подземное сооружение, возводимое в котловане, и способ бетонирования

Формула изобретения

1. Подземное сооружение, возводимое в котловане, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включают пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов, отличающееся тем, что металлические элементы временного крепления котлована включены в работу постоянной конструкции стен за счет соединения их с армометаллоблоками с помощью сварных швов, а фундаментная плита армирована также пространственными армометаллоблоками, соединенными с помощью сварных швов, с заполнением пространства между стальным листом и креплением котлована и между стальным листом и бетонной подготовкой днища котлована литой бетонной смесью.

2. Способ бетонирования фундаментной плиты подземного сооружения, включающий укладку бетонной смеси поэтапно, отличающийся тем, что при укладке бетонной смеси используют литую бетонную смесь, причем на первом этапе бетонируют нижнюю часть высоты сечения плиты для образования пригруза, а на втором этапе - оставшуюся часть после схватывания бетона нижней части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится в области строительства и предназначено для возведения открытым способом подземных сооружений как однопролетных и одноэтажных, так и многопролетных и многоэтажных различного назначения: например, подвальных частей здания, гаражей-стоянок, тоннелей метрополитена и др.

Известны конструкции подземных сооружений со сборными и монолитными железобетонными фундаментной плитой и стенами, возводимых в отрытом котловане или в траншеях. Как при сборных, так и при монолитных конструкциях, гидроизоляция которых выполняется с наружной стороны, между стенами конструкции и временным креплением котлована предусматривается рабочее пространство ("пазухи") для расположения, при необходимости, водопонизительных установок, а также оборудования и рабочих для нанесения изоляции (см. Справочник инженера-тоннельщика. - М. ; Транспорт, 1993, ст. 363, рис. 35, 1, Б-Б). Это пространство после возведения конструкции засыпается грунтом, а сваи крепления котлована либо извлекаются, либо оставляются в грунте. Известно возведение конструкций в котловане с откосами (см. Справочник инженера-тоннельщика, -М.: Транспорт, 1993, с. 368, рис. 35, 9), с последующей засыпкой грунтом.

Гидроизоляция в таких случаях выполняется оклеечная или оплавляемая в виде сплошного замкнутого послойно склеенного водонепроницаемого покрытия, приклеенного по всей наружной поверхности (см. Нормы по проектированию и устройству гидроизоляции тоннелей метрополитена, сооружаемых открытым способом. BCHI04-93. -М.: 1993 ).

Недостатками этих конструкция и способов их сооружения являются:

- по условиям устройства наружной гидроизоляции - необходимость увеличения ширины котлована на 2,2 - 2,4 м при временном свайном креплении или при раскрытии котлована с откосами, что не всегда представляется возможным в условиях плотной городской застройки и наличии значительного количества инженерных подземных коммуникаций;

- при невозможности уширения котлована в определенных гидростроительных условиях сваи временного крепления котлована приходится оставлять в грунте, так как попытка извлечения свай, находящихся в непосредственной близости от оклеечной изоляции, может привести к нарушению ее целостности;

- при возведении конструкций требуются дополнительные трудовые и материальные затраты на устройство оклеечной или оплавляемой гидроизоляции, т.к. она должна наноситься на сухую выравненную поверхность при положительной температуре, что в зимнее время требует устройства специальных тепляков из негорючих материалов (см. "Нормы по проектированию и устройству гидроизоляции тоннелей метрополитенов, сооружаемых открытым способом. BCHI04-94. -М.: 1993).

Известно решение по возведению конструкций ограждения котлованов по технологии "стена в грунте", сооружаемой методом буросекущихся свай, эффективным, например, в непосредственной близости от жилых и производственных зданий (Подземное пространство мира. - М.: Тимр, N 4, 1996, с.36) или в траншеях под глинистым раствором (Справочник инженера-тоннельщика. - М.: Транспорт, 1993, с. 371, рис. 35.12, 35.13).

Недостатком этих решений является то, что в этом случае требуется наличие специального дорогостоящего оборудования, обязательного выноса всех инженерных коммуникаций из зоны строительства, что не всегда представляется возможным в условиях плотной городской застройки.

Наиболее близким к изобретению в части конструкции является подземное сооружение, возводимое в котловане, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включает пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов (см. SU 2056475 C1, 20.03.96).

Однако при использовании этого технического решения перед началом строительства необходимо произвести работы по выносу всех инженерных коммуникаций из зоны застройки и нести дополнительные затраты при возведении конструкций в условиях пониженных температур воздуха, т.е. применяемый раствор бетонированной глины требует постоянного подогрева.

