Ответы на билеты по механике грунтов. Билеты Механика грунтов. Предельные состояния оснований сооружений Основанием
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
Предельные состояния оснований сооружений Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения. Предельными состояниями называются такие состояния для здания, сооружения, а также основания или отдельных конструкций, при которых они перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также требованиям, заданным при их возведении. То есть либо теряет способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получает недопустимую деформацию или местное повреждение Предельные состояния делятся на 2 группы: І группа – состояния, когда эксплуатация сооружения невозможна из-за исчерпывания его несущей способности (прочность, стойкость). Предельные состояния І группы проявляются в виде просадок фундамента, вызванных потерей устойчивости грунтов основания, а также в виде потери устойчивости положения фундамента и всего сооружения в результате опрокидывания, плоского или глубинного сдвига и т.д. Наиболее опасные нарушения. ІІ группа – состояния затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения Нарушения предельного состояния ІІ группы выражаются в виде осадок фундаментов. Предельные состояния первой группы проверяются расчетом на максимальные (расчетные) нагрузки и воздействия, возможные при нарушении нормальной эксплуатации, предельные состояния второй группы - на эксплуатационные (нормативные) нагрузки и воздействия, отвечающие нормальной эксплуатации конструкций. Суть расчета: имеет своей целью не допустить наступления ни одного из предельных состояний, которые могут возникнуть в основании и привести к повреждению здания. При деформации грунтов под нагрузкой выделяют три фазы: I - фаза нормального уплотнения. Осадка пропорциональна приложенной нагрузке. II - фаза сдвигов. Из-за концентрации напряжений под краями фундамента в фазе сдвигов происходит разрушение грунта в локальных областях III - фаза выпирания грунта. При дальнейшем увеличении давления по подошве фундамента разрушения грунта развиваются в ширину и в глубину основания, при этом под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро в виде клина. Грунтовые основания деформируются под нагрузкой от сооружения всегда. При действии на фундамент только вертикальных центрально приложенных сил, основание сжимается равномерно. Если в нагрузках есть горизонтальные силы и момент, то деформации неравномерны, возникают крены (наклоны) сооружений. Просадки – это вертикальные деформации, вызванные коренным изменением структуры грунта. Осадки – это деформации, вызванные уплотнением грунта без коренного изменения его стуктуры. Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций Здания, сооружения и их отдельные элементы в зависимости от чувствительности к деформации разделяют на три типа: гибкие, абсолютно жесткие и конечной жесткости. 1) Гибкие сооружения, передавая нагрузку на основание и следуют за осадкой (- деформации, вызванные уплотнением грунта) так, что дополнительные усилия в их конструкциях практически не возникают. Пример – земляная насыпь. Если насыпь возведена, на слабых грунтах, то она способна неравномерно деформироваться вместе с ними без риска разрушения. Для сохранения проектных параметров ее досыпают дополнительным грунтом, на предполагаемую величину осадки или досыпают по мере просаживания грунта. 2) Абсолютно жесткие сооружения, при деформациях основания не изгибаются, а дают осадку как единый массив, причем поверхность основания в границах подошвы сооружения остается плоской. Это дымовые трубы, мостовые опоры, доменные печи и др. как правило, компактные в плане, установленные на массивном фундаменте. При действии моментной нагрузки или в случае неравномерно деформирующихся оснований, кроме осадки может возникнуть крен сооружения. Контактные напряжения по подошве фундамента абсолютно жесткого сооружения существенно неоднородны. Для массивных фундаментов, имеющих большой запас прочности на изгиб, они не опасны. 