Закрытый способ возведения подземных сооружений

Понятие о закрытых методах возведения зданий и сооружений

Подземные сооружения в зависимости от гидрогеологических условий и глубины заложения осуществляют разными способами, основные из которых — открытый, «стена в грунте» и способ опускного колодца.

При закрытом методе на каждом монтажном участке вначале выполняют земляные работы и фундаменты только под здание, после чего монтируют его каркас. По окончании монтажных работ внутри каркаса здания разрабатывают котлованы, возводят фундаменты под встроенные конструкции (этажерки) и под технологическое оборудование и все подземные сооружения. Только после этого осуществляют монтаж конструкций этажерок, технологического оборудования, трубопроводов, выполняют все отделочные работы.

Закрытый метод может быть более рациональным в том случае, когда фундаменты под оборудование занимают значительную часть пролетов здания и необходимо возведение развитой сети подземного хозяйства. Это затрудняет передвижение кранов, требует дополнительных затрат на устройство проездов. Закрытый метод позволяет рассредоточить работы, применить самоходные краны, обладающие большей маневренностью и более низкой стоимостью эксплуатации, чем башенные, используемые для монтажа при открытом методе. Большая часть работ выполняется после возведения покрытия здания, что немаловажно для защиты от осадков.

При совмещенном методе сначала отрывают общий котлован под подземное хозяйство, фундаменты под оборудование и здание. Бетонирование фундаментов под оборудование и другие подземные работы совмещают с монтажом каркаса здания так, чтобы к моменту сдачи фундаментов под оборудование был закончен на других участках работ монтаж каркаса и можно было приступить к монтажу технологического оборудования.

При комбинированном методе пролеты с большим насыщением технологическим оборудованием и с развитым подземным хозяйством возводят закрытым способом, а пролеты со слаборазвитым подземным хозяйством и небольшим количеством технологического оборудования — открытым. При этом методе монтажные краны располагают в пролетах со слаборазвитым подземным хозяйством.

Технология «стена в грунте» для устройства подземных сооружений.

Сущность технологии «стена в грунте» заключается в том, что в грунте устраивают выемки и траншеи различной конфигурации в плане, в которых возводят ограждающие конструкции подземного сооружения из монолитного или сборного железобетона, затем под защитой этих конструкций разрабатывают внутреннее грунтовое ядро, устраивают днище и воздвигают внутренние конструкции. В отечественной практике применяют несколько разновидностей метода «стена в грунте»:

· свайный, когда ограждающая конструкция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай;

· траншейный, выполняемый сплошной стеной из монолитного бетона или сборных железобетонных элементов.

С использованием технологии «стена в грунте» можно сооружать:

· туннели мелкого заложения для метро;

· подземные гаражи, переходы и развязки на автомобильных дорогах;

· емкости для хранения жидкости и отстойники;

· фундаменты жилых и промышленных зданий.

В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два метода возведения «стен в грунте». Сухой – применяется в сухих, маловлажных грунтах, без применения глинистых растворов. Мокрый – применяется с водонасыщенных, неустойчивых грунтах. Устойчивость стенок выемок и траншей обеспечивается заполнением их глинистыми растворами с тиксотропными свойствами.

Тиксотропность – способность раствора загустевать в состоянии покоя и сдерживать стенки от обрушения, а при динамических воздействиях разжижаться. Глинистый раствор приготовляется из бентонитовых глин на глиномешалках, с добавлением химических реактивов (соды, крахмала, ССБ и др.). После очистки от песка и крупных включений раствор перекачивается в ёмкости для хранения (объёмом до 10м3 ), откуда поступают в траншею (скважину). После использования раствор направляется в ёмкость-отстойник, узел очистки (вибросита) и на повторное использование. Обычно используется глинопорошок заводского изготовления. Для разработки траншей под защитой глинистого раствора применяют землеройные машины общего назначения — грейферы, драглайны и обратные лопаты, буровые установки вращательного и ударного бурения и специальные ковшовые, фрезерные и струговые установки.

Нецелесообразно применять метод «стена в грунте» в следующих случаях:

· в грунтах с пустотами и кавернами, на рыхлых свалочных грунтах;

· на участках с бывшей каменной кладкой, обломками бетонных и железобетонных элементов, металлических конструкций и т. д.;

· при наличии напорных подземных вод или зон большой местной фильтрации грунтов.

