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.
Исследования доказали: потенциальный срок службы гидрошпонок ЕС 320-4 от ТЕХНОНИКОЛЬ составляет минимум 100 лет
Эксперты подвергли гидрошпонки ЕС 320-4, применяемые в ремонтопригодных системах подземной гидроизоляции, воздействию агрессивных химических сред. Высокие физико-механические свойства материала в ходе испытаний успешно подтвердились.
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ совместно со специалистами АО «ЦНИИПромзданий» завершили очередной этап испытаний воздействия жидких химических сред на гидрошпонки ЕС 320-4 от ТЕХНОНИКОЛЬ. Этот материал применяется для зонирования (секционирования) гидроизоляционных ПВХ-мембран (например, LOGICBASE, ECOBASE) в ремонтопригодных системах и герметизации технологических швов бетонирования в монолитных железобетонных конструкциях, заглубленных в грунт частей зданий, подземных сооружений, а также транспортных, железнодорожных и гидротехнических тоннелей, эксплуатируемых во всех климатических районах.
Гидроизоляция подземной части зданий и сооружений, защищающая строения от воздействия грунтовых вод, непосредственно контактирует с агрессивными жидкими средами. Соответственно, гидрошпонки ЕС-320-4, являясь частью гидроизоляционных систем, должны сохранять высокие физико-механические свойства даже под таким деструктивным воздействием химических веществ. Для того, чтобы прояснить поведение материала в ходе длительного контакта с агрессивными жидкими средами, эксперты погрузили гидрошпонки в испытательные растворы: сернистую кислоту (концентрация 6%), серную кислоту (концентрация 0,5%), гидрокарбонат натрия (концентрация 3%), гидроксид натрия (концентрация 1%), а также в насыщенные растворы хлорида натрия и гидроксида кальция. «Вымачивание» образцов происходило в течение 16 недель.
Перечисленные химические вещества и реагенты были выбраны неслучайно, поскольку они встречаются практически во всех типах грунтовых вод, в том числе и зон промышленных предприятий. Таким образом, эксперимент был максимально приближен к реальным эксплуатационным условиям.
Опытным путем было установлено, что потенциальный срок службы гидрошпонок ТЕХНОНИКОЛЬ ЕС-320-4 составляет не менее 100 лет.
«Гидрошпонки применяются для гидроизоляции подземных частей сооружения в том числе на транспортных и стратегических объектах, например, на объектах атомной энергии, поэтому крайне важно, чтобы даже в сложных условиях эксплуатации они служили долгие годы, - прокомментировал Илья Гоглев, технический специалист направления «Инженерная гидроизоляция» подразделения «Полимерные мембраны и PIR» компании ТЕХНОНИКОЛЬ. – Подземные части конструкций крайне сложно ремонтировать. Длительный срок службы всех частей гидроизоляции позволит обеспечить надежность и долговечность конструкции в целом».
Пенополистирол: энергоэффективная защита
Применение пенополистирола в строительстве является одним из ключевых способов повышения энергоэффективности домов и комфортности проживания.
Пенополистирол (ППС) — один из наиболее распространенных материалов, используемых в строительстве. Он обладает отличными теплоизоляционными свойствами, что делает его идеальным материалом для создания теплозащитной оболочки здания.
В настоящее время ППС задействуется при строительстве так называемых «пассивных домов», их основной особенностью является низкое энергопотребление за счет применения пассивных механизмов энергосбережения. Данные механизмы включают в себя качественную теплоизоляцию и вентиляцию, особую конструкцию стен и фундамента, энергоэффективное остекление и т. д. Благодаря такому комплексному подходу энергоэффективность жилых объектов существенно повышается.
Самый первый в России «пассивный дом» был возведен в Москве в районе Южное Бутово в 2011 году. В его строительстве принимала участие ГК «Мосстрой-31», входящая в тройку крупнейших российских производителей пенополистирола. В настоящее время ППС компании задействуется и на других подобных объектах.
Представители ГК «Мосстрой-31» отмечают, что использование ППС упрощает процесс строительства и улучшает устойчивость здания к воздействию внешних факторов, таких как влага и тепловые изменения. Благодаря легкости материала усиление всей структуры здания не требуется, что сокращает стоимость и время строительства.
При возведении стен «пассивных домов», поясняют специалисты, используется несъемная опалубка из пенополистирола. Ее основными конструктивными элементами являются легкие пенополистирольные блоки. В их верней части имеются гребни, в нижней — аналогичные им по размеру и месту расположения пазы. Элементы плотно смыкаются между собой. Во внутренние полости блоков горизонтально и вертикально укладывают арматуру, а затем производят бетонирование. Коробка дома, созданная по данной технологии, отличается прочностью и короткими сроками строительства, что позволяет отнести объект к разряду быстровозводимых. И если хорошо утеплить кровлю и подвал, то строение будет являться единым тепловым контуром, что позволит значительно снизить расходы на отопление.
Применяемая теплоизоляция в «пассивном доме» должна обладать высокими теплотехническими характеристиками и без зазоров закрывать всю площадь наружных стен здания. Такими качествами и обладает пенополистирол. Он занимает одно из первых мест среди тепло- и звукоизоляционных материалов. ППС экологически чистый, нетоксичный, с низкой теплопроводностью и паропроницаемостью, удобный в применении. Эти качества он приобретает благодаря своей необычной структуре. Пенополистирол на 98% состоит из воздуха, а неподвижный воздух, как известно, является лучшим изолятором. Он не выделяет никаких опасных соединений, легко утилизируется, при сгорании выделает меньше токсичных веществ, чем натуральная древесина. Еще одно важное свойство материала: он не поражается микроорганизмами.
Во всем мире, подчеркивают в ГК «Мосстрой-31», большое внимание сейчас уделяется теплосбережению за счет использования новых строительных технологий. Одно из наиболее перспективных направлений — использование пенополистирола. Особо актуально применение данного энергоэффективного материала в России с ее климатическими условиями. Его можно использовать не только в строительстве «пассивных», но и обычных домов, а также задействовать в реконструкции и капитальном ремонте зданий с минимальными затратами. Россия — северная страна, а потому наши дома должны быть теплыми и комфортными для проживания.
