Приводятся современные методы устройства ограждений котлованов, этапности разработки грунта в котловане, работ по водопонижению, водоотливу, закреплению грунтов инъекцией и усилению фундаментов зданий, сопровождающих строительство городских подземных сооружений открытым способом. Рассматриваются составляющие геотехнического сопровождения подземного строительства. Приведены характеристики строительных машин и механизмов, используемых в городском подземном строительстве. Для студентов и аспирантов строительных специальностей вузов, а также для инженерно-технических работников строительных организаций.

Предисловие
Введение

Часть I. Ограждения котлованов при строительстве городских подземных сооружений мелкого заложения
1.1. Организация работ при строительстве городских подземных сооружений
1.2. Подготовительные и вспомогательные работы
1.3. Ограждения котлованов
1.4. Применение способа «стена в грунте»
1.5. Способ up-dawn
1.6. Струйная технология

Часть II. Специальные работы при строительстве городских подземных сооружений
2.1. Искусственное водопонижение и водоотлив
2.2. Замораживание грунтов
2.3. Методы закрепления грунтов инъекцией
2.3.1. Классификация способов закрепления грунта
2.3.2. Физико-химические процессы, лежащие в основе закрепления грунтов инъекцией
2.3.3. Производство тампонажных работ
2.4. Применение свай при усилении оснований и фундаментов
2.4.1. Подводка под здание набивных свай
2.4.2. Усиление фундаментов вдавливаемыми сваями
2.4.3. Буроинъекционные сваи
2.4.4. Сваи, выполненные по разрядно-импульсной технологии (РИТ)
2.4.5. Сваи, устраиваемые с помощью пневмопробойников

Часть III. Геотехническое сопровождение подземного строительства
3.1. Аварийные ситуации при строительстве городских подземных сооружений
3.2. Составляющие геотехнического сопровождения городского подземного строительства
3.3. Геотехническое обоснование применимости различных технологий строительства
3.4. Геотехнический мониторинг

Часть IV. Машины и оборудование, используемые при строительстве городских подземных сооружений мелкого заложения
4.1. Производство земляных работ
4.1.1. Экскаваторы
4.1.2. Бульдозеры
4.1.3. Погружение свай и шпунта
4.1.4. Возведение «стены в грунте»
4.2. Производство бетонных работ

Заключение
Литература

Предисловие

Учебный курс «Технология возведения подземных сооружений» включает в себя изучение технологий устройства подземных и заглубленных сооружений открытым, закрытым (горным) и полузакрытым (up-dawn) способами *. В настоящем учебном пособии рассматриваются специальные работы, сопровождающие возведение подземных сооружений открытым и полузакрытым способами в стесненных условиях городской среды, а также сопутствующие такому строительству проблемы (усиление фундаментов окружающих зданий, методы закрепления грунтов, водопонижение, предотвращение и ликвидация аварийных ситуаций и пр.). Учитывая, что основы теории и практики строительных процессов излагаются в курсе «Технология строительных процессов», а строительные технологии и их структура изучаются в дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений», автором не рассматриваются общестроительные работы, с которыми можно ознакомиться по соответствующей технической литературе, рекомендуемый список которой приводится в конце книги.

[За последние 100—150 лет в нашей стране сложились и параллельно развивались две основные научные школы в области производства подземных работ: первая изучала проблемы, связанные с разработкой подземных ископаемых горными способами, а вторая изначально базировалась на научных и практических достижениях транспортного туннелестроения. Поэтому в учебной и научно-технической литературе, а также в технической терминологии специалистов наблюдаются существенные различия. Настоящее учебное пособие базируется на терминологической базе научной школы подземного строительства, однако, по мере необходимости, в тексте будут даваться необходимые пояснения и «параллельные» названия, связанные с горным делом.]

Автор выражает признательность заведующему кафедрой Подземного строительства и гидротехнических работ Московского государственного строительного университета доктору техн. наук профессору М. Г. Зерцалову за содействие в подготовке этой книги; рецензентам: Лауреату Гос. премии СССР, доктору техн. наук профессору Е. А. Сорочану (НИИОСП им. Н. М. Герсеванова) и доктору техн. наук профессору Ю. Е. Хечинову (Московский государственный строительный университет) за ценные замечания и дополнения к рукописи, а также канд. техн. наук М. Н. Ибрагимову (НИИОСП им. Н. М. Герсеванова) за помощь в подготовке раздела 2.3 и А. С. Коваленко за помощь в оформлении иллюстративного материала.

Введение

В городском подземном пространстве, в основном, размещаются технические объекты обеспечения жизнедеятельности и нормального функционирования современного города, включая:

• инженерные коммуникации и сооружения, трубопроводы различного назначения, кабельные прокладки, общие городские коллекторы, головные сооружения водопровода и канализации, насосные станции, бойлерные, вентиляционные и калориферные камеры, трансформаторные подстанции, центральные тепловые пункты, ремонтно-эксплуатационные комплексы и проч.;
• инженерно-транспортные сооружения: транспортные тоннели автомагистралей, пешеходные переходы, помещения автостанций и вокзалов, гаражи-стоянки;
• торговые и культурно-развлекательные комплексы, помещения зрелищных и административных зданий;
• помещения торговли, общественного питания, коммунально-бытового обслуживания и связи, объекты складского хозяйства и промышленного назначения;
• основные и вспомогательные помещения подземной части жилых зданий;
• защитные сооружения гражданской обороны;
• специальные сооружения.

Большинство перечисленных объектов возводится открытым способом:

• в насыпи;
• в котлованах с незакрепленными откосами;
• в котлованах с использованием временных ограждающих конструкций;
• в котлованах с использованием постоянных ограждающих;
• в котлованах с использованием специальных способов строительства.

При этом городское подземное строительство в подавляющем большинстве случаев ведется в сложных для выполнения строительных работ условиях, к которым относятся:

• устройство котлованов вблизи фундаментов зданий и действующих подземных и заглубленных сооружений, в том числе ниже отметки заложения несущих конструкций;
• устройство котлованов по периметру фундаментов, когда создаются условия для выпирания грунта из-под подошвы и возникновения просадок;
• устройство котлованов при глубине более 4 м с вертикальными стенками;
• закрепление грунта под подошвами фундаментов и в откосах котлованов;
• выполнение работ в действующих производственных цехах и на застроенной территории;
• устройство подземных и заглубленных сооружений в насыпных грунтах, содержащих обломки строительных конструкций и другой строительный мусор, остатки старых фундаментов и заглубленных сооружений и т.п.;
• невозможность применения динамических методов воздействия на грунт вблизи существующих зданий и сооружений, действующих инженерных коммуникаций и пр.;
• необходимость понижения уровня подземных вод ниже отметки заложения фундаментов существующих зданий;
• отсутствие площадей, необходимых для размещения складов строительных материалов и конструкций, оборудования, машин и механизмов, временных зданий и сооружений, подкрановых и подъездных путей;
• ограничение возможности транспортировки крупногабаритных и длинномерных грузов и въезда на площадку средств механизации и транспорта.

Подземное строительство в городских условиях нередко сопровождается специальными работами по улучшению строительных свойств грунтов, поддержанию нормального эксплуатационного состояния прилегающих к строительной площадке зданий, сооружений, транспортных и инженерных коммуникаций, снижению уровня подземных вод и противодействию их проникновения в котлован, а также комплексными работами, направленными на предотвращение всех негативных по отношению к ведущемуся строительству явлений.

Правильность выбора технологии производства основных и вспомогательных работ во многом определяет сроки и стоимость строительства, безопасность и безаварийность строительного процесса.