Способ монтажа заглубленных сооружений

Способ монтажа заглубленных сооружений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к гидротехническому строительству, сооружениям энергетического, транспортного, мелиоративного и другого назначения, в частности к возведению, реконструкции или ремонту заглубленных конструкций.

Известен способ усиления заглубленных опорных конструкций (Патент РФ №2179214, E02B 1/00, опубл. 10.02.2002), при котором производят откопку в грунте шурфов снаружи опорной конструкции, изготовление в области шурфов несущих элементов путем вкручивания труб в грунт по спиральной навивке, заполнение шурфов закрепляющей твердеющей смесью и выполнение связи несущих элементов с опорной конструкцией.

Недостатком этого способа является необходимость выполнения земляных работ при откопке шурфов с заполнением их, например, бетоном. Эти работы являются дорогостоящими. Кроме того, выполнение таких работ часто затруднено, в частности, при протечках в заглубленных конструкциях либо в местностях с повышенным содержанием грунтовых и подземных вод, т.к. необходимо обеспечивать гидроизоляцию зоны монтажа, производить откачку воды из шурфов.

Известен способ монтажа и ремонта заглубленных конструкций (Э.Г.Годес. Строительные подводно-технические работы. Справочник. Л., Стройиздат (Ленинградское отделение), 1974, с.132-134), при котором в грунте роют траншею либо котлован необходимой величины, укрепляют их стены и заполняют бетоном с помощью вертикально перемещающихся труб. Трубы для подачи раствора устанавливают перед заполнением камнем или щебнем. Раствор заливается одновременно через приемные воронки во все трубы. Трубы заглубляются в укладываемый раствор. По мере подъема уровня смеси трубу поднимают (перемещают) вертикально вверх так, чтобы нижний ее конец постоянно находился в бетонной смеси.

Таким способом можно выполнять монтаж заглубленных сооружений и под водой. Изготовленные таким образом сооружения можно применять при строительстве, реконструкции и ремонте гидротехнических сооружений. Однако и при данном способе необходимо выполнять земляные работы, дополнительно укреплять стенки траншей и котлованов, что делает этот способ трудоемким и дорогим. Кроме того, качество смеси на периферийных участках у каждой трубы несколько ниже, чем в средней зоне, что приводит к неоднородности свойств и снижению надежности сооружений, выполненных данным способом.

Известен способ монтажа заглубленных сооружений с применением шпунтов Ларсена (Основания и фундаменты. Краткий курс. Под ред. Н.А.Цытовича. Учебник для строительных вузов. М., «Высшая школа», 1970, с.358-359). Шпунты, имеющие трапециевидный профиль, по обе стороны которого выполнены пазы, забивают в грунт. Соседние шпунты переворачивают один относительно другого на 180° и сцепляют между собой, вставляя в пазы друг друга. Таким образом получается непрерывная стальная стена. С помощью такой стены можно оградить какую-либо часть площади, например, от воды, оползня, земли и т.д. Например, в мостостроении, при строительстве опор мостов, из шпунтов Ларсена составляют замкнутое кольцо, нечто вроде гигантской стальной трубы. Воду внутри откачивают. Далее внутри такой трубы ведут строительные работы.

Данный способ монтажа прост, не требует выполнения земляных работ, может быть использован в различных грунтах, в том числе с повышенным влагосодержанием. Однако прочность, долговечность и эксплуатационная надежность сооружений, выполненных таким способом, невысоки, поскольку герметичность достигается не более 85% и в процессе длительной эксплуатации при различных сочетаниях нагрузок и воздействий стена из шпунтов может деформироваться, сцепление шпунтов нарушается, что приводит к нарушению прочности и герметичности стены с возможным последующим ее разрушением.

Заявляемое изобретение позволяет устранить указанные недостатки, повысить прочность, долговечность и эксплуатационную надежность смонтированных сооружений в различных грунтах при обеспечении простоты реализации способа монтажа.

Технический эффект достигается способом монтажа заглубленных сооружений, при котором устанавливают панели на заданную глубину, при этом панели выполняют с внутренней полостью и отверстиями преимущественно в одной фронтальной и боковой поверхности, соединенными с внутренней полостью, соединяют панели между собой в стену и подают во внутренние полости панелей раствор твердеющего водостойкого материала под давлением для герметизации и/или укрепления стены.

Устанавливают панели фронтальной поверхностью с отверстиями навстречу потоку грунтовых или подземных вод или протечек гидротехнических сооружений.

Соединяют панели между собой устройством преимущественно типа направляющего полозкового замка.

Панели дополнительно снабжают наконечником с острой кромкой.

Подают во внутренние полости панелей преимущественно цементный раствор.

Устанавливают панели с наземной частью 0,5-1,0 м, укрепляют их продольными металлическими конструкциями и бетонируют в виде монолитной железобетонной стены.

Панели устанавливают на заданную глубину преимущественно методом забивания без вскрытия грунта, что позволяет производить монтаж в различных грунтах, т.к. не требуется предварительного выполнения земляных работ и обеспечения гидроизоляции. Дополнение панелей наконечниками с острой кромкой облегчает проникновение панелей в грунт.