3) Большинство зданий и сооружений обладают конечной жесткостью (рамные и неразрезные железобетонные конструкции, кирпичные, блочные и панельные дома). Неравномерные осадки основания сопровождаются искривлением профиля сооружения. В результате в несущих конструкциях возникают дополнительные усилия, которые при неправильном проектировании могут привести к появлению трещин и разрушению конструкции. Типы фундаментов, возводимых в открытых котлованах (мелкого заложения) и область их применения Отличительной чертой фундаментов мелкого заложения является глубина закладки, которая составляет от 40 до 90 см. Фундаменты мелкого заложения состоят из: Обреза – верхней части, которая принимает нагрузку. Подошвы – нижней части, которая передает нагрузку. Боковых сторон – вертикальных частей фундамента, образующих фундаментную стену.  Фундамент мелкого заложения применяется в таких случаях: При постройке деревянных домов. При постройке домов из легких материалов. Для небольшой кирпичной постройки. В малоэтажном строительстве. Для небольшого подвала. При низком прохождение грунтовых вод, которое не приводит к вспучиванию. Виды фундаментов мелкого заложения Выделяют ленточные, столбчатые и плитные фундаменты мелкого заложения, которые в свою очередь разделяются технологией конструирования, и материалами, используемыми для строительства. Классификация фундаментов мелкого заложения по технологии конструирования: Монолитные – арматура устанавливается только на плитной части фундамента. Возводимые или колонные. Сборные – с использованием железобетонных подушек и бетонных блоков. Комбинированные или сборно-монолитные. Типы свай по характеру работы в грунте Сваи применяют для устройства фундаментов под различные здания и сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов Сваи по характеру передачи нагрузки на грунт подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи.  Сваи-стойки прорезают толщу слабых или недостаточно прочных грунтов и опираются на прочные грунты твердой консистенции (скальные, полускальные, плотные песчаные грунты, глинистые грунты) Свая-стойка всю свою нагрузку передает через нижний конец, так как при малых ее перемещениях - осадках не происходит мобилизации сил трения по боковой поверхности. Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде. Ее несущая способность определяется прочностью самого материала на сжатие и сопротивлением грунта под нижним концом - острием. Свая-стойка подобна колонне, которая опирается на несжимаемый грунт и поэтому ее несущая способность определяется только размером ее поперечного сечения. К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Они имеют перемещения под воздействием нагрузок значительно большие, чем сваи-стойки, при этом в работу включаются силы трения, возникающие по боковой поверхности. У висячих свай нагрузка передается основанию не только через нижний конец, но и боковой поверхностью. Нагрузка на такую сваю определяется суммой этих двух воздействий. Висячая свая под действием нагрузки перемещается относительно окружающего сжимаемого грунта, при этом на ее боковой поверхности возникает трение, которое оказывает сопротивление внедрению сваи в грунт. Поэтому несущая способность висячей сваи зависит как от площади поперечного сечения, так и от площади боковой поверхности сваи. Свайный куст — несколько рядом расположенных свай, совместно воспринимающих общую нагрузку; Ростверк — конструкция, объединяющая сверху сваи для их совместной работы По условиям изготовления сваи подразделяются на: 1) предварительно изготовленные на заводе или полигоне и затем погружаемые в грунт; 2) сваи, изготовляемые непосредственно в грунте. Материал изготовления Основным материалом являются бетон и железобетон. Сваи изготавливаются также из дерева, металла, асбоцемента. Возможно комбинирование из этих материалов по длине сваи. Например, применение дерева для части сваи, располагающейся ниже уровня грунтовой воды, и бетона в зоне переменного увлажнения. 