В чем заключается главная суть бестраншейной прокладки трубопроводов
 Скачать 89.96 Kb.
|
|
Ошибки, допускаемые при проектировании фундаментов Основной ошибкой, допускаемой при проектировании, является образование недопустимых деформаций грунта основания, вызывающих повреждения сооружения. Это проявляется в значительных осадках, кренах, сдвигах, появлении трещин в несущих конструкциях, обрушении сооружения. Другой причиной ошибок является неправильный выбор конструкции фундамента или неверное заложение подошвы фундамента. Имеют место также ошибки, при которых в ходе проектирования не учитываются происходящие под воздействием внешних причин изменения несущей способности основания. Такие изменения возникают при увлажнении или размыве грунтовыми водами основания под фундаментом. Ошибки проектирования:
Понятие геотехногенный массив Геотехногенный массив позволяет в значительной мере снизить степень техногенного поражения естественных экологических систем при устройстве нулевого цикла. При этом способе (В.Н. Мельников и др., 1986, В.И. Осипов, С.Д. Филимонов, О.Н. Еремина, 2001) создается геотехническая система, состоящая из природных и технических элементов: верхний — из бетона, средний из втрамбованного в массив и преобразованного методами технической мелиорации скального или полускального грунта, и нижний — из неизмененного природного грунта. Геотехногенный массив - термин, введенный рядом авторов (Мельников Б.Н., Нестеров А.И., Осипов В.И.), определяется как «часть грунтовой толщи, улучшенная методами технической мелиорации с образованием пространственной структуры массива на фациальном уровне». Создание геотехногенного массива необходимо в том случае, когда исходные грунтовые массивы по своим свойствам не подходят для реализации какой-либо инженерной задачи. Основная концепция геотехногенного массива заключается в оптимальной передаче нагрузки от сооружения на весь массив грунта, для этого необходимо создать во всем объеме массива геотехногенную структуру, воспринимающую нагрузку. Среди всевозможных методов создания геотехногенных массивов наибольшее распространение приобрели инъекционные методы усиления оснований вяжущими растворами. Это связано с универсальностью методов относительно свойств грунтов (связность, обводненность и др.) и компактностью рабочих установок. В качестве закрепляющего вещества используются жидкое стекло, бентонит, природные и синтетические смолы, битумы, растворы электролитов, портландцемент, известь и т.д. По степени и виду воздействия на массив Осипов В.И. разделяет все методы глубинной инъекции на четыре группы: - метод заполнения реагентом трещин, пустот и каверн в грунте; - метод пропитки грунта применяемым реагентом; - метод уплотнения за счет образования в точке нагнетания плотного тела из инъектируемого вещества и уплотнения окружающего его грунта; - метод уплотнения и армирования фунта с применением гидроразрыва Если рассматривать геотехногенные массивы как структурно-неоднородные среды, то для определения их свойств вполне аргументировано применение к ним расчетных моделей эффективных показателей композитных материалов. Так Иваненков, Б.Н. Мельников, В.И. Осипов, А.И. Нестерова для расчетов деформационных свойств геотехногенного массива применяли трехфазную и полидисперсную модели. Цветков Р.В., Шардаков И.Н. для оценки напряженно деформированного состояния основания, состоящего из закарстованных грунтов, моделировали систему «грунтовое основание-свайный фундамент-здание» как линейно-упругую трансверсально-изотропную среду. Геотехногенный массив является структурно неоднородной средой, поэтому многие исследователи применяют методы механики композитных материалов для расчета эффективных свойств неоднородных грунтов. Понятие композитных элементов фундаментов Композит: Твердый продукт, состоящий из двух или более материалов, отличных друг от друга по форме и/или фазовому состоянию, и/или химическому составу, и/или свойствам, скрепленных, как правило, физической связью и имеющих границу раздела между обязательным материалом (матрицей) и ее наполнителями, включая армирующие наполнители. Сравнительно недавно производители композитных материалов стали активно продвигать на строительном рынке пластиковую арматуру для фундамента. Такие изделия изготавливаются из стекловолокна и отличаются достаточно неплохими показателями. Композитная арматура, которая может применяться при возведении каркаса фундамента, выпускается разных диаметров и размеров. Так как это сравнительно новый материал, который не