Министерство высшего и среднего специального образования СССР

Научно-исследовательский институт
организации и управления в строительстве
при МИСИ им. В.В. Куйбышева

Согласовано
с начальником технического управления
Минтяжстроя Казахской ССР
В.В. Кимом

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗВЕДЕНИЯ ТРАНШЕЙНЫХ
СТЕН И ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС

Москва 1983

Содержание

Рецензент - трест Гидроспецфундаментстрой (начальник Московского спецуправления А.Н.Басиев)

Научный редактор - к.т.н. Н.С. Четнркин

В рекомендациях излагаются принципы проектирования рациональной организации работ по возведению заглубленных объектов в сложных грунтовых условиях, требования к конструктивным и организационно-технологическим решениям по возведению таких объектов способом "стена в грунте". Даны рекомендации по определению области рационального применения способа "стена в грунте" по сравнению с традиционными способами строительства. Изложены методические основы формирования рациональной организационной структуры строительных подразделений, выполняющих специальные работы.

Предназначены для работников строительных организаций, проектных и проектно-технологических институтов, для использования их при разработке проектной документации ПОС и ППР, внедрении новой техники, экспертизе проектной документации на строительство объектов в сложных грунтовых условиях.

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 гг. и на период до 1990 года" в качестве одного из главных направлений совершенствования капитального строительства предусмотрено широкое внедрение прогрессивных и экономичных проектных решений.

Актуальность реализации этого направления в области строительства заглубленных сооружений обусловливается все большим освоением малопригодных для строительства земель, возведением объектов в сложных грунтовых и гидрогеологических условиях, в стесненных условиях городской застройки, в районах со сложными климатическими условиями.

Строительство заглубленных объектов в открытых котлованах при заложении подошвы сооружений на глубину 5 и более метров требует выполнения значительных объемов земляных работ, что ведет к росту расходов строительных материалов, людских и энергетических ресурсов.

В последнее десятилетие в СССР при возведении несущих, ограждающих и противофильтрационных конструкций стал шире применяться способ "стена в грунте". Накоплен большой опыт строительства при различных гидрогеологических и производственных условиях, создан обширный парк машин и механизмов для производства работ, разработаны разнообразные технологические приемы, т.е. созданы предпосылки для повышения технико-экономической эффективности строительства заглубленных сооружений.

Совершенствование организации строительства заглубленных сооружений возможно лишь при комплексном подходе, т.е. при тесной взаимосвязанности проектирования конструкций, возведения объектов и организационных форм управления строительством.

В 1977-1981 гг. НИИОУС, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, организации Минтяжстроя КазССР проводили исследования по определению эффективных способов строительства нулевых циклов, совершенствованию методов проектирования организации строительства заглубленных сооружений и методов проектирования рациональной организационной структуры строительных подразделений.

В рекомендациях излагаются основные понятия и требования, предъявляемые к конструктивным решениям, организации и технологии работ, выполняемых способом "стена в грунте".

Для определения рациональных способов защиты объектов от подземных вод на период строительства (использование противофильтрационных завес, возводимых способом "стена в грунте", установок типа ЛИУ, УВВ, скважин глубинного водопонижения) НИИОУС разработан комплект программ для ЭВМ Минск-32. Кроме того, разработана методика определения рациональной структуры строительных организаций, ведущих работы по возведению заглубленных сооружений.

Разнообразные климатические, географические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия обусловливают необходимость учета влияния этих: факторов при проектировании рациональной организационной структуры: необходимо ли сконцентрировать рассматриваемые работы в одной крупной организации типа треста, или более целесообразно произвести их рассредоточение по большому числу мелких организаций? Должны ли эти организации производить какие-либо еще работы, кроме выполняемых способом "стена в грунте"?

В результате экспериментальных расчетов, выполненных на примере строительных организаций Минтяжстроя Казахской ССР, НИИОУС разработал предложения по рациональной организационной структуре подразделений, выполняющих работы нулевого цикла.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящими методическими рекомендациями можно руководствоваться при устройстве траншейных (свайных) стен подземных частей зданий и сооружений, противофильтрационных завес и отдельных конструкций способом "стена в грунте" в сложных гидрогеологических условиях в промышленном, жилищно-гражданском, транспортном и коммунальном строительстве.

В основу рекомендаций положены результаты научных исследований, обобщение отечественного и зарубежного опыта строительства и проектирования заглубленных сооружений, выполняемых способом "стена в грунте",

1.2. При проектировании и устройстве подземных сооружений способом "стена в грунте" кроме настоящих методических рекомендаций следует руководствоваться нормативными документами, рекомендациями и руководствами [1-10, 14, 22-23,26-28], а также соответствующими главами СНиПов в зависимости от применяемых в проекте материалов и конструкций.

1.3. Целесообразность применения способа "стена в грунте" определяется путем технико-экономического сопоставления со способами опускного колодца, возведения конструкций в открытом котловане, водопонижения и т.д.

1.4. Проектная документация должна отвечать требованиям Инструкции о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий зданий и сооружений (СН 202-81*) [7].

1.5. Проект организации строительства и производства работ при устройстве траншейных (свайных) стенок, противофильтрационных завес способом "стена в грунте" разрабатывается в соответствии со СНиП III-1-76 "Организация строительного производства" и с учетом настоящих методических рекомендаций.

2. ОСОБЕННОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗАГЛУБЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

2.1. Способ "стена в грунте" основан на устройстве монолитных, сборных и сборно-монолитных несущих или ограждающих конструкций, противофильтрационных завес в глубоких узких траншеях, отрытых под глинистой суспензией, которая создает избыточное гидростатическое давление на стенки траншеи и не допускает их обрушения.

Устойчивость траншеи обеспечивается также маловодопроницаемой глинистой коркой, образующейся на стенках траншей.

2.2. Возведение подземных частей зданий и сооружений и противофильтрационных завес способом "стена в грунте" допускается на площадках с любыми гидрогеологическими условиями, за исключением тех случаев, когда они сложены крупнообломочными породами с незаполненными пустотами, текучими илами или плывунами, расположенными у поверхности, грунтами с карстовыми явлениями, грунтами с высокими коэффициентами фильтрации, не дающими возможности образования глинистой корки, а также при пересечении траншеей пластов с напорными водами и при высокой скорости подземных вод.

2.3. Способом "стена в грунте" можно выполнять:

- в промышленном строительстве: коммуникационные тоннели и технологические подвалы, приемные бункера и маслоподвалы прокатных цехов, подземные части силосов и бункеров для хранения различных материалов, подземные части атомных реакторов, а также подземные части других промышленных сооружений, различные фундаменты глубокого заложения, временные противофильтрационные завесы для защиты котлованов от подземных вод, противофильтрационные завесы, ограждающие хвостохранилища производственных отходов, укрепление берегов рек и водоемов;

- в жилищно-гражданском строительстве: подземные части высотных зданий, подземные гаражи, складские помещения, различные здания социально-бытового назначения, временные противофильтрационные завесы для защиты котлованов от подземных вод;

- в транспортном строительстве: транспортные развязки и проезды, различные пешеходные переходы, тоннели, депо и станции метрополитена, подземные автомагистрали, временные противофильтрационные завесы для защиты котлованов от подземных вод;

- в коммунальном строительстве: инженерные сооружения (водопровод, канализация, различные камеры, колодцы сточных вод, водозаборы, канализационные коллекторы, различные резервуары), временные противофильтрационные завесы для защиты котлованов от подземных вод.

2.4. Стены могут выполняться из отдельных свай (свайные стены) или в виде сплошных и прерывистых лент (траншейные стены) и иметь любые размеры и форму в плане.

2.5. Конструкции, выполненные способом "стена в грунте", в зависимости от поперечного сечения подразделяются на консольные стены, стены с одно- и многоярусным креплением распорками, стены с одно- и многоярусным креплением анкерными устройствами по высоте, стены круглых в плане или многоугольных, вписанных в круг сооружений, свободно стоящие стены.

2.6. Устойчивость траншейных стен в период разработки грунта внутри сооружения обеспечивается защемлением стен в грунте или устройством поверхностных и грунтовых анкеров, установкой распорок в один или несколько рядов.

2.7. Анкерные устройства служат для восприятия опрокидывающего момента, действующего на конструкцию ограждающей стены от бокового давления грунта и воды, расположенной выше дна котлована, а также для уменьшения толщины стены за счет частичного снятия с нее нагрузки.

2.8. Анкеры рекомендуется применять при следующих условиях:

- в котлованах при расстоянии между противоположными стенами более 16-18 м, когда установка временных распорок приводит к необоснованному расходу дефицитных материалов;

- для сооружений со сложной конфигурацией в плане или не имеющих противоположной стенки, пригодной для крепления распорок, когда установка распорок становится невозможной;

- если установка временного крепления исключает возможность механизированной разработки грунта.

2.9. Анкерные устройства не рекомендуется применять на площадках с просадочными, заторфованными, илистыми грунтами и плывунами, глинистыми грунтами текучей консистенции, а также на геологически неустойчивых площадках (где могут быть оползни, карсты).

2.10. Рабочая часть грунтового анкера должна находиться за пределами призмы обрушения грунта.

2.11. При многорядном креплении стенок анкеры рекомендуется выполнять с одинаковым углом наклона.

2.12. Количество анкеров в плане и по высоте определяется расчетом в зависимости от несущей способности анкеров.

2.13. Выбор типа анкеров следует производить с учетом расчетных нагрузок на анкеры, геологических и гидрогеологических условий строительной площадки, принятых методов производства работ, оснащенности строительной организации необходимыми механизмами и материалами.

2.14. Противофильтрационные завесы подразделяются:

- по длительности службы - на постоянные и временные;

- по расположению относительно водоупора - на совершенные и несовершенные. Совершенные завесы полностью перекрывают область фильтрации и плотно сопрягаются с водоупором вследствие врезки в него. Несовершенные или висячие завесы не полностью перекрывают область фильтрации и поэтому обтекаются фильтрационным потоком на участках, которые не сопряжены плотно с водоупором;

- по расположению относительно защищаемого от фильтрации объекта - на замкнутые и незамкнутые;

- по характеру статической работы и материалу - на пластичные, жесткие и эластичные. Пластичные завесы выполняются из маловодопроницаемого грунта: глины, тяжелого суглинка, специальных глиногрунтовых паст; жесткие - из сборного или монолитного бетона, железобетона. В особых случаях завесы временного назначения могут выполняться из дерева или металла. Эластичные завесы выполняются из синтетических пленок, защищенных от повреждения слоем строительного материала.

3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ВОЗВЕДЕНИЮ ОБЪЕКТОВ СПОСОБОМ "СТЕНА В ГРУНТЕ"

Общая схема возведения подземных частей зданий и сооружений способом "стена в грунте" определяется объемно-планировочными решениями, формой сооружения в плане, конструкциями и способами обеспечения устойчивости стен, а также материалами и расположением стен относительно водоупора.

Возведение несущих или ограждающих конструкций ведется с дневной поверхности (на всю глубину конструкции), либо со дна пионерного котлована, с последующим наращиванием стен до проектной отметки. Устройство днищ внутренних конструкций производится традиционным способом ¹.

¹ В рекомендациях устройство днищ и внутренних конструкций не рассматривается.

