между ними стеновые элементы, менее заглубленные по отношению к разделительным и имеющие выпуклые участки на боковых торцах, отличающаяся тем, что разделительные и стеновые элементы выполнены с продольными шпоночными канавками и углублениями под монтажные опоры на сопрягаемых торцах, причем в верхней части каждого разделительного элемента образовано сквозное поперечное отверстие, а в нижней его части на боковых торцах установлены закладные металлические пластины, а каждый стеновой элемент выполнен в виде блока переменного сечения, меньшего на верхнем участке высотой, не меньшей четверти всей высоты блока с образованием уступа с внутренней стороны блока, а на нижнем участке блока с его наружной стороны в средней по высоте части этого участка и с внутренней стороны в нижней по высоте части этого участка образованы открытые ниши, причем шпоночные канавки на торцах блока размещены в пределах его нижнего участка и возле шпоночных канавок дискретно по высоте блока закреплены закладные элементы для крепления направляющих и фиксации в канавках нагнетательных трубок, причем на верхних торцах разделительных и стеновых элементов установлены закладные резьбовые грузовые гайки, при этом ось закладной резьбовой грузовой гайки разделительного элемента совпадает с вертикальной осью, проходящей через центр тяжести разделительного элемента.

2. Стена в грунте по п. 1, отличающаяся тем, что вогнутые участки на торцах разделительных элементов выполнены повторяющими очертание челюстей грунторазрабатывающего устройства, например грейфера, и образующими направляющие при разработке грунта под стеновые элементы.

3. Стена в грунте по п. 1, отличающаяся тем, что разделительные и стеновые элементы снабжены гидроизоляцией, например металлоизоляцией, закрепленной на внутренней поверхности элемента.

4. Способ возведения сборной железобетонной стены в грунте, включающий выполнение пионерной траншеи, возведение разделительных несущих элементов, разработку грунта между ними с использованием бентонитового раствора, монтаж стеновых элементов с подвешиванием и передачей нагрузки на разделительные элементы, взаимную фиксацию элементов и заделку пазух, отличающийся тем, что возведение разделительных несущих элементов производят с использованием монтажного приспособления в виде металлической площадки на вертикальных винтовых опорных домкратах с установленной на ней с возможностью продольного и поперечного перемещения и фиксации регулировочной рамой с проемом под погружаемый элемент, седловидными опорами и горизонтальными винтовыми установочными элементами, расположенными по взаимно перпендикулярным центральным осям симметрии регулировочной рамы, причем площадку выставляют над разработанным под погружаемый элемент участком траншеи, образующим скважину, горизонтально по отметкам, а регулировочную раму - приближенно в плане и через проем в ней в соответствующий разработанный участок траншеи опускают разделительный элемент со строповкой его через рым-болт, который вворачивают в закладную грузовую гайку, фиксируют положение разделительного элемента путем заведения в имеющееся в его верхней части сквозное поперечное отверстие металлического штыря и опирания его концов на противолежащие седловидные опоры регулировочной рамы, после чего производят расстроповку разделительного элемента путем выворачивания рым-болта при расположении верхнего торца разделительного элемента над поверхностью регулировочной рамы, а затем к верхнему торцу разделительного элемента через освобожденную от рым-болта грузовую гайку крепят застропленную на крюке крана монтажную подвеску с дополнительной фиксацией нижнего торца ее к верхнему торцу элемента посредством фиксирующих конических фишек, которые заводят в образованные на верхнем торце элемента конические гнезда, после чего монтажную подвеску приподнимают краном, извлекают металлический штырь и опускают разделительный элемент в скважину с фиксацией его на проектной отметке путем посадки монтажной подвески на седловидные опоры регулировочной рамы, а после расстроповки элемента осуществляют выверку его положения в плане путем перемещения регулировочной рамы горизонтальными винтовыми установочными элементами, после чего производят закрепление в участке траншеи разделительного элемента, например, пластичной бетонной смесью и не менее чем через сутки монтажную подвеску отсоединяют, а разработку траншеи между смежными разделительными элементами под бентонитовым раствором осуществляют с семи- десятисуточным отставанием, а перед монтажом стенового элемента к закрепленным у шпоночных канавок на его торцах закладным элементам приваривают направляющие, в шпоночные канавки устанавливают с фиксацией в направляющих нагнетательные трубки, затем стропят стеновой элемент через рым-болты, которые вворачивают в закладные грузовые гайки на верхнем торце стенового элемента, после чего устанавливают стеновой элемент в траншею между смежными разделительными элементами с заведением направляющих в шпоночные канавки разделительных элементов и опускают стеновой элемент до промежуточного положения, которое фиксируют монтажными опорами через специальные углубления на боковых торцах разделительных элементов, затем стропят его имеющей тяги монтажной траверсой за закладные грузовые гайки на его верхнем торце и опускают стеновой элемент на тягах в проектное положение до фиксации траверсы на верхних торцах смежных разделительных элементов и осуществляют окончательное закрепление стенового элемента в траншее путем нагнетания, например, цементного раствора через нагнетательные трубки в основание элемента, после чего нагнетательные трубки извлекают с одновременным нагнетанием, например, цементного раствора в шпоночный паз между сопрягаемыми элементами, причем монтажную траверсу демонтируют после твердения раствора и набора им не менее 25% расчетной прочности.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при закреплении разделительного элемента в участке траншеи используют пластичную бетонную смесь на мелком заполнителе, причем эту смесь укладывают в участок траншеи до отметок ниже уровня заглубления стеновых элементов не менее чем на 0,5 м, а выше этих отметок производят замещение бентонитового раствора другим твердеющим, например, цементно-глинистым, с соотношением 1:0,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства заглубленных сооружений различного назначения, а именно: метрополитенов мелкого заложения, подземных гаражей, пешеходных переходов, фундаментов и несущих стен подземных частей зданий, резервуаров и т.п.