Последовательность работ при устройстве монолитных конструкций по способу «стена в грунте» (рис. 6.1):

1) забуривание торцевых скважин на захватке;

2) разработка траншеи участками или последовательно на всю длину при постоянном заполнении открытой полости бентонитовым раствором, с ограничителями, разделяющими траншею на отдельные захватки;

3) монтаж на полностью отрытой захватке арматурных каркасов и опускание на дно траншеи бетонолитных труб;

4) укладка бетонной смеси методом вертикально перемещаемой трубы с вытеснением глинистого раствора в запасную емкость или на соседний, разрабатываемый участок траншеи. Бетонирование осуществляют методом вертикально перемещаемой трубы с непрерывной укладкой бетонной смеси и равномерным заполнением ею всей захватки снизу вверх.

Недостатки технологии «стена в грунте»:

· ухудшается сцепление арматуры с бетоном, так как на поверхность арматуры налипают частицы глинистого раствора;

· много сложностей возникает при ведении работ в зимнее время, поэтому, когда позволяют условия, используют сборный и сборно-монолитные варианты.

Технология устройства опускных колодцев

При строительстве сооружений иногда возникает необходимость устройства мощных или глубоко заложенных фундаментов в сложных гидрогеологических условиях. В этом случае прибегают к устройству опускных систем. Опускная система – ограждающая конструкция в виде бетонной, железобетонной или металлической оболочки, погружаемой в грунт, внутри которой создаётся рабочее пространство для ведения строительно-монтажных работ. Опускные системы выполняются в виде опускных колодцев или кессонов. Опускные колодцы – открытые сверху и снизу полые, как правило массивные, конструкции, погружаемые под действием собственного веса по мере удаления из полости грунта. Кессоны – тонкостенные конструкции, имеющие сверху герметичное перекрытие, образующее рабочую камеру с избыточным давлением , позволяющим работать под водой. Производство работ по устройству опускных колодцев разбивается на несколько циклов (строительных технологических комплексов):

1.Устройство основания под ножевую часть.

2.Бетонирование ножевой (опорной) части и нижнего яруса опускного колодца.

Источник

Закрытый способ включает в себя следующие методы:

1) «стена в грунте»;

2) опускной колодец;

3) прокол (вибропрокол);

5) горизонтальное бурение;

6) щитовую проходку.

Метод «стена в грунте»

Сущность метода «стена в грунте» заключается в том, что стены заглублённого сооружения возводят в узких и глубоких траншеях, вертикальные стенки (борта) которых удерживаются от обрушения при помощи глинистой суспензии, создающей гидростатическое давление на грунт и

выполняющей таким образом роль крепления траншеи. После устройства в грунте траншеи необходимых размеров её заполняют монолитным железобетоном, сборными железобетонными элементами или грунтовым материалом. После окончания устройства «стены в грунте» по периметру сооружения или котлована производят разработку грунта и транспортировку обычным способом.

Применение метода ограничено:

1) при наличии грунтов с пустотами;

2) при наличии насыпных грунтов;

3) при наличии включений обломков строительных конструкций и других препятствий.

Преимущества перед другими методами:

1) позволяет совмещать работы по возведению фундаментов и стен

2) используется в любых гидрогеологических условиях;

3) позволяет отказаться от забивки шпунта, различного рода креплений, водопонижения и замораживания;

4) даёт снижение расхода на прогрев бетона.

По назначению сооружения делятся на следующие виды:

1) ограждающие или несущие конструкции (фундаменты, стены подвалов и т.д.). Глубина и ширина в зависимости от применяемых механизмов: Н 30 м, В = 0.2 1.2 м. Материал: монолитный, сборный, сборномонолитный бетон или железобетон;

2) противофильтрационные стены (завесы): Н = 40 50 м, возможно до 60 м, В = 0.5 3 м. Величина заглубления в водоупор: 0.5 1 м – в скальных грунтах, 1.5 2 м – в суглинках и глинах. Материал: глина, глинобетон и другие противофильтрационные материалы.

По применяемой технологии существует две разновидности:

1) траншейная;

2) свайная.

