RU2131496C1 - Underground structure constructed in foundation pit and method of concreting - Google Patents

Abstract

FIELD: construction; applicable in construction by open method of underground structure of various purposes. SUBSTANCE: underground structure constructed in foundation pit includes construction of foundation plate and walls having space metal reinforced blocks which consist of steel sheet with ribs and space reinforcing cages. Metal members of temporary support of foundation pit are included in work of permanent structure of walls. Foundation plate is also reinforced with space metal reinforced blocks interconnected by welds with filling of space between steel sheet and foundation pit support and between steel sheet and concrete bottom of foundation pit with cast concrete mix. Method of concreting foundation plate includes concreting at the first stage of lower part of plate section height to form balance weight and at the second stage, concreting the remaining part, after concrete setting of lower part. Technical result of the invention consists in provision of possibility of reduction of foundation pit sizes up to sizes of erected structure, possibility of suspension of engineering services for period of construction without their removal from construction zone, reduction of labor input and terms of construction and reliable waterproofing of underground structure. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится в области строительства и предназначено для возведения открытым способом подземных сооружений как однопролетных и одноэтажных, так и многопролетных и многоэтажных различного назначения: например, подвальных частей здания, гаражей-стоянок, тоннелей метрополитена и др. The invention relates to the field of construction and is intended for the construction of open-cast underground structures both single-span and single-storied, and multi-span and multi-storied for various purposes: for example, the basement of a building, parking garages, subway tunnels, etc.

Известны конструкции подземных сооружений со сборными и монолитными железобетонными фундаментной плитой и стенами, возводимых в отрытом котловане или в траншеях. Как при сборных, так и при монолитных конструкциях, гидроизоляция которых выполняется с наружной стороны, между стенами конструкции и временным креплением котлована предусматривается рабочее пространство ("пазухи") для расположения, при необходимости, водопонизительных установок, а также оборудования и рабочих для нанесения изоляции (см. Справочник инженера-тоннельщика. - М. ; Транспорт, 1993, ст. 363, рис. 35, 1, Б-Б). Это пространство после возведения конструкции засыпается грунтом, а сваи крепления котлована либо извлекаются, либо оставляются в грунте. Известно возведение конструкций в котловане с откосами (см. Справочник инженера-тоннельщика, -М.: Транспорт, 1993, с. 368, рис. 35, 9), с последующей засыпкой грунтом. There are known designs of underground structures with prefabricated and monolithic reinforced concrete foundation slabs and walls, erected in an open pit or in trenches. Both with prefabricated and with monolithic structures, the waterproofing of which is carried out from the outside, a working space ("bosoms") is provided between the walls of the structure and the temporary fastening of the pit for the location, if necessary, of water-reducing installations, as well as equipment and workers for applying insulation ( see the Tunnel Engineer Handbook. - M.; Transport, 1993, Article 363, Fig. 35, 1, B-B). After the construction is erected, this space is filled with soil, and the piles of the foundation pit are either removed or left in the ground. It is known to erect structures in a foundation pit with slopes (see the Tunnel Engineer Handbook, Moscow: Transport, 1993, p. 368, Fig. 35, 9), followed by backfilling with soil.

Гидроизоляция в таких случаях выполняется оклеечная или оплавляемая в виде сплошного замкнутого послойно склеенного водонепроницаемого покрытия, приклеенного по всей наружной поверхности (см. Нормы по проектированию и устройству гидроизоляции тоннелей метрополитена, сооружаемых открытым способом. BCHI04-93. -М.: 1993 ). In such cases, waterproofing is performed by gluing or melt-forming in the form of a continuous closed layer-by-layer glued waterproof coating glued over the entire external surface (see Design and installation guidelines for waterproofing underground tunnels constructed in an open way. BCHI04-93. -M .: 1993).

