Стена в грунте как технология¶

Стена в грунте — технология устройства подземных ограждающих конструкций, при которой в грунте отрывают узкую глубокую траншею, заполняют её бетоном или другим материалом и получают сплошную вертикальную стену. Применяется при строительстве фундаментов глубокого заложения, подземных сооружений, тоннелей, набережных и противофильтрационных завес. Метод позволяет вести работы без откопки котлована на всю глубину и без существенного нарушения окружающей застройки.

¶История

Принцип был предложен в середине XX века. В 1930-х годах в Италии и Германии начали применять глинистые растворы для удержания стенок буровых скважин, а в 1950-х годах технологию оформили как самостоятельный способ устройства стен. В СССР метод начали осваивать в 1960-х годах при строительстве гидротехнических объектов и заглублённых сооружений; заметный вклад внесли организации, работавшие над фундаментами промышленных зданий и метрополитенов. Массовое распространение в России технология получила в 1990–2000-х годах при возведении многофункциональных комплексов с многоуровневыми подземными паркингами.

¶Принцип работы

Основная идея — удержать стенки траншеи от обрушения с помощью тиксотропного раствора (обычно бентонитового), плотность которого выше плотности грунта, а давление уравновешивает грунтовое. Последовательность операций:

1. По проектной оси устраивают форшахту — направляющую бетонную балку, задающую геометрию и предохраняющую устье траншеи.
2. Грейфером или фрезой отрывают траншею захватками шириной обычно 2,5–6 м на проектную глубину.
3. Траншею заполняют глинистым раствором, который удерживает стенки.
4. Опускают арматурный каркас (или стальной профиль).
5. Бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы, вытесняя раствор вверх.
6. Извлекают излишки раствора и разрабатывают грунт внутри контура.

Захватки бетонируют последовательно, при этом крайние элементы делают с заходом на соседние, что обеспечивает непрерывность стены.

¶Виды конструкций

¶Применение

• Фундаменты высотных зданий с глубокими подвалами.
• Подземные паркинги, переходы, станции метрополитена.
• Противофильтрационные завесы под плотинами и в береговых примыканиях.
• Ограждение котлованов в плотной городской застройке.
• Набережные, причалы, тоннели мелкого заложения.

¶Технические характеристики

Глубина стены обычно достигает 20–60 м, в отдельных случаях более. Толщина — от 0,4 до 1,2 м. Отклонение от вертикали контролируют инклинометрами; допуски составляют доли процента по глубине. Прочность бетона и водонепроницаемость задают проектом. Ключевые параметры — устойчивость стенок траншеи, качество раствора и надёжность стыков захваток.

¶Оборудование

Применяют грейферы (в том числе гидравлические), фрезерные установки, бадьи для раствора, бетононасосы, установки регенерации бентонита. Для контроля используют ультразвуковые и инклинометрические методы.

¶Преимущества и ограничения

Преимущества: возможность устройства стен на большую глубину, меньшая осадка соседних зданий, работа без водопонижения, совмещение ограждающей и несущей функций. Ограничения: сложность в крепких скальных и в сильно обводнённых грунтах, необходимость площадки для раствора, чувствительность к качеству выполнения стыков, риск «потери» раствора в трещиноватых породах.

¶Контроль качества

Проверяют вертикальность, сплошность, прочность бетона, герметичность стыков. Применяют ультразвуковое просвечивание, отбор кернов, гидравлические испытания. Дефекты (размывы, пустоты, «защемления») устраняют дополнительным инъектированием или устройством второй стены.

¶Значение

Технология расширила возможности подземного строительства в стеснённых условиях мегаполисов и на слабых водонасыщенных грунтах. В России она востребована при освоении подземного пространства крупных городов, при строительстве транспортных развязок и гидротехнических сооружений.

Источники: технические регламенты по устройству «стены в грунте», учебные пособия по основаниям и фундаментам, отраслевые обзоры по подземному строительству.