Технология способа "стена в грунте" предусматривает планировку строительной площадки под заданную отметку, разработку пионерной траншеи, устройство форшахты, разработку траншеи под глинистой суспензией или без нее, возведение конструкций стен с устройством стыков и сопряжений, бетонирование пояса жесткости, поярусную разработку грунтового ядра (с использованием водоотлива или водопонижения в случае необходимости), устройство постоянных или временных креплений (распорки, анкеры), заделку стыков, возведение внутренних конструкций сооружений (днища, перекрытия, стены, перегородки).

3.1. Материалы для устройства "стен в грунте" и анкерных креплений

3.1.1. Глины и глинистые суспензии

3.1.1.1. Для приготовления глинистой суспензии используются, как правило, бентонитовые глинопорошки и глины. При их отсутствии применяются местные жирные глины, имеющие число пластичности не менее 0,2, содержание частиц размером крупнее 0,05 мм не более 10 %, частиц мельче 0,005 мм - не менее 40 %. Пригодность местных глин определяется лабораторным анализом глинистой суспензии, приготовленной из этих глин.

3.1.1.2. Глины, применяемые для приготовления глинистой суспензии, должны обладать тиксотропией (способностью загустевать, превращаясь в гель в спокойном состоянии и вновь становиться жидкими, превращаясь в золь от перемешивания, встряхивания или от другого механического воздействия), что позволяет сохранять параметры глинистой суспензии неизменными в течение продолжительного времени.

3.1.1.3. Степень пригодности глин для приготовления глинистых суспензий рекомендуется оценивать показателем суточной стабильности четырехпроцентной глинистой суспензии, приготовленной в 0,2 % растворе окиси магния. Этот показатель по ГОСТу 21282-75 называется бентонитовым числом.

Для приготовления глинистой суспензии рекомендуются глины с бентонитовым числом не ниже 7.

3.1.1.4. Важной характеристикой глин, применяемых для приготовления глинистой суспензии, является величина набухания и емкость обмена. Тонкодисперсные бентонитовые глины состоят, в основном, из минерала монтмориллонита, обладающего высокой набухаемостью и большой емкостью обмена.

Бентонитовые суспензии, по сравнению с суспензиями из других глин, являются стабильными при незначительной плотности (ρ = 1,04-1,08 г/см³). Расход бентонитовых глин на приготовление 1 м³ раствора в 2-4 раза меньше, чем других глин.

3.1.1.5. Вода для приготовления глинистой суспензии должна быть пресной, иметь жесткость не более 12° и отвечать требованиям ГОСТа "Бетон гидротехнический. Материалы для его приготовления". Последовательность введения в воду химических реактивов и утяжелителей для приготовления глинистой суспензии, их количество и время перемешивания задаются на основании лабораторных исследований.

3.1.1.6. Состав и свойства глинистой суспензии определяются требованиями обеспечения устойчивости траншей (скважин) на время их устройства и заполнения.

3.1.1.7. Параметры глинистой суспензии должны соответствовать конкретным геологическим и гидрогеологическим условиям строительной площадки и отвечать следующим требованиям СНиП III-9-74 [14]:

- вязкость - 18-30 с (по прибору СПВ-5);

- водоотделение - не более 4 %;

- стабильность - не более 20 кг/м³ (по приборам ЦС-1, ЦС-2);

- содержание песка, характеризующее степень загрязненности суспензии - до 4 % (по прибору ОМ-2);

- водоотдача - не более 30 см³ за 30 мин (по прибору ВМ-6);

- плотность - в пределах 1,05-1,15 г/см³ при использовании бентонитовых глин и 1,15÷ 1,3 г/см³ при использовании других глин.

3.1.1.8. Для получения глинистой суспензии повышенной плотности, необходимой при пересечении траншеями напорных водоносных пластов или неустойчивых грунтов, рекомендуется добавлять в глинистую суспензию молотый барий, окиси железа, колошниковую пыль и другие материалы, имеющие повышенный удельный вес.

3.1.1.9. Для сокращения утечки глинистой суспензии в процессе экскавации траншеи в гравелистых и трещиноватых грунтах в нее добавляют древесные опилки, измельченные пластмассовые отходы, костру, волокнистые отходы и др.

3.1.1.10. В зимнее время в глинистую суспензию для предотвращения ее замерзания рекомендуется делать противоморозные добавки, которые не должны ухудшать качественных показателей самой суспензии.

3.1.1.11. Для приготовления глинистых суспензий целесообразно применять натриевые бентонитовые глины. Эти глины обладают высокой пептизацией в воде и дают возможность получения из них стабильных тиксотропных суспензий.

Глинистая суспензия, приготовленная на тонкодисперсных натриевых бентонитовых глинопорошках, не требует дополнительной обработки.

3.1.1.12. При использовании местных жирных комовых глин для приготовления глинистой суспензии необходимо добавлять бентонитовые глины или химические реагенты.

3.1.1.13. Количество и вид применяемого химического реагента определяется лабораторным путем для каждого вида глины индивидуально.

В качестве химических реагентов применяются: каустическая и кальцинированная сода, жидкое стекло, гидрофосфат натрия, фтористый натрий и др. Химические реагенты, как правило, вводятся в виде водных растворов с целью обеспечения равномерного смешивания с глинистыми частицами.

3.1.1.14. Для достижения максимальной диспергации глинистых частиц в результате химической обработки Рн раствора должен быть 9-12.

При этих условиях получают максимальную стабильность и наиболее ярко выраженную тиксотропность глинистой суспензии.

3.1.1.15. Первоначальные параметры глинистой суспензии в процессе разработки траншей (скважин) изменяются вследствие насыщения частицами разрабатываемого грунта, в результате чего становится невозможным дальнейшее использование суспензии по назначению, поэтому необходимо производить регулирование ее параметров.

3.1.2. Бетонные смеси

3.1.2.1. Приготовление бетонной смеси, применяемой для производства работ способом "стена в грунте", и бетонирование должны производиться в соответствии с указаниями СНиП III-15-76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. Правила производства и приемки работ".

3.1.2.2. Для бетонирования необходимо применять литые бетоны с осадкой конуса 16-20 см, со сроком схватывания не менее 2 ч., с сохранением подвижности в течение 40 мин, и крупностью заполнителя не более 50 мм.

3.1.2.3. Для получения бетонов требуемых технологических параметров (повышенной подвижности, связности и замедленного схватывания) вводятся химические добавки в соответствии с Рекомендациями по применению химических добавок в бетон [26].

3.1.2.4. Защита конструкции заглубленного сооружения от воздействия агрессивной среды обеспечивается повышением плотности бетона за счет использования определенного сорта цемента в соответствии со СНиП II-28-73 (1980 г.) "Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования".

3.1.3. Арматурные каркасы

3.1.3.1. Из конструкций, выполняемых способом "стена в грунте", армированию подлежат только несущие. Армирование стен рекомендуется выполнять пространственными каркасами, предварительно изготовленными на специализированных заводах или цехах. В случае невозможности изготовления единого каркаса на захватку (по условиям производства и транспортирования) их делают составными и перед монтажом в траншее укрупняют.

3.1.3.2. Арматурные каркасы необходимо выполнять в соответствии с требованиями СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования", СНиП 3-15-76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. Правила производства и приемки работ".

3.1.3.3. Рабочие стержни пространственных каркасов необходимо выполнять из арматуры периодического профиля класса А-II, А-III, А-IV, а поперечные стержни и распределительную арматуру из круглой арматурной стали класса A-I. Стыки стержней должны располагаться вразбежку.

3.1.3.4. Размеры пространственных каркасов должны обеспечивать армирование одной захватки.

3.1.3.5. Длину арматурного каркаса рекомендуется принимать на 10-15 см меньше длины захватки.

3.1.3.6. Для фиксации каркаса в траншее, предохранения его от повреждения и обеспечения защитного слоя бетона армокаркас снабжается салазками, выполняемыми в виде скоб из полосовой стали. Количество салазок с каждой стороны каркаса должно быть не менее четырех.

3.1.3.7. Ширина арматурного каркаса с салазками должна быть на 5-10 см меньше ширины траншеи.

3.1.3.8. В верхней части армокаркас должен иметь петли или специальные приспособления для подъема и фиксации его на форшахте.

3.1.3.9. В каркасах должны быть предусмотрены проемы для бетонолитных труб. Расстояние между проемами определяется проектом с учетом величины захватки и производительности используемого при бетонировании оборудования.

3.1.3.10. Закладные элементы должны крепиться к арматурному каркасу.

3.1.4. Сборные и сборно-монолитные конструкции

3.1.4.1. При устройстве сборных или сборно-монолитных "стен в грунте" используются сборные железобетонные элементы заводского изготовления.

3.1.4.2. Сборные "стены в грунте" выполняются в виде панелей, установленных на дно траншеи или подвешенных на форшахту, с последующим тампонированием застенного пространства между гранями панелей и стенками траншеи, с фиксацией панели по оси траншеи.

Расположение сборных элементов в конструкции стены зависит от конструктивной схемы сооружения.

3.1.4.3. Толщина сборных панелей определяется расчетом и должна быть не менее чем на 10-15 см меньше ширины траншеи.

3.1.4.4. Сборные элементы необходимо выполнять из бетона марки не ниже 300.

3.1.4.5. Стыки между сборными элементами могут быть рабочими и монтажными. Рабочий стык должен быть равнопрочен сечению сборного элемента.

3.1.4.6. Панели должны быть рассчитаны на нагрузки, возникающие при эксплуатации, транспортировании и монтаже.

3.1.4.7. Для выполнения сопряжений с внутренними перегородками, днищем и другими конструкциями в сборных элементах необходимо предусматривать выпуски арматуры, закладные элементы или штрабы.

3.1.4.8. Сборно-монолитные "стены в грунте" выполняются в виде сборной панели (с монолитными сердечниками или опирающейся на монолитную часть стены), либо в виде двухслойной панели, одна часть которой (выполненная из сборной плиты) имеет выпуски арматуры, а вторая представляет монолитную конструкцию, устраиваемую непосредственно в траншее.

3.1.4.9. Выпуски арматуры из сборных конструкций, обеспечивающие совместную работу сборно-монолитных элементов, должны выполняться в соответствии с требованиями по армированию монолитных конструкций.

3.1.5. Противофильтрационные материалы

3.1.5.1. Для устройства противофильтрационных завес применяются твердеющие заполнители (бетоны или глиноцементные растворы) и нетвердеющие заполнители (комовая глина, суглинок, заглинизированный грунт, глинопаста).

3.1.5.2. Требования к бетону, укладываемому в тело противофильтрационной завесы, такие же, как при устройстве несущих и ограждающих конструкций.

3.1.5.3. Глиноцементный раствор для заполнения траншей должен отвечать следующим требованиям: расплыв по конусу АЗНИИ - 12-14 см; плотность - 1,5-1,8 г/см³; выход камня при затвердении - не менее 98 %,

Для приготовления глиноцементного раствора применяются глины и суглинки с содержанием частиц размером менее 0,05 мм в пределах 30 %, цементы любой марки, химически стойкие к подземным водам, пески мелкие и средней крупности.