В части способа бетонирования наиболее близким является способ бетонирования фундаментной плиты подземного сооружения, включающий укладку бетонной смеси поэтапно (см., например, SU 1786223 A1, 07.01.93).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает исключение всплытия элементов конструкций фундаментной плиты.

Задачей изобретения является обеспечение возможности использования элементов временного крепления котлованов в работе постоянной конструкции стен, уменьшение размеров котлована до размеров конструкции, возможность подвешивания инженерных коммуникаций на время производства работ без выноса их из зоны строительства, новое решение фундаментной плиты с использованием плоских армометаллоблоков, уменьшение благодаря этому трудоемкости, сроков и стоимости строительства и обеспечение надежной гидроизоляции подземных сооружений.

Задача решается за счет того, что в подземном сооружении, возводимом в котловане, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включает в себя пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов, металлические элементы временного крепления котлованов включены в работу постоянной конструкции стен за счет соединения с армометаллоблоками с помощью сварных швов, а фундаментная плита армирована также пространственными армометаллоблоками, соединенными с помощью сварных швов, с заполнением пространства между стальным листом и креплением котлована и между стальным листом и бетонной подготовкой днища котлована литой бетонной смесью.

В части способа бетонирования задача решается за счет того, что в способе бетонирования фундаментной плиты подземного сооружения, включающем укладку бетонной смеси поэтапно, используют литую бетонную смесь, причем на первом этапе бетонируют нижнюю часть высоты сечения плиты для образования пригруза, а на втором этапе - оставшуюся часть после схватывания бетона нижней части.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен фрагмент стены и фундаментной плиты подземного сооружения;

на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - вид по Б-Б на фиг. 1;

Подземное сооружение включает стены 1 и фундаментную плиту 2. Элементы 3 временного крепления котлована в виде свай и труб или двутавровых балок включены в работу постоянной конструкции стен 1. Их погружают в заранее пробуренные лидерные скважины (на чертеже не показаны) по контуру стен 1 подземного сооружения с расчетным шагом. Между элементами 3 монтируют армометллоблоки 4, а надежную гидроизоляцию обеспечивают стальным листом 5, одновременно являющимся рабочей арматурой и несъемной опалубкой. Лист 5 закрепляют с помощью сварки на элементах 3 с последующим заполнением пространства 6 между листом 5 и элементами 3 крепления котлована, а также пространства 7 между стальным листом 5 и бетонной подготовкой 8 на днище 9 котлована литой бетонной смесью.

С целью исключения обсыпания грунта по мере разработки котлована пространство между элементами 3 по их наружному контуру крепится деревянными досками (на чертеже не показано) или другими элементами, например специально изготовленными железобетонными досками или досками из полимерных материалов и т. п. , в результате чего после выемки грунта между сваями образуются "ниши", в которые вставляются армометаллоблоки 4.

Для обеспечения непрерывности гидроизоляции фундаментную плиту выполняют также из армометаллоблоков 4, состоящих из стального листа с приваренными к нему ребрами и арматурным каркасом.

Использование литой бетонной смеси исключает необходимость виброуплотнения бетона, тем самым снижая трудозатраты и расход электроэнергии при бетонировании.

С целью предотвращения всплытия армометаллоблоков фундаментной плиты в процессе укладки бетонной смеси бетонирование производят поэтапно. Первоначально смесь укладывают на часть высоты сечения фундаментной плиты, а затем после схватывания бетона (как пригруза) заполняют оставшуюся часть пространства между ранее уложенным бетоном и стальным листом армометаллоблоков. Для исключения образования воздушных "мешков" под стальным листом и обеспечения плотного примыкания листа к бетонной поверхности в нем предусмотрены отверстия 10 для выпуска воздуха.

Соединение арматурных каркасов между собой осуществляется путем устройства петлевого стыка или сваркой отдельных стержней между собой, а соединение стальных листов армометаллоблоков выполняют с помощью накладок сплошным герметичным швом.

После бетонирования фундаментной плиты производят монтаж армометаллоблоков стен котлованного сооружения. Армомтеллоблоки стен, размеры которых по ширине соответствуют шагу крепления котлована, устанавливают в проектное положение и стальной лист приваривают сплошным герметичным швом к полкам последних, после чего пространство между листом армометаллоблоков и затяжкой временного крепления также заполняют литой бетонной смесью.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в обеспечении возможности уменьшения размеров котлована до размеров конструкции, возможности подвешивания инженерных коммуникаций на время производства работ без выноса их из зоны строительства, сокращении трудоемкости и сроков строительства и обеспечении надежной гидроизоляции подземных сооружений.