Панели выполняют с внутренней полостью и отверстиями в одной фронтальной и боковой поверхности, соединенными с внутренней полостью, при этом поверхность, противоположная фронтальной, не содержит отверстий. Это позволяет подавать раствор твердеющего водостойкого материала под давлением в грунт на требуемую глубину и заполнять пустоты, каверны или водяные жилы, вытесняя из них воду. Наличие у панелей фронтальной поверхности без отверстий позволяет останавливать движение воды в подземных слоях на время, достаточное для полного застывания подаваемого в полость материала, и исключает возможность его размывания и уноса водой. Устанавливают панели преимущественно фронтальной поверхностью с отверстиями навстречу потоку грунтовых или подземных вод или протечек гидротехнических сооружений, т.к. в этом случае твердеющий водостойкий материал заполнит пустоты, каверны или водяные жилы перед стеной, что позволит устранить движение воды вдоль стены и предотвратит образование промоин.

Соединяют панели между собой в стену устройством преимущественно типа направляющего полозкового замка, что обеспечивает прочность и надежность сооружения. Кроме того, раствор твердеющего водостойкого материала проникает из внутренней полости панели через отверстия в боковой поверхности панели в зазоры направляющего полозкового замка и при застывании надежно герметизирует соединения панелей.

Таким образом, подача во внутренние полости панелей раствора твердеющего водостойкого материала, например цементного раствора, под давлением в совокупности с конструктивным исполнением панелей обеспечивают надежную герметизацию и/или укрепление стены.

Установка панелей с наземной частью 0,5-1,0 м, укрепление их продольными металлическими конструкциями и бетонирование в виде монолитной железобетонной стены придает прочность всему сооружению.

Новые существенные признаки заявляемого изобретения в научной и технической литературе не обнаружены, предложенное решение не следует явным образом из уровня техники, а совокупность признаков обеспечивает новые свойства. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию изобретательский уровень.

На фиг.1 приведена схема размещения заглубленного сооружения (заградительной стены) для ликвидации протечек насыпной плотины;

на фиг.2 представлена фронтальная проекция заградительной стены, смонтированной в грунте (вид А-А);

на фиг.3 представлено поперечное сечение заградительной стены (Б-Б), где

1 - панель;

2 - внутренняя полость панели;

3 - отверстия во фронтальной поверхности панели;

4 - направляющий полозковый Т-образный замок;

5 - наконечник;

6 - патрубок;

7 - грунт;

8 - цементная пробка;

9 - насыпная плотина;

10 - водоем;

11 - протечки, подземные воды.

Осуществление способа рассмотрено на примере монтажа заглубленного сооружения (заградительной стены) для ликвидации протечек насыпной плотины (9) водоема (10). В грунт (7) на глубину, превышающую уровень протечек и подземных вод (11), забивают панели (1). Панели выполняют с внутренней полостью (2) и отверстиями (3) в одной фронтальной и боковой поверхности, соединенными с внутренней полостью (2). Соединяют панели между собой в стену направляющими полозковыми Т-образными замками (4). Панели дополнительно снабжают наконечником (5) с острой кромкой.

Устанавливают панели (1) фронтальной поверхностью с отверстиями (3) навстречу потоку грунтовых или подземных вод или протечек (11).

Через патрубок (6) подают во внутренние полости (2) панелей (1) цементный раствор под давлением 15-20 атмосфер.

Цементный раствор выдавливается из внутренних полостей (2) через отверстия (3) фронтальной и боковой поверхности панелей (1) и заполняет пустоты, каверны или водяные жилы, вытесняя из них воду и образуя цементные пробки (8). Одновременно цементный раствор проникает из внутренней полости (2) панели (1) через отверстия в боковой поверхности панели (на чертежах не представлены) в зазоры Т-образного замка (4) и при отвердении надежно герметизирует соединения панелей (1).

Поскольку поверхность панелей, противоположная фронтальной, выполнена без отверстий, создается барьер для движения воды в подземных слоях на время, достаточное для полного отвердения цемента, и исключает возможность его размывания и уноса водой.

Устанавливают панели с наземной частью 0,5-1,0 м, укрепляют их продольными швеллерами и бетонируют в виде монолитной железобетонной стены с толщиной от 0,5 м и высотой от 1,5 м и выше (на чертежах не представлено).

Для монтажа заградительной стены использовали панели шириной 0,5-0,6 м, длиной 6 м и максимальной толщиной 0,15 м. Панели изготавливали из стальной трубы диаметром 150 мм с продольными ребрами, что обеспечивает их жесткость. Отверстия во фронтальных и боковых поверхностях выполняли диаметром 30 мм равномерно по всей поверхности.

Смонтированная заявляемым способом заградительная стена обеспечивает необходимую прочность и эксплуатационную надежность. Расчетный срок эксплуатации 150 лет.

1. Способ монтажа заглубленных сооружений, характеризующийся тем, что устанавливают панели на заданную глубину, при этом панели выполняют с внутренней полостью и отверстиями преимущественно в одной фронтальной и боковой поверхности, соединенными с внутренней полостью, соединяют панели между собой в стену и подают во внутренние полости панелей раствор твердеющего водостойкого материала под давлением для герметизации и/или укрепления стены.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что устанавливают панели фронтальной поверхностью с отверстиями навстречу потоку грунтовых или подземных вод или протечек гидротехнических сооружений.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что соединяют панели между собой устройством преимущественно типа направляющего полозкового замка.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что панели дополнительно снабжают наконечником с острой кромкой.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что подают во внутренние полости панелей преимущественно цементный раствор.

6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что устанавливают панели с наземной частью 0,5-1,0 м, укрепляют их продольными металлическими конструкциями и бетонируют в виде монолитной железобетонной стены.