3.1.5.4. Комовая глина должна быть плотной, медленно размокаемой в воде, иметь выраженную комовую структуру в насыпи: основная масса комьев должна быть размером не менее 10 см, максимальный размер комьев не должен превышать 1/3 ширины траншеи, природная влажность должна быть близка к пределу раскатывания, консистенция твердая, полутвердая или тугопластичная.

3.1.5.5. Глинопасты, приготовленные из местных комовых глин или суглинков, должны удовлетворять условиям укладки их в тело завесы и проектным требованиям к водопроницаемости завесы.

3.1.5.6. Материал для заполнения выбирают путем технико-экономического сопоставления, учитывая при этом величину возможного напора подземных вод, срок работы завесы и вмещающего ее грунтового массива.

При этом следует учитывать, что при определенных нагрузках возможно нарушение завесы (твердеющие материалы подвержены трещинообразованию, нетвердеющие - значительному сжатию с изменением деформационных и прочностных свойств).

3.2. Механизация разработки грунта под глинистой суспензией и способы ее приготовления

3.2.1. Комплекс оборудования для строительства способом "стена в грунте" включает в себя устройство для проходки глубоких узких траншей, оборудование для приготовления, хранения и транспортирования глинистой суспензии, оборудование для регенерации при необходимости отработанной глинистой суспензии.

3.2.2. Оборудование, применяемое для разработки траншей под глинистой суспензией и устройства стен, подразделяется на специализированное, изготовленное для производства работ способом "стена в грунте", и неспециализированное (общестроительное).

3.2.3. К неспециализированному оборудованию относятся общестроительные серийно выпускаемые отечественной промышленностью экскаваторы (драглайн, многоковшовые и одноковшовые экскаваторы) и буровые установки для производства буронабивных свай.

3.2.4. При устройстве траншей способом "стена в грунте" применяют землеройные машины, технические характеристики которых приведены в прил. 1.

3.2.5. При большой протяженности сооружений, устраиваемых способом "стена в грунте", и глубине до 10-12 м эффективно использовать экскаватор с удлиненной рукоятью (конструкции НИИОСПа) и установку для устройства тонкой противофильтрационной завесы.

3.2.6. Выбор оборудования для приготовления глинистой суспензии зависит как от производительности и типа землеройной машины, так и от применяемых исходных материалов (глинопорошок или комовые глины).

3.2.7. При строительстве способом "стена в грунте" применяются стационарные или передвижные глинорастворные узлы. Передвижной тип глинорастворного узла следует применять при устройстве сооружений большой протяженности.

Глинорастворный узел состоит из глиномешалки, накопительной емкости, склада глинопорошка или комовой глины, узла подачи глиноматериала в глиномешалку, насосов для подачи воды и глинистой суспензии, пульта управления и при необходимости узла очистки глинистой суспензии. ¹

¹ С 1982 г. Тюменским заводом Минстройдормаша начат серийный выпуск глинорастворного узла С-137, разработанного ВНИИстройдормашем по техническому заданию НИИОСП им. Герсеванова Госстроя СССР.

3.2.8. Глинистая суспензия приготавливается в смесителях двух типов: механических и гидравлических. К механическим смесителям относятся лопастные и турбинные мешалки и фрезерно-струйные мельницы.

Основные технические характеристики применяемых глиносмесителей даны в прил. 2.

3.2.9. Подача глинистой суспензии в траншею осуществляется насосами. Для глинистых суспензий с плотностью выше 1,1 г/см³ следует применять поршневые насосы, при меньшей плотности глинистой суспензии целесообразно использовать центробежные насосы. Технические характеристики насосов приведены в прил. 3. Для повторного использования в траншее глинистая суспензия должна быть очищена от взвешенных частиц грунта. Если при разработке траншеи грейферным механизмом допускается двух - трехразовое использование глинистой суспензии без очистки, то при применении буро-фрезерных машин очистка суспензии происходит сразу же при выдаче глиногрунтовой пульпы на поверхность.

3.2.10. Подача глинистой суспензии в траншею и обратная откачка ее должны производиться по быстроразъемным трубопроводам или лоткам грязевыми насосами и растворонасосами, эрлифтами и эжекторами.

3.2.11. Очистка зашламованной глинистой суспензии производится виброситами грубой очистка (от фракций размером более 3 мм) и гидроциклонами тонкой очистки (от фракций размером 0,05-3 мм), при одновременной тонкой и грубой очистке глинистой суспензии применяют шламоотделители и ситогидроциклонные установки.

3.2.12. Приготовление глинистой суспензии на строительной площадке с заданными показателями производят в следующем порядке: заполняют глиносмеситель водой из расчета 0,75 объема глиномешалки; засыпают расчетное количество реагента, если это предусмотрено, перемешивая состав 5-7 мин.; загружают при постоянном перемешивании порциями глину в требуемом количестве; доливают воду до расчетного объема и перемешивают в течение 20-30 мин; сливают готовую суспензию в накопительную емкость.

3.2.13. Количество глины (p_j), необходимой для получения 1 м³ глинистой суспензии заданной плотности, рассчитывается по формуле

                                                                                                                 (3.1)

где ρ₂ - плотность глины, кг/м³;

ρ_Р. - требуемая плотность глинистой суспензии, кг/м³;

р_в - плотность воды.

3.2.14. Глинистые суспензии подбирают и испытывают в лабораторных условиях, а контроль их параметров осуществляют на строительной площадке.

При подборе параметров суспензии следует добиваться минимальной водоотдачи, и отстоя при сохранении в нужных пределах остальных параметров.

Параметры глинистой суспензии определяют приборами, входящими в комплект переносной полевой лабораторий ЛГР-3 (изготовитель - Бакинский приборостроительный завод).

3.2.15. В начальной стадии работ производит контроль, а при необходимости регулирование всех параметров глинистой суспензии. В дальнейшем производят контроль параметров приготавливаемой суспензии не менее шести раз за смену. Результаты контроля заносят в специальный журнал.

3.2.16. При производстве работ в зимних условиях глинорастворное хозяйство должно быть размещено в утепленной помещении, а трубопроводы защищены от промерзания. Для приготовления суспензии зимой следует использовать воду с температурой +10°-+40 ° С.

3.2.17. Глины должны храниться на приобъектных складах, на специальных площадках под навесом, предохраняющим глинопорошки от увлажнения.

Для растаривания глин, хранящихся в бумажных мешках, необходимо пользоваться специальными приспособлениями, например, растарочной установкой НИИСП Госстроя УССР или механизмом для разрыва мешков Гипронефтемаша.

Запас глин на приобъектном складе определяется расчетом, но должен быть не менее чем на 10 дней работы.

3.3. Возведение монолитных, сборных, сборно-монолитных конструкций способом "стена в грунте" и устройство анкерных креплений

3.3.1. При устройстве "стен в грунте" из монолитного железобетона работы должны выполняться в такой последовательности: отрывка пионерной траншеи, устройство форшахты, заполнение пионерной траншеи глинистой суспензией, разработка траншеи, монтаж ограничителей захваток, очистка дна траншей от осадка, установка и фиксация на форшахте арматурных каркасов, укладка бетонной смеси в захватку.

3.3.2. Пионерные траншеи устраиваются на тщательно спланированной строительной площадке под заданную отметку.

Осевые линии пионерной траншеи должны совпадать с осевой линией рабочей траншеи и стен. Глубина пионерной траншей принимается от 800 до 1500 мм в зависимости от грунтовых условий площадки (меньшая - для прочного, плотного грунта естественного сложения, большая - для неуплотненных насыпных грунтов и при высоком уровне подземных вод).

3.3.3. Крепление верха траншеи устраивается с обеих сторон стенки. Эта конструкция называется форшахтой.

3.3.4. Форшахта предназначена для определения высотных отметок возводимых подземных конструкций; предохранения верхней части рабочей траншеи от обрушения в результате работы землеройных машин или размывающего воздействия глинистой суспензии при колебании ее уровня; создания дополнительного гидростатического давления на стенки траншей.

3.3.5. Выбор типа форшахты определяется нагрузками, оказываемыми на верхнюю часть траншей землеройными и транспортными машинами, навешиваемыми на форшахту конструкциями (каркасы, панели, бетоноукладочное оборудование), а также возможностью дальнейшего использования форшахты в качестве постоянного элемента сооружения.

3.3.6. Форшахта может быть выполнена из монолитного, сборно-монолитного и сборного бетона и железобетона, а в отдельных случаях из металла. Толщина стенок из бетона, железобетона 200-300 мм. Расстояние между стенками форшахты принимается на 40-100 мм больше ширины грейфера или рабочего органа буровой установки; марка бетона принимается не ниже - "200"; армирование производится сетками из арматуры Ø = 10-14 мм с ячейкой 200×300 мм, которые устанавливаются в середине сечения форшахты.

3.3.7. С целью сокращения сроков возведения, форшахта, как правило, должна быть сборной, а для предохранения от боковых и продольных смещений иметь жесткие болтовые крепления в местах стыков или металлические закладные детали с быстроразъемными замками.

3.3.8. По всей длине форшахты рекомендуется через каждые 1,5-2,0 метра устанавливать временные распорки для предотвращения деформации и обрушения стенок. На рабочей захватке эти распорки снимаются.

3.3.9. Величина захватки определяется производительностью бетоноукладочного оборудования и оговаривается в проекте.

3.3.10. Ограничители захваток опускаются в траншею крановым оборудованием с таким расчетом, чтобы конец ограничителя был заглублен в дно траншеи, а ребра врезаны в стенки траншеи на 10 см.

Верх ограничителя крепится к форшахте для обеспечения его неподвижности при укладке бетонной смеси в захватку.

3.3.11. Ограничители в виде железобетонных свай могут оставляться в теле стены и входить в ее конструкцию.

Ограничители в виде металлических диафрагм могут входить в конструкцию арматурного каркаса и монтироваться вместе с ним.

Ограничители в виде металлических труб устанавливаются только на период бетонирования захватки и удаляются после начала схватывания бетона.

3.3.12. Бетонирование конструкции под глинистой суспензией рекомендуется производить способом вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ) или ВПТ с вибрацией, или способом восходящего раствора (ВР) - гравитационным, инъекционным.

3.3.13. Технология бетонирования способом ВПТ под глинистой суспензией аналогична бетонированию способом ВПТ под водой.

В процессе бетонирования вытесняемую бетоном глинистую суспензию следует отводить по специальным лоткам в соседнюю захватку или откачивать в резервную емкость.

3.3.14. Подачу бетона необходимо прекращать после появления на уровне траншеи чистой бетонной смеси. Верхний слой бетона, загрязненный глинистой суспензией, рекомендуется удалять.

3.3.15. Монтаж арматурного каркаса и укладку бетона необходимо выполнять в возможно короткий срок в строгом соответствии с проектом производства работ, не допуская перерыва в бетонировании захватки.

3.3.16. Длина захватки принимается 3-6 метров для обеспечения устойчивости траншей и принятой интенсивности бетонирования.

В случае разработки траншей непрерывным методом размер захватки определяется установкой ее ограничителя.

3.3.17. При бетонировании траншей напорным методом (ВР) применяют бетононасосы, при этом величина захватки определяется количеством и производительностью бетононасосов и указывается в проекте.