5. Виды свайных фундаментов и типы ростверков Виды свайных фундаментов: 1) одиночные сваи - применяют под отдельно стоящие опоры. Разновидность таких свай, служащих одновременно фундаментом и колонной надземной конструкции, называют сваей – колонной. Одиночные сваи широко применяют при строительстве легких сельскохозяйственных сооружений; 2) свайные кусты - это фундамент, состоящий из группы свай. Свайные кусты устраивают под колонны сооружений, передающие значительные вертикальные нагрузки; 3) ленточные свайные фундаменты – это фундаменты расположены в один или несколько рядов. Ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий или протяженные конструкции; 4) сплошные свайные поля – это когда фундамент состоит из свай, расположенных в определенном порядке под всем сооружением. Такие фундаменты устраивают под тяжелые сооружения башенного типа.  Типы ростверков: Ростверк - это верхняя часть фундамента соединяющая сваи или столбы, распределяющая нагрузку равномерно. Ростверки разделяются: 1. По конструкции: - ленточный ростверк. Связывает один ряд свай, устанавливается под стены сооружений. Особенность: в отличие от кустовых и многорядных ростверков при забивке свай отклонения недопустимы. При отклонении в 5 см часть сечения выступает за ростверк, требуется установка специального выступа. При монолитном ростверке это сделать невозможно. - секционный ростверк. Соединяет сваи по всей площади фундамента. Допустимы несущественные отклонения. Недостатки – трудоемкость и дороговизна. 2. По материалу - деревянный ростверк – брус (используется при строительстве деревянных домов); - стальной ростверк (используется на Ж/Б и винтовых сваях); - железобетонный (бетонный) ростверк. Бетонные плиты, наличие арматуры. (используется при строительстве типовых многоэтажных зданий, реже – для загородных домов). 3. По степени заглубления: - заглубленный (низкий) ростверк. Плита опущена ниже уровня грунта. Противопоказан на вспучивающихся грунтах, т.к. грунт, поднимаясь, будет выдавливать ростверк из земли, возможно разрушение соединений со сваями; - низкий (повышенный) ростверк. Оголовки свай расположены заподлицо с грунтом, плита лежит на его поверхности. Грунт, который может вспучиваться, из-под плиты удаляют, на его место подсыпают не подверженный вспучиванию – щебень, крупнозернистый песок; - высокий ростверк. Плита располагается на 10-15 см выше грунта. Подходит для вспучивающихся грунтов. Недостаток: такой фундамент требует утепления. 6. Предварительно изготовленные забивные и вдавливаемые сваи Забивные и вдавливаемые сваи — это стержни цельные или полые внутри, которые заглубляются в грунт и воспринимают нагрузку от здания и передают ее на основание. Забивные – забиваются, вдавливаемые – вдавливаются в грунт. Виды: - железобетонные, деревянные и стальные; - погружаемые в грунт без его разбуривания или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью. Стандартные железобетонные сваи изготавливаются на заводах и поставляются на объекты строительства в готовом виде. Виды по форме поперечного сечения:  Вдавливаемые сваи Способы вдавливания: Точечный способ - используется при работах в непосредственной близости от существующих строений и инженерных коммуникаций. Отличительная черта этого метода сохранение в целостности близлежащих коммуникаций. координатный метод подразумевает последовательное перемещением по продольным и перпендикулярным осям проекта. Линейный и вдавливания свай используют при возведении сплошных свайных полей. Линейное вдавливание подразумевает установку свай строго по продольным осям будущего основания Координатный способы. Координатный метод подразумевает последовательное перемещением по продольным и перпендикулярным осям проекта. Забивные сваи Различаются:  По геометрии пяты – тупые или заостренные Классическая схема предусматривает забивку вертикально установленной сваи путём нанесения ударов молотом по её оголовку до проектного отказа или достижения проектной глубины. Машина для забивки свай (копровая установка, сваебой) представляет собой молот, на базовой машине. В качестве базовой машины выступают кран на гусеничном ходу, бульдозер или автомобиль повышенной проходимости.  