Известна стена в грунте, включающая погруженные в скважины через соответствующий интервал сваи из стальных балок двутаврового профиля, обращенные друг к другу канавками, и расположенные между ними в открытых траншеях шпунтовые плиты, посредством арматурных стержней соединенные в прочное тело непрерывной стены в грунте (см., например, JP, заявка, 55-35534, кл. E 02 D 5/20, 1980).

Наиболее близкой к изобретению в части конструкции стены по своей сущности и достигаемому результату является сборная железобетонная стенка в грунте, включающая установленные в траншее разделительные элементы, имеющие вогнутые участки на боковых торцах, и расположенные между ними стеновые элементы, менее заглубленные по отношению к разделительным и имеющие выпуклые участки на боковых торцах (см., например, DE, заявка, 1784137 В2, кл. E 02 D 5/20, 1976).

Известен способ возведения стены в грунте, включающий бурение скважин через определенный интервал, погружение в скважины несущих свай двутаврового профиля с ориентацией их канавками друг к другу с последующей разработкой траншей между скважинами и погружением в траншеи последовательно шпунтовых плит с объединением их в непрерывную стену в грунте (см., например, JP, заявка, 55-35534, кл. E 02 D 5/20, 1980).

Наиболее близким к изобретению в части способа возведения стены в грунте по своей сущности и достигаемому результату является способ возведения сборной железобетонной стены в грунте, включающий выполнение пионерной траншеи, возведение разделительных несущих элементов, разработку грунта между ними с использованием бентонитового раствора, монтаж стеновых элементов с подвешиванием и передачей нагрузки на разделительные элементы, взаимную фиксацию элементов и заделку пазух (см., например, Экспресс-информация ЦНИИС, 1972, Серия 11, вып. 14. Возведение подземных стен из сборных железобетонных элементов, Dupeuple P. , Gillard J. La paroi prefabriquee: procede PREFASIF. Applications. - "Travaux", 1972, N 443, 55-59).

