64842

Фундаменты глубокого заложения

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Устройство колодца непосредственно на поверхности грунта. Разработка грунта опускание колодца. Наращивание колодца опускание происходит под собственным весом. Погружение колодца на проектную отметку и удаление из него грунта.

Русский

2014-07-15

127.5 KB

3 чел.

Лекция 25.

Фундаменты глубокого заложения

В качестве оснований тяжелых и чувствительных к неравномерным осадкам сооружений стремятся выбрать скальные и полускальные породы или мало сжимаемые грунты. К таким сооружениям относятся фундаменты тяжелых кузнечных молотов, крупных прессов, зданий насосных станций и водозаборов, опоры мостов и т.д.

Чтобы возвести подобные сооружения на прочном основании, в ряде случаев приходится прорезать значительную, иногда в несколько десятков метров, толщу слабых, водонасыщенных грунтов.

Применяемые методы устройства глубоких опор можно свести к следующим основным видам.

1. Опускные колодцы.

Последовательность выполнения работ:

1. Устройство колодца непосредственно на поверхности грунта.

2. Разработка грунта (опускание колодца).

3. Наращивание колодца (опускание происходит под собственным весом).

4. Погружение колодца на проектную отметку и удаление из него грунта.

5. Заполнение колодца (бетонирование).

Если колодец входит в состав фундамента, то такие колодцы называются массивными.

Если колодец используется в качестве помещения (резервуар и т.д.), то такие колодцы называются легкими или колодцами – оболочками.  

Форма колодца в плане может быть различной и определяется, в конечном счете, применяемым материалом.

Плоские стенки колодца будут работать на изгиб, а стенка круглого колодца - только на сжатие.

Погружению колодца в основание сопротивляются силы трения стен колодца о грунт. Для уменьшения трения колодцам придают коническую или цилиндрически - уступчатую форму.

 

 

Тиксотропная рубашка – глиняный раствор позволяет уменьшить толщину стен в 2…3 раза.

При высоком У.Г.В. вода проникает внутрь колодца, вызывая перемещения частиц грунта – механическая суффозия. Вокруг колодца образуется грунт с нарушенной структурой. Поверхность грунта начинает опускаться, вызывая деформации соседних зданий, что не допустимо.

Альтернатива данному явлению – погружение колодца без откачки воды. В этом случае ведут подводные работы при гидростатическом равновесии.

Проектирование колодцев

1 часть – определение наружных размеров колодца, глубины заложения, предварительной величины и формы поперечного сечения.

2 часть – выбор материала, определение необходимой толщины стен и способа погружения.

Глубина погружения колодца определятся характером и напластованием грунтов.

Осадка – должна находиться в допустимых пределах, как для фундаментов на естественном основании.

Определение размеров подошвы колодца производится как для обычных фундаментов.

Еа – активное давление грунта на боковую стенку;

t – силы трения;

Q – вес колодца;

S – распорные силы ножа.

Условия погружения:  

 

Область применения

  1.  При глубоком залегании хорошего грунта.
  2.  При больших сосредоточенных нагрузках.
  3.  При однородных грунтах и малом притоке воды.
  4.  Для устройства подземных сооружений.

При повышенном У.Г.В. в слабых грунтах, наличии валунов и т. п. – возникает необходимость прибегать к кессонному способу устройства фундаментов.

2. Кессоны

Этот способ постройки фундаментов заключается в применении сжатого воздуха для осушения рабочего пространства. Такой способ впервые использовался ещё в XVII веке, в Швеции, в водолазном колоколе для работы на дне водоемов.

Кессон – «перевернутый ящик» - используется при постройки на местности покрытой водой.

 

 

По мере разработки грунта в рабочей камере устраивается над кессонная кладка.

Глубина погружения кессона ниже горизонта воды ограничивается тем давлением воздуха, которое ещё не оказывает вредного влияния на рабочих, это 3,0…3,5 атм., или 35…40 м.

Способ погружения кессона аналогичен опускному колодцу.

Время пребывания рабочих в кессоне ограничено 2…6 часами в зависимости от величины избыточного давления. На каждого рабочего в кессоне должно подаваться не менее 25 м3 сжатого воздуха в час.

q – масса над кессонной кладки;

Р – давление внутри кессона;

Rв – вертикальная реакция под ножом;

Rн – наклонная реакция под ножом;

Eа – активное давление грунта.

Глубину погружения кессона и его внешние размеры определяют так же, как и для опускных колодцев.

Расчет кессонной камеры производится на отдельных этапах:

  1.  Кессонная камера с некоторой частью над кессонного строения оперта на подкладки, оставленные в фиксированных точках.
  2.  Кессонная камера опущена на проектную глубину; давление воздуха в кессоне, вследствие его форсированной посадки, равно 50 % от расчетной величины для данной глубины опускания.
  3.  То же, но давление воздуха равно расчетному.
  4.  То же положение, но ножевая часть очищена от грунта.

 

3. Стена в грунте

Последовательность выполнения работ:

  1.  В грунте отрывается траншея (жёсткий грейфер или механизированный траншеекопатель) на проектную глубину с врезкой в водоупор (в = 60…100 см; Н = 40…50 м).
  2.  Разработка траншеи ведётся под глинистым раствором монтмориллонитовой глины.
  3.  Траншея бетонируется методом В.П.Т. – создаётся бетонная (ж/б) стенка.