3.3.18. При выполнении работ в зимних условиях (до температуры -15 °С) проектом производства работ должно быть предусмотрено утепление оборудования для приготовления, перекачки и очистки глинистой суспензии, закрытие разработанных участков траншей утепленными щитами, а также защита свежеуложенного бетона от промораживания. При этом работы ведутся круглосуточно по скользящему графику без выходных дней.

3.3.19. Все работы, начиная с очистки дна траншеи от осадка, должны быть освидетельствованы и оформлены актами на скрытые работы.

3.3.20. Возведение конструкций способом "стена в грунте" из сборных железобетонных изделий должно выполняться в соответствии с требованиями СНиП [2] и других нормативных документов.

3.3.21. Условия изготовления, транспортирования и монтажа определяют рациональные размеры стеновых сборных панелей.

3.3.22. При устройстве сборных "стен в грунте" работы должны выполняться в следующем порядке: отрывка пионерной траншеи, устройство форшахты, заполнение пионерной траншеи глинистой суспензией, разработка траншеи, монтаж сборных элементов в траншее и фиксация их на форшахте, тампонаж и забутовка пазух, выполнение монолитной обвязки.

3.3.23. Для правильной установки сборных элементов на форшахте делается разметка осей панелей, а на обноске выверяются высотные отметки и продольные оси стен.

3.3.24. Монтаж сборных элементов осуществляется крановым оборудованием соответствующей грузоподъемности. Места расположения кранового оборудования и складирования сборных конструкций должны определяться проектом.

3.3.25. Монтаж панелей в траншее можно осуществлять на постель из свежеуложенного бетона с последующей фиксацией панели на форшахте, или подвешивая панель на форшахте с оставлением зазора между дном траншеи и нижней торцевой гранью панели.

3.3.26. Постель из бетона может выполняться после навески сборных элементов на форшахту, при этом высота постели должна быть 0,8-1,0 м, чтобы обеспечивалась заделка концов панелей в монолитном бетоне.

3.3.27. После установки и выверки сборных элементов выполняются тампонажные работы. Для тампонажа применяют низкомарочные глиноцементные растворы, подаваемые в пазуху растворонасосами. Трубки для подачи тампонажного раствора могут входить в конструкцию панелей.

3.3.28. Рекомендуется пазуху со стороны разрабатываемого грунтового ядра заполнять не тампонажным раствором, а сыпучим материалом. В этом случае применяется способ монтажа сборных элементов на бетонную постель.

3.3.29. После набора бетонной постелью прочности и отвердения тампонажного раствора выполняется монолитная обвязка по верхним концам сборных элементов, которые для этого снабжены выпусками арматуры.

3.3.30. Монтаж сборных элементов в сборно-монолитных конструкциях выполняется аналогично монтажу сборных конструкций.

3.3.31. Для предохранения выпусков арматуры из сборных элементов по боковой поверхности устраиваются предохранительные салазки, аналогичные применяемым в каркасах монолитных стен.

3.3.32. В качестве ограничителей захваток в сборно-монолитных конструкциях рекомендуется применять плоские металлические диафрагмы.

3.3.33. Для бетонирования монолитной части сборно-монолитных конструкций применяются способы ВПТ или ВР в зависимости от объема монолитной части и имеющегося в наличии оборудования.

3.3.34. Для предупреждения перемещения верхнего конца сборной панели в период заполнения наружной пазухи монолитным бетоном рекомендуется параллельно осуществлять засыпку внутренней пазухи легко разрабатываемым материалом.

3.3.35. Последовательность работ по устройству свайных "стен в грунте" из буронабивных свай следующая: бурение скважин, установка в скважину арматурного каркаса, и его фиксация, бетонирование свай.

3.3.36. Для предотвращения обрушения кромок устья скважины необходимо установить трубу кондуктора с наружным диаметром, равным диаметру скважины, и длиной не менее 1 м.

3.3.37. Арматурные каркасы должны быть достаточно жесткими, чтобы исключать их деформацию при транспортировании и монтаже.

3.3.38. Для обеспечения проектной толщины защитного слоя бетона и облегчения фиксации в скважине каркаса, на нем рекомендуется выполнять направляющие салазки.

3.3.39. Бетонирование свай рекомендуется осуществлять с помощью бетонолитной трубы с бункером, применяя бетон на мелком заполнителе (крупность щебня не более 30 мм).

3.3.40. При устройстве свай в водонасыщенных грунтах бурение скважин следует осуществлять в обсадных трубах и при помощи направляющих труб-лидеров.

3.4. Возведение противофильтрационных завес способом "стена в грунте"

3.4.1. До начала строительства противофильтрационной завесы (ПФЗ) должны быть установлены и закреплены основные и рабочие геодезические опорные знаки, с привязкой их к государственной планово-высотной сети; произведена разбивка и закрепление на местности оси ПФЗ.

3.4.2. Разработку траншей под глинистой суспензией для устройства противофильтрационных завес производят теми же механизмами, что и для других видов сооружений, возводимых способом "стена в грунте".

3.4.3. При тонкой (до 20 см) противофильтрационной завесе и небольшой глубине (до 12 м) может использоваться бестраншейный способ ее устройства путем погружения в грунт щелеобразователя типа шпунтины и извлечения его с последующим нагнетанием глиноцементного раствора.

3.4.4. Выбор материала заполнителя определяется проектом и должен обеспечивать заданный коэффициент фильтрации.

3.4.5. Плотность глиноцементного раствора должна быть выше плотности глинистой суспензии для обеспечения вытеснения последней из траншей. В зависимости от того, какими необходимыми свойствами должен обладать затвердевший раствор, плотность глиноцементного раствора подбирают в пределах 1,5÷1,8 г/см³.

3.4.6. Подача глиноцементного раствора в траншею должна осуществляться по трубам непрерывно, при этом низ труб, подающих раствор, в начале работ должен находиться на уровне дна траншеи, а затем ниже уровня глиноцементного раствора не менее чем на 1 м.

3.4.7. Заполнение траншеи глиноцементным раствором осуществляется секциями путем закачки раствора грязевыми насосами. Число подающих труб на секцию траншеи определяется проектом исходя из условий растекания раствора и интенсивности заполнения. Длина секции траншеи на одну трубу составляет, как правило, 5-7 м.

3.4.8. Укладка комовой глины или суглинка в траншею под глинистую суспензию выполняется бульдозером или грейфером.

При удовлетворительном заполнении объем засыпанной глины должен составлять около 70 % геометрического объема траншеи. При отклонении свойств глины от требований технологии (быстрая размокаемость, мелкокомковатость или порошковая структура и др.) может происходить зависание глины в суспензии с образованием свода, в результате чего нижняя часть траншеи остается незаполненной. В этом случае необходимо дополнительное штыкование тела завесы двутавровым элементом с последующей инъекцией глин суспензией для заполнения образовавшихся пустот.

3.4.9. Заглинизированный грунт (смесь разрабатываемого грунта с суспензией) рекомендуется укладывать в траншеи экскаватором (грейфером) или способом обратного замыва. Обратный замыв применяется при разработке грунта в траншее буровыми установками.

3.4.10. Наиболее качественное заполнение траншеи обеспечивается путем укладки глиногрунтовых паст. Пасты приготовляют в бетономешалках и подают в траншею бетоно- или растворонасосами способом ВПТ.

Рецептура пасты подбирается лабораторным путем, при этом должны быть обеспечены ее противофильтрационные показатели, а также консистенция для подачи насосами.

3.4.11. При строительстве ПФЗ для создания глинистой корки и закольматированного слоя глинистой суспензии необходимо дать выстояться в траншее не менее 24 час., после чего траншею заполняют противофильтрационным материалом. Оставлять траншею длительное время незаполненной не рекомендуется, так как это может привести к вывалу грунта из стен траншеи.

3.4.12. Образующаяся на стенках грунта глинистая корка является гидроизоляционным слоем с коэффициентом фильтрации 10^-5-10^-6 м/сут. с начальным градиентом фильтрации J = 10-15. Для глинистой корки, как противофильтрационного материала, определяют коэффициент фильтрации материала глинистой корки - к; допустимый градиент напора - J_g; толщину глинистой корки - δ.

3.4.13. Проницаемость и толщина глинистой корки зависят от содержания глинистых частиц в суспензии, типа исходных глин, дисперсности глинистых частиц и качества приготовления глинистой суспензии.

3.4.14. При устройстве подземных сооружений и противофильтрационных завес способом "стена в грунте" необходимо создавать на стенках траншеи глинистую корку расчетной толщины, исходя из проектного градиента напора.

Допустимый градиент напора J_g следует принимать равным

                                                                                                                                (3.2)

где J_кр - критический или разрушающий градиент напора,

В - коэффициент запаса, равный 4.

Для корки, сформированной на крупных песках, рекомендуется принимать J_g = 500, так как J_кр составляет 2000-2500. Для корки, сформированной на песках средней крупности и мелких, супесях и суглинках. J_кр значительно больше, чем для корки на крупных песках. При расчете допустимых градиентов напора для повышения надежности работы сооружений рекомендуется принимать J_g по минимальному значению, соответствующему J_g для крупных песков.

3.4.15. Регулирование параметров глинистой корки осуществляется варьированием таких показателей глинистой суспензии, как плотность, условная вязкость, содержание твердой фазы, время формирования глинистой корки в зависимости от разности гидростатических давлений глинистой суспензии и подземной воды.

3.4.16. Разность гидростатических давлений глинистой суспензии и подземной воды (Р, Па) возрастает с глубиной и рассчитывается по формуле

P = g(Н_гρ_р - Н_вρ_в)                                                                                     (3.3)

где Н_г - напор глинистой суспензии в траншее до расчетного горизонта, м;

ρ_р - плотность глинистой суспензии, кг/м³;

Н_в - напор подземных вод до расчетного горизонта, м;

ρ_в - плотность воды, кг/м³;

g - ускорение силы тяжести, м/с².

3.4.17. Толщина глинистой корки, коэффициент ее фильтрации и допустимый градиент напора зависят как от технологии проведения работ по устройству подземных сооружений, так и от типа глины и химического реагента, используемого для приготовления суспензии; дисперсности глинистых частиц, процентного содержания твердой фазы в суспензии, времени формирования корки на стенках траншеи, разности гидростатических давлений глинистой суспензии и подземной воды, типа грунта, на котором формируется глинистая корка.

3.4.18. Водопроницаемость корки снижается в результате обработки суспензий химическими реагентами - диспергаторами.

Добавка силиката натрия в глинистые суспензии позволяет уменьшить коэффициент фильтрации глинистой корки в 1,5-2 раза и повысить допустимый градиент напора в 3-5 раз.

3.4.19. Зависимость скорости фильтрации от градиента напора для глинистых корок из различных видов глин приведена на рис. 1.

3.4.20. Глинистые корки, сформированные с добавкой силиката натрия (4-5 % от массы глины) обладают наименьшей водопроницаемостью.

Рис. 1. График зависимости скорости фильтрации V в глинистых; корках от градиента напора J.

1, 1'; 2, 2'; 3, 3' - глинистые корки, сформированные соответственно из глин Кудиновского карьера» Константиновского и Махарадзевского бентонитов 1, 2, 3 - корки, сформированные из глинистых растворов, не обработанных химическими реагентами 1', 2', 3' - корки, сформированные из растворов, обработанных силикатом натрия (4 % от массы глины)

Такое количество добавки является оптимальным.

