Существует ряд методов выемки грунта, которые используются для строительства глубоких фундаментов, таких как метод полной открытой выемки, выемка с креплением, анкерная выемка, островные методы выемки, зонированная выемка, методы строительства сверху вниз и т.д. Эти методы выемки грунта обсуждаются.
Выемка грунта для глубоких фундаментов
Методы выемки грунта для строительства глубоких фундаментов
Метод полной открытой выемки
Этот метод подразделяется на два основных типа, включая наклонный полный открытый котлован, как показано на рисунке 2, и консольный полный открытый котлован, как показано на рисунке 3. Первый способ считается экономичным, так как сторона котлована будет наклонной и не нуждается в поддержке для удержания стены фундамента. Однако, если уклон значительно пологий или котлован очень глубокий, это будет дорого.
Полный открытый котлован с боковыми откосами
В последнем случае требуется подпорная стена для поддержки грунта фундаментной стены и предотвращения обрушения фундаментной стены, но не требуется ни подсыпка, ни откосы. Поэтому нельзя однозначно утверждать, какой из методов экономичнее. Экономичный метод может быть выделен на основе результатов анализа, проектирования и оценки.
Консольный метод выемки грунта полным открытым способом
Укрепляющий метод разработки котлована
Укрепление котлована, как показано на рисунке 4, представляет собой установку горизонтальных стоек перед подпорной стенкой для удержания давления материала стенки котлована. Укрепляющая система состоит из балок, подкосов, центральных стоек, концевых скоб и угловых скоб.
Давление грунта передается на горизонтальные стойки через подпорки, а угловые и концевые подпорки предназначены для уменьшения пролета подпорки без увеличения количества стоек. Центральные стойки предотвращают разрушение раскосов под действием собственного веса.
Метод выемки грунта со скобами
Анкерные методы выемки грунта
В этом методе анкеры, как показано на рисунке 5, устанавливаются для противодействия давлению грунта. Конфигурация и компоненты анкерной технологии выемки грунта показаны на рисунке 6.
Связанная часть анкера обеспечивает силу крепления, которая действует против давления грунта, в то время как несвязанная часть анкера передает давление на головку анкера. Головка анкера передает нагрузку на подпорную стену.
Сила анкеровки в значительной степени зависит от прочности грунта. Чем выше прочность грунта, тем больше сила анкеровки. Этот метод не подходит для глинистых и гранулированных грунтов с высоким уровнем грунтовых вод.
И, наконец, он требует короткого времени для завершения земляных работ с большой эффективностью и подходит для больших площадей и небольшой глубины.
Метод анкерной выемки
Конфигурация анкеров и различных частей системы
Островные методы выемки грунта
При этом методе в центре котлована выкапывают землю, а вынутый материал размещают рядом с подпорной стенкой для создания уклона. После этого в центре котлована возводится основная часть конструкции. Затем вынимается грунт с уклоном и устанавливаются подпорки между подпорной стенкой и основной конструкцией.
Наконец, подпорки будут удалены, и будут построены оставшиеся части конструкции. Иногда может потребоваться использование анкерной или скобообразной техники для удаления наклонного грунта, особенно если котлован слишком глубокий.
Метод островной выемки объяснен, этот метод подходит для больших площадей выемки.
Методы зонированного котлована
При зональном методе выемки грунта в качестве подпорной стены используются мембранные стены. Деформация длиннопролетной стены будет больше, чем короткопролетной, как показано на рисунке 8.
Деформация длиннопролетной стены по сравнению с короткопролетной
Таким образом, прогибы длиннопролетных стен уменьшаются путем разделения площади котлована на небольшие участки для уменьшения деформации и осадки стен, как показано на рисунке 9.
Разделение общей площади котлована на два небольших участка
Выемка грунта начнется в зоне B, а зона A будет оставлена для поддержки стены зоны B. Затем будут установлены подкосы в зоне B и начнется выемка грунта в зоне A. Этот процесс будет продолжаться поэтапно, пока не будет завершен весь котлован.
Хорошо видно, что нагрузка на стену диафрагмы была бы значительно больше и, следовательно, прогиб был бы большим, если бы участок не был разделен на меньшие площади.
Метод выемки грунта сверху вниз
При этом методе строительство начинается сверху вниз, а возведение надстройки начинается после завершения строительства первого перекрытия.
Таким образом, перекрытия возводятся после завершения каждого этапа земляных работ. Плиты играют ту же роль, что и стойки в удержании давления земли.
Порядок строительства включает возведение подпорной стенки, установку свай под колонны надстройки, установку колонн на сваи, установку опалубки для первого перекрытия сверху, затем после каждого котлована возводятся остальные перекрытия.
Этот метод требует короткого времени строительства, но его стоимость выше по сравнению с другими методами. Еще одним преимуществом является то, что строительная зона более безопасна, так как перекрытия прочнее стоек.
Строительство сверху вниз
Сравнение между строительством сверху вниз и снизу вверх
Факторы, влияющие на выбор метода выемки грунта
- Допустимый период строительства
- Бюджет строительства
- Наличие строительной техники
- Наличие соседних котлованов
- Состояние соседних зданий
- Тип фундамента соседнего строения
- Площадь строительной площадки
- Типы подпорных стен, материалы, экономика и применение.
- Стратегии защиты зданий, расположенных вблизи глубоких котлованов.
- Анкеры в каменных конструкциях – типы, установка, длина и прочность анкеров.
- Тоннелепроходческая машина: Работа гиганта туннелестроения.
- Принципы проектирования подпорных стен.
- Процедура выемки грунта под фундамент, размещение, меры безопасности и водопонижение.
- Устойчивость откосов открытых выемок в различных типах грунта.