Недостатком известной наиболее близкой конструкции сборной железобетонной стены в грунте, а также известного наиболее близкого способа возведения сборной железобетонной стены в грунте является недостаточно точный монтаж сборных элементов, образующих стену в грунте, как в плане, так и в профиле, что отрицательно сказывается на качестве возводимой стены в грунте.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости и повышение качества возводимой стены в грунте за счет повышения точности монтажа элементов сборной стены в грунте как в плане, так и в профиле.

Поставленная задача в части конструкции стены решается за счет того, что в сборной железобетонной стене в грунте, включающей установленные в траншее разделительные элементы, имеющие вогнутые участки на боковых торцах, и расположенные между ними стеновые элементы менее заглубленные по отношению к разделительным и имеющие выпуклые участки на боковых торцах, разделительные и стеновые элементы выполнены с продольными шпоночными канавками и углублениями под монтажные опоры на сопрягаемых торцах, причем в верхней части каждого разделительного элемента образовано сквозное поперечное отверстие, а в нижней его части на боковых торцах установлены закладные металлические пластины, а каждый стеновой элемент выполнен в виде блока переменного по высоте сечения, меньшего на верхнем участке высотой, не меньшей четверти всей высоты блока, с образованием уступа с внутренней стороны блока, а на нижнем участке блока с его наружной стороны в средней по высоте части этого участка и с внутренней стороны в нижней по высоте части этого участка образованы открытые ниши, причем шпоночные канавки на торцах блока размещены в пределах его нижнего участка и возле шпоночных канавок дискретно по высоте блока закреплены закладные элементы для крепления направляющих и фиксации в канавках нагнетательных трубок, причем на верхних торцах разделительных и стеновых элементов установлены закладные резьбовые грузовые гайки, при этом ось закладной резьбовой грузовой гайки разделительного элемента совпадает с вертикальной осью, проходящей через центр тяжести разделительного элемента. При этом вогнутые участки на торцах разделительных элементов могут быть выполнены повторяющими очертание челюстей грунторазрабатывающего устройства, например грейфера, и образующими направляющие при разработке грунта под стеновые элементы.

Разделительные и стеновые элементы могут быть снабжены гидроилзоляцией, например металлоизоляцией, закрепленной на внутренней поверхности элемента.