Траншейный способ устройства «стены в грунте» производится по двум схемам:

1) стена образуется из отдельных захваток, разрабатываемых и бетонируемых через одну с последующей разработкой и бетонированием промежуточных (в малоустойчивых грунтах);

2) стена сооружается непрерывной разработкой траншеи и последующим бетонированием сплошной стены по захваткам.

Применяемые механизмы для разработки грунта следующие.

Для рытья неглубоких (до 12 м) траншей шириной 0.5 1 м применяют штанговый экскаватор гидравлического или канатного управления. Для разработки на большую глубину используют гидравлические грейферы.

Бурофрезерные машины непрерывного действия СВД–500Р и гидромеханизированный траншеекопатель (ГМТ) применяют для траншей глубиной до 20 м (разрабатывают на всю глубину).

Перед разработкой по верху траншеи устраивают сборный или монолитный воротник (рис. 9) различной конструкции для направления разработки, разметки, крепления арматурных каркасов и т. д.

Для разработки траншей применяют «мокрый» способ с использованием глинистого раствора.

Для приготовления глинистых растворов применяют бентонитовые глины (или местные, содержащие 30 50 % глинистых частиц). Плотность глинистого раствора устанавливается по расчёту для обеспечения устойчивости стенок траншей и составляет 1.1 1.3 т/м 3 . Устойчивость стенок может быть повышена за счёт увеличения плотности раствора или уменьшения длины захватки.

Рис. 9. Схема устройства воротника

Для перекачки глинистых растворов используют комплект оборудования из трубопроводов, насосов, резервуаров для хранения и приготовления растворов.

«Сухой» способ без применения глинистого раствора используется в маловлажных пылевато-глинистых грунтах, обладающих достаточным сцеплением и Н 7 м. Расстояние от существующих зданий определяется по расчёту, но должно быть не менее 2 м.

Источник

Правила строительства подземных сооружений в зависимости от используемой технологии

Правила строительства подземных сооружений вне зависимости от вида последних, будь это пешеходные переходы или линии метрополитена, должны соблюдаться неукоснительно. В противном случае под угрозой окажется как надежность самих конструкций, так и безопасность людей.

Разумеется, от технологии возведения сооружений зависит и набор этих самых правил. При строительстве открытым способом упор делается на одни моменты, при использовании закрытого способа – на другие. Хотя, разумеется, существуют и некие общие нормы, без соблюдения которых не обойтись.

Основные правила строительства подземных сооружений открытым способом

Особенность данного метода состоит в том, что перед началом сооружения подземного объекта строители роют котлован, а затем уже на его дно устанавливают конструкцию. Когда монтаж подземного объекта завершен, его засыпают землей и сверху насыпного слоя восстанавливают транспортные магистрали. Правила строительства подземных сооружений открытым способом выглядят следующим образом:

1. При проведении земельных работ подрядчики руководствуются общестроительными нормативами и требованиями, а также положениями проектов по организации строительства (ПОС) и производства работ (ППР).

2. Руководитель подрядчика приказом по компании назначает инженерно-технических специалистов, которые будут отвечать за безопасность при ведении земляных работ, направленных на рытье котлована и перекладку коммуникационных сетей. На этапе подготовки к работам по сооружению подземного объекта представители отдела технического контроля должны изучить расположение имеющихся на участке строительства подземные коммуникации.

3. Планировка шурфов, которая позволяет уточнить координаты нахождения подземных инженерных сетей, обязательно осуществляется при участии представителей эксплуатирующих компаний. Действующие нормативы запрещают использовать для рытья котлованов спецтехнику ближе, чем 2 метра по горизонтали и 1 м по вертикали от подземных инженерных сетей. В таких ситуациях земельные работы должны выполняться только с использованием ручного инструмента.

4. Если работы выполняются на автомагистралях или на других объектах, где присутствует интенсивное движение транспорта, работники должны пройти инструктаж по безопасности и соблюдению правил дорожного движения. Кроме того, все работающие на таких участках должны обеспечиваться сигнальными жилетами, порядок использования которых определяет руководитель предприятия по согласованию с профкомом.

5. С целью защиты работников от последствий обрушения котлованов и других вариантов выемок в нестабильных грунтах, специалисты маркшейдерской службы должны организовать инструментальный контроль состояния откосов согласно с Проектом проведения геодезических и маркшейдерских мероприятий.

