отговор - 75
75.Класификация на дълбоко фундиране
Когато твърдите почви лежат на значителна дълбочина, когато изграждането на фундаменти в открити ями става трудно и икономически неизгодно и използването на пилоти не осигурява необходимата носеща способност, те прибягват до изграждането на дълбоки основи. Необходимостта от дълбоки основи може да бъде причинена и от характеристиките на самата конструкция, например, когато тя трябва да бъде спусната до голяма дълбочина (заровени и подземни конструкции). Такива структури включват подземни гаражи и складове, резервоари за пречистване, водоснабдителни и канализационни съоръжения, сгради за помпени станции, водохващания, дълбоки кладенци за сгради за раздробяване на руда, непрекъснато леене на стомана и много други.
Понастоящем в строителната практика се използват следните видове дълбоки основи: дупки, кесони, тънкостенни черупки, сондажни опори и основи, издигнати по метода „стена в земята“.
Падащият кладенец е затворена в план и отворена отгоре и отдолу куха конструкция, бетонирана или сглобена от сглобяеми елементи върху повърхността на почвата и потопена под действието на собственото си тегло или допълнително натоварване, когато почвата се развива вътре в нея (фиг.
Фиг. 13.1. Последователност на изграждане на шахта:
a- направа на първия слой на понора върху повърхността на почвата;b- потапяне на първия слой на падащия кладенец в земята;в— разширение на корпуса на кладенеца;г- потапяне на кладенеца до проектната маркировка;e- запълване на кухината на водопадния кладенец с бетон, ако се използва като дълбока основа
След потапяне до проектната маркировка, вътрешната кухина на спускателната тръба се запълва изцяло или частично с бетон или се използва за изграждане на вкопана стая.
Капковите кладенци могат да бъдат направени от дърво, зидария или тухлена зидария, бетон, стоманобетон, метал. Стоманобетонните кладенци са най-широко използваните в съвременната строителна практика.
По форма ямите могат да бъдат кръгли, квадратни, правоъгълни или смесени по форма със и без вътрешни прегради (фиг. 13.2). Формата на кладенеца се определя от конфигурацията на проектираната конструкция, избрана от условието за осигуряване на изискванията на технологията. Най-рационална е кръглата форма. Такива кладенци работят по-добре при компресия и за дадена основна площ имат най-малкия външен периметър, което намалява силите на триене по техните странични
Фиг. 13.2. Форми на секции на спускащи кладенци в плана:
а— кръгъл;b— квадрат;v— правоъгълен;r- правоъгълна с напречни прегради;e— със заоблени крайни стени
Фиг. 13.3. Форми на вертикални разрези на потопени кладенци:
a- цилиндрична;b- коничен;v- цилиндрична стъпаловидна;1ножовата част на резервоара;2— черупка на водопадния кладенец;3 —подсилване на ножа на шахтата
потопени повърхности. От друга страна, правоъгълната и квадратна форма на ямите дава възможност за по-рационално използване на площта на вътрешното пространство за разполагане на оборудването. Във всеки случай контурът на кладенеца в план е направен симетричен, тъй като всяка асиметрия усложнява потапянето му, води до изкривявания и отклонения отпроектна позиция.
Според метода на изграждане на стени стоманобетонните ями се разделят на монолитни и сглобяеми елементи.
Кладенци със стени, изработени от монолитен стоманобетон, се препоръчват да се използват, когато подземните съоръжения имат сложно очертание според технологичните изисквания, не е възможно да се произвеждат сглобяеми елементи, необходимо е да се преминат скалисти почви или почви с голям брой камъни и когато сглобяемата шахта е конструктивно по-трудна за изпълнение от монолитна. Във всички останали случаи се препоръчва ревизионните шахти да се изграждат от сглобяеми бетонни елементи.
Кладенците са монолитни и сглобяеми.
Кесонният метод за подреждане на дълбоки основи е предложен във Франция в средата на 19 век. за строителство в силно напоени почви, съдържащи слоеве от скали или твърди включвания (камъни, заровено дърво и др.). При тези условия потапянето на понори по „сухата“ схема изисква големи разходи за обезводняване, а развитието на почвата под вода е невъзможно поради наличието на твърди включвания в почвата.
Кесонът е схематично кутия, обърната с главата надолу, образуваща работна камера, в която се инжектира сгъстен въздух под налягане, балансирайки налягането на подземните води на дадена дълбочина, което не им позволява да проникнат в работната камера, поради което развитието на почвата се извършва сухо без дренаж.