прошел проверку временем, мы не будем заниматься его рекламированием. Отметим лишь основные качества, которые обычно приписываются стеклопластиковой арматуре компаниями-производителями: беспрецедентная стойкость к коррозии; высокие показатели прочности; доступная стоимость; неплохие показатели морозостойкости; малый удельный вес. В то же время строители, которые столкнулись с использованием композитной арматуры, отмечают «резиновые» свойства такого материала. Стеклопластик, в отличие от стали, при изгибе растягивается, предоставляя бетону работу на растяжение, с которой он справляется не лучшим образом. Использование такого материала целесообразно лишь при условии предварительного натяжения пластиковой арматуры до близких к предельным значениям. Соблюдать такую технологию в условиях индивидуального строительства (на месте) проблематично. Потеря несущей способности оснований и фундаментов Под термином «потеря несущей способности грунта» мы понимаем явление выдавливания грунта по сторонам фундамента с выпучиванием его вверх; при этом сооружение опускается и может одновременно покоситься, т. е. дать крен. Потеря несущей способности грунта под подошвой фундамента происходит в том случае, когда прочность грунта на сдвиг по поверхности скольжения недостаточно велика по сравнению с фактическими напряжениями, возникающими от нагрузки. Нагрузка на фундамент, при которой происходит потеря несущей способности грунта, называется предельной нагрузкой, или наибольшей несущей способностью; во избежание потери несущей способности грунта основание должно иметь определенный запас прочности, который регламентируется нормами. Если осадки, возникающие из-за сжимаемости грунта при определенных нагрузках от веса сооружений, представляют собой деформационную задачу, то при потере несущей способности дальнейшая осадка грунта невозможна; здесь в зоне вытеснения грунта из-под фундамента возникает проблема равновесия. Опасность потери несущей способности грунта тем больше, чем меньше ширина фундамента, глубина его заложения и прочность грунта на сдвиг; к потере несущей способности грунта может привести и внецентренное загружение фундамента. При традиционных методах строительства с обычными нагрузками от зданий на грунт, достаточно широкими фундаментами и достаточно глубоким их заложением для определения допустимых нагрузок на подошву фундамента рекомендуется, как правило, сначала сделать расчет фундаментов по деформациям и лишь затем приступить к определению возможной потери несущей способности грунтов основания. Следует указать на то, что опасность потери несущей способности грунта под нагрузкой может усилиться при подъеме грунтовых вод и уменьшении объемной массы грунта. При первых признаках потери несущей способности грунта (наклон и перекос сооружения, горизонтальные сдвиги, вспучивание грунта в непосредственной близости от здания) необходимо немедленно принять такие контрмеры, как установка дополнительных креплений, пригруз поверхности грунта, понижение уровня грунтовых вод или упрочнение грунта (например, с помощью инъектирования). Для полноты картины следует еще упомянуть о потере несущей способности грунтов на всем участке строительства. Это явление возникает при наличии перепадов уровня территории строительства (подпорные стенки, откосы, крутопадающие слои грунта), когда нагрузка от здания и собственный вес грунта превышают сопротивление грунта сдвигу, и сооружение с примыкающими к нему участками почвы сдвигается по поверхности скольжения. Причиной этого часто бывают исключительно сильные атмосферные осадки и вызванное ими усиление давления воды в порах грунта. Если в непосредственной связи со строительством многоэтажного здания планируется устройство грунтовых откосов, то из соображений обеспечения устойчивости грунтов на планируемой территории следует производить расчет устойчивости откосов, ибо существует опасность сдвига откоса вдоль поверхности скольжения, т. е. сползание откоса. Проектирование оснований и фундаментов Проектирование оснований и фундаментов сопряжено с решением двух основных задач, первая из которых связана с обеспечением необходимой прочности и устойчивости сооружения, а вторая – с принятием наиболее экономичного конструктивного решения с точки зрения расхода материалов, объема и трудоемкости строительных работ. Основания и фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом: а) результатов инженерных изысканий для строительства; б) сведений о сейсмичности района строительства; в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации; г) нагрузок, действующих