Вопрос 50 Устройство стены в грунте при возведении подземной части сооружения

Отрывают участок глубокой траншеи(шир50.80см), в процессе отрывки заполняют раствором мелкодисперсной тиксотропной глины (обычно бентонитовой), пределах сделанного участка траншей бетонируют стену-ф-нт подводным способом при помощи бетонолитной вертикально перемещающейся трубы. Для железобетонной стены в траншею сначала опускают армат. каркас. При устройстве подземной части зданий или иных сооруже­ний «с в г» может служить креплением стен котлована, стеной подземных этажей и фундаментом. Если «с в г» фундамент, ее доводят до слоя плотного грунта. При тонкой «с в г» сначала делоют наклонные анкера 2 или распорки 3 (можно поэтажные перекрытия подземной части сооружения 5 грунт убирают 4). Если поверхность гр. у изготовляемой щели загружена (около суще­ств. здания), «с в г» можно сделать путем бу­рения и заполнения бетоном сёкущихся скважин вначале под защитой бентонитового раствора бурят две скважины I с шагом, равным полутора диаметрам. После заполнения двух скважин с помощью бетонолитнои трубы бетонной смесью и схватывания бетона, но до набора им значительной прочности бурят скважину 2 между ними и т. д. Скважины постепенно образуют сплошную стену. Это позволяет отрывать глубокие котлованы вблизи тяжелых со­оружений.

56. Методы искусственного уплотнения грунтов.

Поверхностное уплотнение. Тяжелыми трамбовками- макропористые просадоч­ные, рыхлые песчаные, све­жеуложенные связные и на­сыпные грунты. Катками, легкими трамбовками и другими механизмами и транспортными средствами-То же при послойной укладке вибраторами площадочными. Рыхлые, песч. Гр. при послойной укладке вытрамбовыванием котлованов под отдельные фундаменты-Макропористые просадочные и другие пыл.-глин. грунты. Глубинное уплотнение: грунтовыми сваями из местного связного грунта^-Макропористые просадочные грунты.песчаными сваями-Рыхлые пылезатые и мелкие пески, слабые сильносжи­маемые заторф. Гр. виброуплотнением или гидровиброушютнением взры­вами-Рыхлые песч. Гр. предварительным замачиванием и глубинными взрывами-Макропористые пресадочные грунты. Предварительное обжатие: понижением уровня подземных вод-Слабые сильносжимаемые водонасыщенные грунты (при снятии взвешивающего дейст­вия воды) посредством внешней пригрузки и устройства вертикальных дрен-Слабые сильносжлмаемые пыл.-гл. и заторф. Гр.

Вопрос 51. Опускные колодцы, особенности погружения, констр. При устройстве фундаментов методом опускного ко­лодца на поверхности грунта возводят пустотелую нижнюю часть фундамента в виде колодца. Через вертикальную полость в колодце с помощью землеройных механизмов из-под него извлекают грунт. Под действием силы тяжести колодец погружается в грунт. По мере опускания колодца его наращивают. После погружения на проектную глубину нижнюю часть колодца заполняют бетонной смесью. Опускные колодцы _ применяют: для устройства фундаментов под тяжелые сооружения и для возведения подземных сооружений. Для уменьшения трения поверхности стенок колодца о грунт при его погружении с их внешней стороны делают уступ и образующийся зазор заполняют раствором тик­сотропной бентонитовой глины. Давление раствора глины, поддерживает вертикальные стенки грунта. Для облегчения погружения колодца нижнюю часть его. обо­рудуют специальным ножом из стали.. Конструкции колодцев. Колодцы во многих случаях проектируют цилиндрической формы. При одинаковом давлении грунта со всех сторон вертикального цилиндрического сооружения в радиальных се­чениях стенок в горизонтальном направлении будут действо­вать только напряжения сжатия. Напряжения изгиба в радиальных сечениях стенок таких сооружений могут возникнуть лишь при неодинаковом давлении грунта по их периметру. Для уменьшения трения поверхности стенок колодца о грунт при его погружении с их внешней стороны глины. Давление раствора глины поддерживает вертикальные стенки грунта. Для облегчения погружения колодца нижнюю часть его обо­рудуют специальным ножом из стали. В ряде случаев опускные колодцы устраивают сборной кон­струкции с вертикальным или горизонтальным членением на панели или кольца. Сборные элементы замоноличиваются.