3.4.21. При приготовлении глинистых суспензий из местных глин, кроме силиката натрия необходимо вводить фтористый натрий (0,3-0,5 % от массы глины в растворе).

3.4.22. В зимних условиях при заполнении тела завесы необходимо следить за тем, чтобы в него не укладывался примороженный водонасыщенный грунт, а также грунт с наледью, так как после оттаивания такого грунта в теле завесы образуются пустоты, заполненные водой. Такая завеса будет усиленно фильтровать воду.

Следует защищать верх построенной завесы от размыва поверхностными водами, промерзания и усадок при усыхании. Имея в виду, что тело завесы из грунтовых композиций даст значительную усадку, необходимо выждать определенный срок для завершения основной части деформации завесы и только после этого осуществить ее сопряжение с плотинами, дамбами или их противофильтрационными конструкциями. Срок этот должен быть не меньше 1 месяца.

3.4.23. Бетонные и железобетонные завесы сооружаются аналогично тому, как бетонные и железобетонные конструкции, возводимые способом "стена в грунте".

3.4.24. При строительстве противофильтрационных завес осуществляется контроль за правильностью геометрических размеров траншеи, за соблюдением проектного заглубления завесы в водоупорные грунты, технологии заполнения траншеи противофильтрационным материалом и за качеством последнего.

3.4.25. Контроль качества укладываемого глиноцементного раствора осуществляется непосредственно на стройплощадке путем проверки на расплыв (по конусу АзНИИ) и проверки плотности ареометром.

3.4.26. Перед укладкой заглинизированного грунта в траншею должны быть определены ею влажность и плотность (весовым способом) в количество глинистых частиц - путем отмучивания.

3.4.27. Фильтрационные свойства материала - заполнителя противофильтрационных завес определяются путей отбора образцов из тела завесы и испытания их в лабораторных условиях (плотность материала, его гранулометрический состав, коэффициент фильтрации).

3.4.28. Оперативный контроль за качеством укладки заполнителя в противофильтрационные завесы осуществляется путем определения его плотности в влажности, а также оценкой скорости и направления подъемных вод в ряде случаев радиоизотопным методом приборами, разработанными НИИОСП им. Н.М. Герсеванова.

Контроль качества противофильтрационных завес радиоизотопным методом целесообразно проводить радиоизотопными плотномерами ППГР-1 и влагомерами ВПГР-1, которые погружают в завесу в металлических трубах с наружным диаметром 40-43 мм и толщиной стенок не более 5 мм. По мере извлечения радиоизотопного прибора через каждые 0,3-0,5 и делают замеры параметров завесы.

3.4.29. Контроль качества должен производиться выборочно через 20 м по длине завесы на участке с шагом 100-150 м на каждом километре.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА "СТЕНА В ГРУНТЕ" ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗАГЛУБЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС

4.1. Методические принципы технико-экономической оценки проектных решений

4.1.1. При оценке проектных решений должны рассматриваться все конкурентоспособные варианты, которые технически возможно осуществить в данных инженерно-геологических условиях строительства. Сравниваемые варианты проектных решений должны отвечать условиям сопоставимости (одинаковые нагрузки, грунтовые условия и условия эксплуатации, одинаковая степень проектной проработки в соответствии с действующими нормами проектирования, учет научно-технических достижений в области заводского изготовления конструкций и производства строительно-монтажных работ),

4.1.2. При оценке и выборе рационального проектного решения в качестве критерия принимается минимум приведенных затрат.

4.1.3. Показатель приведенных затрат в общем случае определяется с учетом себестоимости конструкции, капитальных вложений в материально-техническую базу строительства» фактора дефицитности материальных ресурсов и экономического аффекта, достигаемого в случае сокращения продолжительности строительства объекта в целом, по формуле

З = С + Е_н(К_б + К_с) + Д_м - Э_фзз,                                                               (4.1)

где С - сметная, расчетная, фактическая себестоимость;

Е_н - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений равный 0,15;

К_б, К_с - капитальные вложения в основные производственные фонды, соответственно в предприятия по производству товарного бетона, арматуры, сборных бетонных и железобетонных конструкций, в строительные и транспортные машины и механизмы, в базу по их обслуживанию и эксплуатации, а также в оборотные фонда;

Д_м - экономическая оценка фактора дефицитности, ресурса (учитывается для варианта с больший расходом рассматриваемого ресурса);

Э_фз - экономический эффект от досрочного ввода в действие основных производственных фондов (учитывается для варианта с более ранним вводом объекта в эксплуатацию).

4.1.4. Показатели себестоимости определяются для районов с одинаковыми условиями строительства при едином уровне цен на рассматриваемые конструкции и материалы, при единой сметно-нормативной базе или единых принципах определения показателей.

Составляющая К_б учитывается в случае фактической необходимости осуществления в каком-либо варианте дополнительных капитальных вложений в создание или развитие местной базы по производству материалов, изделий и полуфабрикатов в рассматриваемом районе строительства, а также в случае, когда затраты на материальные ресурсы исчислены на основе фактической или расчетной себестоимости их производства (например, при использовании новых конструкций, не освоенных промышленностью, на которые оптовые цены отсутствуют).

Составляющая К_с учитывается в случае существенного различия уровня механовооруженности строительных работ по сравниваемым вариантам.

4.1.5. В тех случаях, когда при определении стоимости материалов используются оптовые цены промышленности, а уровень механовооруженности строительных работ по вариантам существенно не различается, показатель приведенных затрат может быть определен по формуле

З = С_с + Д_м - Э_фз + Д_р,                                                                              (4.2)

где Д_р - трудозатраты на строительной площадке, при изготовлении и транспортировке местных материалов;

С_с - сметная или сметно-расчетная стоимость возведения конструкций.

4.1.6. Экономическая оценка фактора дефицитности материальных ресурсов на ближайший период производится только для стали по следующей формуле

Д_м = Э_н ΔМ_с                                                                                              (4.3)

где Э_н - удельное значение экономической оценки фактора дефицитности стали, принимаемое в размере 150 руб. на 1 т дополнительно израсходованной стали, приведенной к стали класса A-I;

ΔМ_с - дополнительный расход стали по рассматриваемому варианту проектного решения по сравнению с эталонным. ¹

¹ За эталонный принят вариант с наименьшим расходом стали.

4.1.7. Экономический эффект согласно Инструкции [6], образуемый у заказчика за счет выпуска дополнительной продукции при досрочном вводе, учитывается только при наличии детальных исходных данных, принимаемых из проектов организации строительства и проектов производства работ. Величина Э_фз определяется по формуле

Э_фз = Е_а·Ф· ΔТ·К_и,                                                                                    (4.4)

где Е_а - норматив абсолютной эффективности капитальных вложений по отрасли. Для объектов межотраслевого характера и объектов непроизводственной сферы Е_а принимается равным 0,14;

Ф - стоимость производственных фондов, досрочно введенных в действие (сметная стоимость объекта строительства с учетом технологического оборудования);

ΔТ - разница в сроках окончания строительства объекта, обусловленная конструктивными решениями сравниваемых вариантов в годах;

К_н - коэффициент использования расчетной разницы в сроках окончания строительства по условиям возможности эксплуатации готового объекта после его сдачи заказчику. При отсутствии сведений принимается равным 0,3.

Не следует принимать разницу продолжительности строительства объектов равной разнице продолжительности возведения сравниваемых вариантов конструкций, поскольку на критическом пути строительства, как правило, находится не весь объем работ. При отсутствии конкретных данных, объем работ, лежащий на критическом пути строительства, рекомендуется принимать в размере 30 %.

При определении коэффициента К_и учитываются возможности получения исходного перерабатываемого сырья при более раннем освоении производственной мощности предприятия, сбыта, использования готовой продукции в данное время в соответствующих отраслях народного хозяйства.

4.1.8. Оценивая проектные решения, осуществляемые в осваиваемых районах при величине трудозатрат Д_р на строительной площадке, изготовлении и транспортировке местных материалов, полные приведенные затраты следует определять с учетом сопряженных затрат на обустройство работников строительства и предприятий строительной индустрии. При этом сопряженные затраты в расчете на один дополнительный человеко-день могут быть приняты в следующих размерах: для Европейского Севера - 3 руб., для Западной и Восточной Сибири - 5 руб., для Дальнего Востока - 8 руб. ¹

¹ По данным НИИОСП им. Н.М. Герсеванова.

4.1.9. Суммарные затраты труда Ч_с включают затраты труда на их изготовление в заводских условиях, транспортировку и возведение и определяются по формуле

Ч_с = 2,0·Ч_и + 2,4·Ч_т + 1,25·Ч_в,                                                                (4.5)

где Ч_и, Ч_т, Ч_в - затраты труда соответственно на изготовление, транспортировку и возведение сравниваемых конструкций по действующим нормативам или калькуляциям;

2; 2,4; 1,25 - коэффициенты, учитывающие трудозатраты соответственно вспомогательных рабочих, на управление и обслуживание производства.

4.1.10. Показатели расхода стали суммируются по арматуре, закладным деталям, а также металлическим конструкциям, необходимым для изготовления и устройства опалубки (с учетом оборачиваемости).

Показатели расхода стали определяются как в натуральной массе, так и в приведенной к стали класса A-I.

При определении расхода цемента учитываются его затраты на изготовление сборных железобетонных и бетонных конструкций и изделий, приготовление раствора и бетона. Показатели расхода цемента определяются в натуральной массе по маркам, а также в переводе на цемент марки 400.

Показатели потребности в лесоматериалах определяются в пиломатериалах и в переводе их в условный круглый лес (коэффициент перевода пиломатериалов в круглый лес равен 1,5).

Расход материалов, требующихся для изготовления железобетонных и бетонных конструкций, определяется с учетом отходов и потерь. Величина отходов принимается для стали в размере 5 %, для цемента - 3 % и для пиломатериалов - 13 % от общего расхода материалов.

При определении расхода условного топлива учитываются его затраты на добычу сырья, изготовление исходных материалов, изделий и полуфабрикатов, их транспортировку, а также на производство работ. В показателях расхода условного топлива должен быть учтен также расход топлива на выработку электроэнергии.

4.1.11. Оценка и выбор проектных решений по натуральным показателям (затраты труда, продолжительность возведения, расход материалов и др.), как правило, не допускается. Показатели расхода материалов могут быть использованы лишь при сравнении конструкций из одного вида материала.

При отсутствии достоверной информации о продолжительности и трудоемкости возведения конструкций по сравниваемым вариантам и других данных, необходимых для определения показателей приведенных затрат, допускается использовать показатели сметной или сметно-расчетной стоимости.

4.2. Область рационального применения несущих конструкций, выполняемых способом "стена в грунте"

4.2.1. Способ "стена в грунте" эффективно применять для устройства заглубленных сооружений в сложных грунтовых условиях вместо устройства конструкций в открытых котлованах или способом опускного колодца.

4.2.2. При применении способа "стена в грунте" вместо устройства конструкций в открытом котловане эффект достигается за счет сокращения объемов земляных работ, снижения затрат на транспортировку грунта при значительном удалении постоянного отвала от строительной площадки, отказа от использования металлопроката для крепления откоса земляной выработки и снижения затрат на водоотливные или водопонизительные работы.

