Какова последовательность строительства: фундамент в последнюю очередь сверху вниз

Фраза «что строится сверху вниз, фундамент в последнюю очередь» может отражать парадоксальный подход в строительстве или проектировании, когда основные элементы конструкции добавляются, не учитывая базовые компоненты. Такого рода методология может привести к серьезным структурным проблемам, так как отсутствие надежного фундамента ставит под вопрос устойчивость всей постройки.

Важно понимать, что качественное строительство требует последовательного выполнения этапов, начиная с фундамента, который обеспечивает необходимую поддержку для последующих уровней и элементов. В противном случае, конечный результат может быть небезопасным и неэффективным, что подчеркивает важность правильного подхода с самого начала.

МЕТОД UP-DOWN В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Макшанова С. Е

В статье рассмотрены основные этапы при строительстве методом up-down, а также использование технологии «стена в грунте». Какие преимущества дает при применении в современной плотной застройке.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Макшанова С. Е

Технология возведения фундамента методом "стена в грунте"
Анализ технологических параметров устройства "стены в грунте" в несъёмной опалубке

ПЕРСПЕКТИВЫ УСТРОЙСТВА ПОДЗЕМНЫХ ПАРКИНГОВ В УСЛОВИЯХ СТЕСНЕННОЙ ЗАСТРОЙКИ ИСТОРИЧЕСКОГО ЦЕНТРА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА "UP — DOWN" ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПОДЗЕМНОЙ И НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЗДАНИЯ
Учет жесткости конструкций "стена в грунте" на осадку соседних зданий
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

UP-DOWN METHOD IN CONSTRUCTION

The article discusses the main stages in the construction of the up-down method, as well as the use of the "wall in the ground" technology. What advantages does it give when used in modern dense buildings.

Текст научной работы на тему «МЕТОД UP-DOWN В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»

Макшанова С.Е. cmydeHm

Научный руководитель: Пресное О.М., к.т.н.

Красноярский институт железнодорожного транспорта — филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Иркутский государственный

университет путей сообщения»

МЕТОД UP-DOWN В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Аннотация: В статье рассмотрены основные этапы при строительстве методом up-down, а также использование технологии «стена в грунте». Какие преимущества дает при применении в современной плотной застройке.

Ключевые слова: сверху-вниз, метод «стена в грунте», форшахта, подземное строительство, траншеи.

Scientific supervisor: Presnov O., Ph.D.

associate professor Krasnoyarsk Rail Transport Institute a branch of Irkutsk State Transport University

UP-DOWN METHOD IN CONSTRUCTION

Abstract: The article discusses the main stages in the construction of the up-down method, as well as the use of the "wall in the ground" technology. What advantages does it give when used in modern dense buildings.

Keywords: up-down, the "wall in the ground" method, foreshocks, underground construction, trenches.

В настоящее время при застройке современного мегаполиса огромную роль имеет экономия свободного пространства. С каждым годом все больше людей предпочитают маленьким городам мегаполисы, тем самым повышая необходимость в более плотном строительстве. Возникает такая проблема, как, например, нехватка территории и малое количество мест для парковок. В связи с этим с каждым годом растет потребность в освоении подземного строительства. Используются инновационные технологии, которые позволяют производить строительство с улучшением

показателей экономической эффективности и с малыми допустимыми деформациями соседних зданий и сооружений.

Метод up-down (сверху-вниз) является наиболее эффективной и подходящей технологией. Используя метод up-down строительство нулевых циклов производится сверху вниз. Стены можно возводить даже без заранее удаленной на всю глубину почвы. Не стоит забывать, что устройство подземной части методом «сверху-вниз» требует большого внимания к деталям проектной проработки и высокого уровня квалификации подрядчика.

При этом методе строительства в грунте устраивают выемки и траншеи, используется технология "стена в грунте", то есть,возводят стены подземного сооружения из монолитного или сборного железобетона. Сначала производится устройство форшахты, которая создает контур будущей "стены в грунте", а также задает направление и помогает работать технике, осуществляющей откопку.

Повышения устойчивости и снижения трудозатрат при монтаже, исключающего необходимость стыковки, можно добиться благодаря повышению эффективности конструкции форшахты многоразового использования[3 ].

Стены сооружений и ограждений котлованов, устраиваемые способом «стена в грунте», могут иметь различную форму: прямоугольную, многоугольную, круглую, крестообразную и т.д. Для проходки траншеи с вертикальным или наклонными стенками наиболее эффективными являются землеройные машины, обеспечивающие непрерывную или цикличную разработку траншеи на всю высоту[1].

После построения всех форшахт и выполнения обратной засыпки с помощью грейфера убирается грунт из форшахты. Продвигаясь все глубже. Чтобы стены не осыпались по мере откопки, используется технология струйной цементации "jet-grouting".