Опускной колодец для устройства подземной части соору­жения

1 — стенки 'колодца из железобетона; 2 — щель, заполненная раствором бентонито* вой глипы; 3 — железобетонное днище ко­лодца; 4 — ножевач часть колодца из сваркой стали

Вопрос 52. Особенности проектирования сооружений на слабых грунтах. К слабым грунтам относятся насыщенные водой сильно-сжимаемые грунты. Известно, что на таких грунтах возводить фундаменты нельзя. В этих случаях обычно устраивают песча­ную подушку, Исключить развитие значительных и неравномерных осадок при строительстве на слабых грунтах не всегда удается. Стремятся уменьшать давление, пе­редаваемое на грунты основания. Этого добиваются, в частно­сти, путем устройства под зданием или сооружением сплошной плиты. Другим методом уменьшения давления на грунты осно­вания является проектирование подвалов и подземных этажей. При определенных условиях фундамент можно сделать плаваю­щим (вес извлекаемого грунта при устройстве такого фундамен­та равен весу сооружения. Другим методом уменьшения давления на грунты осно­вания является проектирование подвалов и подземных этажей. Сооружение на плавающем фунда­менте не должно вызывать уплотнения грунтов основания, так как напряжения в них не превышают природных. Необходимо помнить, что структура сла­бых грунтов очень легко нарушается во время производства кот­лованных работ, поэтому следует принимать меры к ее сохранению. Учитывая возможность значительных неравномерностей оса­док зданий и сооружений, имеющих в основании слои слабых грунтов-, иногда предусматривают уменьшение чувствительности несущих конструкций к неравномерным осадкам . Кроме рассмотренных ранее основных мер по снижению чув­ствительности конструкций к неравномерным осадкам, заклю­чающихся в повышении гибкости конструкций за счет осадоч­ных швов и разрезки многопролетных строений, а также в уве­личении их прочности, используют следующие приемы:

проектируют здания простой конфигурации в плане (прямо­угольные, круглые), поскольку при наличии изломов здания в плане образующиеся входящие углы получают, как правило, наибольшую осадку, а в примыкающих друг к другу прямо­угольных в плане частях здания возникают дополнительно де­формации скручивания;

проектируют равноэтажные здания или более высокие части сооружения предусматривают в тех местах, где ожидается мень­шая осадка;

придают зданиям и сооружениям строительный подъем на ве­личину всей или части ожидаемой осадки с учетом ее неравномерностей, т. е. располагают фундаменты выше, чем. это тре­буется для условий нормальной эксплуатации; в таком случае после развития ожидаемых осадок здание будет занимать про­ектное положение;

предусматривают в конструкциях здания увеличенные с уче­том ожидаемых неравномерностей осадки габаритные размеры для возможности рихтовки подкрановых путей, направляющих лифтов и др.

оставляют над вводами в здание отверстия, чтобы стены оседающего здания не давили на трубопроводы; канализацион­ные выпуски делают с уклонами, превышающими неравномерность осадки поверхности грунта около здания.

В некоторых случаях, кроме перечисленных мер и приемов, предусматривают следующие конструктивные решения; устанав­ливают каркасные здания на фундаменты так, чтобы в случае неравномерных осадок можно было поднять колонны домкрата­ми; укладывают: под фундаменты высоких зданий резиновые, пневматические подушки, которые позволяют уменьшить крен; располагают входы в лифты- высоких зданий по направлению продольной оси здания, увеличивая размеры шахты в попереч­ном направлении на величину- ожидаемого смещения верха шах­ты при крене здания (такой прием позволяет нейтрализовать влияние крена, развивающегося в поперечном направлении

К слабым грунтам относятся также пески, находящиеся в рыхлом состоянии. Даже при залегании ниже уровня грунтовых вод такие пески неплохо сопротивляются статической нагрузке, если передаваемое на них давление не превышает расчетного. Однако при динамических воздействиях, они разжижаются и уплотняются.