4.2.3. При применении способа "стена в грунте" вместо способа опускного колодца изменяется технология и организация строительного процесса, основные этапы которого приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

(+) - технологическая операция необходима;

(-) - технологическая операция не требуется.

Экономический эффект достигается за счет снижения материалоемкости конструктивных элементов, снижения трудоемкости и продолжительности строительных работ.

4.2.4. Область рационального применения способа "стена в грунте" по сравнению со способами производства работ в открытом котловане и опускным колодцем [15] приведена в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Область рационального применения способов строительства заглубленных сооружений

4.2.5. Годовой экономический эффект от применения способа "стена в грунте" по сравнению с производством работ способом опускного колодца определяется по минимуму приведенных затрат в соответствии с инструкцией [6].

4.2.6. Расчет эффекта можно выполнить по аналогии с расчетом ГПИ "Укрводоканалпроект" и НИИСП Госстроя УССР на строительство насосной станции оборотного водоснабжения Криворожского ЮГОКа [14] (см. прил. 4),

4.2.7. Экономический эффект от применения способа "стена в грунте" при строительстве технологических тоннелей определяется по аналогии с расчетом, выполненным НИИОУС и ВСМО "Союзспецтяжстрой" Минтяжстроя СССР для проекта подземной части приемного устройства колчедана [17, 19] (см. прил. 5).

4.3. Область рационального применения противофильтрационных завес, выполняемых способом "стена в грунте"

4.3.1. При возведении заглубленных объектов в сложных грунтовых условиях для борьбы с подземными водами применяются легкие иглофильтровые установки типа ЛИУ, УВВ, системы водопонизительных скважин с погружными и артезианскими насосами, временные противофильтрационные завесы, сооружаемые способом "стена в грунте", и открытый водоотлив.

4.3.2. Область технически эффективного их применения определяется в зависимости от сочетания факторов, характеризующих, с одной стороны, грунтовые условия (коэффициент фильтрации и мощность водоносного слоя, глубина залегания водоупорного слоя), с другой - условия строительства (геометрические размеры в плане защищаемого объекта, требуемый уровень понижения подземных вод, определяемый в зависимости от глубины заложения подошвы фундамента).

По методике НИИОУС для различных сочетаний перечисленных факторов определены области технически эффективного применения ПФЗ, выполняемых способом "стена в грунте", легких иглофильтровых установок типа ЛИУ и УВВ, водопонизительных скважин.

Результаты расчетов приведены в табл. 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 прил. 6.

Расчеты выполнены для заглубленных объектов, при площади в плане от 80 м² до 20 000 м², что соответствует интервалу приведенных радиусов от 5 до 80 м. Приведенный радиус объекта (А) определяется по формуле

где F - площадь объекта, оконтуренного водопонизительной системой или противофильтрационной завесой, м².

4.3.3. При выборе экономически целесообразного способа водозащиты необходимо учитывать размеры осушаемой зоны, способы производства и продолжительность строительных работ в котловане, опыт местных строительных организаций, методы защиты от подземных вод, принятые на других объектах, наличное оборудование, условия электроснабжения и сброса откачиваемой воды.

4.3.4. При разработке проектно-сметной документации выбор способа рекомендуется производить путем сравнения продолжительности Т выполнения основных строительно-монтажных работ ниже уровня подземных вод с критической продолжительностью Т_кр [10, 25].

4.3.5. Показатель T_кр - характеризует такую продолжительность возведения объекта, при которой приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию по эталонному в сравниваемому вариантам водопонижения или водозащиты равны. Т_кр рассчитывается по формуле

      (4.6)

где э, с - индексы, соответственно, эталонного и сравниваемого вариантов;

с₁ - себестоимость работ по устройству системы водопонижения, водозащиты и ограждения, руб.;

c₂ - сменная себестоимость эксплуатации водопонизительных установок или насосов открытого водоотлива, руб. за машино-смену;

Ф_ij - балансовая стоимость j-й машины на работах по устройству системы водопонижения, водозащиты, ограждения, руб.;

Ф_2к - балансовая стоимость к-й машины водопонизительной установки или насоса открытого водоотлива, руб.;

t_ij - продолжительность работ по устройству системы водопонижения, водозащиты, ограждения j-й машины, машино-смена;

T_ij. T_2к - нормативное число машино-смен работы соответственно j-го и к-го механизмов в году;

Р - коэффициент использования по времени машин водопонизительной установки или насоса открытого водоотлива;

,  - оборотные средства, приходящиеся соответственно на устройство системы водопонижения, водозащиты и ограждения, и на одну смену эксплуатации водопонизительных установок или насосов открытого водоотлива, руб.;

3,52 - число машино-смен в сутках.

4.3.6. Методика выбора рационального способа защиты объекта от подземных вод на период выполнения строительно-монтажных работ ниже уровня подземных вод предусматривает следующий порядок расчетов:

- для заданных условий строительства по таблицам 6.1-6.4 прил. 6 определяется технически эффективный способ защиты объекта от подземных вод;

- рассчитывается оптимальный вариант по каждому из технически эффективных способов и определяются показатели, входящие в формулу (4.6).

- рассчитывается показатель Т_кр, при этом за эталон принимается оптимальный вариант противофильтрационной завесы, выполняемой способом "стена в грунте";

- сравнивается показатель Т_кр с продолжительностью строительства объекта ниже уровня подземных вод Т. Если Т_кр > Т, целесообразно применять сравниваемый вариант, а при Т_кр. - < Т - эталонный вариант. При Т_кр ≈ T эталонный и сравниваемый варианты равноценны.

4.3.7. Оптимальный вариант выбирается на основе комплексной оценки конструктивных и организационно-технологических решений, характеризующих технически эффективные варианты защиты объекта от подземных вод.

4.3.8. Для определения оптимального варианта устройства водопонизительной системы с применением установок типа ЛИУ, УВВ, и скважин с глубинными артезианскими и погружными насосами при заданных гидрогеологических условиях площадки строительства и объемно-планировочных решений ограждаемого объекта формируется множество вариантов конструктивных и технологических решений водопонизительной системы.

Вариант проектного решения характеризуется конструктивными параметрами (диаметром и глубиной скважины, диаметром, длиной и типом фильтра, типом и маркой насоса), организационно-технологическими параметрами (методом проходки скважины, типом и количеством бурового оборудования, технологией производства работ по устройству скважин, расходами материальных и трудовых ресурсов) и приведенными затратами по расчетному варианту.

Оптимальным считается вариант, при котором достигается заданный технический эффект на период строительства ограждаемого сооружения ниже уровня подземных вод, а приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию системы водопонижения минимальны.

Для оптимального варианта определяются: количество скважин (иглофильтров) для основного и начального периодов откачки подземных вод, диаметр и глубина скважин (иглофильтров), диаметр, длина и тип фильтра, тип и марка насосного оборудования, количество и тип бурового оборудования, трудоемкость и продолжительность работ по устройству водопонизительной системы, приведенные затраты на устройство и эксплуатацию водопонизительной системы.

Для определения оптимального варианта рекомендуется использовать программы расчета на ЭВМ Минск-32, разработанные в НИИОУС.

4.3.9. Для определения оптимального варианта устройства противофильтрационной завесы способом "стена в грунте" при заданных гидрогеологических условиях площадки строительства и объемно-планировочных решений ограждаемого объекта формируется множество вариантов конструктивных и технологических решений противофильтрационных завес.

Вариант проектного решения характеризуется конструктивными параметрами завесы (шириной, глубиной, коэффициентом фильтрации заполнителя), организационно-технологическими параметрами (составом машинокомплекта, в который входят породоразрушающие машины, машины и механизмы по приготовлению, очистке и транспортировке глинистой суспензии, по приготовлению и укладке заполнителя, насосы открытого водоотлива), объемами сырья, необходимого для приготовления глинистой суспензии и заполнителя и приведенными затратами по расчетному варианту.

Оптимальным считается вариант, при котором достигается заданный технический эффект на период строительства ограждаемого сооружения ниже уровня подземных вод, а приведенные затраты на сооружение завесы минимальны.

Для оптимального варианта определяется технико-экономические показатели, номенклатура и количество входящих в машинокомплект машин и механизмов, расходы материалов на приготовление глинистой суспензии и заполнителя, приведенные затраты на строительство завесы, а также продолжительность выполнения работ.

Для определения оптимального варианта рекомендуется использовать программу расчета на ЭВМ Минск-32, разработанную в НИИОУС.

4.3.10. По предлагаемой методике выполнены расчеты показателя - Т_кр для сравнения оптимальных вариантов водопонижения установками ЛИУ-6Б и УВВ-2А, скважинами-колодцами, оборудованными погружными насосами с противофильтрационными завесами, выполненными способами "стена в грунте" и "тонкая стена в грунте". Результаты расчетов приведены в прил. 7 (табл. 7.1-7.3).

4.3.11. При осушении объектов (с соотношением сторон не более 1:10) принята контурная схема водопонижения.

4.3.11.1. Конструктивно-технологические параметры установок ЛИУ-6Б, УБВ-2А, водопонизительных скважин совершенного типа определены в соответствии с [4, 5, 27] и настоящими рекомендациями.

Расчеты выполнены для гидрогеологических условий, наиболее часто встречающихся в практике строительства (коэффициент фильтрации 0,1-50 м/сут., залегание безнапорных подземных вод на отметке минус 1 м от "дневной" поверхности, а водоупорного слоя грунта на глубине не более 16 м от "дневной" поверхности).

4.3.11.2. Расстояние между иглофильтрами установок ЛИУ-6Б выбирается в зависимости от величины расчетной производительности одного иглофильтра и параметров кривой депрессии. Число насосных установок определяется по величине ожидаемого притока подземных вод при ограничении на длину коллектора (l_к), обслуживаемого одним насосом (l_к ≤ 105 м).

4.3.11.3. Расстояние между иглофильтрами, глубина их погружения, число насосных агрегатов установок УВВ-2А определяется по методике, принятой для расчетов иглофильтровых водопонизительных систем, с учетом более высокого вакуума во всасывающем коллекторе. При водопонижении в грунтах с коэффициентами фильтрации менее 1 м/сут. высота всасывания принимается в интервале 9,5-9,0 м, а в грунтах с коэффициентами фильтрации 1-2 м/сут. соответственно 8,5-8,0 м.

4.3.11.4. Расстояние между скважинами, их глубина и диаметр, длина, диаметр и тип фильтра, тип и марка насосного оборудования, количество насосов для основного и начального периодов работы системы скважин определяются фильтрационным расчетом [23].

4.3.11.5. Противофильтрационная завеса заглублена в водоупорный слой грунта.

4.3.11.6. Конструктивные и организационно-технологические параметры противофильтрационной завесы определяются в соответствии с 4, 5, 10, 18, 25 и настоящими рекомендациями.

4.3.11.7. При залегании водоупорного слоя грунта на глубине до 12 м от "дневной" поверхности за эталон принимается тонкая противофильтрационная завеса совершенного типа шириной 0,25 м, из глиноцементного заполнителя с коэффициентом фильтрации 6,5×10^-4 м/сут,, выполняемая машинокомплектом в составе установки для погружения шпунта на базе экскаватора Э-1011, вибропогружателя ВПП-1, растворосмесителя СБ-81, грязевого насоса II Гр, водяного насоса зК-9, экскаватора Э-1514.