При выполнении данных работ особая роль отводится глинистому раствору монтмориллонитовой глины. Глинистые частицы раствора (монтмориллонита) не только смачиваются водой, но вода проникает внутрь кристалла и глина разбухает, увеличиваясь в объеме до 200 раз. Монтмориллонитовая глина обладает свойством тиксотропии, т.е. при динамическом воздействии мы имеем раствор, а при отсутствии такового фактора (через 4…6 часов) золь превращается в гель, что позволяет удерживать стенки траншеи.

Давление от раствора должно быть больше давления окружающей среды. Для того чтоб удержать давление в устье траншеи применяют форд шахту (металлическую или ж/б).

                  1 >  - необходимое условие, однако внизу траншеи данное условие не будет соблюдаться, поэтому рекомендуется траншею откапывать не на всю длину, а по захваткам (не > 3м).

Полученная стена в грунте замыкается в плане и создается единая конструкция. Грунт постепенно выбирается в направлении сверху – вниз, с устройством дисков перекрытий – элементов жесткости, играющих роль распорок.

Пример: строительство подводного гаража в Женеве.

 

Тиксотропная рубашка

Цилиндрическая уступчатая

Коническая

Цилиндрическая форма

i = 1: 100

Движение воды - суффозия

У.Г.В.

Воронка осадки грунта

SS

.Г.В.

Q

h

Схема нагрузок, действующих на колодец в последний момент погружения

Еа

Еа

t

t

Воздух

Шлюз

Над кессонная кладка

Шахта

Кессон

Рабочая камера

Водолазный колокол

Расчетная схема кессона

q

P

Rн

Rн

Rв

Rв

Eа

Eа

h

Глиняный раствор

Форд шахта

Грейфер

У.Г.В.

1

hw

р. Рона

5 м

Размеры гаража 56 х 128 м

Кол-во этаж. – 4; h= 2,5 м

Кол-во авто – 1450 шт.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32808. Особенности становления и основные черты немецкой классической философии 11.99 KB
  Немецкая философия конца ХVIII первой трети ХIХ веков представлена именами Канта Фихте Шеллинга Гегеля Фейербаха и представляет собой важный этап в развитии мировой философской мысли. Произведения Шиллера и Гете философские труды Канта и Гегеля отразили противоречивость эпохи. Маркс назвал философию Канта теорией буржуазной революции.
32809. Философия И. Канта: субъективный идеализм и агностицизм 14.27 KB
  Канта: субъективный идеализм и агностицизм. Основателем немецкой классической философии считается Иммануил Кант 1724 1804 гг. Основное содержание своей философии Кант изложил в виде следующих вопросов: Что я могу знатьЧто я должен делатьНа что я могу надеятьсяЧто есть человек. В творчестве Канта принято выделять 2 периода: 1 докритический до 70х гг.
32810. Философия Гегеля: абсолютный идеализм и диалектика 14.28 KB
  Диалектика в творчестве Гегеля это теория развития всего сущего и метод познания действительности. В ходе своего саморазвития Абсолютная идея проходит ряд ступеней развиваясь от простого к сложному от абстрактного к конкретному. Высшая ступень развития абсолютный дух. Причем философия означает завершение итог развития Абсолютной идеи: по определению Гегеля философия это духовная квинтэссенция эпохи самосознание эпохи.
32811. Философия Л. Фейербаха: антропологический материализм и критика христианства 15.47 KB
  Основным предметом философского анализа Фейербах считал проблему человека и рассматривал ее с материалистических позиций. Фейербах рассматривает человека как природное живое существо. Философ подчеркивал тесное единство человека и окружающей его природы. Посредством человека природа познает саму себя.
32812. Условия возникновения и основные положения маркистской философии 15.99 KB
  Возникновение марксизма явилось закономерным результатом общественноисторического прогресса а также развития научной и философской мысли. это период развития капиталистических отношений в Западной Европе. В этих условиях Маркс и Энгельс пришли к выводу о необходимости научного исследования законов общественного развития и создания на их основе теории указывающей пути и средства освободительной борьбы обосновывающей неизбежность перехода от капитализма к новому этапу развития общества. Дарвина явилась естественнонаучным основанием идеи...
32813. Этапы развития русской философии, её основные черты 15.04 KB
  Этапы развития русской философии её основные черты. Основные этапы развития русской философии совпадают с этапами развития истории России. развитие русской философии неразрывно связано с социальнополитическими событиями с особенностями социальноисторического процесса в России. Этапы развития русской философии.
32814. П.Я. Чаадаев – первый русский философ. Западники и славянофилы. «Русская идея» 15.9 KB
  Русская идея. Основная идея гносеологии Чаадаева объективная обусловленность сознания. Идея соборности является центральной в его учении и обозначал свободное объединение людей на основе любви к Богу и друг к другу. Русская идея и ее современное звучание.
32815. Русская религиозная философия 2-й половины 19-20 веков. «философия всеединства» В.Соловьева 14.74 KB
  философия всеединства В. Центральной идеей русской религиозной философии выступает идея всеединства которая стала основанием для формирования целого философского направления метафизики всеединства. философия всеединства оформилась в последней четверти ХIХ века Ее основоположником является В. Соловьев 1853 1900 который в своем философском труде Кризис западной философии против позитивистов наметил основную проблематику концепции всеединства.
32816. Философия русского космизма 14.01 KB
  Основные проблемы космизма: единство человека природы и космоса; место разума во Вселенной развитие космонавтики новая космическая этика и др. Философия общего дела представляет собой проект регуляции природы обращенный на преобразование мира. Регуляция природы мыслится им как принципиально новый сознательный этап развития мира и всего космоса. Проект регуляции природы для него есть только необходимое условие исполнения высшего нравственного долга победы над смертью.