Шпунтовые ограждения глубоких котлованов: инженерные вызовы и решения от СК ГОРОД
При реализации проектов с глубокими котлованами надежная защита инженерных сооружений является ключевым условием безопасности и долговечности строительства. Шпунтовые ограждения представляют собой конструкцию, обеспечивающую устойчивость стенок котлована и защиту окружающих зданий от осадок и деформаций.
Инженерные вызовы при строительстве глубоких котлованов
Реализация глубоких котлованов сопряжена с рядом технических и геотехнических вызовов. Одной из основных проблем является неоднородность грунтов, которая требует проведения геологических и гидрогеологических исследований для правильного подбора типа шпунта и метода его погружения. Различные типы грунтов – от сильно деформирующихся суглинков до рыхлых песчаных грунтов – влияют на динамику осадок и распределение нагрузок, что требует точного расчета несущей способности ограждения. Кроме того, высокий уровень грунтовых вод, характерный для большинства городских районов, обусловливает применение специальных гидроизоляционных мероприятий и контроль водоотвода, позволяющих предотвратить размывание и деформации стенок котлована.
Еще одной важной задачей является обеспечение безопасности в условиях плотной городской застройки. При выполнении работ вблизи существующих зданий особое внимание уделяется минимизации вибрационных и статических нагрузок, способных повлиять на фундамент окружающих сооружений. Ограниченность пространства и необходимость учитывать расположение подземных коммуникаций накладывают дополнительные требования к технологии погружения шпунтовых ограждений. Эти факторы требуют от специалистов компании СК ГОРОД высокой точности расчетов, оперативного реагирования на изменения условий и использования проверенных методик контроля качества на каждом этапе работ.
Технологические решения в шпунтовых ограждениях
В зависимости от особенностей грунта и гидрогеологических условий специалисты анализируют ситуацию и выбирают наиболее подходящий способ установки шпунтовых ограждений:
- Вибропогружение. Использование высокочастотных безрезонансных вибропогружателей снижает сопротивление грунта и ускоряет процесс погружения, при этом минимизируя воздействие на окружающую инфраструктуру.
- Статическое вдавливание. Этот метод применяется при необходимости исключить вибрационное воздействие, например, вблизи зданий, дорог и прочих инфраструктурных объектов.
Дополнительно для укрепления грунтов используется струйная цементация. Данная технология позволяет укреплять слабые грунты, формируя устойчивый грунто-цементный массив, что значительно снижает риск осадок и деформаций стенок котлована.
Особенности монтажа шпунтовых ограждений глубоких котлованов
При глубине котлована, превышающей 10 метров, применяются дополнительные технологические решения, направленные на обеспечение устойчивости конструкции.
Применение длинных шпунтов позволяет обеспечить непрерывную ограждающую стену, способную выдерживать увеличенные нагрузки, возникающие на большей глубине. Их монтаж требует особого внимания и тщательного расчёта, так как динамика осадок и распределение напряжений в грунте существенно меняется с увеличением глубины.
Многоярусная система крепления используется для обеспечения дополнительной жесткости ограждения и равномерного распределения нагрузок. Каждому ярусу уделяется повышенное внимание в расчетах, так как неправильный выбор или ошибки на одном из уровней могут негативно сказаться на всей конструкции.
Чем глубже котлован, тем значительно возрастают требования к точности расчетов, контроля за фазами монтажа и оперативному реагированию на изменения геотехнических условий. В этом случае особое значение приобретает интеграция комплексных мониторинговых систем и регулярные геодезические проверки.
Примеры успешной реализации
В 2023 году на объекте «Клубный дом TALENTO» в Санкт-Петербурге по адресу ул. Заставской 30 специалисты СК ГОРОД провели комплекс работ по геотехническому расчету, проектированию и устройству шпунтового ограждения и свайного основания в условиях плотной городской застройки. Особенность проекта заключалась в необходимости комбинированного подхода: на участках, расположенных в непосредственной близости к соседним зданиям, использовалось статическое вдавливание шпунтовых свай, а на остальных – метод вибропогружения. Принятые и реализованные проектные и технические решения позволили выполнить разработку котлована глубиной 8 метров в непосредственной близости от объектов культурного наследия и обеспечить отсутствие сверхнормативных осадок.
Представлена новая система для транспортно-дорожного строительства ТН-СТЕНА Подпорная
Решение с использованием геосинтетической мембраны ПЛАНТЕР Д предназначено для устройства гидроизоляции подпорных стен и позволит продлить срок эксплуатации дорог и других транспортно-дорожных сооружений и повысить их надежность.
