Определение осадки свайного фундамента

Определение осадки свайного фундамента – это расчёт его по II предельному состоянию (деформациям). Условия расчёта в принципе остаются такими же, как и для фундамента на естественном основании. В этом случае свайный фундамент следует рассматривать как условный фундамент глубокого заложения (d_ус) (см. схему).

Схема условного свайного фундамента, необходимая для расчёта его осадки.

Для определения осадки свайного фундамента необходимо создать условный фундамент - АБСД , используя величину угла a, определяемую из следующих условий:

• φ_ср – средневзвешенный угол внутреннего трения слоев грунта, которых пересекает ствол сваи

• α - угол рассеивания напряжений по длине ствола сваи.

Определив (α), и используя графические построения (см. схему), находят ширину и длину условного фундамента АБСД:

_.

Определяют давление по подошве условного фундамента, которое сопоставляется с расчётным сопротивлением грунта основания для условного фундамента на данной глубине:

Расчётное сопротивление грунта основания для условного фундамента:

Обычно соблюдение необходимого условия Р_усл ≤ R_{усл.фун.} удовлетворяется. Далее строят эпюры σ_0z и σ_бz для условного фундамента и определяют его осадку, используя метод послойного суммирования (см. ранее), с определением условной границы сжимаемой толщи (у.г.с.т.).

Необходимо соблюдение условия S ≤ S_u (расчет по II предельному состоянию).

Если рассчитанная осадка S будет превышать предельную величину осадки S_u, то следует принять меры по снижению полученной осадки:

• Увеличить глубину используемых свай, таким образом, чтобы остриё свай передавало нагрузку на ниже лежащие, более плотные слои грунта.

• Затем производится перерасчёт по выше приведённой методике.

Данная последовательность расчётов производится до тех пор, пока не будут выполнены требуемые условия S ≤ S_u.

37.Розрахунок і проектування підземних споруд, що зводяться методом опускного колодязя (основні положення).

Возведение сооружений методом опускного колодца

Метод опускного колодца при строительстве сооружений водопровода и канализации используют при устройстве заглубленных помещений насосных станций, стволов, шахт, водозаборов, а также различных подземных опор и др. Сущность метода состоит в том, что первоначально на поверхности земли возводят стены колодца, оборудованные ножевой частью, а затем внутри его разрабатывают грунт в направлении от центра к периметру стен. За счет подработки грунта стены утрачивают опору с внутренней стороны и под действием собственной тяжести колодец опускается, выдавливая грунт (благодаря специальной конструкции ножа) внутрь. Опускные колодцы различаются: по материалу — бетонные, железобетонные, металлические, каменные и деревянные; по форме (в плане) — круглые, овальные и прямоугольные (рис. 8.2, а); наиболее экономичны колодцы круглой формы; по виду и способу устройства железобетонных конструкций — из монолитного железобетона, сборных тонкостенных панелей и пустотелых блоков; по технологии опускания — насухо, с водоотливом или искусственным понижением уровня грунтовых вод и без водоотлива с разработкой грунта под водой. Первым этапом сооружения колодца является устройство основания под нож, которое гарантирует надежное опирание последнего при возведении стен. Существуют основания различных видов. Наиболее

распространенный вид — деревянные подкладки на песчаной подушке (рис. 8.2, б). Толщина подкладок около 20 см, длина 2...3,5 м.

Рис. 8.2. Опускные колодцы а — формы (в плане): I — круглые; II — прямоугольные; III — с закругленными боковыми стенками; 1 — стенка; 2 — днище; 3 — поперечная стенка; б — подготовка основания под нож стенки: 1 — нож колодца; 2 — деревянные подкладки; 3 — банкетка ножа; в —схема бетонирования стены; 1,3 — соответственно наружная и внутренняя опалубки стены; 2 — приемная воронка для бетонной смеси; 4 — хобот для подачи бетонной смеси; 5 — армокаркас; 6 — щебень; 7 — конструктивная опалубка; г — устройство основания под нож стен, выполненных из сборных панелей: 1 — нож; 2 — опорные стойки; 3 — уплотненный щебень; 4 — монтажные петли; 5 — опорное кольцо из сборных железобетонных блоков; 6 — обратная песчаная засыпка; 7 —форшахта из бетона; 8 — разделительные доски; д — схема расположения фиксированных зон: 1 — колодец; 2 — фиксированные зоны; 3 — берма; 4 — оси фиксированных зон; с схема разработки грунта в колодце насухо: 1 — колодец; 2 —башенный кран; 3, 4 — экскаваторы (прямая и обратная лопата); 5 —тиксотропная рубашка; ж — устройство кессона: 1 — шлюзовой аппарат; 2 — гидроизоляция; 3 —надкессонное строение; 4 — кессонная камера

