W nowoczesnych megamiastach obserwuje się rosnącą tendencję do bardziej racjonalnego wykorzystania przestrzeni i zagęszczenia budynków. Okoliczności te dyktują firmom budowlanym określone warunki. Na powierzchni jest mniej wolnych miejsc, co zmusza deweloperów do uciekania się do budowy konstrukcji podziemnych. Między innymi istnieje kilka obiektów, które są bardziej racjonalne do budowy pod ziemią. Należą do nich duże magazyny, kompleksy handlowo-rozrywkowe, a także garaże. Ale budownictwo podziemne to dość pracochłonny proces, który wymaga od firm budowlanych pewnego doświadczenia i odpowiedniego sprzętu.
Rozwiązanie opisanego powyżej problemu może dodatkowo komplikować fakt, że grunt jest bardzo niejednorodny, może zawierać puste przestrzenie różnej wielkości, podziemne prądy wodne. Czasami, badając teren pod zabudowę, okazuje się, że skały są raczej słabe. Zdarza się, że pod ziemią znajdują się wszelkiego rodzaju tunele systemów inżynierskich, które nie są odwzorowane. Wystarczy pracowaćczęsto w ciasnych warunkach, ponieważ fundamenty sąsiednich budynków znajdują się dość blisko placu budowy, a ściany wieżowców nie pozwalają na pełne rozłożenie wysięgników dźwigów.
Rozwiązanie problemu budowy obiektów podziemnych
W zależności od charakterystyki hydrogeologicznej obszaru i głębokości terenu, budowę podziemną można wykonać na kilka sposobów. Najczęściej spotykane są „ściana w ziemi”, metoda studni opadania, a także metoda otwarta. Pierwsza technologia we współczesnych realiach jest dość powszechna i nadal szybko zdobywa popularność, ponieważ z jej pomocą można rozwiązać problem w ciasnych warunkach bez zawracania sobie głowy fundamentami znajdujących się w pobliżu budynków.
Zasada technologii
Ściana w ziemi jest budowana według dość prostej zasady, która polega na wykonaniu wykopu i wykopaniu ziemi. Ponadto w utworzonych pustkach budowane są otaczające konstrukcje, w tym celu z reguły stosuje się żelbet. Pod ochroną powstałych systemów wyposażane są konstrukcje wewnętrzne, takie jak podłoga i inne elementy.
Odmiany metody
Technologia „ściana w ziemi” może być podzielona na kilka podgatunków, takich jak: rów i pal. Pierwszym z nich jest zastosowanie kształtowników betonowych i żelbetowych na miejscu, które tworzą jedną ścianę. stos metoda polega na zainstalowaniu wydrążonych podpór, które znajdują się w ciągłym rzędzie. Pozwalają uformować solidną, zamykającą konstrukcję. Niezależnie od zastosowanej technologii jest ona bardziej obiecująca niż alternatywne metody budowy konstrukcji podziemnych. Wskazane jest wykorzystanie go w przebudowie istniejących budynków w dowolnym celu.
Zakres zastosowania
Ściana w ziemi może być wykorzystana do budowy nieprzepuszczalnych kurtyn, tuneli metra, garaży, magazynów, przejść podziemnych, zbiorników, wszelkiego rodzaju osadników, węzłów drogowych, a także fundamentów budynków do różnych celów.
Metody mokre i suche
Biorąc pod uwagę wytrzymałość gruntu i poziom jego wilgotności, budowniczowie mogą wybrać metodę budowy na mokro lub na sucho. Ten ostatni nie jest tak drogi, ponieważ nie wymaga przygotowania roztworu gliny. Jednak można się do niego odwołać tylko wtedy, gdy istnieje pewność co do wytrzymałości gleby i braku prądów podziemnych. Technologia mokra jest idealnym rozwiązaniem do budowy dużych obiektów na niestabilnych gruntach nasyconych wodą. Jeśli budowie towarzyszą opisane warunki, czasami konieczne staje się dodatkowe wzmocnienie ścian wykopu. Efektem końcowym jest mocna i bezpieczna przestrzeń.