6. Если откосы траншей или других земельных выемок, которые разрабатываются без закрепления, увлажнены или выветриваются, техники, обеспечивающие надзор за строительством подземных сооружений должны предпринять ряд мер:

• обеспечить отвод работников из зоны опасности;
• запретить передвижения транспорта и спецтехники на расстоянии менее 2 м от верхнего края откоса земельной выемки;
• внимательно осматривать состояние откосов перед началом очередной смены, а при выявлении козырьков или трещин обеспечивать их обрушение;
• безотлагательно обеспечивать снижение крутизны откоса в местах проведения работ;
• обеспечивать очистку откосов от камней.

7. Если строительные работы ведутся в траншеях или других открытых выемках с креплением стен, важно четко следовать установленным временным отрезкам при профилактических осмотрах креплений бортов. Мастер проверяет место каждый раз перед рабочим процессом, прораб на территории – каждую неделю. Главный инженер должен посещать место выполнения ежемесячно. Также в сложных климатических условиях (дожди, наводнения, выветривание) и при резких перепадах температуры дополнительно оценивают состояние крепежей, траншей.

8. В зависимости от глубины вырытого котлована меняются требования к лестницам. Если выемка достигает более 25 метров, нужно устанавливать подъемники, предназначенные для грузов или людей. При меньшей глубине подходят лестницы, соответствующие нормативным показателям, которые устанавливают на расстоянии 3-4 метра. Также каждые 40 метров необходимо иметь лестницу для спуска и подъема людей в случае, когда съезды отсутствуют. Временные лестницы, которые можно переносить, используют для небольших глубин до 5 метров. Дуговые защитные ограждения понадобятся на наклонных лестницах (начиная с положения 75°).

9. На каждой строительной площадке бермы, съезды и остальные участки оснащаются предохранительными валовыми постройками или бревнами. Это происходит для защиты транспортных средств от падения или других опасных ситуаций. Регулирование параметров сооружений происходит согласно проекту производства, но не может быть меньше 50 см.

10. Как только на участке выявлены любые неполадки или неисправности в коммуникационных сетях или подземных строениях, важно срочно предпринять соответствующие меры безопасности. Прекратить строительные процедуры, вывести всех людей с опасной территории, а также известить организацию, ответственную за проведение работ, и главу стройорганизации о произошедшем. Сигнальными знаками огораживают территорию, предупреждая об опасности.

Лишь после подтверждения со стороны руководствующего лица, что угроза была ликвидирована, работы могут быть возобновлены.

13 правил строительства подземных сооружений закрытым способом

В отличие от открытого наземного типа работ, закрытое строительство проводится только под землей, не затрагивая поверхность. Перед началом процесса важно установить лифт для спуска, подъема людей и необходимых приборов на участок строительства. Поэтому первым сооружается ствол шахты, далее прокладывают непосредственно сам тоннель.

В шахтном стволе проводят работы по подъему грунтовых земель, используемых в процессе. Для защиты вырытого тоннеля его укрепляют отделочными ж/б блоками, которые не пропускают воду, и тюбингами, выполненными из железобетона и стали.

Основные правила, которые необходимо соблюдать при сооружении построек под землей.

1. Перед началом разработки горных выработок каждый член команды, занимающийся техническим контролем, прорабы, бригадиры всех звеньев должны быть проинструктированы в отношении радиационной ситуации на объекте и предпринятых мер по обеспечению безопасности, результатов различных инженерных изысканий, наличия существующих сооружений, расположенных под землей на строительном участке.

2. Ответственное за технический контроль лицо должно первым делом проверить уровень загазованности на участке, состояние крепежей, кровельных элементов, забоя, удостовериться в безопасности вентиляционной сети, устройств, механизмов, прочих инструментов и охранных систем.

3. В Правилах организации строительства (ПОС) закреплена процедура проходки грунтовых пород, параметр допустимого расстояния от забоя жесткой и временной крепи, а также конструкция их строительства. Нельзя оставлять дистанцию между местом забоя и крепежом при работе со слабыми породами. Также организовывают геологическую поддержку специалистами на протяжении всех строительных работ.

4. Ответственный за технический контроль персонал регулирует проведение раскрытия и монтажа тоннеля, установку защитных колец согласно Проекту производства работ.