При монолитном варианте бетонирование стен ведут по ярусам (рис. 8,2, в). Высота яруса определяется из условий допустимого удельного давления на грунт под ножевой частью. Практически колодцы высотой до 10 м бетонируют в один ярус, более высокие — в несколько ярусов при их высоте 6...8 м. Укладку бетона очередного яруса производят после набора бетоном предыдущего яруса прочности 1,2...1,5 МПа. Устройство стен из сборных железобетонных плоских панелей длиной до 12 м, шириной 1,4...2 м и толщиной 0,4...0,8 м предусматривает создание специального основания, выполненного в предварительно отрытой траншее глубиной до 0,8 м (рис. 8.2, г). Вначале бетонируют форшахту, затем отсыпают песчаную подушку (с послойным уплотнением), укладывают сборные плиты опорного кольца и устраивают щебеночное основание. После этого устанавливают стеновые панели, соединяя их между собой пластинами (на сварке), и бетонируют вертикальный стык. При устройстве колодцев глубиной более 12 м стены наращивают такими же панелями, но без ножевой части. По окончании устройства стен приступают к погружению колодца под действием его собственной силы тяжести. При опускании колодца насухо применяют три схемы разработки и выдачи грунта из колодца. По первой схеме грунт разрабатывают бульдозерами, экскаваторами на гусеничном ходу и выдают на поверхность кранами в бадьях. При внутреннем диаметре колодца до 20 м используют экскаваторы с объемом ковша 0,25...0,4 м³, свыше 20 м — с объемом ковша 0,65...1,25 м³. В колодцах диаметром более 32 м работы ведут не менее двух экскаваторов. Бульдозер используют для срезки и сброса грунта в отвалы для удобства погрузки его в бадьи. Грунт разрабатывают в следующей последовательности: первоначально — в средней части колодца на глубину 1,5...4 м (в зависимости от размера колодца), оставляя вблизи ножа берму шириной 1...3 м; далее, уточнив места и размеры фиксированных зон (рис. 8.2, д), производят послойную (10...15 см) срезку грунта бермы на участках между фиксированными зонами (момент начала погружения колодца). Если после полной разработки этих участков бермы (до уровня банкетки ножа) колодец не опускается, то начинают разработку грунта фиксированных зон. При первых подвижках колодца переходят к разработке грунта в средней части и т. д. По мере погружения колодца размеры фиксированных зон уменьшаются до полного исключения, при необходимости разрабатывают (вручную) грунт под ножевой частью. Грунт грузят в саморазгружающиеся бадьи вместимостью от 2 до 5 м краном соответствующей грузоподъемности, поднимающим их на поверхность (рис. 8.2, е). Количество кранов определяется из расчета обеспечения требуемой производительности работы экскаватора. Поднятый на поверхность грунт грузят в самосвалы и отвозят в отвал или для других целей. По второй схеме предусматривается разработка грунта грейфером. Для этого используют двух-, трех- и четырехлопастные грейферы вместимостью 0,5... 1,5 м³. Грейферами разрабатывают грунт I и II групп. Для грунтов III группы используют грейферы вместимостью более 1 м . Последовательность разработки грунта кольцевыми траншеями — от центра к стенам или радиальными траншеями от середины поочередно к дальней и ближней стенкам относительно крана. При третьей схеме разработки грунта используют гидромеханизированный способ. Возможны три варианта рассматриваемого способа: разработка гидромониторами и транспортировка на поверхность земснарядами или углесосами; разработка гидромониторами и подъем на поверхность гидроэлеваторами; разработка экскаватором и выдача на поверхность средствами гидромеханизации. Опускание колодца без водоотлива производят при большом притоке воды, когда выполнять водопонижение экономически нецелесообразно. В этом случае грунт разрабатывают и подают из-под воды грейфером. При строительстве колодца в сильно обводненных грунтах или вблизи существующих зданий и сооружений, когда есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы фундаментов, применяют кессон (рис. 8.2, ж). Кессонную камеру устраивают из железобетона (в редких случаях — из металла). Высота камеры от банкетки до потолка не менее 2,2 м. Плотный грунт  в кессонной камере разрабатывают вручную с использованием отбойных молотков, пневмобуров и взрывного способа, а слабые — средствами гидромеханизации. При ручной разработке первоначально по контуру камеры на некотором расстоянии от банкетки отрывают траншею шириной около 1 м на глубину посадки кессона, но не более 40 см. Затем разрабатывают грунт между траншеей и ножом, оставляя перемычки нетронутого грунта. После посадки кессона (на 30...40 см) ведут послойную разработку грунта центральной части, а также новых траншей, затем цикл повторяется. Во всех случаях погружение колодца сопровождается преодолением сил трения на поверхности стен. Для уменьшения этих сил применяют способ погружения в тиксотропных рубашках. Принцип его заключается в том, что ножевую часть колодца делают с уступом наружу на 10... 15 см относительно вышерасположенной стены, вследствие чего при погружении в грунт вокруг стен образуется полость. Чтобы грунт не обрушивался, полость заполняют глинистым раствором с тиксотропными свойствами. В результате трение наиболее значительной величины имеет место только на наружной боковой поверхности ножа. Преимущество такого способа погружения колодца способствует значительному уменьшению толщины стен; возможности применения сборных стеновых панелей; отсутствию опасности «зависания» колодца; легкому исправлению возможных кренов колодца при опускании.