Недостатками этих конструкция и способов их сооружения являются:
- по условиям устройства наружной гидроизоляции - необходимость увеличения ширины котлована на 2,2 - 2,4 м при временном свайном креплении или при раскрытии котлована с откосами, что не всегда представляется возможным в условиях плотной городской застройки и наличии значительного количества инженерных подземных коммуникаций;
- при невозможности уширения котлована в определенных гидростроительных условиях сваи временного крепления котлована приходится оставлять в грунте, так как попытка извлечения свай, находящихся в непосредственной близости от оклеечной изоляции, может привести к нарушению ее целостности;
- при возведении конструкций требуются дополнительные трудовые и материальные затраты на устройство оклеечной или оплавляемой гидроизоляции, т.к. она должна наноситься на сухую выравненную поверхность при положительной температуре, что в зимнее время требует устройства специальных тепляков из негорючих материалов (см. "Нормы по проектированию и устройству гидроизоляции тоннелей метрополитенов, сооружаемых открытым способом. BCHI04-94. -М.: 1993).The disadvantages of these design and methods of their construction are:
- according to the conditions of external waterproofing, the need to increase the width of the pit by 2.2 - 2.4 m with temporary pile fastening or when opening the pit with slopes, which is not always possible in conditions of dense urban development and the presence of a significant number of engineering underground utilities;
- if it is impossible to broaden the pit under certain hydro-construction conditions, piles of temporary pit fastening must be left in the ground, since an attempt to remove piles located in the immediate vicinity of the gluing insulation can lead to a violation of its integrity;
- during the construction of structures, additional labor and material costs are required for the installation of gluing or melting waterproofing, because it must be applied to a dry, leveled surface at a positive temperature, which in winter requires the installation of special heaters made of non-combustible materials (see "Standards for the design and waterproofing of underground tunnels constructed in an open way. BCHI04-94. -M .: 1993).

Известно решение по возведению конструкций ограждения котлованов по технологии "стена в грунте", сооружаемой методом буросекущихся свай, эффективным, например, в непосредственной близости от жилых и производственных зданий (Подземное пространство мира. - М.: Тимр, N 4, 1996, с.36) или в траншеях под глинистым раствором (Справочник инженера-тоннельщика. - М.: Транспорт, 1993, с. 371, рис. 35.12, 35.13). There is a solution for the construction of pit fencing structures using the "wall in soil" technology, constructed by the method of bored piles, effective, for example, in the immediate vicinity of residential and industrial buildings (Underground space of the world. - M .: Timr, N 4, 1996, p. 36) or in trenches under a clay solution (Handbook of a tunnel engineer. - M.: Transport, 1993, p. 371, Fig. 35.12, 35.13).

Недостатком этих решений является то, что в этом случае требуется наличие специального дорогостоящего оборудования, обязательного выноса всех инженерных коммуникаций из зоны строительства, что не всегда представляется возможным в условиях плотной городской застройки. The disadvantage of these solutions is that in this case, the presence of special expensive equipment is required, the obligatory removal of all utilities from the construction zone, which is not always possible in a dense urban area.

Наиболее близким к изобретению в части конструкции является подземное сооружение, возводимое в котловане, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включает пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов (см. SU 2056475 C1, 20.03.96). Closest to the invention in terms of construction is an underground structure being erected in a pit, the construction of a base plate and walls of which with internal waterproofing includes spatial reinforced metal blocks consisting of a steel sheet with ribs and spatial reinforcing cages (see SU 2056475 C1, 03.20.96).

Однако при использовании этого технического решения перед началом строительства необходимо произвести работы по выносу всех инженерных коммуникаций из зоны застройки и нести дополнительные затраты при возведении конструкций в условиях пониженных температур воздуха, т.е. применяемый раствор бетонированной глины требует постоянного подогрева. However, when using this technical solution, before the start of construction, it is necessary to carry out work to remove all utilities from the construction zone and incur additional costs when erecting structures in conditions of lowered air temperatures, i.e. the concrete mortar used requires constant heating.

В части способа бетонирования наиболее близким является способ бетонирования фундаментной плиты подземного сооружения, включающий укладку бетонной смеси поэтапно (см., например, SU 1786223 A1, 07.01.93). In terms of the method of concreting, the closest is the method of concreting the foundation slab of an underground structure, including laying the concrete mixture in stages (see, for example, SU 1786223 A1, 01/07/93).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает исключение всплытия элементов конструкций фундаментной плиты. The disadvantage of this method is that it does not ensure the exclusion of the ascent of structural elements of the base plate.

Задачей изобретения является обеспечение возможности использования элементов временного крепления котлованов в работе постоянной конструкции стен, уменьшение размеров котлована до размеров конструкции, возможность подвешивания инженерных коммуникаций на время производства работ без выноса их из зоны строительства, новое решение фундаментной плиты с использованием плоских армометаллоблоков, уменьшение благодаря этому трудоемкости, сроков и стоимости строительства и обеспечение надежной гидроизоляции подземных сооружений. The objective of the invention is to provide the possibility of using elements of temporary fastening of pits in the work of constant wall construction, reducing the size of the pit to the size of the structure, the possibility of suspending utilities for the duration of the work without moving them out of the construction zone, a new solution for the foundation slab using flat reinforced metal blocks, thereby reducing the complexity, timing and cost of construction and ensuring reliable waterproofing of underground structures.

