Какво е шлицова стена?
Шлицовата стена (diaphragm wall, slurry wall) е монолитна стоманобетонна конструкция, изграждана директно в земята чрез изкопаване на тясна дълбока траншея, поддържана с бентонитова суспензия, и последващо армиране и бетониране. Дебелината на шлицовите стени е обикновено 0,5–1,5 м, дълбочината – до 60–80 м при специализирано оборудване. Резултатът е водоплътна, носеща стоманобетонна стена с изключителни характеристики.
Технологията е разработена в Италия от ICOS (Impresa Costruzioni Opere Specializzate) в края на 1940-те. Оттогава тя е намерила приложение в стотици сложни строителни проекти по целия свят – метростанции, подземни паркинги, високи сгради с дълбоки подземни нива и специализирани хидротехнически съоръжения.
Ролята на бентонитовата суспензия
Бентонитовата суспензия е ключовият елемент, правещ технологията възможна. Бентонитът (натриева монтморилонитна глина) в смес с вода образува колоидна суспензия с уникални свойства: когато е в покой, тя желира и прилепва към стените на траншеята, образувайки тънка, слабопропусклива „торта" (filter cake), задържаща стените от срутване. Когато е в движение (при циркулация за почистване), течливостта й се възстановява. Тази тиксотропна природа е ключова за функционирането.
Плътността на суспензията (обикновено 1,03–1,10 г/см³) трябва да е по-висока от водата, за да се осигури хидростатично налягане срещу стените на траншеята. Суспензията се приготвя в смесителна станция на площадката и непрекъснато се рециклира и пречиства с десандьор (за отделяне на изкопания материал).
Технология на изпълнение – стъпка по стъпка
Направляващи стени (Guide walls)
Преди изкопаването се изграждат плитки стоманобетонни направляващи стени (0,5–1,0 м дълбочина) от двете страни на шлица. Те задават точната позиция и ширина на шлица, осигуряват опора за изкопните инструменти и предотвратяват разрушаване на повърхностния почвен слой.
Изкопаване на шлица
Шлицът се изкопава с грайфер (clamshell grab) – специализирана кофа с две челюсти, задвижвана от кран. При по-твърди почви или скала се използват хидромелничари (hydromill, trench cutter) – машини с въртящи се режещи колела. Шлицът се разделя на секции (panels) с дължина 3–8 м. Изкопаването протича под непрекъснато присъствие на бентонитова суспензия.
Поставяне на стоп-крайове
На краищата на всяка секция се поставят стоп-краища (stop ends) – специални метални профили с кръгло или квадратно сечение, осигуряващи водоплътното свързване между съседните секции след бетониране. Стоп-краищата се изтеглят след начало на бетоновата втвърдяване.
Армировъчен кош
Армировъчният кош се изработва на повърхността и се спуска с кран в изкопаната секция. Ключови изисквания: кошът трябва да е достатъчно твърд, за да не се деформира при спускане, и да е снабден с дистанционери за осигуряване на защитен слой от 70–100 мм.
Бетониране
Бетонирането се извършва по Tremie метода – тръба, спусната до дъното, подава бетона, изтласквайки суспензията нагоре. Краят на Tremie тръбата трябва да е потопен в бетона минимум 3–5 м по всяко време. Бетонирането е непрекъснато – прекъсванията могат да доведат до дефекти.
Ставите между секциите
Ставата между две съседни секции е критичното място на шлицовата стена – тя е потенциалният путят за протичане на вода. Стандартни решения са: кръгли стоп-краища (дават полукръгъл жлеб в края на первата секция, в който влиза краят на втората), CWS (Circular Water Stop) ламарини, и специализирани Giken, Vordruckrohr и GEWI ставни системи. При много строги изисквания за водоплътност – допълнително инжектиране на ставите.
Приложения на шлицовите стени
Укрепване на дълбоки котловани
Шлицовата стена е стандарт при укрепване на дълбоки котловани в плътно застроена градска среда. При наличие на подпочвени води тя осигурява едновременно механично укрепване и хидроизолация. Сравнена с пилотната стена – по-скъпа, но по-добра водоплътност. Анкерирана или с вътрешни разпори при голяма дълбочина.
Фундаменти на сгради
Шлицовата стена може да е едновременно укрепване на котлована по времена строителство и постоянен фундамент (периметрална стена) на завършената сграда. „Top-down" методът позволява строителство на сградата отгоре надолу – ускоряващ цялостния процес.
Метро и подземни съоръжения
Метростанциите, изградени по метода Cut & Cover, почти винаги използват шлицови стени за укрепване на котлована и за постоянните стени на станцията. Дебелина 0,8–1,2 м, дълбочина 20–35 м е типично за метростанция с две нива.
Водна завеса
При язовири и при дълбоки котловани в скала, шлицовата стена може да служи като водонепропусклива завеса, предотвратяваща просмукването на вода под конструкцията. Комбинирана с конвенционалното инжектиране за по-малки пропуски в скалния масив.
Контрол на качеството
Контролът при шлицовите стени включва: непрекъснат мониторинг на свойствата на бентонитовата суспензия (плътност, вискозитет, пясъчно съдържание), проверка на вертикалността на изкопа (инклинометри в изкопния инструмент), бетонна проба при всяко бетониране, и последваща проверка на целостта (sonic logging, gamma-gamma logging). При критични обекти – ехолокация на ставите за установяване на дефекти.