В части способа задача решается за счет того, что в способе возведения сборной железобетонной стены в грунте, включающем выполнение пионерной траншеи, возведение разделительных несущих элементов, разработку грунта между ними с использованием бентонитового раствора, монтаж стеновых элементов с подвешиванием и передачей нагрузки на разделительные элементы, взаимную фиксацию элементов и заделку пазух, возведение разделительных несущих элементов производят с использованием монтажного приспособления в виде металлической площадки на вертикальных винтовых опорных домкратах с установленной на ней с возможностью продольного и поперечного перемещения и фиксации регулировочной рамой с проемом под погружаемый элемент, седловидными опорами и горизонтальными винтовыми установочными элементами, расположенными по взаимно перпендикулярным центральным осям симметрии регулировочной рамы, причем площадку выставляют над разработанным под погружаемый элемент участком траншеи, образующим скважину горизонтально по отметкам, а регулировочную раму - приближенно в плане и через проем в ней в соответствующий разработанный участок траншеи опускают разделительный элемент со строповкой его через рым-болт, который вворачивают в закладную грузовую гайку, фиксируют положение разделительного элемента путем заведения в имеющееся в его верхней части сквозное поперечное отверстие металлического штыря и опирания его концов на противолежащие седловидные опоры регулировочной рамы, после чего производят расстроповку разделительного элемента путем выворачивания рым-болта при расположении верхнего торца разделительного элемента над поверхностью регулировочной рамы, а затем к верхнему торцу разделительного элемента через освобожденную от рым-болта грузовую гайку крепят застропленную на крюке крана монтажную подвеску с дополнительной фиксацией нижнего торца ее к верхнему торцу элемента посредством фиксирующих конических фишек, которые заводят в образованные на верхнем торце элемента конические гнезда, после чего монтажную подвеску приподнимают краном, извлекают металлический штырь и опускают разделительный элемент в скважину с фиксацией его на проектной отметке путем посадки монтажной подвески на седловидные опоры регулировочной рамы, а после расстроповки элемента осуществляют выверку его положения в плане путем перемещения регулировочной рамы горизонтальными винтовыми установочными элементами, после чего производят закрепление в участке траншеи разделительного элемента, например пластичной бетонной смесью, и не менее чем через сутки монтажную подвеску отсоединяют, а разработку траншеи между смежными разделительными элементами под бентонитовым раствором осуществляют с семи- десятисуточным отставанием, а перед монтажем стенового элемента к закрепленным у шпоночных канавок на его торцах закладным элементам приваривают направляющие, в шпоночные канавки устанавливают с фиксацией в направляющих нагнетательные трубки, затем стропят стеновой элемент через рым-болты, которые вворачивают в закладные грузовые гайки на верхнем торце стенового элемента, после чего устанавливают стеновой элемент в траншею между смежными распределительными элементами с заведением направляющих в шпоночные канавки разделительных элементов и опускают стеновой элемент до промежуточного положения, которое фиксируют монтажными опорами через специальные углубления на боковых торцах разделительных элементов, затем стропят его имеющей тяги монтажной траверсой на закладные грузовые гайки на его верхнем торце и опускают стеновой элемент на тягах в проектное положение до фиксации траверсы на верхних торцах смежных разделительных элементов и осуществляют окончательное закрепление стенового элемента в траншее путем нагнетания, например, цементного раствора через нагнетательные трубки в основание элемента, после чего нагнетательные трубки извлекают с одновременным нагнетанием, например, цементного раствора в шпоночный паз между сопрягаемыми элементами, причем монтажную траверсу демонтируют после твердения раствора и набора им не менее 25% расчетной прочности. При этом при закреплении разделительного элемента на участке траншеи могут использовать пластичную бетонную смесь на мелком заполнителе, причем эту смесь укладывают в участок траншеи до отметок ниже уровня заглубления стеновых элементов не менее чем на 0,5 м, а выше этих отметок производят замещение бентонитового раствора другим твердеющим, например цементно-глинистым, с соотношением 1:0,5.

Технический результат, обеспечиваемый указанной совокупностью существенных признаков конструкции сборной железобетонной стены в грунте, состоит в том, что при возведении стены в грунте обеспечивается возможность выверки положения сборных элементов в процессе монтажа как в плане, так и в профиле при одновременном снижении трудоемкости монтажа, что положительно сказывается на качестве возводимой стены в грунте, улучшает условия ее работы под нагрузкой и воздействием грунтовых вод, упрощает монтаж и возведение постоянных конструкций.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разделительный элемент, вид сбоку;

на фиг. 2 - то же, вид спереди;

на фиг. 3 - вид по А-А на фиг. 1;

на фиг. 4 - вид по Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 5 - вид по В-В на фиг. 1;

на фиг. 6 - стеновой элемент, вид сбоку;

на фиг. 7 - вид по Г-Г на фиг. 6;

на фиг. 8 - сечение по Д-Д на фиг. 6;

на фиг. 9 - разрез по Е-Е на фиг. 6;

на фиг. 10 - разрез по Ж-Ж на фиг. 6;

на фиг. 11 - разрез по И-И на фиг. 6;

на фиг. 12 - узел К на фиг. 7;

на фиг. 13 - фрагмент разреза по М-М на фиг. 7;

на фиг. 14 - узел Н на фиг. 11;

на фиг. 15 - монтажное приспособление в виде металлической площадки, вид спереди с частичными разрезами;

на фиг. 16 - то же, в плане;

на фиг. 17 - то же, вид сбоку;

на фиг. 18 - подвеска монтажная, вид спереди;

на фиг. 19 - то же, в плане;

на фиг. 20 - то же, вид сбоку;

на фиг. 21 - опора монтажная, продольный разрез;

на фиг. 22 - то же, в плане;

на фиг. 23 - то же, вид сбоку;

на фиг. 24 - разрез по О-О на фиг. 23;

на фиг. 25 - траверса монтажная, вид спереди с частичным продольным разрезом.