7. Сваи-оболочки железобетонные Сваи-оболочки — это полые сваи размером от 800 до 1600 мм, сделанные из железобетона, которые могут иметь наконечник. Какие бывают сваи-оболочки В строительстве принято разграничивать полые круглые сваи по размерам их сечения на следующие группы: трубчатые сваи — до 800 мм; сваи-оболочки — от 800 до 1600 мм; сваи-колодцы — так называют сваи-оболочки сечением от 2 до 6 м. Из чего изготавливаются сваи-оболочки Сваи-оболочки изготавливаются из железобетона высшей марки и могут быть как с конусообразным наконечником, так и без него. Если строго соблюдать терминологию, то, так называемые металлические сваи-оболочки, не что иное, как трубчатые металлические сваи. Применение жб сваи-оболочки Применяются железобетонные сваи-оболочки при возведении: фундаментов зданий на слабых грунтах сейсмоопасных регионах в условиях повышенных вдавливающих и выдергивающих нагрузок используют для строительства мостов и путепроводов За исключением: торфяников, илистых грунтов (текучих глинистых) и прочих сильносжимаемых грунтов. Длина цельных свай-оболочек может быть от 4 до 12 метров, а составных — до 48 метров. Применение свай-оболочек позволяет добиться требуемой прочности при значительном сокращении расхода бетона. Технология погружения Для погружения сваи-оболочки малого сечения могут использоваться копры и соответствующими дизельными или гидравлическими молотами, однако чаще всего их погружение осуществляется с применением вибропогружателя. Порядок погружения 1. Одиночные сваи или предварительно соединенные между собой секции свай-оболочек поднимают краном с навесной стрелой при помощи специального устройства — траверсы (реже на гибких стропах) и устанавливают в точке погружения, фиксируя специальными направляющими устройствами. 2. После чего осуществляется вибропогружение свай-оболочек до проектной глубины. При строительстве опор мостов возможно использование как плавучих копров, так и обычных, если погружение свай-оболочек возможно произвести с берега. 3. Дальнейшие работы заключаются в извлечении грунта из полости сваи, срубке оголовков свай на проектном уровне и заполнение полости бетоном (если это предусмотрено проектом). 4. В дальнейшем на сваях будет строиться ростверк (опора моста, путепровода), как правило, из железобетона. 8. Набивные бетонные и железобетонные сваи Набивные сваи - железобетонные опоры, обустроенные посредством заливки полости в грунте (скважины) бетонной смесью с предварительным размещением в ней арматурного каркаса. Существует два варианта набивных опор - промышленного производства, и кустарного изготовления, при котором скважина разрабатывается с помощью подручных средств. Набивные сваи изготавливаются в грунте из бетона и железобетона. Конструкция набивных свай, которые имеют, цилиндрическую форму, может предусматривать уширение нижнего конца, что значительно повышает их несущую способность. Процесс устройства набивной бетонной сваи состоит в следующем: 1) на место погружения сперва устанавливают инвентарную трубу; 2) соединяют лепестки раскрывающегося башмака и опускают трубу на грунт; 3) затем погружают трубу; 4) по окончании погружения заполняют трубу бетоном; 5) вновь прикрепляют вибратор к трубе, извлекают трубу из грунта и очищают башмак.  Такие сваи обычно изготовляются длиной от 6 до 12 м. Кустарные набивные сваи обладают невысокой несущей способностью, поскольку глубина из расположения в почве редко превышает 3 м. Набивные сваи созданные МБУ установками используются в качестве фундаментов для зданий любой этажности - от тяжелых малоэтажных домов до многоэтажек. Кустарные набивные сваи применяются как фундамент для одно-двух этажных домов из легких и умеренно тяжелых материалов - каркасных и щитовых панелей, бруса, сруба, пенобетона и газосиликата. УСТРОЙСТВО НАБИВНЫХ СВАЙ Набивные сваи промышленного производства в зависимости от технологии обустройства классифицируются на несколько видов: • Вибротрамбованные опоры; • Штапованные конические сваи; • Частотрамбованные сваи; • Пневмотрамбованные