Вопрос 53 Последовательность расчета свайных фундаментов. При проектировании свайных фундаментов необходимо:1)Сбор нагрузок на обрез фундамента и оценка ИГУ. При расчете несущей способности свай нагрузки собирают по первому предельному состоянию, для расчета осадок – 2п.с., коэффициент перегрузки=1; 2) Определение глубины заложения ростверка Глубину заложения подошвы ростверка выбирают, сообра­зуясь с особенностями сооружения (наличие подвальных эта­жей, приямков и т. п.), а при пучинистых грунтах — также с глубиной промерзания. Иногда в районах глубокого сезонного промерзания рос­тверки закладывают в пределах глубины возможного промер­зания даже в пучинистых грунтах. В этом случае под ними де­лают воздушный зазор размером, несколько большим величины ожидаемого пучения грунта под ростверком. Тем самым ис­ключается воздействие нормальных сил морозного пучения грунта на подошву ростверка. Однако надо учитывать, что промерзание пучииистого грунта в межсвайном пространстве может привести к поднятию свай. По этой причине сваи долж­ны быть рассчитаны на воздействие касательных сил пучения и в случае необходимости загружены до промерзания. Для фундаментов под колонны отметка низа ростверка принимается с учетом глубины заделки колонны в стакан=0,7-1,2м; 3) Тип и вид свай. Для принятия длины свай надо выбрать несущий слой грунта, в него свая должна заглубляться на глубину 1-1,5м., если с поверхности достаточно прочные грунты Е>0,5МПа, I_l<0,6. Если сверху торф или ил, то Н>2м. Не следует оставлять нижний конец свай в торфе и пылевато-глинистых грунтах с I_l>0,6. Следует заглублять сваи в несущий слой не менее чем на: 0,5м. – пески крупные и средней крупности с I_l<0,1, 1м. – в прочие грунты. Длина забивных свай – 3-6м. принимается кратной 0,5м., при большей длине кратна 1м. . Минимальная длина свай 3м. Сваи, проходящие через слои торфа или ила, а также воспринимающие большие усилия и моменты, заделываются в ростверк на глубину заделки арматуры =диаметр сваи(жесткая заделка).В остальных случаях свободное опирание – 5-10см. 4) Размещение свай в ростверке. При небольших эксцентриситетах в отдельных фундаментах сваи до­пускается размещать симметрично относительно геометрической оси ко­лонны. Сваи располагают рядами или в шахматном порядке. Минимальное расстояние между осями забивных свай a_Мin принимают равным: 3d - для висячих свай, l,5d для свай-стоек. Указанные значения определяются СНиП из условий распределения напряжений в околосвайном грунте. Макси­мальное расстояние определяется условиями армирования ростверка, обычно его принимает равным 6d. Расстояние от края ростверка до наруж­ной грани ближайшей сваи должно быть не менее 5 см. Зная число свай, их размещают в плане и конструируют ростверк. Ростверк (обычно железобетонный) рассчитывают на продавливание колонной или сваей и на изгиб (при значительном его развитии в плане) в соответствии с расчетом фундаментов но нормам на железобетонные конструкции. Подготовку под ростверк делают только при наличии сла­бых грунтов непосредственно под его подошвой, чтобы не пере­мешать бетонную смесь с грунтом при бетонировании. В качестве расч. Неущ. Способности принимают минимальную.