4.3.11.8. При залегании водоупорного слоя грунта на глубине 12-16 м от "дневной" поверхности за эталон принимается противофильтрационная завеса совершенного типа шириной 0,5 м из комовой глины с коэффициентом фильтрации 6,5·10^-2 м/сут., выполняемая машинокомплектом в составе грейфера НИИСПа, погрузчика ДТ-55, двух глиномешалок МГ-2-4, двух вибросит СВ-2, водяного насоса ЗК-6, двух шламовых насосов ШН-150, бульдозера Д-371.

4.3.11.9. Для удаления воды, профильтровавшейся через тело завесы, и воды, находящейся в массиве земляной выработки, применяем насосы открытого водоотлива.

4.3.11.10. Затраты на устройство и эксплуатацию систем водопонижения, тонкой противофильтрационной завесы и завесы из комовой глины определяются методом калькулирования по действующим нормативным документам для первого (базового) территориального пояса.

4.3.12. Учитывая, что для устройства противофильтрационных завес можно использовать различные машинокомплекты, рекомендуется при определении Т_кр пользоваться переходными коэффициентами, представленными в таблице 4.3.

5. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ЗАГЛУБЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

5.1. Задача настоящего раздела определить количество и виды организаций, осуществляющих работы способом "стена в грунте" (СГ), зоны их деятельности, специализацию, объемы работ и подчиненность. Кроме СГ при этом рассматривается ряд других работ, в том числе заменяемых, поскольку во многих случаях целесообразным может быть создание широко специализированных организаций, выполняющих работы не только способом СГ, но и вертикальный и горизонтальный дренаж, буронабивные сваи и т.п.

5.2. Задача решается в следующем порядке. Принимается, несколько вариантов расчетных среднегодовых объемов работ, выполняемых способом СГ, определяются организации, производящие работы этим способом. Разрабатываются типовые варианты специализации этих организаций, определяется сфера применения каждого варианта специализации, исходя из объемов работ, достаточных для создания различных организаций (объединений, трестов, СПМК, участков в составе ССУ или УМ).

Таблица 4.3

Поскольку сферы применения различных вариантов пересекаются, возникает необходимость выбора одного - двух наилучших вариантов.

В результате расчетов составляются рекомендации по организационным формам управления работами, выполняемыми способом СГ для каждого из вариантов прогноза. При наличии у выполняющего работы министерства или ведомства дополнительных соображений (кадровых, организационных) рекомендации могут быть несколько изменены.

При решении задачи используются методы классификации, теории вероятностей и математической статистики, в ряде случаев применяются методы экспертной оценки. Экспертные оценки определяются путем опроса специалистов научных и производственных организаций с последующей оценкой согласованности их мнений.

5.3. Формирование вариантов специализации осуществляется с учетом того, что любая строительная организация действует в условиях неопределенности. Обеспеченность ресурсами организации в каждый момент времени зависит от совокупности многих случайных факторов (технических, технологических, организационных, социальных, природно-климатических). При этом один вид ресурсов является дефицитным, определяющим темп производственного процесса, в то время, как остальные ресурсы имеются в избыточном количестве (относительно дефицитного ресурса), что ведет к их недоиспользованию и, следовательно, к потерям.

В те периоды, когда организация в равной степени обеспечена всеми ресурсами, то есть когда имеет место их сбалансированность, все ресурсы используются полностью и потерь не возникает. От сбалансированности ресурсов, а, следовательно, и от уровня их использования зависят экономические показатели деятельности организации.

Для оценки степени сбалансированности ресурсов организации в динамике используется показатель динамической сбалансированности ресурсов, имеющий следующий вид:

                                                                                             (5.1)

где l - номер выполняемой организацией работы;

n - количество выполняемых организацией работ;

V_l - объем l-й работы (млн. руб./год);

Р_l - показатель динамической сбалансированности ресурсов при производстве l-й работы.

Показатель динамической сбалансированности ресурсов при производстве каждой работы представляет собой вероятность равной обеспеченности работы трудовыми, материальными и техническими ресурсами:

                                                                                  (5.2)

где t - номер интервала уровня обеспеченности ресурсами,

(;  - вероятность обеспеченности l-й работы трудовыми (материальными, техническими) ресурсами менее чем на 50 % (для t = 1), на 51-70 % (для t - 2) и т.д.

Значения величин ; ;  определяются на основе статистических данных и зависят от объема потребления каждого вида ресурсов. В соответствии с законом больших чисел, по мере роста потребления ресурсов их наличие в организации стабилизируется, то есть уменьшаются колебания уровня обеспеченности ими относительно среднего значения, вследствие чего растет вероятность их сбалансированности. В связи с этим, при формировании вариантов специализации необходимо стремиться к тому, чтобы организация использовала в возможно большем объеме ограниченное число видов ресурсов.

5.4. Разработка вариантов специализации организаций, в том числе выполняющих работы способом СГ, состоит в пошаговой группировке отдельных видов работ в классы, представляющие собой программы работ специализированных организаций. На каждом шаге группировки объединяются такие работы, выполнение которых одной организацией приводит к наибольшему увеличению динамической сбалансированности ресурсов, что достигается в том случае, если при производстве этих работ используются одинаковые ресурсы. Если же все ресурсы различны, то ни один из них после группировке работ не используется в большем объеме, поэтому обеспеченность ими не стабилизируется, а следовательно и степень их динамической сбалансированности не возрастает.

Данный алгоритм позволяет последовательно подучить ряд вариантов специализаций - от самого узкого (когда организация выполняет один вид работ) до самого широкого (когда ей поручаются все работы).

5.5. Исходной информацией для решения задачи являются данные о среднегодовых за пятилетие объемах работ, выполняемых способом СГ, устройстве буронабивных сваи и т.д.

5.6. Производство работ, выполняемых способом СГ, можно поручить различным организациям (ПСМО, трестам, СПМК или участкам), различающимся специализацией, объедали работ» зоной деятельности, подчиненностью.

В связи с этим возникает задача выбора одного - двух наилучших вариантов. Такая задача решается на основе качественного и количественного методе сравнения вариантов, подробная методика которого приводится в [21].

Первоначально проводится качественное сравнение, имеющее целью выявление потенциальных преимуществ и недостатков каждого варианта. Методической основой при этом служит приведенная в таблице 5.1 система наиболее общих требований к структуре организации и ее подразделений (ПСМО, трест, ССУ, СПМК, участки). Большее соответствие варианта каждому требованию по сравнению с конкурирующим вариантом расценивается как преимущество, меньшее - как недостаток.

Таблица 5.1

Требования к структуре организаций

¹ Числитель - для системы в целом, знаменатель - для подразделений.

Система требования противоречива, что означает невозможность соответствия всем требованиям сразу. Например, укрупнение организации (требование 1) через некоторое время может привести к потере управляемости из-за чрезмерного масштаба управления (требование 2), сужение специализации может затруднить кооперирование и т.п.

Преимущества и недостатки вариантов формулируется более конкретно, чем требования и поэтому по ним можно судить о степени соответствия варианта каждому требованию. Поскольку каждое требование имеет определенный вес, можно оценить вариант в целом:

                                                                                            (5.3)

где О -оценка варианта в целом;

i - номер требования (1-8 - для системы в целом, 9-14 - для подразделений);

M_i - степень соответствия варианта i-му требованию;

W_i = вес i-го требования.

Данная методика реализована на примере проектирования рациональной организационной структуры для строительных организаций Минтяжстроя Казахской ССР.

Приложение 1

Таблица 1.1

Технические характеристики землеройного оборудования для разработки траншей

Приложение 2

Таблица 2.1

Техническая характеристика глиносмесителей

 

Приложение 3

Таблица 3.1

Техническая характеристика насосов для откачки глинистых суспензий

Приложение 4

Расчет годового экономического эффекта от применения способа "стена в грунте" взамен опускного колодца на строительстве насосной станции

За эталон принимается производство работ способом "опускного колодца" в расчете на 1000 м² вертикальной проекции площади стены.

Сравниваемый вариант ("стена в грунте") имеет следующие характеристики: диаметр колодца - 48 м; высота стеновых панелей - 8,65 м; толщина стеновых панелей - 0,3 м; масса панели - 16,5÷21 т; площадь стены - 1280 м².

Исходные данные для расчета экономического эффекта приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Для разработки грунта под глинистой суспензией используется штанговый экскаватор НИИСПа Госстроя УССР, монтаж панелей осуществляется краном СКГ-30,

Продолжительность работы машин принята по нормативным данным.

Продолжительность пребывания машин на объекте и продолжительность строительства определены по календарному графику ППР. Стоимость работ по сравниваемым вариантам определена по данным Укрводоканалпроекта и НИИСПа Госстроя УССР. Расчет стоимости основных производственных фондов приведен в табл. 4.2

Таблица 4.2

Экономический эффект (Э_у) от снижения условно-постоянных расходов при сокращении продолжительности строительства определен на основании Инструкции [6] и составляет 54,1 тыс. руб.

Экономический эффект от применения способа "стена в грунте" при строительстве насосной станции в расчете на 1000 м² вертикальной проекции площади стены составит:

Э = (П₁ - П₂) + Э_у = (958 - 734) + 54,1 = 278,1 тыс. руб.

Приложение 5

Расчет годового экономического эффекта от применения способа "стена в грунте" при устройстве технологического тоннеля

Подземная часть приемного устройства колчедана состоит из тоннеля длиной 102,0 м, при ширине 6,0 м. Толщина стен 0,45 м, отметка заложения днища конструкции - 7,5 м. В центральной части тоннеля имеется перепад днища до отметки - 10,05 м, длина заглубленной части которого составляет 18 м. Стенки и днище тоннеля запроектированы в монолитном железобетоне. Производство работ предполагалось в открытом котловане. Продолжительность строительства по проекту - 8 месяцев.

Применение в данном проекте сборно-монолитной "стены в грунте" из панелей толщиной 0,3 м позволит снизить сметную стоимость, трудоемкость и продолжительность работ.

Сопоставление объемов работ и сравнительные технико-экономические показатели вариантов приведены в табл. 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1

Таблица 5.2

Экономический эффект от применения сборной стены в грунте составляет 111,51 тыс. руб., в том числе за счет снижения сметной стоимости строительства объекта 56,1 тыс. руб., в результате функционирования объекта за период досрочного ввода 31,41 тыс. руб. и снижения условно-постоянных расходов 24,01 тыс. руб.

Приложение 6

Область технически аффективного применения систем вертикального дренажа и противофильтрационных завес, возводимых способом "стена в грунте"

Таблица 6.1

Установки ЛИУ-6Б

^х Установка не работает

Таблица 6.2

Установки УВВ-2

^х Установка не работает

Таблица 6.3

Скважины глубинного водопонижения

^х Установка не работает

Таблица 6.4

Противофильтрационная завеса

Приложение 7

Область рационального применения систем вертикального дренажа и противофильтрационных завес в зависимости от продолжительности строительства защищаемого объекта

Таблица 7.1

1 T_кр - при приведенном радиусе А = 5,0 м;

2 T_кр - при приведенном радиусе А - 80,0 м;

3 эффективна завеса из комовой глины (ПФЗ);

4 эффективна тонкая противофильтрационная завеса (ТПФЗ).