сваи; • Буронабивные сваи. Вибротрамбованные опоры используются для строительства фундаментов в сухих грунтах с жесткими структурными связями. Первоочередно ведется бурение под защитой обсадной трубы, предотвращающей обваливание стенок скважины, далее в полость слоями погружается бетонная смесь, которая уплотняется с помощью трамбующей штанги. В процессе трамбования бетон образует на забое (дне) скважины уширенную пяту. При обустройстве конических свай разработка скважины ведется не бурением а ударным штампованием грунта с помощью конусообразного лидера. При этом в процессе создания полости в выемку добавляется щебень для уплотнения ее стенок. После обустройства в скважину погружается армокаркас и производится бетонирование Для создания частотрамбованных набивных свай в грунте бурится скважина под защитой обсадной трубы, далее устанавливается армокаркас и заливается бетонная смесь. В процессе заливки сваебойный молот наносит по обсадной трубе удары, смещая ее в грунте на 4-5 см, тем самым достигается максимальное уплотнение бетона. В насыщенных влагой грунтах обустраиваются пневмотрамбованные сваи, в который после бурения скважины полость продувается сжатым воздухом с целью вытеснение грунтовых вод на поверхность. Заливка бетона производится с поддерживанием внутри обсадной трубы постоянно давления 0.3-0.4 Мпа, направленного на уплотнение бетонной смеси. Буровые сваи – (смотри ниже билет № 9) 9. Буровые железобетонные сваи Набивные сваи - железобетонные опоры, обустроенные посредством заливки скважины в грунте бетонной смесью с предварительным размещением в ней арматурного каркаса. Буровые сваи применяются на проблемных участках застройки (слабые и пучинистые грунты; водоносные слои, располагающиеся близко к поверхности; разноуровневый рельеф), где невозможно возведение фундамента другого типа. Скважины для устройства буронабивных свай выполняют с помощью буровых агрегатов, при достижении проектной отметки, бур вынимается и освобождается от грунта. В скважину опускается предварительно изготовленный каркас из арматуры, который заполняется бетонной смесью через воронку. Смесь подается в полость конструкции непосредственно из бетоносмесительной установки или премного бункера для бетонной смеси. При устройстве свайного фундамента из буровых свай, допускается устраивать свайные конструкции из монолитного бетона, чаще железобетона. Самыми распространенными видами буровых опор являются: 1) буронабивные сваи – разновидность опор, которые применяют для монтажа фундаментов. Для установки опорного столба бурится скважина, в нее опускают обсадную трубу, армокаркас и заливают бетонной смесью; 2) буросекущие сваи – это вариант ограждающей конструкции образующие сплошную стенку, бурятся скважины, в них заливается бетон. Буросекущая свая создается посредством использования обсадной трубы с отсоединяемым башмачным основанием. Ее внутренность заполняется бетонной смесью, после чего обсадной ствол извлекается. Армокаркас делается через одну сваю. 3) винтовые сваи - свая, состоящая из металлического наконечника с лопастью (лопастями) или многовитковой спиралью (спиралями) и трубчатого металлического ствола, погружаемая в грунт методом завинчивания в сочетании с вдавливанием. Монтаж винтовых свай производится как вручную с помощью дрели, так и специальными машинами, создаётся упор и закрепляется специальная насадка. Кроме этого к буровым фундаментам можно отнести забойные конструкции – скважины, заполненные щебеночной засыпкой с послойным уплотнением; опоры с расширительной пятой, возводимые с помощью взрывных работ и полые опоры, смонтированные с помощью вибросердечника. 