на фундаменты; д) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся сооружений; е) экологических требований; ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций. Целью проектирования является выбор такого оптимального решения, которое позволило бы запроектировать надежную и экономичную конструкцию фундамента и его основания. Найти такое решение позволяет принятая методика расчета по предельным состояниям. Предельные состояния подразделяют на две группы: Первая группа — по несущей способности. При расчете по этой группе предельных состояний должны быть исключены все возможные формы разрушений, которые могут произойти в результате потери прочности или устойчивости под действием силовых факторов, обусловливаемых в основном действующими нагрузками или в результате неблагоприятных (агрессивных) воздействий внешней среды. Вторая группа — по деформациям. При расчетах по данной группе предельных состояний должны быть исключены факторы, затрудняющие нормальную эксплуатацию зданий и сооружений, вызываемых чрезмерными осадками, прогибами, выгибами, кренами, углами поворота, развитием трещин, а также амплитудами колебаний при динамических воздействиях. Передача сооружениями нагрузки на грунты оснований через систему фундаментов может привести к развитию неравномерных осадок, что вызовет появление дополнительных усилий в конструкциях зданий. Эти усилия могут привести к образованию трещин, а в некоторых случаях — к авариям сооружений. Кроме того, в большинстве грунтов фундаменты достигают предельно допустимых осадок раньше, чем происходит потеря несущей способности основания. Поэтому расчет оснований выполняют прежде всего по деформациям, т. е. по второй группе предельных состояний. При слабых грунтах может произойти и потеря устойчивости оснований фундаментов, поэтому в таких случаях необходимо производить дополнительный расчет основания и по первой группе предельных состояний. Целью расчета оснований и фундаментов по предельным состояниям должно быть назначение таких размеров и выбор такого конструктивного решения, чтобы в основаниях и элементах фундаментов не возникало ни одного предельного состояния. Работы, выполняемые при детальном обследовании оснований и фундаментов В состав работ по обследованию грунтов оснований и фундаментов зданий и сооружений включают: - изучение имеющихся материалов по инженерно-геологическим исследованиям, проводившимся на данном или на соседних участках; - изучение планировки и благоустройства участка; - изучение материалов, относящихся к заложению фундаментов исследуемых зданий и сооружений; - проходку шурфов, преимущественно вблизи фундаментов; - бурение скважин с отбором образцов грунта, проб подземных вод и определением их уровня; - зондирование грунтов; - испытания грунтов статическими нагрузками; - исследования грунтов геофизическими методами; - лабораторные исследования грунтов оснований и подземных вод; - обследование состояния искусственных свайных оснований и фундаментов. При обследовании оснований и фундаментов необходимо: - уточнить инженерно-геологическое строение участка застройки; - отобрать пробы грунтовых вод для оценки их состава и агрессивности (при необходимости); - определить тип фундаментов, их форму в плане, размер, глубину заложения, выявить выполненные ранее усиления фундаментов и закрепления оснований; - установить повреждения фундаментов и определить прочность материалов их конструкций; - отобрать пробы для лабораторных испытаний материалов фундаментов; - установить наличие и состояние гидроизоляции. В результате обследования грунтов устанавливают соответствие новых данных архивным (при наличии). Выявленные различия в инженерно-геологической и гидрогеологической обстановке и свойствах грунтов используют для выявления причин деформаций и повреждений зданий, разработки прогнозов и учитывают при выборе способов усиления фундаментов или упрочнения основания (если необходимо). При осмотре фундаментов фиксируют: - трещины в конструкциях (поперечные, продольные, наклонные и др.); - оголения арматуры; - вывалы бетона и каменной кладки, каверны, раковины, повреждения защитного слоя, выявленные участки бетона с изменением его цвета; - повреждения арматуры, закладных деталей, сварных швов (в том числе в результате коррозии); - схемы опирания конструкций, несоответствие площадок опирания сборных конструкций проектным требованиям и отклонения фактических геометрических размеров от проектных; - наиболее поврежденные и аварийные участки