Таблица 7.2

Таблица 7.3

1 Т_кр при А = 10,0 м;

2 T_кр при А = 80,0 м;

3 Эффективна тонкая стена в грунте (ТПФЗ);

4 Эффективна завеса из комовой глины (ПФЗ).

Приложение 8

Пример проектирования рациональной организационной структуры строительных организаций Минтяжстроя КазССР

На основе анализа технических решений и имеющейся проектно-сметной документации в расчетах было принято три варианта среднегодовых объемов работ 10, 20 и 35 млн. руб., выполняемых способом СГ. Объемы прочих работ, производство которых может быть поручено организациям, выполняющим работы способом СГ (водопонижение, земляные работы, устройство подземной части зданий) определялись исходя из сложившейся структуры СМР с учетом возможной замены некоторых из них работами по устройству буронабивных свай и выполняемых способом СГ противофильтрационных завес, несущих и ограждающих конструкций (см. табл. 8.1).

Таблица 8.1

Прогнозы структуры работ

На основе данных таблицы с помощью изложенного алгоритма пошаговой группировки работ (см. выше) были рассчитаны варианты рациональной специализации (варианты программы СМР) - от самой узкой (только работы, выполняемые способом СГ), до самой широкой (все виды работ).

Основу каждого варианта специализации составляют работы, выполняемые способом СГ. В табл. 8.2 по трем вариантам прогноза объемов работ, выполняемых способом СГ (10, 20 и 35 млн. руб./год) приведены объемы работ по каждому из вариантов программы в процентах к 6-му варианту, объем работ которого принят за 100 %.

Таблица 8.2

Объемы работ по вариантам программы

В таблице 8.3 по отдельным областям КазССР и по республике в целом приводятся расчетные среднегодовые объемы работ по 6-му варианту программы.

Таблица 8.3

Расчетные среднегодовые объемы работ по 6-му варианту программы

В таблице 8.4 по выделенным группам областей для трех вариантов прогноза приводятся рассчитанные по данным таблиц 8.2 и 8.3 объемы работ организаций с различной специализацией. В таблице разграничены зоны, где объемы работ достаточны для создания ПСМО, трестов, СПМК и участков.

Например, в областях седьмой группы (Кустанайской, Павлодарской, Чимкентской) можно создать (для первого варианта прогноза (10 млн. руб./год) участок с объемом работ 0,8 млн. руб. (первый вид специализации) или с объемом 0,9 млн. руб. (второй вид специализации) или СПМК с объемом 2,0 млн. руб. (третий вид специализации) и т.п.

Таблица 8.4

Объемы работ организаций с различным видом специализации

Сравнению подвергались различные варианты, предусматривающие создание организаций, обслуживающих как республику в целом (тресты и ПСМО), так и отдельные ее области (СПМК и участки). После предварительного сравнения были отобраны следующие варианты:

Вариант 1. Специализированный трест или ПСМО, выполняющие все работы способом СГ, работы по устройству буронабивных свай и производству вертикального и горизонтального дренажа (3-й вид специализации), с объемом работ от 28 млн. руб. в год (1-й прогноз - 10 млн. руб. работ СГ) до 49 млн. руб. в год (3-й прогноз), обслуживающие всю республику и подчиненные непосредственно Минтяжстрою КазССР. Состоит из СПМК, обслуживающих по несколько областей.

Вариант 2. Областные организации различной специализации в двух подвариантах:

а) участки в составе ССУ или УМ;

б) СПМК в составе трестов, ПСМО или главстроев.

У первого из рассматриваемых вариантов выявлены следующие сравнительные преимущества и недостатки:

- к преимуществам относится узкая специализация, достаточно большой объем работ и как следствие этого большие возможности для внедрения достижений науки и техники, проведения единой технической политики, что особенно важно при освоении новых видов работ; значительная гибкость, позволяющая перераспределять ресурсы между регионами;

- к недостаткам относятся большая зона деятельности (как организации в целом, так и ее подразделений), оторванность подразделений, затрудняющая управление ими и ведущая к децентрализации управления. Внедрение этого варианта может встретить значительные организационные трудности в связи с необходимостью создания ряда новых организаций.

Рассматривать преимущества и недостатки второго варианта не имеет смысла, поскольку преимущества первого варианта расцениваются как недостатки второго и наоборот.

Результаты сравнения нашли свое отражение в приводимых ниже рекомендациях по организации управления для трех вариантов прогноза объемов работ, выполняемых способом СГ.

Рекомендации по первому варианту прогноза (10 млн. руб./год). Если не ожидается увеличения объемов работ по СГ с 10 до 20 млн. руб. год, то наиболее приемлемы областные СПМК. Их специализация и объемы работ указаны в табл. 8.5 (графы 5, 6).

Если ожидается медленный рост объемов работ по СГ до 20 млн. руб./год, то наилучшим, как временное решение, является создание участков в составе ССУ или УМ, имея ввиду, что в дальнейшем они будут объединены во вновь создаваемые СПМК в рамках специализированного треста. Параметры участков (специализация, объемы работ и зона деятельности) приведены в табл. 8.5 (графы 3, 4).

Если ожидается быстрый рост объемов работ, выполняемых способом СГ до 20 млн. руб./год и более, то целесообразно создание специализированного треста, который, будучи первое время менее эффективен, чем областные СПМК, позволит в дальнейшем избежать новых перестроек структуры. Трест с объемом работ около 28 млн. руб./год должен производить все работы, выполняемые способом СГ, работы по устройству буронабивных свай и производству вертикального и горизонтального дренажа. Параметры его СПМК приведены в табл. 8.6 (графа 2).

Таблица 8.5

Параметры областных СПМК и участков по вариантам прогноза

Таблица 8.6

Параметры СПМК специализированного треста (ПСМО)

¹ Создается два СПМК

Рекомендации по второму прогнозу (20 мл. руб./год₅СГ).

Предлагается создать трест с объемом работ 36 млн. руб./год, с той же номенклатурой работ, как и в предыдущем случае. В его составе восемь СПМК, параметры которых приведены в табл. 8.6 (графа 3).

Эффективность этого варианта особенно велика в случае наращивания объемов СГ до 35 млн. руб./год. При отсутствии такого роста конкурентоспособным становится вариант, предусматривающий создание 18-ти областных СПМК. Их параметры приведены в табл. 8.5 (гр. 7, 8).

Рекомендации по третьему прогнозу (35 млн. руб./год СГ). Предлагается создать трест (или специализированное ПСМО) с объемом работ 49 млн. руб./год, с такой же номенклатурой работ, как и в двух предыдущих случаях. В составе треста 11 СПМК, зоны деятельности и объемы работ которых приведены в табл. 8.6 (графа 4).

В процессе освоения работ, выполняемых способом СГ, следует предусмотреть участие научно-производственного объединения "Союзспецтяжстрой", обладающего определенным научным и производственным потенциалом. Это участие может заключаться в проведении особо сложных пионерных работ на объектах Минтяжстроя КазССР,

ЛИТЕРАТУРА

1. Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. Правила производства и приемки работ. СНиП 1-15-76.-М.:Стройиздат, 1978.

2. Бетонные и железобетонные конструкции сборные. Правила производства и приемки работ. СНиП III-16-79.-М.:Стройиздат, 1979.

3. Временная инструкция по проектированию стен сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом "стена в грунте". СН-477-75. - М.: Стройиздат, 1976.

4. Выбор рациональных вариантов проектных решений сооружений противофильтрационных завес методом "стена в грунте" (Методические рекомендации) НИИОУС. - М.: Стройиздат, 1978.

5. Выбор рациональных вариантов устройства противофильтрационных завес методом "тонкая стена в грунте" (Методические рекомендации) НИИОУС. - М.: Стройиздат, 1977.

6. Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. СН-509-78 / Госстрой СССР. - М,: Стройиздат, 1979.

7. Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. СН 202-81* Госстрой СССР. - М.: Стройиздат. 1982,

8. Инструкция по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ. СН 47-74 / Госстрой СССР, М.: Стройиздат, 1975.

9. Инструкция по технологии и механизации строительства противофильтрационных диафрагм и монолитных несущих стен методом "стена в грунте". РСН 316-76 / НИИСП. - Киев: 1980.

10. Методические рекомендации по выбору специальных способов строительства сооружений в сложных грунтовых условиях. Котц А.Н., Сорокин В.В. - М.: НИИОУС. 1980.

11. Методические рекомендации по определению рациональной специализации низовых строительных организаций. Лаврецкий Л.Н., Слесарева Л.А., Ильинская И.В. и др. - М.: НИИОУС, 1979.

12. Методические указания по выполнению темы  "Разработка предложений по возведению объектов с применением метода "стена в грунте" и подбор объектов строительства до 1980 г." - Ростов-на-Дону: Оргтяжстрой, 1977.

13. Опыт возведения сооружений методом "стена в грунте". Филахтов А.Л., Лубенец Г.К., Писанко Н.В., Янкулин М.Г. - Киев: Будiвельник, 1981.

14. Основания и фундаменты, правила производства и приемки работ. СНиП III-9-74. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1974.

15. Перлин В.Г. "Сборно-монолитные конструкции подземных сооружений, выполняемые способом "стена в грунте" / Тезисы докладов семинара "Опыт и перспективы применения способа "стена в грунте" и анкеров в грунте". 12-14 ноября, Челябинск, 1981.

16. Подземные сооружения, возводимые способом "стена в грунте". / Зубков В.М., Перлей Е.М., Раюк В.Ф. и др. / Под ред. Зубкова В.М. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1977.

17. Провести исследования и разработать рекомендации по эффективности применения противофильтрационных завес, устраиваемых механическими способами: Отчет / НИИОУС; Руководитель работы Т.Н. Цай. - № ГР 0182.014658; Инв. № 02827017954. М., 1981. - 182 с.

18. Разработка вариантных предложений по генеральной схеме управления строительством Главкрасноярскстроя: Отчет / НИИОУС; Руководитель работы А.Л. Талалай. - № ГР 0182.0144683; Инв. № 0282.017882. М., 1979. - 43 с.

19. Руководство по проектированию стен сооружений и противофильтрационных завес, устраиваемых способом "стена в грунте". НИИОСП Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1977.

20. Руководство по производству и приемке работ при устройстве основании и фундаментов / НИИОСП - М.: Стройиздат, 1977.

21. Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство фундаментов и конструкций способом "стена в грунте". - М.: Стройиздат, 1976.

22. Сорокин В.В., Цай Т.Н. Совершенствование проектирования организации водозащитных работ при строительстве объектов в сложных грунтовых условиях. Тезисы докладов семинара "Опыт и перспективы применения способа "стена в грунте" и анкеров в грунте". Челябинск, 12-14 октября 1981 г.

23. Технический проект производства работ по устройству подземных стен сооружений, противофильтрационных завес способом "стена в грунте" / Госстрой СССР. - М.: Фундаментпроект, 1977.

24. Типовой проект "Схемы водопонижения с применением легких иглофильтров". Фундаментпроект, 1977.

25. Рекомендации по технологии устройства временных анкеров в нескальных грунтах. НИИОСП Госстроя СССР. - М., 1960.

26. Рекомендации по применению химических добавок в бетон. М.: Стройиздат, 1979.