Ґрунтобетонне кріплення підземних споруд

Розглянуто проблеми традиційних способів підземного будівництва в ґрунтових масивах, відзначено економічні, технічні й безпекові ризики зведення підземних об’єктів. Проаналізовано досвід використання струменевої цементації ґрунтів у цивільному, промисловому й підземному будівництві. Акцентовано увагу на носійній здатності й потенціалі використання ґрунтобетону як матеріалу кріплення (оправи) підземних споруд. Розроблено конструкцію ґрунтобетонного кріплення та новий спосіб її зведення шляхом свердловинного замонолічування ґрунтів по контуру споруди з використанням струменевої цементації, що забезпечує скорочення витрат матеріалів і загальної вартості підземної споруди шляхом поєднання функцій тимчасових (огороджувальних) і постійних (тримальних) конструкцій. Запропоновано конструк-цію комбінованого кріплення: ґрунтобетон – анкери – набризкбетон. Проведено аналіз конструктивних і технологічних переваг розробленого кріплення в порівнянні з розповсюдженими конструкціями. Зокрема, відзначено можливість повного оконтурення підземної споруди шаром ґрунтобетону з денної поверхні (відпадає потреба в утворенні та облаштуванні котловану), скорочення витрат матеріалів у порівнянні з поширеним способом «стіна в ґрунті» (оскільки висота вертикальних стінових конструкцій дорівнює в нашому випадку висоті споруди, стіни не піднімаються до земної поверхні), можливість ефективного формування товщини ґрунтоцементної оправи із забезпеченням необхідної носійної здатності та водонепроникності споруди. Обґрунтовано нову технічну ідею свердловинного способу спорудження підземних об’єктів з формуванням ґрунтобетонного кріплення, яка для певних інженерно-геологічних умов може виступати альтернативою традиційним відкритому та гірничому способам підземного будівництва, збільшуючи масштаби його використання.

The experience of using jet cementing of soils in civil, industrial and underground construction is analysed. Attention is focused on the bearing capacity and potential of using soil concrete as a fastening material (frame) of underground structures. Soil concrete fastening and a new method of its construction by jet cementing of soils along the contour of the structure are developed. This ensures a reduction in material consumption and total cost by combining the functions of temporary (enclosing) and permanent (retaining) structures. The proposed design of combined fastening: soil concrete – anchors – shotcrete. An analysis of the constructive and technological advantages of the developed fastening in comparison with common structures is conducted. In particular, the possibility of completely contouring an underground structure with a layer of soil concrete from the surface (there is no need to form and equip a pit), reducing material consumption compared to the common “wall in the soil” method (since the height of vertical wall structures is equal to the height of the structure in our case, the walls do not rise to the ground surface), and the possibility of effectively forming the thickness of the soil-cement frame while ensuring the necessary bearing capacity and water resistance were noted. A new technical idea of a borehole method of constructing underground facilities with the formation of soil concrete fastening is substantiated, which for certain engineering and geological conditions can serve as an alternative to traditional open (excavation) and mining methods of underground construction, increasing the scale of its use.