конструкций фундаментов; - результаты определения влажности материала фундамента и наличие гидроизоляции. Раскройте суть метода устройства оснований и фундаментов стена в грунте В грунте отрывают участок глубокой траншеи шириной 50...80 см. Для поддержания стен траншеи вертикальными ее в процессе отрывки заполняют раствором мелкодисперсной тиксотропной глины. В пределах сделанного участка траншеи бетонируют стену-фундамент подводным способом при помощи бетонолитной вертикально перемещающейся трубы. Трубу поднимают по мере заполнения траншеи бетонной смесью до тех, пор, пока участок траншеи полностью не будет забетонирован. Для получения железобетонной стены в траншею перед бетонированием опускают арматурный каркас, выполненный из арматуры периодического профиля. Иногда стенку делают из опускаемых в траншею сборных железобетонных элементов, имеющих выпуски арматуры. Стыки этих элементов бетонируют также с помощью бетонолитной трубы. При устройстве подземной части зданий или иных сооружений рассмотренным методом образующаяся «стена в грунте» одновременно может служить креплением стен котлована, стеной подземных этажей и фундаментом. Если «стена в грунте» предназначается одновременно для использования в качестве фундамента, ее доводят до слоя плотного грунта, который способен воспринять давление, передаваемое ее подошвой и боковыми поверхностями на основание. «Стены в грунте» могут быть устроены различными способами: секущимися буровыми сваями, отдельными секциями (захватками), возводимыми через одну; непрерывной разработкой траншеи и заполнением ее бетонной смесью и др. Выбор способа устройства зависит в основном от гидрогеологических условий строительной площадки. Методом «стена в грунте» можно устраивать подземные помещения внутри существующих зданий при их реконструкции, в непосредственной близости к их фундаментам. Он позволяет значительно сократить объем земляных работ по сравнению с открытым способом, освобождает от необходимости водопонижения, уменьшает объем водоотлива, предотвращает движение грунтовых вод, что обеспечивает сохранность оснований соседних сооружений. Расчет оснований фундаментов Цель расчета по предельным состояниям заключается в определении таких параметров оснований и фундаментов, при которых возникающие в них усилия и деформации были бы близки к установленным предельным значениям, но не превышали их. Различают две группы предельных состояний. Первая группа – по несущей способности. Расчеты по этой группе предельных состояний должны осуществляться с учетом всех возможных форм разрушений, которые могут произойти в результате потери прочности или устойчивости при действии силовых факторов или в результате неблагоприятных воздействий внешней среды. Вторая группа – по деформациям. Расчеты по данной группе проводят с учетом факторов, затрудняющих нормальную эксплуатацию сооружений. Расчет оснований по первой группе предельных состояний. Цель расчета оснований по первой группе (по несущей способности) состоит в том, чтобы была обеспечена необходимая прочность и устойчивость оснований, включая недопущение возможного сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Расчет по первой группе производят только в следующих случаях: - на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические; - сооружение расположено на откосе или вблизи откоса; - основание сложено скальными грунтами (то есть отсутствуют деформации); - на фундамент действуют выдергивающие нагрузки; - основание сложено слабыми грунтами, в частности водонасыщенными заторфованными и пылевато-глинистыми, имеющими мягкопластичную и текучепластичную консистенцию. Расчет оснований по второй группе предельных состояний. Целью расчета является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов такими значениями, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность. При расчете по первой группе предельных состояний должно выполняться условие F≤γc·Fu/γn, где F – расчетная нагрузка на основание, кН; Fu – сила предельного сопротивления основания, кН; c γ – коэффициент условий работы; n γ –коэффициент надежности по назначению сооружения, определяемые в соответствии с требованиями СП. Расчет по второй группе предельных состояний в основном сводится к ограничению предельных деформаций оснований: S ≤ Su, где S – деформация, полученная в результате расчета оснований методами механики грунтов за определенный промежуток времени; Su – предельно допустимая деформация, определяемая условиями нормальной эксплуатации данного здания или сооружения. |