Противофильтрационные завесы (траншейные стенки) в грунтах – для чего и из чего?

(с использованием материалов книги Круглицкий Н.Н., Мильковицкий С.И., Скворцов В.Ф., Шейнблюм В.М. Траншейные стенки в грунтах. К. 1973г. 304с.)

Одним из новых перспективных решений в области строительства, возникших во второй половине XX века и интенсивно развивающегося в XXI, является сооружение траншейных стенок в грунтах*. Эти сооружения нередко работают в каче­стве несущих элементов подземных конструкций, но основная их функция - противофильтрационная завеса (экран), предотвращающая проникновение грунтовых вод в определенный периметр или наоборот – из него в окружающее пространство.

В XX веке возведение траншейных стенок в грунтах связано было в первую очередь с гидроэнергетиче­ским, водохозяйственным и промышленным строительством.

Усиливающаяся в XXI веке урбанизация жизни человеческого социума диктует необходимость более интенсивно осваивать подземное пространство городов: строительство тоннелей для транспорта, подземные паркинги, общественные сооружения в центральных частях мегаполисов и т.п.

В последнее время очень сильно обострилась экологическая сторона проблемы складирования и утилизации бытовых и промышленных отходов. Траншейные стенки в грунтах дают возможность надежно защитить подземные и поверхностные водные ресурсы (реки, озера, водоемы и т. д.) от загрязнения от­ходами вредных производств, например, при строительстве атомных электростан­ций, нефтехимических производств, предприятий цветной, черной металлургии и других отраслей промышленности, а также обеспечить охрану природы от па­губных последствий нарушения естественного равновесия поверхностных и под­земных вод.

Сооружение траншейных стенок различного назначения позволяет эффективно решать конструктивные проблемы установки противофильтрационных завес, ленточ­ных фундаментов, подпорных стенок, стен туннелей неглубокого заложения и т. п. Свойства этих противофильтрационных экранов в первую очередь определяются физико-химической механикой дисперсных систем и материалов, используемых при их сооружении.

Глубокие бетонные и глино-грунтовые траншейные стенки применяются за рубежом (во Франции, Италии, США, ФРГ и других странах) в гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве с середины 50-х годов ХХ-го столе­тия, а в СССР — с начала 60-х годов. Пионером сооружения траншейных стенок в Советском Союзе был трест «Гидроспецстрой» Министерства энергетики и электрификации СССР.

Траншейные стенки в грунтах могут быть выполнены в самых разнообразных геологических условиях. С совершенствованием методов и механизмов для соо­ружения траншейных стенок в грунтах последние, в силу своей надежности, сравнительной простоты изготовления и технико-экономической эффективности, находят все более широкое применение в строительстве.

Наиболее распространенная и экономически целесообразная ширина траншей­ных стенок в грунтах 0,4—0,75 м. Их обычная глубина 20—40 м. Длина траншей­ных стенок практически не ограничена.

В настоящей книге на основе обобщения мирового и отечественного опыта строительства рассмотрены способы, оборудование и материалы, применяемые для устройства различного назначения траншейных стенок в грунтах и дан анализ их технико-экономической эффективности, особенно на примерах технологических схем, при­мененных авторами.

Особое место в книге, исходя из основ физико-химической механики дисперс­ных систем и материалов, уделено разработке специальных буровых растворов для сооружения траншей из солеустойчивых заполнителей, работающих в услови­ях солевой агрессии и позволяющих сводить фильтрацию жидких сред к нулю. Рассмотрена современная теория твердения вяжущих веществ и принципы управ­ления свойствами дисперсных структур. Кроме того, представлены материалы по разработанному авторами машино-комплексу СВД-500, предназначенному для сооружения траншейных стенок в грунтах из различных твердеющих и нетвердеющих заполнителей. Машино-комплекс такой конструкции впервые применен в мировой практике сооружения траншейных стенок в грунтах, в результате его внедрения получены высокие технико-экономические показатели строительных работ (ограждение котлованов строительства Сакмарской ТЭЦ, Нижне-Камской ГЭС, Рязанской ГРЭС, сооружение противофильтрационной завесы при ограждении пруда-испарителя Кременчугского НПЗ и др.).

В работе показана эффективность применения в масштабах народного хозяй­ства страны завес в виде противофильтрационных траншейных стенок в грунтах взамен водопонижения для ограждения от притока подземных вод строительных площадок, котлованов и карьеров.

В приводимой работе авторами осуществлено первое обобщение в области научных основ и практического применения траншейных стенок в грунтах с ис­пользованием методов физико-химической механики. В работе могли быть допущены определен­ные терминологические и классификационные произвольности, а также не освещены некоторые вопросы научного и прикладного характера по данной пробле­ме. Но несмотря на эти вполне естественные недостатки, данная книга несомненно является полезным обобщением знаний и практического опыта в области сооружений траншейных стенок в грунтах и будет полезна для специалистов, работающих в этой отрасли строительства. В ней рассмотрены научные основы и способы устройства различно­го назначения траншейных стенок в грунтах. Описаны специаль­ные буровые растворы для сооружения траншей и солеустойчивые заполнители, применение которых в условиях солевой агрессии позволяет сводить фильтрацию жидких сред к нулю. Показана эффективность применения в народном хозяйстве диафрагм-завес в виде противофильтрационных траншейных стенок в грун­тах и несущих подземных конструкций.

Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, создающих новые материалы для эксплуатации в обыч­ных и химических агрессивных средах мелиоративного, гидро­технического, дорожного, промышленного и других видов строи­тельства, бурения и других отраслей техники и промышленности, где используются глины и системы на их основе.

В сооружении противофильтрационных экранов в грунтах широко используются бентонитовые и палигорскитовые глинопорошки, являющиеся природными коллоидными материалами.

Во время написания анонсированной книги было только принято решение о необходимости строительства Дашуковского комбината глинопорошков на базе Черкасского месторождения бентонитовых и палыгорскитовых глин.

Это предприятие было запущено в работу в 1980 г. В период до 1996 года производился в основном бентонитовый глинопорошок для литейного производства, а также поставлялись потребителям палыгорскитовая и бентонитовая глины в комовом виде.

В настоящее время на предприятии производится широкий ассортимент бентонитовых и палыгорскитовых глинопорошков для различных областей использования, в том числе и для сооружения траншейных стенок в грунтах – ассортимент продукции ОАО «Дашуковские бентониты» смотрите ЗДЕСЬ.

______________________________________________

*Траншейными стенками в грунтах принято называть вертикальные, моно­литные (или омоноличенные) подземные конструкции ленточного профиля в плане, сооружаемые без отрыва котлована путем разработки полости (скважины, блока, траншеи) в грунте и последующего ее заполнения материалом стенки с необходи­мыми по условиям работы конструкции свойствами. В технической литературе встречаются разные названия подземных конструкций траншейного типа: «стен­ка в грунте», «буробетонная стенка», «свайная стенка», «стенка из буронабивных свай» и т. д.