При возведении опор мостов и некоторых видов морских и речных портовых сооружений применяют понтоны, бездонные ящики и ряжи. Они применимы в условиях, когда грунту пригодный для использования в качестве естественного основания, не размываем и залегает лишь немного ниже поверхности дна водоема, а покрывающие его наносы легко могут быть удалены средствами производства подводных землечерпательных работ.
Понтоны и бездонные ящики применимы также для строительства опор в сочетании со свайными фундаментами.
Понтоном называют плавающий плоскодонный ящик, устроенный из дерева или железобетона. Деревянные понтоны обычно делают сборно-разборной конструкции. Его стенки легко могут быть отсоединены от днища, когда опора уже возведена. В железобетонных понтонах стенки и днище составляют одно целое. Бывают понтоны также металлические, которые используют в качестве инвентарных плавучих средств при строительстве сооружений на местности, покрытой водой.
Понтоны строят на берегу или в доках и буксируют к месту заложения опоры. Поверхность основания предварительно расчищают от наносов и выравнивают, срезая бугры, а при скальных грунтах,— заполняя углубления бетоном или щебнем. На месте строительства понтон закрепляют якорями и приступают к возведению в нем кладки, под влиянием веса которой он постепенно погружается. Когда между поверхностью основания и днищем понтона останется небольшое расстояние, его для посадки на грунт заливают водой. Если понтон сел неправильно, из него откачивают воду и он вновь сплывает, что дает возможность повторить его посадку описанным способом.
Когда будет достигнуто правильное положение понтона, его пригружают каменным материалом, предназначенным для дальнейшего возведения в нем кладки. Затем воду откачивают и приступают к завершению работ по строительству опоры. Вид железобетонного понтона, примененного в строительстве подпорной стенки набережной, показан на рис. 147.
Особенность сооружения высоких ростверков в русле реки – ограждение от воды пространства, ограниченного контурами ростверка. В виде ограждений используют бездонные ящики или понтоны. Назначение ящика – обеспечить ограждение ростверка от воды и направление свай при погружении. Такие ящики изготавливают деревянными, ж/б, металлическими. Ящики можно изготавливать так, чтобы они обладали собственной плавучестью или поддерживались плашкоутами из понтонов при перемещении и установки в проектное положение. Можно сооружать ящик на месте (на свайных подмостях) с последующим погружением на проектную отметку.
Ящики не обладающие собственной плавучестью, наполняют водой (ячейки для свай в днище остаются открытыми) и подвешивают к П-образным плашкоутам из понтонов. Сначала ящик вместе с поддерживающими его плавучими средствами устанавливают в проектное положение в плане и закрепляют гибкими расчалками и якорями, затем забивают вертикальные сваи, по которым опускают ящик до проектной отметки и закрепляют. Используя ячейки каркаса, погружают все прочие вертикальные и наклонные сваи. После изоляции от притока и откачки воды из ящика армируют и бетонируют ростверк.
Ящики, обладающие собственной плавучестью, изготавливают на берегу и перемещают к месту установки буксиром. К днищу и каркасу ящика прикрепляют стальные патрубки высотой, равной стене ящика. Такие патрубки обеспечивают плавучесть ящика и направления свай при погружении, поэтому их располагают по осям всех свай. После установки ящика в проектное положение и закрепления расчалками погружают вертикальные сваи. Затем ящик балластировкой бетонной смесью опускают по этим сваям на проектную отметку и закрепляют на них. В последнюю очередь погружают наклонные сваи и бетонируют полость ящика.
69. Метод «стена в грунте». Свайные и траншейные стены.
Сущность этого метода: в грунт под защитой глинистого раствора отрывают глубокую траншею шириной 0,5…0,8 м, а затем с помощью бетонолитной трубы производится бетонирование, причем по мере заполнения траншеи трубу поднимают вверх. Для получения железобетонных фундаментов в траншею предварительно укладывают арматурный каркас. В некоторых случаях применяют сборные железобетонные элементы, имеющие выпуски арматуры. «Стена в грунте» может служить креплением стенок котлована, стен подземных этажей и фундаментом. При устройстве фундаментов глубинного заложения стену, как правило, доводят до слоёв более плотных грунтов, чтобы передать значительные нагрузки как по подошве стены, так и за счет сил трения, возникающей по боковой поверхности фундамента. Устойчивость обеспечивается с помощью анкеров или распорок. Часто в качестве распорок применяются подземные элементы перекрытий.
В некоторых случаях фундамент, устраиваемый методом «стена в грунте» формируют с помощью бурения и заполнения бетоном секущихся скважин: под защитой раствора бентонитовой глины бурят сначала две скважины с шагом, равным полутора диаметра. Затем их заполняют бетонной смесью и после начала схватывания бетона, но до набора им значительной прочности, бурят третью скважину между ними с последующим заполнением бетонной смесью и т.д. до тех пор, пока пересекающие скважины постепенно не образуют стену требуемой глубины и длины.
В некоторых случаях в виде набивных столбов: устраивается несколько коротких, но глубоких траншей, в виде двутавров, крестов, трилистников, звезд, замкнутых прямоугольников. После заполнения траншеи бетоном и установки арматурных каркасов в верхних участках опор такие фундаменты можно стыковать с надземными конструкциями зданий и сооружений.
Выдерживают сжимающие и горизонтальные нагрузки, а также изгибающие моменты большой интенсивности.
Последовательность выполнения работ:
1. В грунте отрывается траншея (жёсткий грейфер или механизированный траншеекопатель) на проектную глубину с врезкой в водоупор (в = 60…100 см; Н = 40…50 м).
2. Разработка траншеи ведётся под глинистым раствором монтмориллонитовой глины.
3. Траншея бетонируется методом В.П.Т. – создаётся бетонная (ж/б) стенка.
При выполнении данных работ особая роль отводится глинистому раствору монтмориллонитовой глины. Глинистые частицы раствора (монтмориллонита) не только смачиваются водой, но вода проникает внутрь кристалла и глина разбухает, увеличиваясь в объеме до 200 раз. Монтмориллонитовая глина обладает свойством тиксотропии, т.е. при динамическом воздействии мы имеем раствор, а при отсутствии такового фактора (через 4…6 часов) золь превращается в гель, что позволяет удерживать стенки траншеи.
Давление от раствора должно быть больше давления окружающей среды. Для того чтоб удержать давление в устье траншеи применяют форд шахту (металлическую или ж/б).
s1 > s - необходимое условие, однако внизу траншеи данное условие не будет соблюдаться, поэтому рекомендуется траншею откапывать не на всю длину, а по захваткам (не > 3м).
Полученная стена в грунте замыкается в плане и создается единая конструкция. Грунт постепенно выбирается в направлении сверху – вниз, с устройством дисков перекрытий – элементов жесткости, играющих роль распорок.