В сравнение с потъващите кладенци, кесонният метод за изграждане на фундаменти и подземни конструкции е по-скъп и сложен, тъй като изисква специално оборудване (компресори, шлюзови устройства, шахтови тръби и др.). В допълнение, този метод е свързан с престоя на хора в зоната на високо атмосферно налягане,балансиране на хидростатичния напор на водата, което води до намаляване на производителността на труда, значително намалява продължителността на работните смени (до 2 часа при свръхналягане от 350,400 kPa) и ограничава дълбочината на потапяне на кесоните до 35,40 m под нивото на подземните води, тъй като максималното допълнително налягане, което човек може да издържи, е 400 kPa.
Във връзка с гореизложеното кесоните се използват много по-рядко от други видове дълбоки основи.
Фиг. 13.9. Схема на устройството на кесона:
а— за вкопани помещения;b—за дълбоко фундиране;1—кесонна камера;2 —хидроизолация,3—суперкесонна конструкция;4—блокиращо устройство;5— шахтова тръба
Тънкостенни черупки и опори за пробиване
Тънкостенните черупкиот сглобяеми стоманобетонни елементи от промишлено производство започнаха да се използват широко при изграждането на дълбоки фундаменти с появата на мощни вибрационни чукове, които позволяват потапянето на големи елементи в земята.
Тънкостенната обвивка е кух цилиндър, изработен от конвенционален или предварително напрегнат стоманобетон.
Корпусите се произвеждат на секции с дължина от 6 до 12 м и външен диаметър от 1 до 3 м. Дължината на секциите е кратна на 1 м, дебелината на стената е 12 см. 13.10, като пример е показана секция на корпуса с диаметър 1,6 m.
На строителната площадка секциите на черупката са или предварително уголемени, или изградени в процеса на потапяне с помощта на специални челни устройства. Анализът на натрупания опит показа, че най-добрите видове съединения са заварени, използвани запредварително изработени на строителната площадка и фланцови болтове, използвани за изграждане на корпуси в процеса на потапяне.
Потапянето на черупки в земята се извършва, като правило, от вибратори. За да се улесни потапянето, както и да се предотврати разрушаването на черупката, когато се натъкне на твърди включвания, краят на долната секция е снабден с нож.
Най-рационално е да се използват тънкостенни черупки за големи вертикални и хоризонтални натоварвания. Такива комбинации от натоварвания са най-характерни за мостове, хидротехнически и пристанищни съоръжения.
Пробивните кракаса бетонни стълбове, които се изграждат чрез изливане на бетон в предварително пробити отвори. Бетонната смес се поставя под защитата на кал или обсадни тръби, отстранени по време на бетонирането.
Технологията на сондажните опори е същата като при сондажните пилоти, т.е. по същество това са сондажни пилоти с голям диаметър (повече от 80 cm).
Долните краища на сондажните опори трябва да бъдат доведени до плътни почви, така че да работят като стелажи. Понякога се правят с широк ток. Ако е необходимо, сондажните опори се подсилват, но по правило само в местата на кръстовища с скали и скара.
Сондажните опори имат значителна носеща способност (10 MN или повече) и се изчисляват като пилоти, направени в земята.
Методът "стена в земята" е предназначен за изграждане на фундаменти и вкопани в земята конструкции за различни цели. Методът се състои в това, че първо, по протежение на контура на бъдещата конструкция, в земята се откъсва тесен дълбок изкоп, който след това се запълва с бетонна смес или сглобяеми бетонни елементи. Така издигнатата стенаможе да служи като конструктивен елемент на основата, ограда на яма или стена на вкопана стая.
Методът "стена в земята" се използва при изграждане на основи за тежки сгради и конструкции, подземни части и конструкции на промишлени и граждански сгради, изграждане на подземни гаражи, прелези и възли на магистрали, водоснабдителни и канализационни инженерни съоръжения.
В допълнение към основите и тези конструкции, използвайки метода "стена в земята", е възможно да се подредят непроницаеми завеси чрез запълване на изкопа с непроницаеми материали.
Устройството "стена в земята" е най-подходящо при наситени с вода почви с високо ниво на подпочвените води. Методът е особено ефективен при задълбочаване на стени във водоустойчиви почви, което позволява напълно да се откаже от обезводняването или дълбокото обезводняване, както и извършването на такива строителни работи като задвижване на шпунт, замразяване и др. За закрепване на стените на дълбоки ями.
Съществено предимство на този метод е възможността за подреждане на дълбоки ями и подземни пространства в близост до съществуващи сгради и конструкции, без да се нарушава тяхната стабилност, което е особено важно при строителство в тесни условия, както и при реконструкция на конструкции.
Фиг. 13.13. Конструкции, изградени по метода "стена в земята":
a— ями в градски райони;b- подпорни стени;v— тунели;r- непроницаеми диафрагми;e- подземни резервоари