Разделительная шпунтовая стенка

 

Изобретение относится к строительству, в частности, к устройству оснований вновь возводимого и существующего зданий. Задачей изобретения является снижение расхода стали и повышение экономичности при устройстве разделительной шпунтовой стенки. Задача решается тем, что разделительная шпунтовая стенка, устраиваемая из металлического шпунта между фундаментами существующего и возводимого зданий, погружаемая в основание ниже подошвы фундаментов, дополнительно снабжена буровыми сваями, заделанными в несущий слой грунта, и балками, жестко закрепленными в верхней части шпунта и опирающимися на головы свай, причем длина шпунта ограничена активной мощностью сжигаемых слоев грунта основания возводимого сооружения. 2 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству примыканий возводимых зданий к существующим. Чтобы исключить влияние осадки основания вновь возводимого здания на деформации существующего здания в месте примыкания между ними в основании устраивают разделительную шпунтовую стенку.

Известна конструкция разделительной шпунтовой стенки, возводимой способом "стена в грунте". Разделительная шпунтовая стенка представляет бетонную стену, прорезающую основание от подошвы фундаментов до несущего слоя грунта и заделываемого в него на глубину, достаточную для восприятия сил отрицательного трения, возникающих от оседающего грунта основания возводимого сооружения [1] Недостатками указанного устройства являются значительный расход бетона, большая трудоемкость и высокая стоимость.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является разделительная шпунтовая стенка, выполненная из металлического шпунта. Металлический шпунт имеет длину, равную глубине сжимаемой толщи, мощности слабых слоев грунта и глубине заделки в несущий слой, достаточной для восприятия отрицательного трения. Ширина шпунтовой стенки равна ширине возводимого здания в месте пристройки к существующему с охватом его фундаментов в углах [2] Недостатками устройства являются высокий расход стали, большая трудоемкость и значительная стоимость.

Основной задачей изобретения является снижение расхода стали, трудоемкости и повышение экономичности.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известной разделительной шпунтовой стенке, заделанной в несущий слой грунта и состоящей из металлического шпунта, размещенного между фундаментами существующего и возводимого зданий с охватом в углах фундамента последнего и погруженного от подошвы фундаментов в несущий слой грунта, длина металлического шпунта принята равной активной мощности сжимаемого слоя, рядом со шпунтом со стороны существующего здания с определенным шагом по длине шпунтовой стенки устроены буровые сваи, элементы шпунта жестко соединены между собой, в верхней части сваи снабжены металлическими балками, опирающимися на головы свай и жестко соединенными со шпунтом, причем шаг и глубина заделки свай в несущий слой грунта определяют из условия восприятия сваями сил отрицательного трения грунта по шпунтовой стенке.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения являются следующие.

Первый признак состоит в том, что длина шпунта равна только активной мощности сжимаемого слоя грунта, а в известном техническом решении дополнительно включает толщу слабых грунтов, расположенных ниже сжимаемого слоя, и глубину заделки шпунта в несущий слой. В результате, в предлагаемом решении шпунт играет только роль конструкции, воспринимающей силы отрицательного трения, а в известном техническом решении является дополнительно несущим элементом, передающим силы отрицательного трения на несущий слой грунта. Таким образом, в случае устройства разделительной стенки на значительной толще слабых грунтов по предлагаемому техническому решению многократно сокращается длина шпунта, что ведет к снижению трудоемкости его погружения, расхода стали и повышению экономичности. Дополнительно уменьшаются динамические воздействия на существующее здание от погружения шпунта.

Второй отличительный признак связан с тем, что металлическая шпунтовая стенка посредством металлических балок опирается на буровые сваи, погруженные в несущий слой грунта. В результате несущим элементом, воспринимающим и передающим силы отрицательного трения на несущий слой грунта являются сваи. В известном техническом решении несущим элементом является шпунт. Эффективность восприятия сваей вертикальных нагрузок значительно превышает эффективность работы шпунта на вертикальную нагрузку. Металлический шпунт из-за малой площади поперечного сечения работает в основном боковой поверхностью, а свая и боковой поверхностью и острием. Причем при забивке сваи в плотные грунты сравнительно на небольшую глубину сопротивление грунта по острию превышает сопротивление грунта по боковой поверхности сваи. Таким образом, возникает возможность поставить сваи с редким и многократно сократить длину шпунта, что ведет к сокращению расхода стали и повышению эффективности устройства разделительной шпунтовой стенки.

