Фундамент глубокого заложения реферат

Фундаменты глубокого заложения. Условия применения и классификация фундаментов глубокого заложения: свай, свай-оболочек, опускных колодцев, кессонов, «стена в грунте».

Фундаменты глубокого заложения, как правило, применяются в случае необходимости прорезки слабых грунтов или для сооружений, передающих на основание значительные нагрузки. Такие фундаменты можно охарактеризовать следующими особенностями:

1) фундамент сооружается способами, исключающими необходимость предварительного вскрытия котлована;

2) работа основания, пригруженного значительной толщей вышележащих грунтов, под нагрузкой протекает иначе, чем при мелком заложении (разрушение основания в виде выпирания грунта на поверхность исключается);

3) при расчете фундамента на горизонтальные силы и моменты оказывается возможным учитывать заделку фундамента в окружающем его массиве грунта и передавать на этот массив значительные нагрузки;

4) вследствие того что способы производства работ обеспечивают плотное прилегание грунта к боковой поверхности фундамента, для восприятия вертикальных усилий наряду с реактивным давлением грунта по подошве фундамента могут быть введены в расчет силы трения, развивающиеся по боковой поверхности фундамента.

В качестве материала для фундаментов наиболее часто применяют железобетон, бетон, каменные материалы. В качестве рабочей арматуры, как правило, используют горячекатаную арматурную сталь класса А-III.

Фундаменты могут выполняться в монолитном варианте непосредственно на строительной площадке или в сборном варианте из заранее изготовленных на заводе элементов.

Фундаменты глубокого заложения применяют под здания и сооружения, чувствительные к неравномерным осадкам или передающие на фундамент значительные сосредоточенные нагрузки, необходимы надежные основания из скальных, полускальных пород или малосжимаемых грунтов. Такие основания обычно залегают на большой глубине, иногда в несколько десятков метров, и часто перекрыты водоносными пластами. В этих условиях применение открытого способа устройства фундаментов глубокого заложения технически сложно и экономически нецелесообразно. Их сооружают в виде глубоких буровых опор, опор из тонкостенных сборных оболочек, стен, сооружаемых методом «стена в грунте», отпускных колодцев, кессонов.

Свайные фундаменты Свайные фундаменты обычно включают сваи и соединяющий их ростверк, но в ряде случаев ростверк может отсутствовать. Сваи в фундаментах под стены зданий обычно располагаются параллельными рядами (обычно в 1…4 ряда в зависимости от погонной нагрузки и несущей способности принятых свай). При восприятии сосредоточенных нагрузок от отдельных опор сваи располагаются «кустами» (чаще всего по 4…12 свай). Если несущая способность свай достаточно высока или сосредоточенная нагрузка мала, можно ограничиваться одной сваей под опору («односвайный фундамент»). В частности, при нагрузках на опору менее 300кН очень эффективными могут быть сваи-колонны, выполняющие одновременно функции фундамента и колонны.

Ростверки выполняются из монолитного, реже сборного железобетона. Если ростверк опирается непосредственно на грунт, он называется низким если между ним и грунтом остается зазор – высоким. В ряде случаев могут быть наиболее эффективными безростверковые свайные фундаменты: на сваях монтируются железобетонные наголовники (на строго заданных отметках), и надземные конструкции опираются непосредственно на них.

Последние десятилетия разработано много новых конструкций свайных фундаментов, которые экономически более эффективны, чем традиционные типы, но чаще всего сложней их.

В настоящее время сваи изготовляются в основном из железобетона. В отдельных случаях могут использоваться другие материалы (дерево, сталь), но это бывает редко. В мировой практике известно около 500 видов свай, однако, широкое применение имеют лишь очень малая их часть. Существуют различные классификации свай, среди которых в первую очередь следует назвать разделение свай по месту их изготовления:

• сваи, изготовляемые на заводе, доставляемые в готовом виде на строительную площадку, и погружаемые в грунт забивкой, вибрированием или вдавливанием (такие сваи обычно называют «забивными» независимо от способа погружения)

• сваи, изготовляемые непосредственно на строительной площадке (с использованием специальных машин и монолитного бетона).

В нашей стране наибольшее распространение получили предварительно изготовленные (забивные) сваи, что в значительной мере связано с суровыми климатическими условиями нашей страны, а также с общей ориентацией строительной отрасли быв. СССР на сборный железобетон.

За рубежом сваи, изготовляемые на строительной площадке, используются шире, чем готовые сваи, погружаемые забивкой или другими способами.

Сваями, сваями-оболочками называются относительно длинные, различной конфигурации конструктивные элементы, погружаемые в грунт или формируемые в нем в вертикальном или наклонном положении. Эти элементы передают нагрузки от сооружения на основание за счет сопротивления грунта по торцу и по боковой поверхности конструкции.

Свайными конструкциями называют группу свай или свай-оболочек, объединенных поверху плитами или фундаментными балками-ростверками, которые обеспечивают передачу и относительно равномерное распределение нагрузки от сооружения на сваи и их совместную работу. На них возводят несущие конструкции или они сами служат несущими конструкциями.