П ри внецентренном загружении фундамента различают два случая: I случай — момент действует постоянно; II слу­чай — момент непостоянен и может действовать то справа, то слева. В I случае стремятся совместить центр тяжести сечений свай в кусте с точкой приложения равнодействующей. Тогда свайный куст будет испытывать центральное загружение, и на­грузку на сваи проверяют по формулам. Раз­мещать сваи с большей частотой у наиболее загруженного края ростверка нежелательно из-за возможного крена рост­верка. Во II случае при проектировании таких фундаментов удает­ся несколько снизить влияние момента на их работу частичным смещением центра тяжести сечений свай в кусте относительно оси конструкции. Число свай внецентренно нагруженного фун­дамента обычно определяют по формуле и увеличи­вают приблизительно на 20 %.

Расчет цзагруж свайного фундам. Глубину заложения подошвы ростверка выбирают, в соответствии с особенностями сооружения (наличие подвальных эта­жей, приямков и т. п.), а при пучинистых грунтах — также с глубиной промерзания. Размеры свай выбирают с учетом характера напла­стования грунтов. Число свай в фундаменте устанавливают исходя из допуще­ния, что ростверк осуществляет равномерное распределение на­грузки на свайный куст или свайный ряд под стену. Расчет ведут по первой группе предельных состояний. Ориентировочное число свай в центрально нагруженном кусте определяют по формуле

где у*-коэф. надежности, равным 1,2 при статиче­ских испытаниях свай, 1,25-при статическом зондировании, испытании эта­лонной сваи и динамическом испытании с учетом упругих деформаций и 1,4-определении Fd расчетом или динамическим методом без учета упругих деформаций; nq-расчетная нагрузка, действующая по обрезу фун­дамента; а-шаг свай; d-глубина заложения подошвы ростверка; y'-средний удельный вес материала ростверка, ф-та и грунта. В центрально нагруженном свайном ф-те сваи располагают рядами или в шахматном порядке. Ростверк (обычно железобетонный) рассчитывают на продавливание колонной или сваей и на изгиб (при значительном его развитии в плане) в соответствии с расчетом фундаментов по нормам на железобетонные конструкции. Проверку расчетной нагрузки, приходящейся на каждую сваю, при центральном нагружении ф-та: где Gf, G_g -расчетные нагрузки от веса ф-та и грунта и ростверка; и-принятое число свай в ф-те. При этом где у*-коэффициент надежности принимаемый в зависимости от точности определения несущей способности сваи. Если это условие не удовлетворяется, изменяют число свай и проводят повторную проверку. Проектирование внецентренно нагруженных свайных фундаментов При внецентренном загружении фундамента различают два случая: I случай — момент действует постоянно; II слу­чай— момент непостоянен и может действовать то справа, то слева. В I случае стремятся совместить центр тяжести сечений свай в кусте с точкой приложения равнодействующей. Тогда свайный куст будет испытывать центральное загружение. Раз­мещать сваи с большей частотой у наиболее загруженного края ростверка нежелательно из-за возможного крена рост­верка. Во II случае при проектировании таких фундаментов удает­ся несколько снизить влияние момента на их работу частичным смещением центра тяжести сечений свай в кусте относительно оси конструкции. Число свай внецентренно нагруженного фун­дамента обычно определяют по формуле (см. выше) и увеличи­вают приблизительно на 20 %, Расчетную нагрузку на сваю при эксцентриситете относительно двух осей инерции площади сечений свай в кусте находят по формуле внецентренного сжатия где М_х, М_а — моменты отпосителыго главных осей инерции х и у площади горизонтального сечения свай в кусте; х и у — координаты центра сечения рассматриваемой сваи, для которой определяется нагрузка N; Аp — площадь поперечного сечения рассматриваемой сваи; I_xi и I_yi — моменты инерции се­чения i-й сваи относительно главных осей инерции х и у.

Вопрос54. Способы заделки свай в ростверк. Сваи, проходящие слои тор­фа или ила, также воспринима­ющие большие горизонт. усилия или изгиб-е моменты, заделыв в ростверк на глу­бину анкеровки арматуры. В др случ сваи задел. в ростверк на 5...10 см