Задача решается за счет того, что в подземном сооружении, возводимом в котловане, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включает в себя пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов, металлические элементы временного крепления котлованов включены в работу постоянной конструкции стен за счет соединения с армометаллоблоками с помощью сварных швов, а фундаментная плита армирована также пространственными армометаллоблоками, соединенными с помощью сварных швов, с заполнением пространства между стальным листом и креплением котлована и между стальным листом и бетонной подготовкой днища котлована литой бетонной смесью. The problem is solved due to the fact that in the underground structure being built in the foundation pit, the construction of the base plate and walls of which with internal waterproofing includes spatial reinforced metal blocks consisting of a steel sheet with ribs and spatial reinforcing cages, the metal elements for temporary fastening of the pits are included in the permanent wall structures due to connection with reinforced metal blocks using welds, and the base plate is also reinforced with spatial reinforced metal blocks, joint welded seams, filling the space between the steel sheet and the pit fastening and between the steel sheet and the concrete preparation of the bottom of the pit with cast concrete mixture.

В части способа бетонирования задача решается за счет того, что в способе бетонирования фундаментной плиты подземного сооружения, включающем укладку бетонной смеси поэтапно, используют литую бетонную смесь, причем на первом этапе бетонируют нижнюю часть высоты сечения плиты для образования пригруза, а на втором этапе - оставшуюся часть после схватывания бетона нижней части. As regards the concreting method, the problem is solved due to the fact that in the method of concreting the foundation slab of the underground structure, including laying the concrete mixture in stages, cast concrete mixture is used, the lower part of the slab section height being concreted at the first stage to form a load, and at the second stage, the remaining part after setting concrete of the lower part.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен фрагмент стены и фундаментной плиты подземного сооружения;
на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид по Б-Б на фиг. 1;
Подземное сооружение включает стены 1 и фундаментную плиту 2. Элементы 3 временного крепления котлована в виде свай и труб или двутавровых балок включены в работу постоянной конструкции стен 1. Их погружают в заранее пробуренные лидерные скважины (на чертеже не показаны) по контуру стен 1 подземного сооружения с расчетным шагом. Между элементами 3 монтируют армометллоблоки 4, а надежную гидроизоляцию обеспечивают стальным листом 5, одновременно являющимся рабочей арматурой и несъемной опалубкой. Лист 5 закрепляют с помощью сварки на элементах 3 с последующим заполнением пространства 6 между листом 5 и элементами 3 крепления котлована, а также пространства 7 между стальным листом 5 и бетонной подготовкой 8 на днище 9 котлована литой бетонной смесью.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a fragment of a wall and a base plate of an underground structure;
in FIG. 2 is a view along AA in FIG. 1;
in FIG. 3 is a view along BB in FIG. 1;
An underground structure includes walls 1 and a foundation slab 2. Elements 3 of temporary excavation fastening in the form of piles and pipes or I-beams are included in the permanent wall structure 1. They are immersed in pre-drilled leader wells (not shown in the drawing) along the contour of walls 1 of the underground structure with a calculated step. Armometloblocks 4 are mounted between the elements 3, and reliable waterproofing is provided by a steel sheet 5, which at the same time is a working armature and a fixed formwork. Sheet 5 is fixed by welding on the elements 3 with the subsequent filling of the space 6 between the sheet 5 and the fastening elements 3 of the pit, as well as the space 7 between the steel sheet 5 and the concrete preparation 8 on the bottom 9 of the pit with cast concrete mixture.

С целью исключения обсыпания грунта по мере разработки котлована пространство между элементами 3 по их наружному контуру крепится деревянными досками (на чертеже не показано) или другими элементами, например специально изготовленными железобетонными досками или досками из полимерных материалов и т. п. , в результате чего после выемки грунта между сваями образуются "ниши", в которые вставляются армометаллоблоки 4. In order to avoid soil sprinkling as the pit is being developed, the space between the elements 3 along their outer contour is fastened with wooden boards (not shown in the drawing) or other elements, for example, specially made reinforced concrete boards or boards from polymeric materials, etc., as a result of which excavations between piles are formed "niches" in which reinforced metal blocks 4 are inserted.

Для обеспечения непрерывности гидроизоляции фундаментную плиту выполняют также из армометаллоблоков 4, состоящих из стального листа с приваренными к нему ребрами и арматурным каркасом. To ensure the continuity of waterproofing, the foundation slab is also made of reinforced metal blocks 4, consisting of a steel sheet with ribs welded to it and an armature frame.

Использование литой бетонной смеси исключает необходимость виброуплотнения бетона, тем самым снижая трудозатраты и расход электроэнергии при бетонировании. The use of cast concrete mix eliminates the need for vibration compaction of concrete, thereby reducing labor costs and energy consumption during concreting.

