Стена в грунте

Способ предназначен для устройства фундаментов, а главное, заглубленных в грунт сооружений. По контуру сооружения отрывается узкая глубокая траншея, которая заполняется бетонной смесью или сборными железобетонными элементами. Стена в грунте применяется для устройства фундаментов тяжелых зданий, подземных этажей, гаражей, переходов, водопроводно-канализационных сооружений, противофильтрационных сооружений и др.

Эти конструкции особенно эффективны в грунтах с высоким стоянием уровня грунтовых вод, а также при возведении в условиях плотной городской застройки. Стена в грунте отделяет массив, находящийся непосредственно под зданием или сооружением, от окружающего пространства, что позволяет увеличить несущую способность основания и уменьшить осадки, более эффективно использовать подземное городское пространство. Эти конструкции справедливо получили свое развитие в последнее время.

43. Какая технология применяется при строительстве стены в грунте?

Можно подразделить на следующие этапы устройство стены в грунте. По контуру сооружения отрывается форшахта для землеройных машин, ширина которой немного больше ширины траншеи, глубина до 0,8 м; при высоком стоянии грунтовых вод для установки машин делается песчаная подсыпка; откапывается на полную глубину узкая траншея для сооружения секций стены захватками до 30-50 м каждая; по ее торцам устанавливаются ограничители, после чего в траншею закладывается арматура и она заполняется бетоном. Возможно также изготовление стены в грунте из сборных элементов. Для того, чтобы стенки траншеи не обваливались, в особенности при высоком стоянии грунтовой воды, ее заполняют глинистым раствором из бентонитовой глины, уровень которого должен быть выше уровня грунтовой воды.

Выемка грунта осуществляется грейфером двухчелюстного типа или многоковшовым экскаватором типа фрезы. Такими механизмами отрываются траншеи глубиной до 8 м. Зазоры между сборными элементами заполняются цементным раствором для придания стене монолитности. После возведения стены в грунте и твердения бетона из внутреннего замкнутого пространства удаляется грунт.

а - выемка грунта из скважины; б - заполнение бетоном; в - разработка новой скважины между двумя забетонированными; г - порядок бурения скважины для устройства сплошной стены

44. Каким образом достигается устойчивость стены в грунте?

Если заделки в основании для устойчивости и обеспечения прочности стены оказывается недостаточно, то предусматриваются распорные или анкерные крепления. Распорные крепления применяются, если расстояние между параллельными стенами менее 15 м. Анкерные крепления предпочтительнее, причем инъекционного типа в одном или, при необходимости, в двух уровнях.

45. Анкеры в грунте (конструкции, расчёт).

Для передачи на грунт выдергивающего усилия устраи­вают анкерные крепления (анкеры). Анкеры состоят из трех основных элементов (рис. 13.20, а): рабочей части 4, ан­керной тяги 3 и стопорного устройства 2, закреп­ляющего тягу. Анкерные тяги обычно делают из стальных стержней, пряди проволок и т. п. Различают анкеры наклонные, горизонтальные и вертикальные.

46. В каких случаях применяются анкерные фундаменты?

Анкерные фундаменты применяются в тех случаях, когда существует необходимость закрепления в грунтовом массиве сооружений, подверженных выдергивающим усилиям.

Подобные условия возникают при строительстве линий электропередачи (а), радиорелейных мачт (б), спортивных сооружений или ангаров с консольным покрытием (в), подпорных стен и причальных стенок (г), подземных гаражей (д), тоннелей (е), креплении свободностоящих откосов грунта (ж), закреплении сооружений от всплытия (рис.Ф.13.1,з), дымовых труб (к), подпорных армированных стен (л) и др.

47. Какие конструкции анкерных фундаментов применяются в строительстве?

Конструктивно анкерные фундаменты подразделяются на массивные-столбчатые фундаменты (а), грибовидные фундаменты (б), анкерные плиты (в), инъекционные анкеры (г,д,е,ж,з), винтовые сваи (и), забивные железобетонные или металлические сваи, фундаменты в виде закладных плит.

Массивные фундаменты применяются в качестве фундаментов под газоотводящие дымовые трубы и наименее распространены в строительной практике. Фундаменты выполняются ступенчатыми с массой до 3 т из монолитного железобетона непосредственно на строительной площадке.

Грибовидные фундаменты представляют собой горизонтальные плиты с вертикальной или наклонной стойкой и служат фундаментами под опоры воздушных линий электропередачи. Фундаментами свободностоящих опор являются грибовидные подножники, а фундаментами опор на оттяжках - грибовидные подножники и анкерные плиты.

а - массивный фундамент; б - грибовидный фундамент; в - анкерная плита; г,д,е,ж,з - инъекционные анкеры; и - винтовая свая: 1 - теряемый башмак; 2 - цементно-песчаная заделка; 3 - металлическая тяга; 4 - изолирующая оболочка; 5 - оголовок; 6 - замок; 7 - инъекционная труба; 8 - обойма; 9 - фиксатор; 10 - манжетная труба; 11 – пакер

48. Как определить несущую способность анкерных фундаментов глубокого заложения?

Анкерные плиты и грибовидные фундаменты относятся к категории анкерных фундаментов мелкого заложения. Поэтому расчет оснований данных анкерных фундаментов производится исходя из предположения выпора грунта на поверхность основания.

