книги из ГПНТБ / Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие

сечки в разные стороны проходят верхнюю штольню. После этого начинают разработку отдельных колец тоннеля, длиной по 6,5 м (по стандартной длине бревна) или короче, если горное давление велико. Кольца разрабатывают не подряд, а с промежутками в 13—20 м. По мере выемки породы немедленно по отдельным эта­ пам разработки профиля устанавливается временная крепь весьма сложного строения (рис. 166).

После окончания разработки всего профиля и установки креп­ ления приступают к сооружению опалубки и бетонированию. При этом в бетон заделывают трубки для последующего нагнетания цементного раствора для заполнения пространства между породой и обделкой. Удаление крепления производят только после полного затвердения бетонной обделки.

Способ раскрытого тоннельного профиля с временной крепью требует много высококачественного крепежного лесоматериала и высококвалифицированных проходчиков и, главное, крепильщиков, что существенно удорожает строительство. Кроме того, малая ско­ рость работ и длительное время раскрытия профиля без постоян­ ной обделки может способствовать развитию повышенного гор­ ного давления. В связи с этими особенностями метод имеет весьма ограниченное распространение.

280

При проходке тоннелей в породах, в которых развивается вы­

профиля и возведение обделки ведутся по частям снизу вверх. Применяется этот метод преимущественно на небольших участках, главным образом примыкающих к порталам.

Рис. 167. Схема бетонирования свода:

1 — кружало; 2 — лежень; 3 — опалубка; 4 — надкружальные стойки

При проходке тоннелей горными способами всегда применяет­ ся временная крепь той или иной конструкции, назначение кото­ рой поддержание кровли и боков выработки до сооружения по­ стоянного крепления. Типичный пример временного крепления при расширении тоннельного профиля приведен на рис. 167. Здесь основными несущими элементами являются стойки, прогоны, рас­ порки, а остальные представляют собой затяжку, непосредственно поддерживающую обнаженную поверхность выработки (забивные доски-марчеваны, поперечные доски, клинья и т. п.).

Бетонирование обделки тоннеля при горных способах также ведется по частям.

Индустриальные способы

В отличие от горных способов работ индустриальные методы позволяют организовать разработку породы и сборку обделки с максимальной механизацией. Основным методом является щитовой, при помощи которого можно сооружать тоннели в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, проходя разнообразные породы — от неустойчивых водонасыщенных песковплывунов до прочных и крепких пород. Среди тоннелестроителей.

281

Щиты сооружаются в зависимости от необходимого сечения тоннеля диаметром от 1,5 до 11 м, а для придания ему большей

метре более 6,5 м. По форме щиты обычно круглые и реже эллип­ тические. Кроме того, различают механизированные и немеханизи­ рованные щиты, сборно-литые, сборно-сварные и цельносварные, а также щиты с открытой или закрытой грудью. Последние приме­

и установке обделки зависят от инженерно-геологических условий трассы, поэтому щиты обычно делают не универсальными, а при­ способленными к определенному комплексу пород и определенному размеру и назначению тоннеля.

Обделка, применяемая при щитовой проходке тоннелей, яв­ ляется сборной и представляет собой либо бетонные блоки, либо металлические или железобетонные тюбинги (см. рис. 158). Как те, так и другие имеют специальную форму и размеры, соответ­ ствующие частям кольца, крепящего тоннель данной формы и се­ чения.

При механизированной щитовой проходке тоннелей, так же как и при горных способах, после возведения обделки и заполне­ ния пространства между ней и обнаженной породой через неко­ торое время проводят специальные гидроизоляционные работы. Для этого через особые отверстия, имеющиеся в блоках и тюбин­ гах, за обделку тоннелей производится инъектирование гидроизо­ лирующих материалов, чеканка стыков между блоками и тюбин­

гами и другие работы.

В некоторых случаях сложной инженерно-геологической об­ становки, например на участках развития водонасыщенных, не­ устойчивых пород, обводненных песков или под руслами рек, про­ ходка осуществляется особыми способами. Среди них наиболее часто употребляется кессонная проходка с применением сжатого воздуха, нагнетаемого в разрабатываемую часть тоннеля. Для со­ здания в нужном участке тоннеля повышенного давления в готовой его части примерно в 40—50 м от забоя устраивают перегородки с четырьмя шлюзами (2 материальных, 1 людской и 1 аварийный), служащими для сообщения между зонами нормального и повы­

шенного давления.

При сооружении подводных тоннелей применяют способ опускных секций, при котором заранее изготовленные секции до­ ставляются на специальных баржах на место укладки, где с по­ мощью кранов опускаются в разработанный котлован—траншею. Соединение отдельных секций производится водолазами.