Сборная железобетонная стена в грунте включает установленные в траншее разделительные элементы 1, имеющие вогнутые участки 2 на боковых торцах 3 и расположенные между ними стеновые элементы 4. Стеновые элементы 4 менее заглублены, чем разделительные элементы 1, и имеют выпуклые участки 5 на боковых торцах 6. Разделительные 1 и стеновые 4 элементы выполнены с продольными шпоночными канавками 7 и углублениями 8 на сопрягаемых торцах соответственно 3 и 6. В верхней части 9 каждого разделительного элемента 1 образовано сквозное поперечное отверстие 10, а в нижней его части 11 на боковых торцах 3 установлены закладные металлические пластины 12. Каждый стеновой элемент 4 выполнен в виде блока переменного по высоте сечения, меньшего на верхнем 13 участке высотой, не меньшей четверти всей высоты блока, с образованием уступа 14 с внутренней стороны блока, а на нижнем участке 15 блока с его наружной стороны в средней по высоте части этого участка 15 и с внутренней стороны в нижней по высоте части этого участка 15 образованы открытые ниши - соответственно 16 и 17. Шпоночные канавки 7 на торцах 6 блока, образующего стеновой элемент 4, размещены в пределах его нижнего участка 15 и возле шпоночных канавок 7 дискретно по высоте блока закреплены закладные элементы 18 для крепления направляющих 19 и фиксации в канавках 7 нагнетательных трубок 20. На верхних торцах 21 и 22 соответственно разделительного 1 и стенового 4 элементов установлены закладные резьбовые грузовые гайки 23. Ось закладной резьбовой грузовой гайки 23 разделительного элемента 1 совпадает с вертикальной осью 24, проходящей через центр тяжести разделительного элемента 1. Вогнутые участки 2 на торцах 3 разделительных элементов 1 могут быть выполнены повторяющими очертание челюстей грунторазрабатывающего устройства, например грейфера (на чертежах не показан), и образующими направляющие при разработке грунта под стеновые элементы 4.

Разделительные 1 и стеновые 4 элементы могут быть снабжены гидроизоляцией 225, например металлоизоляцией, закрепленной на внутренней поверхности элемента.

Способ возведения сборной железобетонной стены в грунте осуществляют следующим образом.

В грунте выполняют пионерную траншею (на чертежах не показана), затем возводят разделительные несущие элементы 1, после чего осуществляют разработку грунта между ними с использованием бентонитового раствора, затем осуществляют монтаж стеновых элементов 4 с подвешиванием и передачей нагрузки на разделительные элементы 1 и осуществляют фиксацию элементов 1, 4 и заделку пазух.

Возведение разделительных несущих элементов 1 производят с использованием монтажного приспособления в виде металлической площадки 26 на вертикальных винтовых опорных домкратах 27. На площадке 26 установлена с возможностью продольного и поперечного перемещения и фиксации регулировочная рама 28 с проемом 29 под погружаемый элемент 1, седловидными опорами 30 и горизонтальными винтовыми установочными элементами 31, которые расположены по взаимно перпендикулярным центральным осям симметрии регулировочной рамы 28.

Под погружаемый элемент 1 разрабатывают участок траншеи, образующий скважину, и над ним выставляют площадку 26 горизонтально по отметкам. Регулировочную раму 28 выставляют приближенно в плане и через проем 29 в ней в соответствующий разработанный участок траншеи опускают разделительный элемент 1 со строповкой его через рым-болт (на чертежах не показан), который вворачивают в закладную грузовую гайку 23, фиксируют положение разделительного элемента 1 путем заведения в имеющееся в его верхней части сквозное поперечное отверстие 10 металлического штыря (на чертежах не показан) и опирания его концов на противолежащие седловидные опоры 30 регулировочной рамы 28.

