29. Фундаменты глубокого заложения. Классификация фундаментов глубокого заложения.

П о общепринятой классификации в зависимости от характера деформации грунта в основании фундаменты подразделяются на фундаменты мелкого и глубокого заложения. Подобная классифи кация основана на характере развития зон предельного равновесия в массиве грунта, окружающего фундамент.

Х арактер деформации грунта в предельном состоянии зависит от относительной глубины заложения d/b. На рис.Ф.5.1 показано очертание зон предельного равновесия для фундаментов с различ ной относительной глубиной заложения.

Фундаментами глубокого заложения называются такие, у ко­торых не наблюдается выпора грунта на поверхность. Предельное состояние основания характеризуется развитием зон предельного равновесия вглубь него. Подобное состояние может возникнуть в основании свайных фундаментов, фундаментов-оболочек и буровых опор. Существует также определение, что фундаменты мелкого заложения - это фундаменты, сооружаемые в открытых котлованах, а фундаменты глубокого заложения не требуют вскрытия котло­ванов.

Необходимость в фундаментах глубокого заложения возникает, если сооружение должно быть опущено на большую глубину (подземные и заглубленные сооружения); если сооружение создает большие нагрузки, а верхние слои представлены значительной тол­щей слабых грунтов, подстилаемых прочными скальными грунтами; если сооружение передает на основание значительные горизон­тальные нагрузки; если имеется высокое залегание грунтовых вод.

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

1.Опускные колодцы.

а - установка на поверхность; б - заглубление; в - наращивание новой секции; г - опускной колодец опущен до прочного грунта; д - у опускного колодца сделано дно

2.Кессоны. Применяют тогда, когда опускание опоры глубокого заложения должно производиться ниже уровня воды и требуется зучная разработка грунта. Кессон – это опрокинутый вверх дном ящик, образующий камеру, в которую нагнетается под давлением воздух таким образом, чтобы выдавить всю воду и осушить раз­рабатываемый грунт. Этот способ более сложен и дорог, чем применение опускного колодца, но он позволяет "добраться" до разрабатываемого грунта вручную. После окончания опускания кессона его камера заполняется бетоном.

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.

а - для использования подземного пространства (разме­щения в нем оборудования); б - для использования как опоры сооружения;

1 - кессонная камера; 2 - надкессонное строение; 3 - шахтная труба; 4 - шлюзовой аппарат; 5 - гидро­изоляция; 6 - защитная стенка

3.Буровые опоры - это бетонные столбы, устраиваемые в пробуренных скважинах, то есть набивные сваи большого диаметра. Бетонирование ведется под защитой либо обсадных труб, либо глинистого раствора, удерживающего стенки скважин от обвала. Они работают как сваи-стойки, поскольку их доводят до плотных грунтов, на которые они опираются. В нижней части для уменьшения давления на грунты делается уширение. Тело опор армируется. Диаметр 0,4-1,2 м. Глубина погружения до 30 м.

4. Стена в грунте – способ предназначен для устройства фундаментов, а главное, заглубленных в грунт сооружений.

Последовательность выполнения работ:

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

5. Разработка траншеи ведётся под глинистым раствором монтмориллонитовой глины.

Траншея бетонируется– создаётся бетонная (ж/б) стенка