10. Винтовые сваи Винтовые сваи Винтовые сваи состоят из цилиндрического ствола (1) и башмака (Б) с винтовыми лопастями (2) и наконечником (3), обеспечивающими завинчивание сваи в грунт при ее вращении вокруг продольной оси. А) Б)  Ствол сваи может быть железобетонным (рис.1) (сплошным или полым) или металлическим (Рис.2)  Рис.1 (свая ж/б) Винтовые сваи погружаются на глубину до 30-40 метров. Основное преимущество винтовых свай в том, что они хорошо работают на выдергивающие нагрузки, поэтому их применяют в сооружениях, где на фундаменты передаются значительные выдергивающие усилия. К ввинчиванию свай в грунт прибегают и в тех случаях, когда воздействие динамических или вибрационных нагрузок может отрицательно сказаться на состоянии конструкций рядом расположенных сооружений, что характерно для строительства в стесненных городских условиях. Винтовые сваи применяют при возведении мостов, фундаментов мачт, башен, опор линий электропередачи. Винтовые сваи могут быть заложены в любые грунты, допускающие завинчивание, за исключением глинистых грунтов текучей консистенции, а также илов и заторфованных грунтов. Металлические винтовые сваи Классификация: Стальные винтовые сваи подразделяют: по виду лопастей — на лопастные (СВЛ), спиральные (СВС), комбинированные (СВК); по конструкции нижней части — с закрытым концом, с открытым концом (прямым или срезанным); по способу изготовления наконечника — со сварным, литым или кованым наконечником.  Вариант 1 - широколопастные сваи Вариант 2 - многолопастные Вариант 3 - узко лопастные – многовитковый аналог шурупа Вариант 4 для почв с большим содержанием камней, осколков и плотных пород применяются заостренные наконечники (Рис. 1, Вар. 3); Железобетонные винтовые сваи Винтовая железобетонная свая внешне напоминает стальную многовитковую сваю, однако изготавливается она из несущего металлического каркаса и бетона. 11. Общие сведения о фундаментах глубокого заложения Фундамент глубокого заложения (ФГЗ) представляет собой конструкцию, опорная подошва которой размещена ниже границы промерзания земли. Виды фундаментов глубокого заложения - Ленточные фундамент ФГЗ - Плитные фундаменты ФГЗ - Свайный ФГЗ - Опускные колодцы; - Кессоны; - Тонкостенные оболочки; - Буровые опоры - Фундаменты, возводимые методом «Стена в грунте» Ленточные фундамент ФГЗ представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, повторяющую контуры внешних и внутренних стен сооружения. Фундаментные ленты являются одним из наиболее распространенных типов ФГЗ, поскольку земляные работы на откопку траншеи значительно менее трудоемки, чем разработка котлована под плитное основание. Плитные фундаменты ФГЗ представляют собой монолитную железобетонную плиту, занимающую всю площадь здания. В отличие от ленточных ФГЗ, такие фундаменты не углубляются на толщину всего промерзающего пласта грунта - их толщина равна 30-50 см, под плиту откапывается котлован и фундамент размещается на дне выемки. Опускные колодцы Представляют собой замкнутую в плане и открытую сверху и снизу полую конструкцию, бетонируемую или собираемую из сборных элементов на поверхности грунта и погружаемую под действием собственного веса или дополнительной пригрузки по мере разработки грунта внутри нее. 1. Монолитные; 2. Сборные (наибольшее предпочтение) - колодцы из пустотелых прямоугольных элементов; - из плоских вертикальных панелей (клепок) Схемы погружения колодцев: 1.Насухо (при отсутствии подземных вод или с применением открытого водоотлива или водопонижения). 2. С разработкой грунта под водой.  Кессон - опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не позволяет ей проникать в рабочую камеру, благодаря чему разработка грунта ведется насухо без водоотлива.  Тонкостенная оболочка Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного ж/б. Они начали широко применяться только с появлением мощных вибропогружателей, позволяющих погружать в грунт элементы больших размеров. На строительной площадке секции оболочки или предварительно укрупняются, или наращиваются в процессе погружения с помощью специальных стыковых устройств. Фундамент «Стена в грунте» Метод Стена в грунте – это технология крепления стен котлована и устройство постоянного фундамента здания на его основе. Она состоит в возведении железобетонных стен подземных сооружений в траншеях-щелях до рытья котлована. Применяется при строительстве городских подземных сооружений (транспортных тоннелей и станций метрополитена, парковок и гаражей, многоярусных подземных комплексов и т. п.), фундаментов домов и мостов, подпорных стен, противофильтрационных завес.  