Мероприятия по противооползневой инженерной защите на объекте «Многоэтажный комплекс жилой застройки с элементами социальной инфраструктуры по ул. Параллельной, 9 в г. Сочи»

1. Главная
2. Глубокие котлованы
3. Мероприятия по противооползневой инженерной защите на объекте «Многоэтажный комплекс жилой застройки с элементами социальной инфраструктуры по ул. Параллельной, 9 в г. Сочи»

Площадка строительства находится в центральном районе г. Сочи юго-восточнее железнодорожного вокзала, на территории бывшей нефтебазы. С севера участок работ ограничен улицей Волгоградской, с юга, запада и востока улицей Параллельной (рис. 1).

На период начала строительства площадка была свободна от застройки (рис. 2). Существующая застройка прилегающих участков представлена одно-двухэтажными частными и малоэтажными (до 5-6 этажей) муниципальными зданиями.

С целью возведения зданий и сооружений комплекса многоэтажной жилой застройки, Генпроектировщиком (ОАО «ТИЖГП Краснодаргражданпроект») в пределах всей площадки строительства предусмотрено устройство котлована с максимальной глубиной в восточном углу до 16,5 м. По условиям строительства борта котлована предусмотрены вертикальными.

Для инженерной защиты площадки строительства необходимо было разработать противооползневое удерживающее сооружение вдоль северо-восточной и юго-восточной сторон котлована. Проектируемое сооружение должно удовлетворять следующим требованиям:

1. Удерживающие сооружения должны обеспечить защиту котлована от подтопления и затопления подземными водами.
2. Удерживающее сооружение должно иметь минимальную ширину, поскольку не должно выходить за пределы границы отвода земель.
3. Вдоль юго-восточной стороны (в особенности – в восточном углу) котлован имеет значительную глубину. Здесь сооружение должно быть укреплено одним или несколькими ярусам анкеров.
4. Анкера должны быть заделаны в грунты ИГЭ-4 с северо-восточной и в ИГЭ-5 – с юго-восточной стороны котлована (со стороны древнего оползня).
5. С целью обеспечения надежной заделки конструкции ниже проектной отметки выемки котлована, удерживающее сооружение должно быть заглублено в коренные грунты ИГЭ-4 или ИГЭ-5.
6. Необходимо предусмотреть мероприятия по защите конструкций удерживающих сооружений от агрессивных подземных вод.
7. В восточном углу котлована необходимо предусмотреть поворот анкеров в плане относительно нормали к сооружению для ухода из пределов пятна проектируемого здесь здания. По предварительному анализу, величина угла поворота анкеров в плане составляет около 23 град.

Учитывая плотную застройку площадки, для размещения объектов инженерной защиты и выполнения строительных работ Заказчиком была отведена узкая полоса вдоль границы землеотвода. В пределах этой полосы (1-1,5 м) для удержания вертикальной стенки котлована глубиной от 10 до 16 м неизбежным является применение грунтовых анкеров или горизонтальных распорок.

Так как, согласно материалам изысканий, на площадке отмечено наличие напорных (а в центральной части – артезианских) вод, то для обеспечения условий производства строительных работ конструкция инженерной защиты должна обеспечивать и защиту котлована от грунтовых вод.

Кроме того, по краю котлована предусматривается интенсивное движение тяжело груженого транспорта (как в период строительства, так и на стадии эксплуатации).

Учитывая выше указанные факторы, основной конструкцией удерживающих сооружений была принята стена в грунте, укрепленная грунтовыми анкерами.

Согласно требованиям главы 16 «Проектирование подземных сооружений, устраиваемых способом «стена в грунте» справочника проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения» для технологии «пересекающихся стен» в данном проекте были выявлены следующие ограничения:

• участок является потенциально оползнеопасным (глубокая траншея может спровоцировать оползень);
• грунты верхних ИГЭ фильтрационно неустойчивы к действию напорных вод (стенки траншеи могут обрушиваться);
• уровень грунтовых вод подходит ближе, чем на 1,5 м к поверхности устройства траншеи (на площадке имеются скважины с самоизливом воды);
• отсутствуют изыскания по периметру стенки с шагом скважин не более 20 м и глубиной на 10 м больше глубины стенки;
• рельеф имеет значительный уклон и проектом предусматривается устройство наклонного ростверка, вписанного в рельеф;
• в пределах расчетной глубины устройства стены расположены осадочные и полускальные грунты, что осложняет производство работ одним оборудованием.

В связи с этим, проектом предусматривается устройство стены в грунте из секущихся свай, устраиваемых под защитой извлекаемых обсадных труб.