Авторам не известны технические решения, в которых в качестве разделительной шпунтовой стенки использовался металлический шпунт, погруженный только на глубину сжимаемой толщи грунта, а в качестве несущего элемента, воспринимающего вертикальные нагрузки от шпунта, буровые сваи, поэтому отличительные признаки являются существенными.

На фиг. 1 показан общий вид разделительной шпунтовой стенки; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1.

Разделительная шпунтовая стенка, устраиваемая между фундаментом 1 существующего здания и фундаментом 2 возводимого, включает металлическую шпунтовую стенку 3, отдельные элементы которой жестко соединены между собой, погружаемую от подошвы фундамента существующего здания на глубину сжимаемой толщи основания возводимого здания и расположенную на всю ширину возводимого здания в месте пристройки с охватом в углах возводимого здания, буровые сваи 4, прорезающие слабый грунт 5 и заделываемые на глубину h_з в несущий слой грунта 6 и расположенные с шагом l_i по длине шпунтовой стенки, определяемым из условия равенства сил отрицательного трения грунта по шпунтовой стенке и несущей способности свай, балок 7, жестко соединенных со шпунтовой стенкой 3 и опирающихся на головы свай 4, причем жесткость соединения отдельных элементов металлической шпунтовой стенки 3 обеспечивается сварочным швом в верхней части замков шпунтин.

Разделительная шпунтовая стенка работает следующим образом. При передаче нагрузки от возводимого сооружения на фундамент 2 отрицательное трение оседающего грунта в пределах сжимаемой толщи Н_с воспринимается металлической шпунтовой стенкой 3 и посредством балок 7 передается на буровые сваи 4, прорезающие слабые грунты 5 и заделываемые в несущий слой грунта 6. Шаг свай l_i при глубине их заделки h_з в несущий слой грунта 6 обеспечивает неподвижность свай 4, шпунтовой стенки 3 и исключение влияния осадки основания фундамента 2, возводимого здания, на осадку основания фундамента 1, существующего здания.

Для жилого 7-этажного дома, возводимого по ул. Можайская 24-25 в Санкт-Петербурге и пристраиваемого к существующим жилым домам, "Фундаментпроектом" разработана шпунтовая стенка. Для разделительной шпунтовой стенки использован шпунт Ларсен V длиной 14 м, погружаемый от подошвы фундаментов, прорезающий 12-метровую толщу сравнительно слабых грунтов и заделываемый в несущий слой (суглинок моренный) на глубину 2 м.

"Балстройпроектом" принят к исполнению проект разделительной шпунтовой стенки, разработанной авторами в соответствии с настоящим изобретением. В качестве шпунтовой стенки использован шпунт Ларсен V, но длина его уменьшена с 14 до 6 м. Шпунт погружен от подошвы фундаментов на глубину сжимаемой толщи основания возводимого здания. С шагом 2,5 м устроены буроинъекционные сваи длиной 16 м и диаметром 270 мм, заделываемые в несущий слой грунта на 4 м. Жесткое соединение шпунтин обеспечено сварочными швами в замках. В качестве опорных элементов, передающих нагрузку от шпунта на сваи, использованы широкополочные металличес- кие балки таврового сечения, изготавливаемые из листовой стали по месту.

Пример конкретного исполнения подтвердит, что за счет существенных отличительных признаков изобретения решена задача по повышению эффективности и снижению расхода стали при изготовлении разделительной шпунтовой стенки.

Формула изобретения

РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ ШПУНТОВАЯ СТЕНКА, включающая сплошное ограждение из металлического шпунта, закрепленное в несущем слое грунта и размещенное между фундаментами существующего и возводимого зданий с охватом в углах фундамента последнего, отличающаяся тем, что она снабжена погруженными в несущий слой грунта буровыми сваями, расположенными вдоль стенки с шагом и балками, опертыми на головы свай и жестко соединенными с соседними шпунтинами в их верхней части, высота стенки равна мощности сжимаемого слоя, а ее шпунтины жестко соединены между собой.