12. Устройство фундаментов глубокого заложения методом опускного колодца Фундаментами глубокого заложения– фундаменты, у которых глубина погружения их подошв в несколько раз превосходит размеры в плане. Фундаменты глубокого заложения устраивают не в открытом котловане, а на поверхности грунта. Их сооружение направленно на сохранность структуры грунтов в основании и передачу больших давлений на плотные грунты. К фундаментам глубокого заложения относятся: - Ленточные фундамент ФГЗ - Плитные фундаменты ФГЗ - Свайный ФГЗ - опускные колодцы - фундаменты из оболочек и оболочки, сваи-оболочки - фундамента без оболочек - опоры глубокого заложения (столбы) - кессоны Опускные колодцыИдея опускного колодца заключается в следующем. На поверхности грунта вначале устраивают кладку колодца на некоторую высоту. Затем внутри начинают разрабатывать грунт, подкапывая его под стенками колодца и извлекая с помощью землеройных механизмов. Колодец, утрачивая опору, опускается под действием собственного веса, до тех пор, пока не будет пройдена вся толща слабых грунтов, и он не достигнет проектной отметки заложения опоры. В процессе опускания кладку стенок колодца непрерывно наращивают. Опускной колодец– конструкция, которая в период погружения состоит из стен, а после погружения внутренняя часть заполняется бетонной смесью.  Опускные колодцы применяют для устройства фундаментов мостовых опор, дамб в причальных сооружениях, набережных, под доменные печи, при строительстве канализационных насосных станций, под оборудование в стесненных условиях. Обычно применяют на местности, покрытой водой, при высоком уровне подземных вод и при наличии текучих грунтов. Опускные колодцы погружаются под действием собственного веса, поэтому их стенки выполняют значительно толще, чем требуется по расчету на прочность. Под действием вибрации оболочка врезается в грунт, нижнее звено оболочки снабжается ножом. Из неё извлекают грунт. После погружения одного звена оболочку наращивают. Звенья оболочки, имеющие фланцы, соединяют на болтах или жестко на сварке. Армирование двойное из двух трубок, соединяемых болтовыми стержнями. По форме в плане опускные колодцы бывают круглые, квадратные, эллиптические, прямоугольные, ячеистые. Наиболее целесообразной является круглая форма. В этом случае стенки колодца лучше воспринимают давление от окружающего грунта, и обеспечивается возможность равномерной подработки под стенками при опускании. Квадратная или прямоугольная форма – в стенках возникают растягивающие напряжения, поэтому они выполняются из железобетона. По форме продольного сечения: - в стенке с постоянным сечением  Тиксотропия– способность глинистого раствора загустевать в спокойном состоянии и становится жидким при перемешивании. Тиксотропная рубашка– щель, заполненная раствором бентонитовой глины. Бентонит– коллоидная глина, состоящая в основном из минералов группы монтмориллонита. Используют для приготовления буровых растворов, как отбеливающую глину, как связующий материал. 13. Основы кессонного метода устройства глубоких фундаментов Кессон представляет собой герметичную рабочую камеру, имеющую шлюзовые входы для удаления грунта, декомпрессии и эвакуации людей. Внутри рабочей камеры создают избыточное давление, вытесняющее из нее воду. Разработку грунта внутри рабочей камеры ведут гидромониторами, а его удаление осуществляют в виде пульпы - грязевыми насосами. Возможно также использование механических средств для копки и удаления грунта. Кессоны применяются, когда: подземное сооружение возводится в непосредственной близости от существующих зданий или сооружений и есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы их фундаментов; подземное сооружение строится в сильно обводненных грунтах. В этих условиях опускной колодец требует больших затрат на водоотлив, и поэтому экономически выгоднее использовать кессон. Кроме того, кессон находит применение при проходке горизонтальных туннелей в водонасыщенных грунтах. По назначению различают