В качестве грунтовых анкеров проектом предусматривается использование анкеров типа TITAN 103/78 фирмы «Ischebeck». К преимуществам этих анкеров следует отнести:

высокая жесткость на изгиб и срез, способствующая повышению устойчивости оползнеопасных склонов (инъекторные анкеры в 2-3 раза жестче стальных жгутов при той же несущей способности); возможность устройства анкеров в структурно-неустойчивых грунтах (т.е. если имеется потенциальная опасность обрушения стенок скважины, например, напорными водами); высокая скорость выполнения работ (нет трудоемких операций по протяжке обсадной трубы и монтажу анкерных тяг); снижение себестоимости работ (возможно применять одно и то же оборудование для устройства анкеров в глинах и аргиллитах); возможность работы в стесненных условиях (компактное оборудование и отсутствие операций по протяжке анкерных тяг и обсадных труб); высокая антикоррозионная защита (высокая коррозионостойкость материалов и технология изготовления, гарантирующая бетонную оболочку тяг и корня анкера); низкий уровень шума и вибраций, гарантирующий практически полное отсутствие беспокойства жителям прилегающих зданий.

Конкретные параметры удерживающего сооружения (диметр свай, армирование, параметры анкеров и т.д.) были определены в проекте по результатам расчетов.

В ходе расчетов устойчивости на защищаемом объекте были рассмотрены следующие основные расчетные ситуации:

1. Естественное состояние склона на момент изысканий:
   1. Основное сочетание нагрузок. Транспортная нагрузка по проезжей части прилегающих улиц.
   2. Особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий силой до 8 баллов.
2. Прогнозное состояние склона на период строительства объекта с учетом выемки котлована до проектных отметок.

Физико-механические характеристики грунтов и уровень грунтовых вод были приняты по данным инженерно-геологических изысканий. Прочностные свойства грунта по схеме консолидированного водонасыщенного сдвига. В кровле коренных грунтов ИГЭ-5 выделен разуплотненный трещиноватый слой мощностью 2.5 м. Прочностные свойства выделенного слоя приняты по данным таблицы 1. Нижележащие коренные породы учтены в расчете как скальные несмещаемые грунты.

Расчетные нагрузки на откосы принимались по результатам изучения топографического материала и согласно требованиям соответствующих глав СНиП:

1. Транспортная нагрузка по проезжей части прилегающих улиц принималась равной 40 кПа по всей ширине дороги. Кроме того, учтена нагрузка на обочине, на расстоянии 1 м от борта котлована. Общая ширина полосы нагрузки 7 м.
2. Нагрузка от зданий принималась равной 10-15 кПа на этаж с учетом коэффициента приведения реальной площади загружения к площади полосовой нагрузки по ширине между смежными сечениями.
3. Нагрузка от сооружений, автомобилей и материалов, расположенных на склоне учитывалась равной 10 кПа по всей длине склона.

Расчеты устойчивости склона в расчетной ситуации 1 проведены методом общего предельного равновесия. Оценка устойчивости склона производилась методом конечных элементов.

Расчеты конструкций противооползневого удерживающего сооружения для удержания грунтов бортов котлована производились с учетом поэтапного ее возведения и строительства защищаемого объекта. В расчетах также учтено влияние прогнозных неблагоприятных явлений, таких как высокое стояние уровня подземных вод, сейсмические воздействия силой до 8 баллов и транспортная нагрузка вдоль борта котлована, как в период строительства, так и эксплуатации объекта.

После анализа различных технических вариантов, включающих анкерные крепления и горизонтальные распорки в виде пространственных рам, мы пришли к варианту выполнения котлована без применения грунтовых анкеров, которые попадали в пределы сжимаемой толщи предполагаемого рядом высотного здания.

Выбранный вариант устройства инженерной защиты глубокого котлована включал последовательность взаимоувязанных технологических этапов, где на период строительства давление грунта воспринимается временной пространственной рамой, а по мере строительства подземных гаражей давление передавалось на конструкции зданий.

Рис. 5. Последовательность технологических и расчетных этапов по выполнению инженерной защиты котлована:

• Этап 1. Устройство стены в грунте из секущихся буровых свай и силовой распорной рамы (устройство анкеров не допускается).
• Этап 2. Строительство нижнего этажа и передача нагрузки на конструкции гаража.
• Этап 3. Строительство второго яруса подземных гаражей и демонтаж нижнего яруса рамы.
• Этап 4. Полный демонтаж рамы и строительство надземных этажей.

К списку объектов