38.Розрахункова схема плити днища колодязя.

 Расчет прочности железобетонного днища должен производиться на следующие нагрузки: на отпор грунта под днищем колодца, если зна­чения постоянных вертикальных нагрузок колодца более силы всплытия; на гидростатическое давление подземных вод, если значения постоянных вертикальных нагрузок колодца менее силы всплытия (колодец заанкерен в прилегающем грунтовом массиве). Расчет прочности днища колодца без внутренних стен и колонн должен производиться как пластины, лежащей на упругом основании, а на нагрузку от гидростатического давления подземных вод — как пластины с шарнирными опорами, нагруженной рав­номерно распределенной нагрузкой. Днище, на которое опираются внутренние стены или колонны, рассчитывается соответственно как многопролетная пластина, состоящая из прямо­угольных панелей, или как пластина, опертая в вершинах прямоугольной сетки колонн.

Железобетонные днища колодца служат опорой для стенок колодца и  защищают конструкцию от попадания грунтовых вод.

Днища используются для организации железобетонных модульных канализационных и смотровых колодцев всех видов. 

Днища колодцев определяют надежность колодцев, а также срок их службы, сохранность проложенных внутри колодца труб и кабелей.

 

Колодезные днища жби являются  сборными модулями железобетонного колодца.

Днища колодцев (ГОСТ 8020-90)

№	Номенклатура	Размеры, мм D x h	Объем (м3)	Вес, кг	Цена изделия с НДС* (руб)
1	ПН-7	700x140	0,048	120	980
2	ПН-10	1200x140	0,1	250	1265
3	ПН-12	1400x140		550	1495
4	ПН-15	1700x140	0,272	680	2530
5	ПН-20	2300x140	0,528	1320	4025

 

*Указаны средние цены. При покупке оптом возможны дополнительные скидки. Купить днища колодцев выгодно можно, позвонив по телефону:           +7 (495) 764 70 61

 

Днища колодцев – это важная часть канализационных, смотровых и других видов колодцев, не позволяющая грунтовым водам проникнуть в колодец.  Виды и маркировка  Плита днища колодцев имеет форму круга, диаметр которого должен быть не меньшим, чем наружный диаметр устанавливаемого на него железобетонного кольца колодца. Число в марке плиты днища (ПН) показывает внутренний диаметр кольца (в дециметрах), которое должно монтироваться на данную плиту. Плита ПН 15, к примеру, рассчитана на установку кольца колодца с внутренним диаметром 150 см.  Назначение  Железобетонные колодцы, которыми в обязательном порядке снабжаются подземные коммуникации, опираются на плиты днища. Днища колодцев служат не только опорой, несущей на себе вес всей конструкции, но и предохраняют колодцы от затопления грунтовыми водами. Сама плита днища, на которую непосредственно опирается первое кольцо колодца, должна устанавливаться на предварительно устроенную подушку и бетонную подготовку.  Применение  Днища колодцев, как и кольца железобетонные, определяют степень пригодности колодцев к применению, а также срок их службы, сохранность проложенных внутри колодца труб и кабелей, надежность колодцев. Колодезное днище применяется в самых различных видах колодцев, производится из прочного железобетона высокого качества.