кессоны: для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий; для выполнения различных строительных работ под водой. По способу опускания кессоны делят на: опускаемые с поверхности земли и из котлованов; островные, погружаемые на местности, покрытой водой, с искусственных островков; наплавные, опускаемые с воды путем затопления кессонной камеры, которой предварительно сообщается. В условиях, когда приток и напор воды невозможно снять водопонижением, опускные колодцы сооружают методом кессона. Элементы кессона и оборудование для его опускания Кессоны для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий  Рис. Схемы устройства кессона а — для заглубленного здания; б — для глубокого фундамента; 1 — кессонная камера; 2 — надкессонное строение; 3 - гидроизоляция; 4 —шлюзовой аппарат Собственно кессон (рис.) состоит из кессонной камеры, надкессонного строения, гидроизоляции. Обычно кессонная камера устраивается из железобетона и лишь в редких случаях — из металла. Форма сечения кессонной камеры — прямоугольная, квадратная или круглая. Стенки камеры наклонные и заканчиваются ножом (рис.). Высота камеры от банкетки до потолка принимается не менее 2,2 м. В потолке оставляются отверстия для установки шахтной трубы, патрубков для трубопроводов сжатого воздуха, воды, электроэнергии.  Рис. Нож кессона а — тупой; б —с резцом; 1— опалубка; 2 — хомуты Фундамент глубокого заложения, он же глубоко заглубленный фундамент, - это фундамент, основание которого находится на глубине большей, чем глубина промерзания грунта. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью. Заложение глубоко заглубленного фундамента подразумевает большой объем земельных работ: траншею под фундамент нужно рыть на большую глубину. Расход бетона на такой фундамент так же большой. Плюсом фундамента глубокого заложения является его большая несущая способность, поэтому такие фундаменты характерны для тяжелых домов, построенных из кирпича или железобетона, а так же для многоэтажных домов. 14. Устройство фундаментов глубокого заложения методом стена в грунте Фундамент глубокого заложения - это фундамент, основание которого находится на глубине большей, чем глубина промерзания грунта. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью. Плюсом фундамента глубокого заложения является его большая несущая способность, поэтому такие фундаменты характерны для тяжелых домов, построенных из кирпича или железобетона, а так же для многоэтажных домов. Стена в грунте — метод возведения подземных или заглублённых сооружений, фундаментов, ограждений котлованов, подпорных стен, a также противофильтрационных завес c использованием при разработке грунта тиксотропного глинистого раствора. Стена в грунте может возводиться глубиной до 40, а при использовании спецоборудования — до 60 метров, а ширина траншеи при этом может быть минимальной — от 0,4 до 1,2 м. Стена становится ограждающей конструкцией, а кроме того, может выполнять функцию несущего элемента подземных сооружений. Наиболее эффективно использование метода в сложных гидрогеологических условиях при относительно неглубоком залегании водоупорных грунтов, a также вблизи зданий. Технология: 1) По периметру котлована строится форшахта — железобетонное ограждение, обеспечивающее проектную точность будущей стены и предотвращающее обвал грунта с верхней части траншеи. 2) Производится разработка траншеи для стены. Траншеи разрабатывают отдельными участкамидлиной 3-6 метров, вскрывая их через один. В процессе выемки грунта траншею заполняют раствором бентонита, который предохраняет её стенки от обрушения. 3) После достижения нижней отметки в траншею опускают каркасы из арматуры. 4) После монтажа каркасов производится бетонирование стены через бетонолитные трубы. По мере укладки этой смеси в траншею бентонитовый раствор вытесняется и откачивается. После чего фильтруется и хранится в резервуарах для использования в следующем сегменте стены. 5) После полного застывания бетона приступают к разработке грунта под котлован сооружения, а также проводят работы по креплению стены  |