V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Развитие гражданского и промышленного строительства в современных условиях плотной городской застройки крупных городов и мегаполисов является актуальным направлением как для Российской Федерации, так и в мировом масштабе.

Решение данной задачи зачастую связано с возведением зданий повышенной этажности с рациональным использованием их подземного пространства.

Необходимость использования подземного пространства городов обусловлена такими факторами, как нехватка свободных территорий в условиях исторически сформировавшейся застройки, так и требования развития городской инфраструктуры. В современном мире подземное пространство городов используется не только для размещения инженерных коммуникаций и объектов транспортного строительства, но также для строительства комплексов общественно-бытового назначения, многоэтажных подземных гаражей и стоянок, предприятий торговли, помещений заглубленных частей жилых и офисных зданий.

Возведение подземных и заглубленных городских объектов гражданского устраивается открытым или полузакрытым способом в котлованах. При этом ежегодный объем таких объектов подземного строительства в России и за рубежом неуклонно растет, возрастает и масштаб реализуемых объектов строительства.

Однако, в настоящее время не прослеживается тенденции в сторону роста габаритов подземных и заглубленных сооружений, хотя технические возможности для роста глубины проектируемых котлованов и увеличения количества подземных этажей существуют. На сложившуюся ситуацию, очевидно, влияют следующие факторы: экономическая целесообразность, комфортность пребывания в подземных помещениях, влияние на окружающую застройку и гидрогеологические условия. В наши дни максимальная глубина котлованов, проектируемых в городских условиях, обычно не превышает 25-30 м, а количество подземных этажей – пяти-шести.

Однако специфика исторической застройки городов индивидуальна, и требует разработки новых конструктивных и технологических решений.

На сегодняшний день применяют следующие технологии освоения подземного пространства:

1. Строительство в котлованах без крепления под углом естественного откоса грунта;

2. Строительство способом опускного колодца;

3. Ограждение котлована из стальных элементов с забиркой;

4. Шпунтовые ограждения котлована;

5. Способ «стены в грунте»;

6. Ограждение котлована из буросекущихся свай;

7. Буросмесительная технология создания ограждений котлованов;

8. Крепление откосов буровыми анкерами;

9. Распорное крепление котлована с помощью ферм;

10. Устройство котлована по технологии «Top-Down» («сверху-вниз»).

В Европе и Америке технология «Top-Down» нашла широкое применение. Это объясняется тем, что этот способ позволяет практически одновременно вести работы по устройству подземной и наземной частей здания, что соответственно ускоряет сроки окупаемости инвестиций. Также важно отметить, что данный способ позволяет минимизировать деформации ограждающих конструкций и, соответственно, осадки соседних зданий. Достигается это за счет монтажа распорных перекрытий, инвентарных конструкций ферм или иных технических решений, индивидуальных для каждого объекта строительства.

Метод строительства «Top-Down» предполагает устройство с поверхности земли или с промежуточных отметок в котловане временных или постоянных опор внутри контура сооружения, поддерживающих перекрытия подземной части здания, бетонируемых по грунту и воспринимающих действие распора от ограждения котлована. Ведение земляных работ в котловане производится из-под перекрытий через устраиваемые технологические проемы. Бетонирование нижележащих перекрытий ведется последовательно по мере удаления грунта. В случае применения временных опор, поддерживающих перекрытия, они демонтируются после возведения фундаментной плиты и постоянных колонн или несущих стен, бетонируемых снизу-вверх.

При строительстве по технологии «Top-Down» для ограждения котлована в современных условиях зачастую используют «стену в грунте», как наиболее универсальную конструкцию, способную воспринять вертикальные нагрузки от веса подземных перекрытий, а также защиты от подземных вод.

Также при строительстве подземных сооружений по данной технологии необходимо уделить особое внимание устройству опор-колонн буровым способом или способом «стена в грунте», поддерживающих перекрытия в процессе разработки и удаления грунта из котлована. Технология «сверху-вниз» постоянно совершенствуется в направлении сокращения затрат на возведение этих временных конструкций. Ярким примером может служить научная разработка с креплением ограждения котлована, где в верхнем ярусе монтируются инвентарные металлические конструкции ферм. Фермы опираются на «стену в грунте», а бетонируемые поэтапно по мере разработки грунта подземные перекрытия подвешиваются к конструкциям этих ферм. После бетонирования снизу-вверх вертикальных элементов каркаса временные конструкции подвески и ферм демонтируются.

При значительных размерах котлованов в плане используют комбинированный метод разработки грунта, в котором возведение конструкций подземной части по периметру котлована выполняется способом «Top-Down», а в центральной части – по классической схеме снизу-вверх. Крепление ограждения котлована осуществляется за счет пространственной работы периметральных фрагментов дисков подземных перекрытий.

Строительство подземных сооружений в стесненных условиях городской среды сопровождается решением ряда сложнейших геотехнических проблем, в том числе и связанных с вопросами технологии производства строительных работ и обеспечением устойчивости существующей застройки. Однако возможности современных технологий и оборудования предоставляют инженерам и строителям выбор доступных способов устройства подземных и заглубленных сооружений, таким как хорошо зарекомендовавшая себя технология «Top-Down». Применение столь сложной технологии строительства зданий требует принципиально иной технологии проектирования. При этом технология строительства становится первичной и диктует основные решения конструкции, требует учета изменения напряженно-деформированного состояния окружающего грунтового массива и возводимых конструкций на всех основных стадиях производства работ, а также стадии эксплуатации. Правильный и научно обоснованный выбор видов и последовательности выполнения технологических операций, методов устройства ограждения котлована, способов усиления оснований и фундаментов прилегающих зданий, научное сопровождение ведущихся работ позволяют не только снизить до минимума возможность возникновения аварийных ситуаций в процессе строительства и избежать необоснованных дополнительных деформаций зданий и инженерных сооружений, расположенных и зоне влияния строительства, но и снизить стоимость строительно-монтажных работ.

Список литературы:

1. Драновский А.Н., Фадеев А.Б. Подземные сооружения в промышленном и гражданском строительстве. – Издательство Казанского университета, 1993 – 355 с.

2. Конюхов Д.С. Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения. – М.: Архитектура, 2005 - 298 с.

3. Снарский В.И., Айгумов М.М., Снарский С.В. Технология возведения подземных сооружений: учеб. Пособие. – Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т,2009.-125с.

4. Юркевич П. Возведение монолитных железобетонных перекрытий при полузакрытом способе строительства подземных сооружений//Подземное пространство мира. 2002. № 1.

5. Chang-Yu Ou. Deep Excavations. Theory and Practice. – London, Taylor & Francis, 2006 – 532 p.

Код для цитирования: Скопировать