Расчет оснований по несущей способности при действии на фундамент линий электропередачи выдергивающей нагрузки производится исходя из условия

где F - расчетное значение выдергивающей силы; g f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 0,9; Gn - нормативное значение веса фундамента; b - угол наклона выдергивающей силы к вертикали (рис.Ф.13.6); g c - коэффициент условий работы, принимаемый равным единице; Fn.q - сила предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента; g n - коэффициент надежности по назначению, который зависит от типа опор воздушных линий электропередачи.

Силу предельного сопротивления основания выдергиваемого фундамента определяют по формуле

где g bf - расчетное значение удельного веса грунта обратной засыпки; Vbf - объем тела выпирания в форме усеченной пирамиды, образуемой плоскостями, проходящими через кромки верхней поверхности фундамента (плиты) и наклоненными к вертикали под углами φ, V_f - объем части фундамента, находящейся в пределах тела выпирания; для анкерных плит принимается V_f =0; A₁, A₂, A₃, - площади граней призмы выпирания, имеющих в основании соответственно нижнюю, верхнюю и боковые кромки верхней поверхности фундамента (плиты); c₁ - расчетные значения удельного сцепления и угла внутреннего трения грунта обратной засыпки.

49. Как определить несущую способность забивной сваи, работающей как анкер на выдёргивание?

К анкерным фундаментам глубокого заложения относятся винтовые сваи и инъекционные анкеры. Расчет оснований этих анкерных фундаментов по несущей способности производится исходя из различных предположений.

Предельное сопротивление грунта основания винтовых свай определяется суммой сил сопротивления грунта над лопастью и сил сдвига по боковой поверхности ствола сваи (рис.Ф.13.7).

В отличие от винтовых свай предельное сопротивление грунта основания инъекционного анкера определяется суммой сил сопротивления сдвига по боковой поверхности рабочего тела анкера и сил сопротивления по его торцевой части (рис.Ф.13.7,б). При этом решающее значение сопротивлению выдергивания инъекционных анкеров оказывает сопротивление по боковой поверхности заделки анкера, а у винтовых свай - сопротивление выдергиванию лопасти.

Сила предельного сопротивления грунта основания винтового анкера определяется по формуле Л.Г.Мариупольского

где G1 - собственный вес анкера; k - отношение предельного давления анкерной плиты на грунт к напряжениям от собственного веса грунта; d - глубина заложения анкера; g - удельный вес грунта; R - радиус лопасти анкера; r - радиус ствола анкера; f - расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола анкера; l - длина ствола анкера.

Сила предельного сопротивления инъекционного анкера определяется по формуле

где g c - коэффициент условий работы грунта; g 0 - коэффициент условий работы анкера в грунте; R - радиус зоны заделки анкера; r - радиус скважины при устройстве анкера; f - расчетное сопротивление грунта основания на боковой поверхности заделки анкера; l - длина зоны заделки анкера; Mc, Mq - безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; c - удельное сцепление грунта; g - удельный вес грунта; d - глубина заложения центра заделки анкера от поверхности основания.

1. Что называется котлованами и для каких целей они устраиваются?

2. Что указывается на чертежах котлована?

3. Что следует предусматривать, если котлован отрывается глубокой осенью или в зимнее время?

4. Как определяются основные размеры проектируемого котлована?

5. В каких случаях можно не рассчитывать откосы котлована на устойчивость?

6. В каких случаях допускается устраивать вертикальные борта?

7. Из каких элементов состоит крепление бортов котлована?

8. Какая схема используется для расчета безанкерных и анкерных шпунтовых стен?

9. Как устраивается защита котлованов от подтопления?

10. Защита котлованов от подтопления (открытый водоотлив)

11. Защита котлованов от подтопления (глубинное водопонижение).

12. Защита котлованов от подтопления (замораживание).

13. Защита котлованов от подтопления (битумизация).

14. Какие существуют способы защиты помещений и фундаментов от действия подземных вод и сырости?

15. Для чего и как осуществляется гидроизоляция?

16. Когда следует прибегать к устройству фундаментов глубокого заложения?

17. Что представляет собой опускной колодец?

18. Из каких материалов выполняются опускные колодцы?

19. Какую форму в плане имеют опускные колодцы?

20. Какие конструктивные особенности имеют опускные колодцы?

21. Какие наибольшие размеры имеют построенные опускные колодцы?

22. Опускные колодцы (погружение опускных колодцев)

23. Что представляет собой “тиксотропная рубашка”?

24. Какие сложности могут возникнуть при опускании колодца?

25. Опускные колодцы (расчёт опускных колодцев).

26. На какие усилия рассчитывается опускной колодец?

27. Кессоны (конструкции кессонов и оборудование для их опускания).

28. Из чего состоит кессонная установка?

29. Кессоны (производство кессонных работ).

30. Кессоны (расчёт кессонов).

31. Оболочки

32. Буровые опоры

33. Стена в грунте

34. Какая технология применяется при строительстве стены в грунте?

35. Каким образом достигается устойчивость стены в грунте?

36. Анкеры в грунте (конструкции, расчёт).

37. В каких случаях применяются анкерные фундаменты?

38. Какие конструкции анкерных фундаментов применяются в строительстве?

39. Как определить несущую способность анкерных фундаментов глубокого заложения?

40. Как определить несущую способность забивной сваи, работающей как анкер на выдёргивание?