5. При работе со слабыми породами нужно устанавливать дополнительные опоры. Чтобы провести отработанные грунты, понадобятся особые крепежные сооружения для выработок или специальные приборы для проходов закрытого забоя. Правила безопасности при строительстве сооружений под землей определяют, что разработка пород при проходке выработок должна осуществляться с верха забоя.

6. При забое сплошным способом территории размером более 4 метров (в диаметре) необходимо проводить строительные операции с использованием переносных подмостей или приборов для прохода. Таким образом максимально обеспечивается защита работников и всего производства. Выделяют три типа шахтного подъема в зависимости от формы. В различных проходках выбирают соответствующую модель. На расстоянии более 20 метров околоствольного тоннеля разработка сначала снабжается подъемом скипового или клетевого типа. В коллекторах размещают бадьевые модели.

7. Выемка пород проводится забоями с обеих сторон выработок для их последующего сближения, но без использования взрывных веществ, или в направлении участка, где уже были окончены работы (диаметр достигает 1,5 метра). Тогда проходка осуществляется с дополнительными мерами безопасности и защиты. Как только дистанция между встречными выработками достигает размера величины самой выработки, продолжение забоя происходит исключительно с одной из его сторон. Разрабатывают единый режим проведения работ и мер безопасности, который согласовывают с главным ответственным лицом (инженером) на участке строительных работ.

8. Взрывные процедуры разрешены при проходке устойчивых горных пород согласно Проекту производства работ. Предусматриваются защитные процедуры для сохранения пород от образования трещин. На участках строительства объектов, предназначенных для водоупора, горнопроходка осуществляется без использования взрывных устройств на расстоянии в 15 и более метров в оба направления.

9. Горную крепь необходимо расклинить, а образовавшиеся отсеки заполнить различными материалами. Нельзя использовать для забучивания или отделки креплений вещества, обладающие высокой горючестью (например, дерево). На некоторых участках наличие деревянных элементов может быть разрешено Проектом.

10. Регулирование правил возведения защитных креплений при осуществлении подземных операций проводится согласно Проекту производства работ и паспорту крепления горных выработок. Каждый член команды, включая технический контроль на территории, должен быть осведомлен о паспорте. Внутри документа содержатся данные о типе крепления и процедуре выполнения работ. Горные процедуры под землей не могут осуществляться с некорректным паспортом крепления. Если были изменены любые из геологических и прочих условий, он также подвергается пересмотру и дополнению.

11. Если для строительства креплений используют набрызг-бетон, нужно:

• следовать мерам безопасности для защиты открытых участков тела работников, которые непосредственно используют набрызг-бетон и добавки с эффектом ускорения. Вещество может оказывать опасное токсическое влияние;
• оснащать рабочих, которые непосредственно взаимодействуют с крепями, защитными устройствами и одеждой;
• не оставаться на участке без защиты, где были недавно проведены операции с набрызг-бетоном;
• не разрешать допуск работников и остальных людей в зону, где идут опасные производственные работы (территория определяется Проектом);
• шланг для подачи раствора изначально тщательно прикрепить к объекту, соблюдая дистанцию в 5 метров от сопла;
• установить звукосветовой оповещатель с обеих сторон от мест, где работают сопловщик или орудует шприц-машина;
• процедуры по укреплению отделки с использованием набрызг-бетона выполнять при обнаружении дефектов, трещин и прочих нарушений.

12. Если при выработках используется горная крепь анкерного вида, при этом породы характеризуются слабой структурой и способностью к падению, заранее проводят профилактические процедуры по защите от обрушения. Как только крепь была установлена, изменять ее положение нельзя (ослаблять гайки, снимать элементы и т.п.). Сетка, которую подвешивают, подвергается постоянной чистке от расслоенных пород. При этом ее провисание не должно достигать 20 см.

13. Проект производства работ регулирует параметры и размеры крепежных изделий, которые должны быть установлены в устьях выработок при взаимодействии с любым типом горных пород.

Общие правила безопасности при строительстве подземных сооружений

Регулирование безопасности на подземных объектах определяется соответствующим документом (Правила безопасности 03-428-02). В нем содержатся единые требования и порядок выполнения работ при строительстве, реконструкции, ликвидации подземных сооружений. При этом указанные в документе требования распространяются на компании, работающие в данной сфере за пределами РФ, но с участием российских ответственных лиц и работников; иностранные предприятия, которые занимаются строительными и другими работами внутри страны; физические лица на территории России.