Форшахты заполняют специальным цементным раствором, достаточно плотным, чтобы удержать стены, но достаточно жидким для изъятия грейфером грунта на поверхность. Принцип действия такого раствора заключается в создании гидростатического давления на стенки траншеи, что препятствует обрушению, а также образует на стенках практически водопроницаемая пленка из глины толщиной 2-5мм. Такая глинизация стенок позволяет уменьшить объем трудоемкой и вспомогательной работы, как водопонижение, замораживание грунта и забивка шпунта.

Дополнительная жесткость сооружения обеспечивается бетонированием перекрытия распорками. После на всю глубину погружают два железобетонных ограничителя и следом армирующий каркас. Армирующий каркас состоит из: закладных деталей из листововой стали, петель монтажных, труб для пропуска грунтовых анкеров и фиксаторов монтажного слоя. На верхней части «воротника» форшахты

закрепляют арматурные каркасы, а стержни на 25 сантиметров не должны доходить до дня траншеи.

После того как арматурный каркас установлен производится бетонирование. Через специальную трубу, дно траншею заполняется бетоном, вытесняя цементный раствор и занимая пространство между ограничителями. Таким образом, весь процесс повторяется от ограничителя к ограничителю пока стена не замкнется. По окончанию формирования стены в грунте производится демонтаж форшахты.

Использование «стены в грунте» на участках с крупными обломками металлических конструкций, бетона, полуразрушенными каменными кладками, на участках с рыхлым грунтом или пустотами, а также при наличии сильных грунтовых вод не рекомендуется[2].

При применении метода up-down значительно снижается срок дальнейшего строительства при устройстве высотной части или реконструкции здания, что является важным преимуществом.

Данная статья была предназначена для изучения этапов метода up-down в строительстве, данный метод должен получить более широкое применение в российских реалиях. Для этого необходимо найти способы устранения недостатков, ведь благодаря ему увеличивается полезная площадь мегаполисов и вероятность обрушения здания при строительстве или реконструкции сводится к нулю за счет использования перекрытий в качестве распорок.

7. Колесников В.С. Возведение подземных сооружений методом "стена в грунте". Технология и средства механизации. Учебное пособие. ВолГУ, 1999. 144с

8. Голушко, А. Д. Метод «Стена в грунте» / А. Д. Голушко, Е. В. Александрова. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 15 (149). — С. 18-23. — URL: https://moluch.ru/archive/149/42129/ (дата обращения: 16.05.2022).

9. Полезная модель РФ №196962, дата публикации 24.03.2020, авторы: Преснов О. М. и Полынцева Т.А.

TOP-DOWN

полузакрытый метод подземного строительства «Сверху-Вниз»

Применение открытого способа разработки котлована как наиболее технологически простого может быть ограничено различными факторами. Например, ограниченной площадью участка строительства, что характерно для стесненных городских условий, а Временными ограничениями на производство работ нулевого цикла, особенностями геологического строения участка и т.п.

В таких случаях применяются закрытые и полузакрытые способы подземного строительства, к которым и относится методика «Сверху-Вниз», в англоязычной литературе известная как TOP-DOWN.

Актуальность способа

• Наличие трех и более подземных этажей.
• Разработка котлованов геометрически сложной формы.
• Трудность организации распорной системы ограждения котлована или подкосов.
• Сложность или невозможность анкерного крепления ограждения котлована из-за геологических и гидрогеологических условий участка строительства, а также при наличии юридических ограничений со стороны собственников прилегающих участков.
• Необходимость уменьшения деформации грунтов из-за нахождения зданий или сооружений в зоне влияния строительства (исключение или сведение к минимуму затрат на усиление конструкций зданий окружающей застройки).
• Недостаточная площадь участка для размещения строительной площадки (возможен вынос временной строительной площадки на плиту перекрытия нулевого уровня).
• Расположение проектируемого объекта на территории путей сообщения, что предполагает необходимость восстановления движение транспорта в кратчайшие сроки.
• Геологические и гидрогеологические условия, делающие невозможным применение открытых способов строительства.

Сущность метода

Одна из целей применения полузакрытых методов подземного строительства — в кратчайшие сроки после начала работ нулевого цикла «закрыть» вскрытую грунтовую поверхность. Полузакрытые методы позволяет практически полностью исключить открытую разработку котлована.

Основные принципы:

• Ограждение котлована: стена в грунте, буросекущиеся сваи.
• Фундамент: свайный или свайно-плитный.
• Опорная система (при необходимости): постоянные или временные колонны. Временные колонны могут выполняться как железобетонными, так и стальными. Соединение арматурного каркаса плиты перекрытия с такими колоннами осуществляется посредством сварки, нахлестки или муфт.