Tiksotropia
Kiedybudowa muru w gruncie, technologia może polegać na zastosowaniu metody mokrej, w której ważna jest taka koncepcja jak tiksotropia. Ta właściwość jest nieodłączna w roztworze gliny, który ma zdolność przywracania pierwotnego kształtu bez wpływu mechanicznego. Dzięki temu odpowiednio dobrane zawieszenie zyska na sile w fazie budowy i upłynie pod wpływem wibracji. Pozwala to zabezpieczyć ściany wykopu przed deformacją. Najwyższe właściwości tiksotropowe charakteryzują iły bentonitowe.
Jeśli weźmiemy pod uwagę dodatkowe cechy takich rozwiązań, należy zwrócić uwagę na ich hydrofobowość. Po stwardnieniu zawiesiny na powierzchnię ścian działa ciśnienie hydrostatyczne, które przyczynia się do powstania wodoodpornej warstwy. Jego grubość może wahać się od 1,5 do 5 milimetrów, co wystarcza do ochrony konstrukcji przed wodą. Okładziny ścienne pozwalają na oszczędność wody przy wbijaniu grodzic. To jedna z wielu zalet opisywanej technologii.
Sprzęt stosowany
Gdy ściana jest tworzona w ziemi, technologia wymaga użycia odpowiedniego sprzętu. Pozwala na wykopanie rowu. W tym celu najczęściej stosuje się urządzenie ciągłe. Podobne wyniki może wykazać podejście cykliczne. Do uformowania wykopu najczęściej wykorzystywane są maszyny do robót ziemnych, a mianowicie: łyżka, pług, frezarki, koparki,wiertnice do wiercenia obrotowego i udarowego, chwytaki, a także koparko-ładowarki. Wymieniony sprzęt wystarczy, aby uzyskać ścianę w ziemi, którą można pogłębić o 100 metrów. Warunki tego mogą być zupełnie inne. Metoda „ściana w ziemi” najczęściej zakłada, że szerokość wykopu będzie równa granicy od 1 do 1,5 metra. W niektórych przypadkach sporządzane są projekty, w których szerokość sięga 2 metrów.
Nieodpowiednie metody
Niewątpliwie opisywana technologia ma wiele zalet, jednak można wyróżnić sytuacje, w których zastosowanie metody jest niewłaściwe. Budowa „ściany w ziemi” nie jest wykonywana, jeśli w glebie występują silne prądy podziemne, z luźną glebą, a także gdy na terenie znajduje się zniszczony mur. Technologii nie należy stosować w przypadku wysp metalowych, a także dużych fragmentów betonu. Gdy w glebie występują puste przestrzenie i ubytki, nie należy również rozpoczynać prac nad opisaną technologią.
Zasłony antyfiltracyjne
Manipulacje w celu stworzenia nieprzepuszczalnych zasłon można uznać za tak proste, jak to tylko możliwe. Wykonywane są z glin ciężkich i twardych, a także z betonu monolitycznego. Zadaniem zasłon jest ochrona obiektu przed wodą. Najczęściej takie elementy stosuje się w wyposażeniu zapór i kopania dołów. W tym ostatnim przypadku konieczne są zasłony, aby zapobiec wnikaniu wody do wnęki. Robotnicy nie staną przed zadaniem obniżenia poziomu wód gruntowych, co jest dość pracochłonną procedurą. Jeśliaby porównać kurtynę powietrzną z instalacjami redukcyjnymi, wtedy te ostatnie działają tymczasowo podczas pracy. Konstrukcje w obecności zasłon nie będą się bały najsilniejszych przepływów wód gruntowych.
Opcje uchwytu
Przed zbudowaniem fundamentu „ściana w ziemi” należy obliczyć długość uchwytu. Na ten parametr będą miały wpływ niektóre czynniki, między innymi:
- stabilność wykopu;
- cechy konstrukcyjne i przeznaczenie funkcjonalne konstrukcji;
- rodzaj techniki używanej do opracowania wykopu;
- obliczona intensywność betonowania.
