Опыт освоения подземного пространства российских мегаполисов /часть-2/
+7 (905) 562-33-86
+7 (495) 649-53-32
stroi-kmv@mail.ru
П - Пт: с 09:00 до 20:00
Сб - Вс: с 10:00 до 18:00
 |
|
| Наши услуги | |
| Аренда спецтехники | |
|
|
| Тематический материал | |
|
|
Опыт освоения подземного пространства /часть-2/
"Основание, фундаменты и механика грунтов" - 2012, №2
© В.А.Ильичев, Р.А.Mангушев, Н.С.Никифорова
← В начало статьи...
При устройстве подземной части второй сцены Мариинского театра было выполнено ограждение из металлического шпунта ARCELOR AU18 длиной 21 м по периметру всего котлована и трех участков ("островов") внутри строительной площадки. Осадки фундаментов зданий на расстоянии 15 м от ограждения котлована достигли 35 мм, а в их стенах возникли трещины шириной раскрытия до 1,5 мм. Это можно объяснить расструктуризацией слабых водонасыщенных тиксотропных грунтов окружающего массива при вибровоздействиях во время погружения шпунта и работе механизмов, а также возможным нарушением технологии производства работ при устройстве свай. Эксперименты, проведенные в отрытом котловане, показали, что гибкость шпунтовой стенки и ее горизонтальные перемещения оказались больше расчетных. На глубине проектной отрывки котлована (-11,5 м) инклинометрами за фиксировано перемещение 95...155 мм при расчетном значении 38 мм. Было принято решение закрепить слабые грунты методом струйной технологии "Jet-grouting" на глубине 11,5...14 м от дневной отметки [6] по периметру шпунтового ограждения в зоне действия его возможных максимальных горизонтальных перемещений. В.А. Ильичевым и Р.А. Мангушевым была предложена новая концепция устройства подземной части второй сцены Мариинского театра, которая включала в себя выполнение с внешней стороны существующего шпунтового ограждения дополнительной ограждающей "стены в грунте" шириной 1,3...1,5 м из секущихся грунтоцементных свай, усиленных металлическими двутаврами № 40, с шагом 1,0 мна глубину 18 м.
В дальнейшем вертикальная цементо-грунтовая диафрагма и шпунт поверху объединялись железобетонной балкой шириной 2,3 м и высотой 1,15 м. Для обеспечения дополнительной жесткости ограждения котлована на отметке - в 8,11 м были выполнены обвязочные балки и участки поперечных стен. При строительстве на слабых грунтах торгового комплекса Стокманн в С.-Петербурге с трех-четырехуровневым подземным пространством глубиной 15 м, несмотря на применение жесткого шпунта по трем сторонам и "стены в грунте" по четвертой, жесткость ограждения оказалась недостаточной. Возможны были большие деформации шпунта ниже дна котлована. Для исключения разрушительного воздействия нового строительства на соседние здания и станцию метро "Площадь Восстания" проектировщиками было предложено закрепить нижнюю часть шпунта на глубине 17...20 м распорной грунтоцементной диафрагмой, выполненной методом струйной технологии. Несмотря на это, в стенах соседних зданий, фундаменты которых по фасаду были укреплены сваями "Титан", появились трещины с большой шириной раскрытия. Осадки окружающей застройки обусловлены, очевидно, горизонтальным перемещением ограждающей конструкции внутрь котлована. Согласно [8] величина fh = uhmax/Hk (где uhmax - максимальные горизонтальные перемещения ограждения котлована; Н - его глубина) для глин и песков по результатам экспериментальных наблюдений находится в пределах 0,2..0,5%, а по уточненным данным [9] - 0,5..1,0%, т.е, fh=0,2..1,0%. На московских объектах для котлованов глубиной 8...20 м fh=0,1% (метод строительства "top-down"), 0,3% ("стена в грунте" с одним ярусом анкеров), т.е. в среднем fh= 0,2%. При большой толще слабых грунтов и больших размерах котлованов fh= 0,3...0,5% [10]. В этих случаях при глубине котлована 10...20 м возникают значительные перемещения прилегающего к "стене в грунте" грунтового массива, что может привести к большим осадкам как фундаментов соседних зданий, так и коммуникаций. Это наблюдалось, например, на опытном котловане, огражденном шпунтом, раскрепленным металлическими трубами, второй сцены Мариинского театра, где fh= 1,3%. Только применение конструкций нулевого цикла с большей эквивалентной жесткостью позволило снизить перемещения грунтового массива. Несмотря на большой опыт, приобретенный при освоении подземного пространства городов, ряд вопросов требует более детальных исследований рационального применения защитных мероприятий для зданий в зоне строительства (буроинъекционных и грунтоцементных свай, оптимизации закрепления массивов грунта с помощью струйной технологии), назначения предельных перемещений для ограждений котлованов, коммуникаций и подземных сооружений и др.
ВЫВОДЫ
1. Опыт строительства подземных сооружений в крупных городах позволил создать нормативную и расчетную базу, обеспечивающую сохранность окружающей застройки. Однако ее применение требует осмысления применительно к инженерно-геологическим условиям и стесненности территории, состоянию конструкций окружающих зданий.
2. При наличии близко расположенной к глубоким (Н > 10 м ) котлованам исторической застройки, а в слабых грунтах при Н > 8 м, необходимо использовать метод строительства "top-down".
3. Эквивалентная жесткость ограждающих и распорных конструкций котлована при наличии окружающей застройки должна составлять fh= uhmax/Нk <~ 0,5%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов. - М.: РААСН, 2004. -208 с.
2. МГСН 2.07-01 Основания, фундаменты и подземные сооружения. - М.: Правительство Москвы, 2003. -108 с.
3. ТСН 50-302-04. Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге. СПб.: Правительство С.-Петербурга, 2004.- 58 с.
4. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.
5. Ильичев В.А., Знаменский В.В., Морозов Е.Б., Чунюк Д.Ю. Опыт устройства котлованов в городе Mocкве // Сб. трудов научн. техн. конф. "Актуальные вопросы геотехники при решении сложных задач нового строительства и реконструкции". - Спб., 2010 - с.33-37.
6. Ильичев В.А., Мангушев Р.А. Строительство подземной части здания Государственного академического Мариинского театра в Санкт-Петербурге. // «ОФМГ» - 2010. - № 4. - С.2-7.
7. Мангушев Р.А. Примеры применения современных конструктивных и технологических методов устройства_подземного простра нства в Санкт-Петербурге. // Сб. трудов научн. техн. конф. "Актуальные вопросы геотехники при решении сложных задач нового строительства и реконструкции". - Спб., 2010. - с.24-32.
8. Clough G.W.. O'Rоurkе T.D. Construction induced movements of in situ walls/ Рrос. Design and реrfоrmance of еаrth retaining structures. ASCE. – New York: GSP, 1990. - № 25. - Pр. 439-470.
9. Moormаnn Ch., Moormаnn Н.R. А study of wall and ground movements due to deep excavations in soft soil based оп worldwide experiences. / /Proc. the 3rd Int. Symp. (IS-Toulouse 2002) "Geotechnical Aspects of Underground construction in Soft Ground'', 4th Session Deep Excavation: Design and analysis. - Toulouse, Frапсе, 23-25 October, 2002. - Рp. 477 -482.
10. Никифорова Н.С., Коновалов П.А., Зехниев Ф.Ф. Геотехнические проблемы при строительстве уникальных объектов // "ОФМГ". - 2010. - № 5. - С. 2-8.
← В начало статьи...