В весьма мягких породах, в которых отсутствуют валуны и другие крупные включения, применяют способ продавливания.

2 8 3

При этом способе отдельные готовые звенья обделки или трубы продавливают через породу с помощью мощных домкратов, ус­ тановленных в специальной рабочей камере. Для лучшего про­ движения по грунту первая секция обделки спереди имеет спе­ циальный нож. Способ применим только для тоннелей прямо­ линейного очертания и малого сечения.

Открытый способ

Сооружение тоннелей открытым способом применяют при малой глубине заложения их в малозастроенных районах или при выходе тоннеля на поверхность.

При этом способе производства работ выемку породы и воз­ ведение тоннельных конструкций проводят со вскрытием толщи грунтов в открытом котловане или траншеях. Как правило, глу-

Рис. 169. Постройка тоннеля открытым способом (в траншее с водопонижением)

бина котлована при открытом способе работ не превышает 15 м, так как при более глубоком заложении возрастают нагрузки на обделку тоннеля и крепление котлована, что существенно услож­ няет проведение работ.

Работы по сооружению тоннелей открытым способом можно вести одновременно на большой длине, т. е. широким фронтом, что существенно ускоряет строительство. Кроме того, обычно стоимость такого строительства оказывается значительно ниже, чем при любом другом способе, поэтому, если позволяют условия, этот способ является предпочтительным.

При открытом способе работ применяют две его разновидно­ сти: котлованный и траншейный. Первый предусматривает вскры­ тие котлована без специального крепления откосов, что возможно на незастроенных территориях, и с креплением откосов — на уча­ стках, где развитие откосов затрагивает застроенные территории.

2 8 4

Г л а в а XI

ПРОМЫШЛЕННЫЕ И ГРАЖДАНСКИЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Зданиями обычно называют строения, имеющие замкнутый объем и предназначенные для длительного пребывания в них людей. Другие строения, где люди не живут и не постоянно работают, называют сооружениями.

По своему назначению все здания можно разделить на про­ мышленные и гражданские.

К промышленным зданиям относятся основные производствен­ ные, подсобно-производственные, ремонтные, экспериментальные и другие цехи, а также здания электростанций, газогенераторных, компрессорных, насосных станций, склады для хранения изделий

иматериалов, очистные сооружения водопроводов и канализации

ит. п. К числу промышленных сооружений относятся такие, как элеваторы для хранения зернопродуктов и цемента, доменные печи, градирни горячих цехов и электростанций и многие другие.

Вобщем комплексе промышленных предприятий кроме соб­ ственно промышленных зданий и сооружений имеются здания

и т. п. Их нельзя назвать собственно промышленными зданиями, хотя они и располагаются на одной территории с промышленным предприятием.

К гражданским зданиям относятся жилые дома, обществен­ ные (школы, больницы, административные и культурно-просвети­ тельные, спортивные и т. п.) и коммунальные (бани, прачечные и др.) здания, а также декоративные сооружения (памятники, мо­ нументы) .

В зависимости от материала наружных стен различают ка­ менные и деревянные здания. По продолжительности службы здания делят на временные и постоянные. По этажности здания подразделяют на одноэтажные, малоэтажные (обычно не выше трех этажей) и многоэтажные.

Этажи, имеющие пол на уровне тротуара (или отмостки) и выше, называются надземными, заглубленные не более, чем на половину высоты помещения — полуподвальными, или цокольны­ ми, а еще более заглубленные — подвальными.

По характеру строительства различают дома, возводимые иэ кирпича, из блоков, с применением крупных блоков, панелей, кар­ касов и др.

2 8 6

Выбор той или иной конструкции здания зависит от его на­ значения и должен удовлетворять целому ряду требований, среди которых одними из основных являются санитарно-гигиенические, эстетические и противопожарные. Для промышленных зданий необходимо, кроме того, удовлетворение технологических требо­ ваний и требований техники безопасности ведения производствен­ ного процесса.

Для выполнения этих требований во всех зданиях должна обеспечиваться надлежащая температура и влажность воздуха, вентилируемость помещений, освещенность. В промышленных зданиях, кроме того, особое значение имеют освещенность рабо­ чих мест, специальные меры по удалению вредных примесей в воздухе, достаточная ширина и высота проходов и проездов и т. п. Отдельно должна быть рассмотрена прочность конструкции зда­ ния на восприятие нагрузок от самого здания и размещенного в нем оборудования и внутреннего транспорта, а также от ветровых нагрузок и веса снега на кровле. В сейсмически опасных районах отдельно учитывается устойчивость зданий в отношении действия сейсмических сил. Вое здания должны быть достаточно огнестой­ кими.

