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

72384. Изучение законов вращательного движения на крестообразном маятнике Обербека 294.5 KB
  Основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси для твердого тела имеет вид 4 где J момент инерции системы ε угловое ускорение сумма моментов сил действующих на систему. Связь между линейным и угловым ускорениями...
72385. Измерение линейных размеров и объемов твердых тел 345 KB
  Цель: Ознакомление с общими требованиями по выполнению экспериментальных измерений и оформлению результатов. Задачи: Научиться: производить 1) прямые измерения линейных размеров тел с помощью штангенциркуля 2) косвенные измерения по определению объемов твердых тел с использованием результатов прямых измерений...
72386. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПУЛИ 197 KB
  Задача: определить скорости пули с помощью крутильного баллистического маятника ФПМ09. Период колебаний T при малых углах отклонения крутильного маятника определяется моментом инерции и модулем кручения проволоки по формуле где J момент инерции; k модуль кручения проволоки.
72387. Дослідження роботи барабанної сушарки 87 KB
  Визначення продуктивності часу перебування матеріалу в сушарці кількості обертів барабана і потужності необхідної для роботи сушарки. Під час сушіння до вологого матеріалу підводиться тепло чи інші види енергії яка використовується для фазового перетворення вологи що виноситься із зони сушіння.
72388. Дослідження кінетики процесу сушіння дисперсного матеріалу у псевдозрідженому шарі 261 KB
  Побудувати криву сушіння дисперсного матеріалу у псевдозрідженому шарі. Визначити графічно на основі дослідних даних швидкість сушіння в першому періоді і коефіцієнт швидкості сушіння в другому періоді. Розрахувати швидкість сушіння в першому періоді теоретично за рівнянням...
72390. Защита информации в телефонных сетях 1.41 MB
  В данной работе изложен анализ защищенности телефонных сетей, а именно виды угроз, их характер происхождения, классы каналов несанкционированного получения информации, источники появления угроз, кроме этого показаны причины нарушения целостности информации
72392. Изучение микропроцессора КР580ВМ80 2.45 MB
  Цель: приобретение знаний и умений по МПС на базе процессора КР580ВМ80А, умений и навыков по выполнению арифметических и логических операций. Ход работы: Изучить описание ПМК Выполнить структурную схему Выполнить схему эмулятора восьмиразрядного процессора...