I. Теоретические материалы

1. Основные сведения о подземных и заглубленных сооружениях

1.1. Типы сооружений, объемно-планировочные и конструктивные решения

Классифицировать подземные и заглубленные сооружения следует по таким признакам: назначению, расположению относительно поверх­ности грунта, способам строительства, форме в плане, конструктивным решениям и материалам.

По техническому назначению и области применения подземные и за­глубленные сооружения можно подразделить на промышленные, граж­данские, транспортные, гидротехнические, сельскохозяйственные, для водопроводно-канализационных объектов и другие.

По расположению относительно поверхности выделяют подземные, заглубленные, полу- или частично заглубленные 'сооружения. Следует заметить, что подземные сооружения в горном деле отличаются от рас­сматриваемых в настоящей работе тем, что над верхним перекрытием горных сооружений находится ненарушенный грунт, а над верхним пе­рекрытием рассматриваемых сооружений, как правило, находится грунт обратной засыпки.

Кроме указанных основных способов строительства - в открытых котлованах или траншеях, с ограждением стен котлованов шпунтом, опускного колодца, кессонов, подращивания, "стен в грунте", известны т. н. комбинированные способы. Например, сверху - вниз: верхняя часть - в открытом (пионерном) котловане; ниже - опускной колодец, "стена в грунте"; третий ярус такого сооружения может выполняться методом подращивания или иным способом в зависимости от грунтовых условий. Отметим, что такие решения могут быть только вынужденными из-за невозможности использования какого-либо одного способа.

По форме в плане чаще других используются круглые и прямоуголь­ные сооружения, многоугольные, овальные или прямоугольные с за­кругленными торцевыми стенками, а также линейные сооружения (пе­реходы, тоннели и т.п.).

В практике строительства подземных и заглубленных сооружений используются самые различные конструктивные решения. Их выбор зависит от многих факторов, основными из которых являются объемно-планировочные решения, способ возведения, условия работы сооружения в период строительства и в процессе эксплуатации, инженерно- и гидрогеологические условия строительства, принятые конструктивные и расчетные схемы, а также применяемые материалы.

Кроме того, условия работы большинства подземных и заглубленных сооружений в период строительства и в процессе эксплуатации значи­тельно отличаются, что вызывает разное напряженно-деформированное состояние всего сооружения и отдельных конструктивных элементов, учитываемое различными расчетными схемами и конструктивными ре­шениями. Так, например, в период строительства опускные колодцы, замкнутые несущие "стены в грунте", сооружения, выполняемые спосо­бом подращивания, и другие работают как пространственные оболочки, с верхним и нижним свободными концами.

В стадии эксплуатации днище, перекрытия, внутренние стены и дру­гие конструкции служат дополнительными опорами, что принципиально меняет расчетные и конструктивные схемы сооружения. Существенно в этой стадии отличаются также нагрузки и воздействия от окружающего грунтового массива.

Основными конструктивными элементами в подземных и заглублен­ных сооружениях являются ограждающие конструкции: стены и днище. Именно эти конструкции взаимодействуют с вмещающей грунтовой средой, что определяет их напряженно-деформированное состояние, выбор расчетных схем и конструктивных решений.

Внутренние конструктивные элементы имеют некоторые особенно­сти, отличающие их от обычных конструктивных решений наземной части зданий. Поэтому в дальнейшем будут рассматриваться в основном ограждающие конструкции, выполняемые способами, которые в прак­тике строительства принято называть, соответственно, опускными ко­лодцами, кессонами, "стенами в грунте" и т. п.

Поскольку подземные и заглубленные сооружения строят преимуще­ственно из бетона или железобетона, это во многом определяет их конструктивные решения.

В дальнейшем будут подробно рассмотрены конструктивные реше­ния из монолитного, сборно-монолитного и сборного железобетона.

Общими элементами для конструктивных решений различных со­оружений являются, прежде всего, собственно ограждающие стены и днища, дренажные устройства, конструкции, обеспечивающие проч­ность и устойчивость, в том числе и грунтовые анкеры. При сборно-монолитных и сборных конструктивных решениях их элементами явля­ются стеновые блоки и панели, а также конструкции стыков, их соединяющие. Кроме того, сооружения разного типа имеют присущие только им конструктивные элементы: в опускных колодцах и кессонах - это ножевая часть с банкеткой, в сооружениях, выполняемых методом под­ращивания - это опорная конструкция ("воротник"), железобетонные тюбинги при сборном решении и т. п.