Затем производят расстроповку разделительного элемента 1 путем выворачивания рым-болта при расположении верхнего торца 21 разделительного элемента 1 над поверхностью регулировочной рамы 28. Затем к верхнему торцу разделительного элемента 1 через освобожденную от рым-болта грузовую гайку 23 крепят застропленную на крюке крана (на чертежах не показан) монтажную подвеску 32, причем дополнительно фиксируют нижний торец ее к верхнему торцу 21 разделительного элемента 1 посредством фиксирующих конических фишек 33, которые заводят в образованные на верхнем торце 21 разделительного элемента 1 конические гнезда 34. Монтажную подвеску 32 приподнимают краном (на чертежах не показан), извлекают металлический штырь и опускают разделительный элемент 1 в скважину с фиксацией его на проектной отметке путем посадки монтажной подвески 32 на седловидные опоры 30 регулировочной рамы 28. После расстроповки разделительного элемента 1 осуществляют выверку его положения в плане путем перемещения регулировочной рамы 28 горизонтальными винтовыми установочными элементами 31, после чего производят закрепление в участке траншеи (скважине) разделительного элемента 1, например, пластичной бетонной смесью, и не менее чем через сутки монтажную подвеску 32 отсоединяют. Затем с семи- десятисуточным отставанием начинают разработку траншеи между смежными разделительными элементами 1 под бентонитовым раствором. Перед монтажом стенового элемента 4 к закрепленным у шпоночных канавок 7 на его торцах 6 закладным элементам 18 приваривают направляющие 19, например из уголков, в шпоночные канавки 7 устанавливают с фиксацией в направляющих 19 нагнетательные трубки 20, затем стропят стеновой элемент 4 через рым-болты (на чертежах не показаны), которые вворачивают в закладные грузовые гайки 23 на верхнем торце 22 стенового элемента 4. Затем устанавливают стеновой элемент 4 в траншею между смежными разделительными элементами 1 с заведением направляющих 19 в шпоночные канавки 7 разделительных элементов 1 и опускают стеновой элемент 4 до промежуточного положения, которое фиксируют монтажными опорами 35 через специальные углубления 8 на боковых торцах 3 разделительных элементов 1. Затем стропят стеновой элемент 4 имеющей тяги 36 монтажной траверсой 37 за закладные грузовые гайки 23 на его верхнем торце 22 и опускают стеновой элемент 4 на тягах 36 в проектное положение до фиксации траверсы 37 на верхних торцах 21 смежных разделительных элементов 1 и осуществляют окончательное закрепление стенового элемента 4 в траншее путем нагнетания, например, цементного раствора через нагнетательные трубки 20 в основание элемента, после чего нагнетательные трубки 20 извлекают с одновременным нагнетанием, например, цементного раствора в шпоночный паз 38 между сопрягаемыми элементами 1 и 4.

После твердения раствора и набора им не менее 25% расчетной прочности монтажную траверсу 37 демонтируют. При этом при закреплении разделительного элемента в участке траншеи, образующем скважину, могут использовать пластичную бетонную смесь на мелком заполнителе, причем эту смесь укладывают в участок траншеи до отметок ниже уровня заглубления стеновых элементов не менее чем на 0,5 м, а выше этих отметок производят замещение бентонитового раствора другим твердеющим, например, цементно-глинистым с соотношением 1:0,5.

Стеновые элементы на разных этапах строительства могут выполнять функцию заполнения пространства между разделительными элементами, а также и функцию несущих элементов конструкции в период строительства и эксплуатации сооружения, для которого эта конструкция предназначена.

Продольные швы в стыках блоков при наличии металлоизоляции по мере разработки грунта в котловане при дальнейшем возведении сооружения заваривают металлическими накладками (на чертежах не показаны).

При необходимости могут производить раскрепление стен котлована поясами, расстрелами или грунтовыми анкерами (на чертежах не показано).

Армирование сборных элементов стены в грунте расчетное и выбирается в зависимости от ее предназначения с учетом всех видов нагрузок, возникающих от момента распалубливания конструкций до эксплуатации готового сооружения.