В зависимости от условий работы конструкции и направления действующих на нее сил все сваи погружают вертикально, наклонно или часть свай — вертикально, а часть — наклонно, учитывая при этом, что сваи лучше всего работают на осевое сжатие.

рис. 8.1. Свайные конструкции а — с высоким ростверком; б — с низким ростверком; 1 — сваи; 2 – ростверк

Различают свайные конструкции с высоким ростверком, нижняя поверхность которого расположена выше отметки спланированной земли или размыва грунта около сооружения, и с низким ростверком, подошва которого расположена ниже этих отметок (рис. 8.1). Сваи с высокими ростверками являются своеобразными инженерными сооружениями (мосты и их опоры, причалы, пирсы и др.), в которых сваи могут работать на изгиб, центральное и внецентренное сжатие и растяжение. Эти конструкции рассчитываются как плоские или пространственные рамы, где ростверк принимают за жесткий или гибкий ригель, а сваи, заглубленная часть которых является фундаментом, — за вертикальные или наклонные гибкие стойки. Конструкция сваи с низким ростверком состоит из совместно работающих ростверка, свай и грунта в межсвайном пространстве и их рассматривают как свайный фундамент. В этих конструкциях сваи почти полностью погружены в грунт и работают преимущественно на сжатие.

В промышленных и гражданских зданиях, в которых преобладают вертикальные нагрузки, к свайным фундаментам относят сваи с ростверками, расположенными на поверхности или несколько возвышающимися над по­верхностью земли или над отметкой подполья. Наземные конструкции зданий и сооружений возводят непосредственно на ростверках или между ростверком и конструкциями предусматривают дополнительные элементы — стеновые блоки или специальные конструкции нижних панелей стен зданий, которые непосредственно устанавливаются на сваи.

Широкое применение в промышленном и гражданском строительстве свай, свай-оболочек и свайных фундаментов обусловлено увеличением нагрузок на опоры, увеличением объема строительства на площадках с плохими грунтовыми условиями в связи с запрещением использования участков, занятых сельскохозяйственными угодьями, а в ряде случаев более простым и экономичным решением конструкций подземных частей зданий.

Сваи, сваи-оболочки и тонкостенные оболочки различают по ряду признаков: по материалу, по условиям изготовления и погружения, по передаче нагрузки на грунты основания, по размерам и формам поперечного и продольного сечения, по взаимодействию с грунтами.

Источник

Фундаменты глубокого заложения

Методы устройства глубоких опор. Опускные колодцы, последовательность выполнения работ. Сущность понятия «тиксотропная рубашка». Определение размеров подошвы колодца. Кессоны: понятие, способ погружения. Пример строительства подводного гаража в Женеве.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	лекция
Язык	русский
Дата добавления	21.10.2013
Размер файла	391,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.

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;

S — распорные силы ножа.

При глубоком залегании хорошего грунта.

При больших сосредоточенных нагрузках.

При однородных грунтах и малом притоке воды.

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.

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:

Кессонная камера с некоторой частью над кессонного строения оперта на подкладки, оставленные в фиксированных точках.

Кессонная камера опущена на проектную глубину; давление воздуха в кессоне, вследствие его форсированной посадки, равно 50 % от расчетной величины для данной глубины опускания.

То же, но давление воздуха равно расчетному.

То же положение, но ножевая часть очищена от грунта.

3. Стена в грунте

Последовательность выполнения работ:

В грунте отрывается траншея (жёсткий грейфер или механизированный траншеекопатель) на проектную глубину с врезкой в водоупор (в = 60…100 см; Н = 40…50 м).

Разработка траншеи ведётся под глинистым раствором монтмориллонитовой глины.

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.

опора колодец подошва кессон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Обработка физико–механических характеристик грунтов и оценка грунтовых условий. Проверка несущей способности основания на равные подошвы фундамента. Определение расчетной вертикальной погрузки на срез. Проектирование фундамента глубокого заложения.

курсовая работа [152,4 K], добавлен 09.06.2010

Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Определение прочностных и деформативных характеристик для грунта. Расчет фундаментов свайного и мелкого заложения глубины заложения, размеров подошвы. Проверка подстилающего слоя.

курсовая работа [348,1 K], добавлен 13.09.2015

Классификация опускных колодцев. Циклы производства работ по их устройству. Кессоны для строительства глубоких фундаментов и заглубленных зданий. Состав работ нулевого цикла. Сущность технологии «стена в грунте» при возведении монолитных конструкций.

реферат [870,0 K], добавлен 19.10.2014

Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Расчёт осадок свайного фундамента методом послойного суммирования. Определение глубины заложения фундамента. Расчет размеров подошвы фундамента мелкого заложения.

курсовая работа [518,1 K], добавлен 17.04.2015

Виды свай и их характеристики. Конструирование свайных фундаментов. Последовательность погружения свай. Технология устройства их набивных аналогов. Технология устройства ростверков. Применение технологии свайных работ при реконструкции. Контроль качества.

курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.07.2014

Источник