 

ЖБИ днища для колодцев производятся из бетона, марка которого не ниже М-200, с отпускной прочностью не менее 70%.

Важными показателями являются:

•    Морозоустойчивость – не менее 100 циклов замерзания-оттаивания; •    Водонепроницаемость  - класс W4; •    Удельная эффективная активность – до 370 бк/кг; •    Прочность на сжатие – В15; •    Армирование  - сталь В-1.,

Колодезное дно – это один из основных элементов конструкции подземного сооружения , поэтому днища устанавливаются на предварительно обустроенную подушку и бетонное основание. 

Общее название:  «плита днища колодца» или «днище колодца ПД» (буквенная аббревиатура «ПД» означает «плита днища»), различных типоразмеров. 

39.Розрахунок опускного колодязя на вспливання.

Расчет на всплытие - После полного погружения колодца в водонасыщенные грунты и устройства днища, на его подошву будет действовать гидростатическое давление воды, направленное снизу вверх. От всплытия его будут удерживать собственный вес и наружные силы трения. - Колодец не всплывет, если будет выполняться условие: Где   - площадь колодца по внешнему периметру ножа;  - высота столба воды (расстояние от УГВ до низа ножа); >1,2 – коэффициент надежности на всплытие. - Если это условие не выполняется необходимо предусмотреть устройство анкерных креплений или увеличить вес колодца.

40.Основні положення по зведенню підземних споруд методом «стіна в грунті». Розрахункові схеми підземних конструкцій, що зводяться способом «стіна в грунті».

Фундаменты подземных сооружений, устраиваемые методом "стена в грунте", получили развитие в городах в условиях застроенной территории. Этот метод позволяет устраивать подземные сооружения вблизи существующих зданий и сооружений без нарушения их устойчивости, принимает часть динамических нагрузок на себя. Его конструктивные элементы являются неотъемлемой составляющей конструкцией для транспортных сооружений – подземные переходы, тоннели, станции метрополитена, подземные автомагистрали, а также при строительстве гидротехнических сооружений – водозаборные и насосные станции, противофильтрационные завесы плотин и дамб, набережные, причальные стенки и др. [52].

"Стена в грунте" одновременно может служить креплением стенок котлована, подземных этажей.

Устойчивость стен подземных сооружений обеспечивается заделкой их нижней части в грунтах, а также применением распорных конструктивных элементов в виде распорных балок и анкеров (рис.15.8). При расстоянии между параллельными стенами подземных сооружений до 15,0 м устойчивость стен полностью обеспечивается, при большем расстоянии необходимо предусматривать их анкерное крепление.

Глубину заложения (высоту) стен в грунте принимают в зависимости от гидрогеологических условий площадки, конструкции стен, технологии производства работ по их возведению, с учетом технико-экономического сравнения вариантов. В условиях устройства сооружений в водонасыщенных грунтах рекомендуется заглублять стену в водоупорный слой (суглинки, глины) на глубину 1,0-1,5 м, в скальные грунты – на 0,5-1,0 м.

Рис.15.8 - Конструктивные схемы сооружений с параллельными

стенами: а – консольная стена (Н – глубина заложения стены);

б – стена с креплением параллельными распорками; в – стена

с креплением анкерами; 1 – стена; 2 – распорки; 3 – анкеры

Технология изготовления "стены в грунте" предусматривает применение как монолитного железобетона, так и сборных железобетонных элементов.

При сооружении траншейных стен предварительно устраивают сборную или монолитную форшахту. Она служит направляющей для землеройных механизмов, опорой для подвешивания армокаркасов, бетонолитных труб, сборных железобетонных панелей.

Глубину пионерной траншеи принимают 0,8-1,5 м в зависимости от прочности поверхностного слоя грунта, длину захватки в продольном направлении - 4,0-6,0 м, ширину траншеи - в зависимости от оборудования, толщины несущих монолитных стен (40, 60, 80 и 100 см). Объем захватки с учетом укладываемого бетона должен составлять не более 50-60 м³.