Из-за многообразия географических и климатических условий проектирование и строительство российских дорог является сложной задачей, требующей от инженеров тщательного выбора решений и ресурсов. Особенно это актуально для территорий со сложным ландшафтом.
Так, в холмистой местности требуется возведение подпорных стен на откосах и склонах. Это необходимо, чтобы предотвратить сползание грунта на дорогу. Конструкция должна выдерживать значительные нагрузки и при этом не разрушаться под воздействием окружающей среды, ведь от нее напрямую зависит безопасность водителей и пассажиров. Для ее возведения должны применяться только надежные и долговечные материалы. Поэтому специалисты компании ТЕХНОНИКОЛЬ разработали систему для транспортно-дорожного строительства ТН-СТЕНА Подпорная.
Решение предназначено для устройства гидроизоляции подпорных стен из монолитного и сборного железобетона. В его основе лежит сочетание гидроизоляционного слоя из мастики ТЕХНОНИКОЛЬ №21 (Техномаст) и геосинтетической мембраны ПЛАНТЕР Д. Мембрана, которая представляет собой полотно из полиэтилена высокой плотности в отформованными выступами в 9 мм, защищает гидроизоляцию от повреждений, отводит лишнюю влагу, нейтрализует воздействие подземных вод на конструкцию. Герметизация деформационных швов в бетонной конструкции подпорной стены выполняется гидрошпонками FM-140/50, которые сохраняют высокие физико-механические свойства даже под деструктивным воздействием агрессивной среды.
Благодаря применению геосинтетической мембраны в комбинации с двумя дренажными трубами полностью исключается переувлажнение грунта и снижается общая нагрузка на конструкцию подпорной стены. А удобство и скорость монтажа материала значительно экономят трудозатраты на строительство объекта.
Применение решения с геосинтетической мембраной позволит продлить срок эксплуатации конструкции подпорной стены и, соответственно, повысить надежность транспортно-дорожных сооружений.
Исследования подтвердили герметичность Эпоксидного клея ТЕХНОНИКОЛЬ
Испытания, проведенные в ООО НИЦ «Строительных технологий и материалов», показали, что Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ можно эффективно применять в системах с клеевым соединением.
В различных системах ТЕХНОНИКОЛЬ зачастую используется клеевое соединение. Оно является альтернативой механическому крепежу, когда нет возможности закрепиться механически. Например, в системе ТН-Резервуар Барьер на поверхность бетона или железобетона можно приклеить ленту LOGICBASE V-Strip, к которой далее приваривают ПВХ-мембрану LOGICBASE или ECOBASE. При этом ленту приклеивают с помощью Эпоксидного клея ТЕХНОНИКОЛЬ.
Часто у строителей возникал вопрос, герметичен ли Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ и способен ли он держать высокое давление воды, которое может возникнуть в различных системах? Чтобы это выяснить, Эпоксидный клей подвергли испытаниям в ООО НИЦ «Строительных технологий и материалов».
Эпоксидный клей испытали на прямое и обратное давление воды (по методике для определения водонепроницаемости бетонов), а также испытали по методике для гидроизоляционных мастик (обмазочной гидроизоляции).
В первом случае для проведения испытания в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.5 п.4 были изготовлены 18 бетонных образцов маркой по водонепроницаемости W2 диаметром 150 мм и высотой 50 мм. Изготовленные образцы хранились в камере нормального твердения при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха не менее 95% в течении 28 суток. Перед нанесением эпоксидного клея образцы выдерживали в помещении лаборатории в течение 3-х суток при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха (60±5)%. Перед нанесением эпоксидного клея поверхность основания была очищена от цементного молока и обеспылена. Клей был нанесен в один слой толщиной 2 мм. Испытуемые образцы с покрытием выдерживались в помещении с температурой воздуха (20±2)°С и относительной влажностью (60±5)% в течение 7 суток.
Для проведения испытания в соответствии с требованиями ГОСТ 26589 изготавливалась свободная пленка толщиной 2 мм. Нанесение производилось на антиадгезионную подложку. Испытуемые образцы также выдерживались в помещении с температурой воздуха (20±2)°С и относительной влажностью (60±5)% в течение 7 суток.
Испытания показали, что Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ, нанесенный на бетонное основание, выдерживает прямое давление воды 2 МПА. Свободная пленка толщиной 2 мм из Эпоксидного клея ТЕХНОНИКОЛЬ выдерживает прямое давление воды, составляющее 0,3 МПА, в течение не менее 24 часов. А это значит, что Эпоксидный клей ТЕХНОНИКОЛЬ можно использовать не только как клей, но ещё и как обмазочную гидроизоляцию (т.е. в качестве полимерной мастики в различных системах).