Строительные котлованы на городских территориях представляют собой серьезный риск из-за потенциальной угрозы устойчивости окружающих объектов/сооружений, а также из-за существования значительного разнообразия муниципальной инфраструктуры.
Помимо угроз, которые несет котлован окружающим зданиям и подземной инфраструктуре, неправильно выполненное ограждение котлована несет огромную угрозу рабочим. Работы по армированию и бетонированию котлована будут подвергаться огромному риску обрушения стенок котлована. При этом сам котлован невозможно построить просто – только раскопками; стенки котлована должны быть надежно укреплены до того, как произойдет выемка грунта.
Надежная защита котлована обеспечивает устойчивость вертикальных стен, предотвращая смещения подземных слоев, которые могут нанести серьезный ущерб окружающим зданиям и инфраструктуре.
В случаях, когда раскопки очень глубокие, грунтовые воды и сточные воды могут оказать весьма негативное влияние на устойчивость котлована и последующих строительных работ; поэтому защита должна обеспечивать и водонепроницаемость стен. В противном случае поступающую воду придется постоянно откачивать из котлована (с неопределенным эффектом) и вследствие дополнительных работ стоимость предстоящих строительных работ значительно увеличится.
Проект котлована, а, следовательно, и тип защиты, зависит от нескольких различных, но взаимосвязанных параметров, таких как:
архитектурно-конструктивное проектирование будущего сооружения;
глубина будущего котлована и глубина залегания грунтовых вод;
геологические/геотехнические/гидрологические свойства грунтовых образований фундамента;
геометрия и глубина/планировка окружающих фундаментов, муниципальной инфраструктуры и т. д.
В роли вертикальных элементов защитной конструкции могут использоваться:
сваи/микросваи;
забивные стальные профили и шпунтовые сваи (Ларсен);
струйно-инъекционные колонны и железобетонные диафрагмы.
Элементами, воспринимающими горизонтальные силы, являются:
различные типы самосверлящих анкеров;
геотехнические анкеры;
распорные стальные конструкции.
Для обшивки стенок котлована может использоваться геотекстиль, сетка и торкрет-бетон.
Относительно новым, но перспективным является вариант устройства ограждения котлована из буронабивных и грунтоцементных свай, объединяющий в себе преимущества этих технологий. При этом боковую нагрузку от давления грунта воспринимают металлические набивные сваи, а цементные сваи, размещенные в шахматном порядке, выполняют роль фильтра.