В первую очередь нужно обратить внимание на создание проектной документации. На законодательном уровне разработано множество требований и процедур, которым необходимо следовать.

Для сбора и создания проектной документации каждый член команды специалистов должен иметь образование и обладать необходимым опытом в конкретной области. При этом компания, занимающаяся этой деятельностью, имеет право оказывать услуги по разработке документации только при наличии лицензионного разрешения.

Перечень необходимых документов, которые должны быть разработаны организацией при проведении ремонтных или строительных работ:

• В зависимости от сферы деятельности нужна соответствующая лицензия.
• Официальное письменное разрешение для проведения работ.
• Пакет проектно-технических документов, представленных в установленном нормативными актами порядке.
• Технологические карты.
• При пересечении деятельности нескольких организаций понадобятся доказательства, что собственники объектов уведомлены и согласны на проведение ремонтно-строительных работ.

После согласования проектных требований изменять их нельзя в течение всего процесса ремонтно-строительных работ. В исключительных ситуациях потребуется заручиться официальным подтверждением от организаций-разработчиков о проведение изменений. Все задания последовательно описываются в книге нарядов.

Руководитель строительного предприятия в письменном виде предоставляет наряды, по которым затем выполняются подземные работы на участке. При проведении операций в удаленных зонах или тупиковых областях руководитель выписывает документ на двух и более специалистов.

При взаимодействии со взрывоопасными веществами и материалами каждый участник процесса должен знать правила безопасности и четко следовать инструкции.

Каждое строительство подземных объектов сопровождается утвержденным документом с дополнительной схемой ликвидации при возникновении ЧС. Его подписание проводится за 15 дней до ввода объекта в эксплуатацию. Пересмотр плана определяется самостоятельно, но минимум каждые 6 месяцев. Также руководитель организации обязан уведомить Федеральный горный и промышленный надзор России о скором окончании работ не менее чем за 15 дней.

Внимание уделяют учету каждого члена команды, который спустился на территорию подземного строительства и поднялся на поверхность. Ответственным лицом назначается руководитель подрядчика. Часто встречаются ситуации, когда ремонтно-строительные работы ведутся несколькими организациями. Тогда разрабатывается документ, где отмечают совместные и раздельные обязанности участников, и разрешение на проведение работ.

В ситуациях, когда строительство подземных сооружений производится несколькими предприятиями, должны разрабатываться правила совместной деятельности, а также разграничиваться обязательства организаций с дальнейшим оформлением акта по допуску к работам. При этом в обязательном порядке должен осуществляться учет специалистов, опускающихся в котлован и поднимающихся наверх. Ответственным по этому пункту выступает начальник компании подрядчика.

Одиночные посещения объекта строительства подземных сооружений лицами, неработающими на постоянной основе, могут осуществляться исключительно с разрешения сотрудников, обеспечивающих учет. Перед этим посетитель должен пройти инструктаж и расписаться в «Журнале первичного инструктажа».

Работник на строительстве подземных сооружений, заметивший на объекте угрозу конструкциям и другим людям, должен оповестить об опасности всех на участке.

Кроме того, необходимо сообщить об опасной ситуации специалистам технадзора и предпринять возможные действия, направленные на устранение угрозы. Руководитель участка при получении подобной информации должен распорядиться о временной остановке работ.

Специалисты, работающие на строительстве подземных сооружений, в обязательном порядке обеспечиваются средствами защиты и должны использовать их во время работы. Работников следует обучить правилам использования защитных касок, спецодежды и средств индивидуальной защиты. Выполнение подземных работ допускается специалистами, рабочая одежда которых имеет светоотражающие элементы.

Новейшие технологии строительства подземных сооружений дают возможность выполнять работы на больших глубинах, несмотря на усложненные геологические и инженерно-технические условия. В зависимости от коммерческой целесообразности, специализации будущего объекта и его конструкционных особенностей специалисты выбирают наиболее подходящий метод строительства. При этом правила строительства подземных сооружений являются обязательными независимо от выбранного способа проведения работ.

Источник