Внешний вид зданий имеет очень большое эстетическое зна­ чение, поэтому здания должны проектироваться и строиться с уче­ том этого фактора. При этом надо иметь в виду, что современные здания строятся из очень прочных и долговечных материалов, поэтому их внешний вид должен быть настолько хорош, чтобы удовлетворять не только требованиям сегодняшнего дня, но и будущего.

Кроме всех перечисленных факторов при проектировании должны учитываться требования, вытекающие из ведения строи­ тельства индустриальным методом с применением работ, свой­ ственных крупному механизированному производству.

Важнейшим условием индустриализации строительства яв­ ляется у н и ф и к а ц и я , т. е. повторяемость как зданий в целом, так и их отдельных частей и элементов, а также единообразия

существенно упрощается процесс сборки зданий, т. е. процесс всего строительства.

Основой унификации геометрических параметров в строитель­ стве является принятая единая м о д у л ь н а я система (основной модуль — размер в 100 мм), при которой все размеры принимают­ ся кратными модулю. К модульным размерам относят расстояния между разбивочными осями зданий, между вертикальными граня­ ми стен и перегородок, высоту этажей, размеры оконных и двер­ ных проемов, расстояния между балками перекрытий и т. п.

Конкретным выражением унификации конструктивных форм ■является т и п и з а ц и я — условие, когда здание или сооружение

2 8 7

принимается в делом как одно из типовых или когда оно проек­ тируется из типовых конструкций и деталей.

Все эти условия соблюдаются строительными нормами и пра­ вилами (СНиП), в соответствии с которыми ведется все проек­ тирование и строительство в СССР.

§ 2. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ЗДАНИЙ

Основными элементами здания являются фундаменты, стены, отдельные опоры — стойки (колонны), перекрытия и крыша. К второстепенным относят перегородки, лестницы, оконные и двер­ ные проемы и т. п.

Рис. 170. Здание с самонесущими стенами и каркасом:

из бетона и железобетона, кирпича и камня, дерева и металла, пластмассы и т. п.

2 8 8

Стены ограждают помещение от атмосферных осадков, ветра,, шума улицы и выполняют важную теплоограждающую функцию. По своей работе стены могут быть несущими (воспринимающими

от собственного веса). Самонесущие стены применяют при кар­ касных зданиях (рис. 170), в которых несущим основную нагруз­ ку от всего сооружения является каркас, представляющий собой систему колонн и горизонтальных балок. Каркас передает нагруз­ ку на фундамент.

П е р е к р ы т и я — это элементы, перекрывающие этаж зда­ ния или разделяющие многоэтажные здания на отдельные этажи. Свой собственный вес, а также временные (эксплуатационные) на­ грузки перекрытия передают несущим стенам или каркасу. Пере­ крытия должны удовлетворять не только условиям прочности кон­ струкции, но и специальным теплотехническим, акустическим и противопожарным требованиям. В особых случаях к ним предъ­ являются требования водо-, паро- и газонепроницаемости.

К р ы ш а ограничивает здание сверху и должна надежно ох­ ранять здание от дождя (снега) и ветра и быть пожароустойчивой. Крыша может быть расположена непосредственно над верхним этажом (при бесчердачной конструкции) или над чердаком (по­ мещением, расположенным над верхним этажом).

П е р е г о р о д к а м и называют внутренние стены (обычно тонкие), которые разделяют здание на ряд помещений. Перего­ родки, как правило, не являются несущими.

стенах и перегородках. В них устанавливают коробки (рамы) с навешенными оконными переплетами и дверными полотнами. При заводском изготовлении окна и двери выпускаются в виде готовых блоков (коробка, заполненная оконным переплетом или дверным полотном).

Промышленные здания в зависимости от характера оборудо­ вания, условий его работы, монтажа и ремонта, противопожарных требований, а также других условий, необходимых для обеспече­ ния нормального хода технологического процесса, протекающего в здании, могут быть одноили многоэтажными. В одноэтажных зданиях, в которых покрытие не несет больших нагрузок, рас­ стояния между несущими стенами или опорными колоннами мо­ гут быть достаточно большими (до 24—30, а в отдельных случаях до 100 м и более). В многоэтажных зданиях перекрытия несут гораздо большую нагрузку от технологического оборудования, людей, материалов и поэтому расстояния между опорами ограни­

2 8 9