Дополнительно по периметру плит перекрытий может применяться распорная система для уменьшения деформаций боковых грунтов.

Методика «Сверху-вниз» подразумевает поярусную разработку грунта и последовательную заливку плит перекрытий подземных ярусов. Поярусная разработка грунта может вестись с любой отметки. Как правило, это или нулевая отметка, или уровень пола –1 этажа. В случае разработки с нулевой отметки, требуется выемка грунта только для заливки плиты перекрытия. В случае разработки с –1 уровня, котлован разрабатывается открытым способом до уровня плиты перекрытия между –1 и –2 этажами.

Поярусная разработка котлована может вестись несколькими приемами:

• Опережающее возведение перекрытий. Перекрытие возводится до разработки грунта нижеследующего яруса. При этом бетонирование плиты перекрытия может производиться безопалубочным способом при соответствующей подготовке грунта основания.
• Опережающая выработка грунта. Формирования перекрытия осуществляется после разработки грунта нижеследующего яруса с применением инвентарной опалубки.
• Комбинированный прием. Совмещает оба приема для различных захваток яруса.

Все перекрытия имеют технологические проемы для экскавации грунта, выработка которого осуществляется малогабаритной техникой, а выемка – грейферным способом.

Бетонирование перекрытия включает в себя дополнительный подготовительный этап, обеспечивающий подготовку грунтового основания. Это важно как при использовании опалубки, так и при опережающем возведении перекрытий. Подготовка может осуществляться путем втрамбовывания щебня, устройством песчаной подсыпки, укладкой слоя низкомарочного бетона или ЦПС.

Основные этапы работ

Типовая последовательность строительства нулевого цикла методом TOP-DOWN с опережающим возведением перекрытий:

1. Устройство ограждения котлована (например, «стены в грунте»).
2. Формирование временной опорной системы для подпора плит перекрытий, например, из буронабивных свай. Также, в качестве опорной системы могут выполняться вертикальные конструкции по проекту, что увеличивает скорость возведения здания и уменьшают затраты на возведение временных конструкций.
3. Бетонирование плиты перекрытия на нулевой отметке с технологическим проемом для экскавации грунта –1 подземного яруса.
4. Выемка грунта –1 яруса.
5. Подготовка грунтовой поверхности для формирования перекрытия.
6. Армирование и бетонирование плиты перекрытия между –1 и –2 этажей с технологическим проемом для экскавации грунта –2 подземного яруса.
7. Выемка грунта –2 яруса.
8. Повторение пунктов 5–7 до достижения проектной глубины выработки и заданного количества подземных уровней.
9. Формирование фундаментной плиты, финишные работы по формированию фундамента.

Semi TOP-DOWN

Разновидностью метода «Сверху-Вниз» является комбинированный метод Semi TOP-DOWN, который характерен организацией больших технологических проемов плит перекрытий. Иными словами, по периметру котлована строительство ведется по технологии «Сверху-Вниз» (TOP-DOWN), а в его центральной части – открытым способом по схеме «Снизу-Вверх» (BOTTOM-UP). Таким образом, большая часть земляных работ выполняется открытым способом при помощи экскаватора, меньшая — под защитой перекрытий. Применим при устройстве широких котлованов.

Особенности проектирования и строительства

Методика TOP-DOWN является достаточно сложной при проектировании работ нулевого цикла, что требует выполнение проекта высоко квалифицированными специалистами. Необходима более тщательная увязка архитектурного, конструктивного и инженерного разделов проекта, а также учет ряда дополнительных требований:

• Учет изменений напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и грунтовых оснований при возведении здания.
• Мониторинг на стадиях строительства и эксплуатации, а также оперативная корректировка принятых проектных решений при выявлении отклонений от проектных значений.
• Тщательная увязка конструктивной, расчетной и организационно-строительной частей в рамках проекта производства работ. В том числе разработка проектов общей и специальной технологии строительства.
• Разработка особых требования к регламентам производства строительно-монтажных работ.
• Выбор подрядной строительной организации с опытом строительства нулевого цикла данным методом.

Оценка метода

Как и любая другая технология TOP-DOWN обладает своими достоинствами и недостатками, которые необходимо рассматривать не изолировано, а только в приложении к конкретному проекту.