С целью предотвращения всплытия армометаллоблоков фундаментной плиты в процессе укладки бетонной смеси бетонирование производят поэтапно. Первоначально смесь укладывают на часть высоты сечения фундаментной плиты, а затем после схватывания бетона (как пригруза) заполняют оставшуюся часть пространства между ранее уложенным бетоном и стальным листом армометаллоблоков. Для исключения образования воздушных "мешков" под стальным листом и обеспечения плотного примыкания листа к бетонной поверхности в нем предусмотрены отверстия 10 для выпуска воздуха. In order to prevent the ascent of the reinforced metal blocks of the foundation slab during the laying of the concrete mixture, concreting is carried out in stages. Initially, the mixture is laid on a part of the height of the cross section of the foundation slab, and then after setting concrete (like a load), the remaining part of the space between the previously laid concrete and the steel sheet of the reinforced metal blocks is filled. To prevent the formation of air "bags" under the steel sheet and to ensure a tight abutment of the sheet to the concrete surface, openings 10 are provided for discharging air.

Соединение арматурных каркасов между собой осуществляется путем устройства петлевого стыка или сваркой отдельных стержней между собой, а соединение стальных листов армометаллоблоков выполняют с помощью накладок сплошным герметичным швом. The connection of reinforcing cages to each other is carried out by means of a loop joint or by welding separate rods between each other, and the connection of steel sheets of reinforced metal blocks is carried out using overlays with a continuous sealed seam.

После бетонирования фундаментной плиты производят монтаж армометаллоблоков стен котлованного сооружения. Армомтеллоблоки стен, размеры которых по ширине соответствуют шагу крепления котлована, устанавливают в проектное положение и стальной лист приваривают сплошным герметичным швом к полкам последних, после чего пространство между листом армометаллоблоков и затяжкой временного крепления также заполняют литой бетонной смесью. After concreting the foundation slab, the reinforced metal blocks of the walls of the foundation pit are installed. Armomtelloblocks of walls, whose dimensions in width correspond to the step of fastening the pit, are installed in the design position and the steel sheet is welded with a continuous tight seam to the shelves of the latter, after which the space between the sheet of reinforced metal blocks and the tightening of the temporary fastening is also filled with cast concrete.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в обеспечении возможности уменьшения размеров котлована до размеров конструкции, возможности подвешивания инженерных коммуникаций на время производства работ без выноса их из зоны строительства, сокращении трудоемкости и сроков строительства и обеспечении надежной гидроизоляции подземных сооружений. The technical result provided by the invention is to provide the possibility of reducing the size of the pit to the size of the structure, the possibility of suspending utilities for the duration of the work without moving them out of the construction zone, reducing the complexity and time of construction, and ensuring reliable waterproofing of underground structures.

Claims (2)

1. Подземное сооружение, возводимое в котловане, конструкция фундаментной плиты и стен которого с внутренней гидроизоляцией включают пространственные армометаллоблоки, состоящие из стального листа с ребрами и пространственных арматурных каркасов, отличающееся тем, что металлические элементы временного крепления котлована включены в работу постоянной конструкции стен за счет соединения их с армометаллоблоками с помощью сварных швов, а фундаментная плита армирована также пространственными армометаллоблоками, соединенными с помощью сварных швов, с заполнением пространства между стальным листом и креплением котлована и между стальным листом и бетонной подготовкой днища котлована литой бетонной смесью. 1. An underground structure erected in a pit, the construction of a foundation slab and walls of which with internal waterproofing include spatial reinforced metal blocks, consisting of a steel sheet with ribs and spatial reinforcing cages, characterized in that the metal elements for temporary fastening of the pit are included in the permanent wall structure due to connecting them to the reinforced metal blocks using welds, and the base plate is also reinforced with spatial reinforced metal blocks connected by Varney seams, with filling the space between the steel sheet and the excavation and fastening between the steel sheet and the concrete pit bottoms preparation cast concrete mix. 2. Способ бетонирования фундаментной плиты подземного сооружения, включающий укладку бетонной смеси поэтапно, отличающийся тем, что при укладке бетонной смеси используют литую бетонную смесь, причем на первом этапе бетонируют нижнюю часть высоты сечения плиты для образования пригруза, а на втором этапе - оставшуюся часть после схватывания бетона нижней части. 2. The method of concreting the foundation slab of the underground structure, including laying the concrete mixture in stages, characterized in that when laying the concrete mixture, cast concrete mixture is used, the lower part of the slab section height being concreted in the first stage to form a load, and in the second stage, the rest after setting concrete bottom.

Images