- Экскаватор для устройства стен в грунте грейферного типа
Комплект направляющих стенок из шлама перед началом земляных работ
Стена в грунте — это метод гражданского строительства, используемый для возведения железобетонных стен в районах с мягким грунтом, близком к открытой воде, или с высоким уровнем грунтовых вод . [1] Этот метод обычно используется для возведения диафрагменных (водоблокирующих) стен, окружающих туннели и открытые выемки, а также для закладки фундаментов . Стены в грунте используются на объектах Superfund для сдерживания отходов или загрязнения и снижения потенциальной будущей миграции компонентов отходов, часто с другими методами обработки отходов. Стены в грунте — это «хорошо зарекомендовавшая себя» технология, но решение об использовании стен в грунте для определенного проекта требует геофизических и других инженерных исследований для разработки плана, соответствующего потребностям этого конкретного места. Стены в грунте могут потребоваться в сочетании с другими методами для достижения целей проекта. [2]
Пока траншея копается для создания формы для стены, она одновременно заполняется шламом (обычно смесью бентонита и воды). Плотный, но жидкий шлам предотвращает обрушение траншеи, обеспечивая внешнее давление, которое уравновешивает внутренние гидравлические силы, а также замедляет поток воды в траншею. Плотность смеси шлама должна тщательно контролироваться и регулироваться для создания правильного внешнего давления, чтобы предотвратить обрушение стен траншеи.
Стены из шлама обычно строятся, начиная с набора бетонных направляющих стен, обычно глубиной 1 метр (3 фута 3 дюйма) и толщиной 0,5 метра (1 фут 8 дюймов). Направляющие стены строятся вблизи поверхности земли, чтобы очертить желаемую траншею для шлама и направлять землеройную технику. Выемка грунта выполняется с помощью специального экскаватора в форме ракушки или гидрофрезы , подвешенной к крану. Экскаватор копает до проектной глубины (или коренной породы) для первого сегмента стены. Затем экскаватор поднимается и перемещается вдоль направляющих стен траншеи, чтобы продолжить траншею с последовательными разрезами по мере необходимости. Траншея все время заполняется шламом, чтобы предотвратить ее обрушение, но заполнение жидкостью позволяет землеройной технике и вынутому грунту перемещаться без помех.
После достижения определенной глубины траншеи в заполненную шламом яму опускается арматурный каркас , и яма заполняется бетоном снизу вверх с помощью бетонолитных труб. Более тяжелый бетон вытесняет бентонитовый шлам, который откачивается, фильтруется и хранится в резервуарах для использования в следующем сегменте стены или перерабатывается.
Стены из грунта последовательно расширяются, чтобы огородить территорию, блокируя попадание в нее воды и размягченной земли. После того, как бетон затвердеет, можно продолжить раскопки в пределах теперь уже огражденной бетонной стеной области. Чтобы предотвратить обрушение бетонной стены в недавно выкопанную область, устанавливаются временные опоры, такие как распорки или внутренние поперечные балки. После завершения конструкция, построенная в огражденной области, обычно поддерживает стену, так что распорки или другие временные крепления можно при желании удалить.
Техника «стена в грунте» была впервые внедрена в 1950-х годах во время раскопок Красной линии Миланского метрополитена в Италии компанией ICOS (Impresa Costruzioni Opere Specializzate). Эта новая технология стала важным компонентом метода прокладки туннелей сверху вниз, также известного как Metodo Milano («Миланский метод»). [3]
Строительство стен в грунте использовалось в 1967–1968 годах для строительства «ванны» , которая окружала фундаменты большей части Всемирного торгового центра в Нью-Йорке. [4] В 1980-х годах проект Red Line Northwest Extension в Бостоне был одним из первых проектов в США, в котором использовалась современная форма технологии с гидрофрезами и «методом Милана». Стены в грунте также широко использовались в проекте тоннеля Big Dig в Бостоне в 1990-х годах .
Проектирование стены в грунте (стены в грунте) включает проектирование толщины стены и армирования. Толщина стены в грунте в предварительном проекте обычно устанавливается около 4-8% от глубины выемки. Проектирование стены в грунте осуществляется на основе изгибающего момента и огибающей сдвига, полученных из анализа напряжений . При проектировании таких подземных стен ширина блока рассматривается как один метр, а стена анализируется в условиях плоской деформации . Поскольку отношение длины к ширине выемок, как правило, велико, можно предположить условия плоской деформации. [5]
В однофазной диафрагменной стене, также известной как «стена-отсекатель», связующее вещество (обычно цемент) добавляется к поддерживающей жидкости, так что поддерживающая жидкость затвердевает без обмена. [6] Одним из применений для этого типа конструкции является уплотнение полигона , которое должно быть впоследствии модернизировано.
стены из шлама была намеренно оставлена открытой в зале фундамента Национального мемориального музея 11 сентября, открытие которого запланировано на следующий год.