Преимущества метода

• Незначительные деформации окружающего грунтового массива, минимальное влияние строительства на окружающую застройку по сравнению с другими методами разработки котлованов.
• Возможность проведения СМР в стесненных условиях. Уменьшение необходимой площади для производства работ нулевого цикла достигается за счет компактности котлована в плане и возможности размещения строительной техники на плите перекрытия нулевого уровня.
• Минимальное время вскрытия поверхности. После набора бетоном необходимой прочности плита перекрытия нулевого уровня может эксплуатироваться для размещения строительной техники, для возведения наземной части здания, для движения транспортных средств и т.д.
• Потенциальная экономия на распорной системе.
• Возможность выполнения плит перекрытия любой сложной формы.
• Возможность применения метода UP-DOWN («Вверх-и-Вниз»), позволяющего осуществить одновременно возведение надземной и подземной частей здания.
• Временная распорная система не требуется. Ее роль выполняют плиты перекрытий. Они обеспечивает жесткую распорную систему для ограждения котлована и уменьшают перемещения грунта за пределами котлована.
• Устройство свай может производиться с нулевой отметки.
• Временная опорная система не требуется для котлованов небольших площадей.
• Экономия средств на устройстве опалубки (для метода с опережающим бетонированием перекрытий). Важно понимать, что в этом случае возрастают затраты на устройство подготовки к бетонированию плиты, а также требуются серьезные отделочные работы нижней поверхности перекрытия.
• При применении свайных фундаментов исключается возможность всплытия подземного сооружения.

Недостатки метода

• Требуется специальная мобильная техника для поярусной разработки грунта.
• Технологическая сложность производства работ нулевого цикла.
• Необходимость устройства временных систем вентиляции и освещения.
• Строительство подземной части выполняются медленнее и, как правило, обходится дороже относительно открытых способов.
• Необходимость разработки технологических проемов в плитах перекрытий для разработки нижележащих уровней подземной части (определяется расчетом).
• Вероятна необходимость временной опорной системы для плит перекрытий.
• Сложность узлов сопряжения временных и постоянных конструкций для правильного переноса нагрузок после строительства.
• Необходимость принятия дополнительных мер при разработке котлована в водонасыщенных грунтах. Невозможность применения внешней гидроизоляции.

Технология строительства up-down: преимущества и недостатки

Название этой технологии строительства — «вверх-вниз» — отвечает её особенностям. На нулевом уровне, по земле, обустраивается перекрытие, и стройка идёт одновременно вниз и вверх. Сайт RMNT подробнее расскажет, как и зачем применяется технология up-down, какие у неё плюсы и минусы.

Технология строительства «вверх-вниз» была разработана для условий тесной городской застройки. Чтобы здание занимало меньше места, увеличивается этажность, часть постройки уходит под землю. В многоэтажных домах под землёй обычно строят подземные парковки в несколько уровней, технические помещения. Технология up-down применяется, когда планируется уменьшить воздействие на уже построенные здания вокруг строительной площадки.

Чтобы конструкция была прочной, применяется не обычная опалубка, об обустройстве которой портал Rmnt.ru подробно писал, а метод «стена в грунте». Он заключается в возведении стен из железобетона до рытья котлована. Используются траншеи-щели, в которые заливается раствор по армирующей сетке. Чтобы стенки траншеи не осыпались, применяется специальная тиксотропная (вязкая, текучая при механическом воздействии и почти твёрдая в покое) суспензия из бетонитовой глины. Технология «стена в грунте» позволяет углубляться на 20 метров в различных видах почвы, исключая скальные и с большими пустотами.

Преимущества у строительства по технологии up-down следующие:

1. Уменьшается территория, задействованная под строительство, можно опускаться глубже вниз, делая несколько подземных этажей.

1. Ускоряются темпы строительства. Можно одновременно строить под землёй и заниматься возведением надземных этажей, поднимаясь вверх. Эта особенность и дала название технологии. На практике доказано, что темпы строительства многоэтажного комплекса ускоряются на год-полтора.
2. Можно реконструировать старые здания. Проект по технологии up-down сейчас реализуют в Москве, чтобы реконструировать особняк 1915 года постройки в районе Чистых прудов. Застройщик возвёл свайный железобетонный фундамент и залил трансферную распорную плиту. Она служит нулевой точкой отсчёта, распределяет нагрузку дома на новый фундамент. Одновременно идёт строительство подземного трёхуровневого паркинга и жилых этажей.

Недостатки у технологии строительства «вверх-вниз» существенные:

1. Строительство оказывается более дорогим. Требуется специальная техника для использования метода «стена в грунте».
2. Строить в открытом котловане проще. Когда приходится опускаться под землю постепенно, строя сверху, от подрядчика требуются особые навыки, сложно найти реализатора проекта. Организация логистики и снабжения усложняется.
3. Проводятся тщательные геодезические изыскания, проект требует особой доработки.

С геотехнической точки зрения строительство по технологии up-down — одно из наиболее сложных, требует постоянного мониторинга процесса и тщательной подготовки к нему.

Технология строительства up-down разработана для плотной городской застройки, экономит пространство, уменьшает площадь участка, позволяет реконструировать старые здания и сокращает время работ. Однако, она дорогая и сложная, поэтому в частном строительстве не применяется, хотя вариант интересный и может стать востребованным, если будут сокращены затраты.

Видео по теме