Technologia pracy
Budowa muru w ziemi zaczyna się od wywiercenia studni, po której wykonuje się wykopy, które jednocześnie wypełnia się zaprawą. Kolejnym krokiem będzie montaż klatek zbrojeniowych, a także rury betonowej. Końcowe manipulacje polegają na przemieszczeniu roztworu gliny poprzez dostarczenie mieszanki betonowej przez pionowo poruszającą się rurę. Wykopy mogą być wykonane na całej długości lub w osobnych sekcjach. Kosze zbrojeniowe oparte są na stalowych prętach falistych. Wynikowy system powinien mieć mniej niż 12 centymetrów w porównaniu z szerokością wykopu. Elementy są zwilżane wodą przed montażem, ponieważ zmniejsza to objętość lepkiej gliny i zwiększa przyczepność do betonu.
Betonowanie
Budowa ściany w gruncie polega na betonowaniu, które odbywa się metodą ruchomej rury. Ten ostatni ma średnicę od 270 do 300 milimetrów, natomiastgrubość ścianki wynosi 10 mm. Biorąc pod uwagę objętość fajki, szyjka jest wybrana, a przybitki mogą być wykonane z juty.
Ograniczniki mankietów
Budowa ściany w ziemi może wymagać pogłębienia wykopu o 15 metrów lub mniej. W takim przypadku należy zastosować rury, których średnica jest o 50 milimetrów mniejsza niż szerokość wykopu. Po 5 godzinach od zabetonowania elementy należy usunąć, a powstałe ubytki wypełnić mieszanką. Jeśli głębokość wykopu jest większa niż wspomniany parametr, konieczne będzie zainstalowanie ogranicznika. Jego zadanie spełnia blacha, która jest wzmocniona do klatki wzmacniającej. Płótno można wzmocnić przez spawanie do niego belek.
Wzrost produktywności
Gdy przy budowie dość dużego obiektu stosuje się metodę „ściana w ziemi”, a długość uchwytu przekracza 3 metry, może być konieczne dostarczenie dużej ilości mieszanki betonowej. W tym przypadku wchodzi przez rury, a dla szybszego i łatwiejszego montażu plastyczność roztworu zwiększają plastyfikatory. Kompozycję wylewa się w taki sposób, aby jej powierzchnia zachodziła na całą strukturę o 10 centymetrów. Jest to wymagane, aby móc później usunąć zanieczyszczoną warstwę betonu, ponieważ będzie ona zawierała dużą ilość gliny. Zagęszczanie trzeba będzie wykonać za pomocą specjalnego sprzętu, który jest przymocowany do rury betonowej. Jeśli jego długość jest większa niż 20 metrów, zaleca się użycie dwóch wibratorów.
Te rury, które będą znajdować się na granicy uchwytów, są zawsze usuwane. Ważne prawookreślić czas ekstrakcji. Jeśli zostanie to zrobione zbyt wcześnie, krawędzie skorupy mogą zostać uszkodzone. Jeśli rura zostanie usunięta zbyt późno, może utknąć między betonem a ziemią. Aby wykluczyć takie procesy, zamiast rury często używa się blachy żelaznej, za pomocą której można tworzyć nieusuwalne mocne zworki. Muszą być przyspawane do klatek wzmacniających. Aby uchronić ujście wykopu przed deformacją i zrzucaniem, konieczne jest wyposażenie wału przedniego, który jest głowicą wykopu.
Informacje o nacisku na podłoże
Jeśli chcesz wiedzieć, jaki jest nacisk gruntu na ścianę na głębokości z, możesz użyć następującego wzoru: PR=PS + PQ, gdzie PS jest intensywnością parcia bocznego na wskazanej głębokości z jego ciężar gleby, biorąc pod uwagę rozwarstwienie warstw, działanie wody, a także skuteczną przyczepność; PQ to intensywność nacisku bocznego na wspomnianej głębokości od obciążeń powierzchniowych. Jeżeli zgodnie z projektem mina przednia znajduje się na specjalnie uformowanym hałdzie nad powierzchnią ziemi, to wartość przyjmuje się ze znakiem minus.
