книги из ГПНТБ / Медведев, Павел Михайлович. Основы строительного дела учебное пособие для речных училищ и техникумов

Книга «Основы строительного дела» написана в соответствии с программой курса, читаемого в речных училищах на специальности «Водные пути сообще­ ния» и предназначается в качестве учеб­ ного пособия для учащихся речных учи­ лищ и техникумов МРФ РСФСР.

Она также может быть полезной производственно-техническому персоналу, работающему на строительстве и эксплу­ атации гидросооружений и путевого хо­ зяйства речного транспорта.

ГОС. ПУ&'ИЧНАЯ

НАУЧН-ТЕа 1ИЧЕСКАЯ

БИБЛИОТЬНА С€<У

JLL

ВВЕДЕНИЕ

Утвержденные XXI съездом КПСС контрольные цифры раз-- вития народного хозяйства СССР на 1959—1965 гг., предусмат­ ривающие небывалый размах капитального строительства, зна­ менуют новый этап в развитии советской строительной ин­ дустрии.

Предстоит осуществить исключительно большую программу

строительства промышленных предприятий, электростанций,

электрических и тепловых сетей, трубопроводов, транспортных магистралей, сельскохозяйственных сооружений, жилых ком­

плексов и общественных зданий, выполнив за семь лет такой объем работ, какой был выполнен за все годы Советской власти.

Рост основных качественных показателей строительства воз­ можен только на базе дальнейшей индустриализации строитель­ ных работ, обеспечивающей резкое сокращение сроков строи­ тельства при значительном повышении его качества за счет мас­ сового производства, применения сборных конструкций и улуч­ шения организации производства строительных работ.

В СССР построены и строятся грандиозные гидротехнические

сооружения, образующие огромные водохранилища, изменяю­ щие судоходные условия, обеспечивающие выработку электро­

энергии и создание глубоководных речных транспортных путей. Сооружение объектов с большим объемом сложных работ в короткие сроки стало возможным благодаря высокой степени

механизации строительных процессов и широкому внедрению индустриальных методов на основе научной и практической раз­ работки вопросов строительства, достигшей в нашей стране наи­ более высокого уровня и значительно опередившей строитель­ ную практику зарубежных стран.

Перспективный рост грузовых и пассажирских перевозок на речном транспорте и новые судоходные условия требуют при­ менения судов более совершенной конструкции.

Обеспечение этих условий связано с выполнением ряда путе­ вых работ, а также со строительством новых транспортных со­ оружений. Из этого следует, что техник-путеец должен быть и

1*

4 Введение

специалистом в области строительства, хорошо знающим тео­ рию и практику строительного производства.

Всякое сооружение должно быть построено рационально,

т. е. не только технически грамотно, но и с обязательным со­

блюдением требований экономики и правильной организации в нем трудовых и производственных процессов.

Кроме того, для каждого возводимого сооружения должны быть обеспечены два основных требования — прочность и устой­ чивость, из которых вытекают уже все прочие законы строи­ тельства.

Под прочностью понимается способность материала сопро­ тивляться разрушающему действию внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Устойчивость сооружения — это способность его сохранять неизменное положение под влиянием любого из возможных внешних силовых воздействий в эксплуа­ тации и в процессе строительства. Она определяется проверкой

сооружения на опрокидывание и сдвиг, а в отдельных элемен­ тах— на устойчивое сохранение первоначальной их формы при действии в них сжимающих усилий. Поэтому проектирование и возведение сооружений без знания науки, изучающей законы прочности и устойчивости сооружений, т. е. строительной ме­ ханики,— невозможно.

Стремление возможно больше облегчить конструкции лю­ бого сооружения при соблюдении принципа наибольшей эконо­

мии и удовлетворения требований строительной механики —

должно быть основной целью каждого строителя.

Изучение строительных материалов и возведения из них зда­ ний и сооружений или отдельных конструкций и составляет предмет курса «Основы строительного дела».

Курс разделен на три раздела, сообразно с методикой и по­ следовательностью, вытекающей из практических условий.

В первом разделе рассматриваются отдельные виды и свой­ ства строительных материалов и строительные работы, при по­ мощи которых может быть построено сооружение или его от­ дельные элементы.

Второй раздел содержит в себе описание конструктивных элементов зданий и санитарных устройств, их назначения и

способов практического выполнения.

В третьем, заключительном разделе даются сведения о со­

ставлении смет на строительные работы, а также приведены понятия о нормировании труда и заработной плате рабочихстроителей.

Раздел I

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И РАБОТЫ

ГЛАВА I

ГРУНТЫ И ИХ СВОЙСТВА

§ 1. Виды грунтов и их общая характеристика

Грунтами называются горные породы, залегающие в верх­

них слоях земной коры (пески, глины, лёссы, скалы и т. д.), которые служат основаниями для сооружений или используются в качестве материала для возведения из них земляных соору­ жений.

Согласно НиТУ 127-55, грунты, используемые в качестве ос­ нований зданий и сооружений, подразделяются на:

а) глинистые —связные грунты; б) песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, не

обладающие свойством пластичности, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм;

в) к р у п н о о б л о м о ч н ы е — нецементированные грунты,

содержащие более 50% по весу обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм;

и сцементированные), залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя, образующего подобие сухой кладки.

Глинистые грунты, в зависимости от степени пластичности,

влажности и примесей песка, разделяются на супесь, су­

глинок и глину.

Глинистые грунты в природном состоянии, в которых вели­ чина пор значительно превосходит размеры частиц, составляю­ щих скелет грунта, и поры различимы невооруженным глазом,

называются макропористыми грунтами.

Песчаные и крупнообломочные грунты в зависимости от гра­ нулометрического (зернового) состава подразделяются на виды:

а) Крупнообломочные: щебенистый грунт (при пре­ обладании окатанных частиц — галечниковый) — вес частиц крупнее 10 мм составляет более 50%; дресвяный (при преобла­

крупнее 2 мм — более 25%; крупный песок — вес частиц крупнее 0,5 мм — более 50%; песок средней "крупности — вес частиц крупнее 0,25 мм — более 50%; мелкий песок — вес частиц круп­ нее 0,1 мм — более 75%; пылеватый песок — вес частиц крупнее 0,1 мм — менее 75%.

Скальные грунты в водонасыщенном состоянии, обладающие пределом прочности на сжатие менее 50 кг/см2 (мергели, окрем­ ненные глины и т. п.), а также размягчаемые и растворяемые,

такие как гипс, гипсовые песчаники, называются полу-

скальными.

Песчаные грунты разделяются также, в зависимости от вели­ чины коэффициента плотности, на плотные, средней плотности

ирыхлые.

Вбольшинстве своем грунты по своему составу не бывают однородными, и грунтовый скелет их представляет собой смесь разнородных минеральных частиц песчаных, пылеватых и гли­

нистых, процентное соотношение которых между собой харак­ теризует состав и свойства грунта.

Осадочные породы механического происхождения образуются

врезультате осаждения на дно водоемов продуктов разрушения

изверженных пород, например из гранита, состоящего из сце­ ментированных между собой зерен кварца, полевого шпата и

слюды, образовались песок, песчаник, глина, глинистые сланцы. Организмы морских животных и растительные организмы, богатые солями кальция и кремнезема, отмирая, осаждаются на дне водоема, образуя скопления, из которых под влиянием ог­ ромного давления и времени получаются горные химические и

органогенные осадочные породы, например известняки, раку­ шечники, доломиты, мел. Под влиянием физико-механических

воздействий горные породы в последующем видоизменяются (метаморфируются), превращаясь в кварциты, мраморы, сланцы.

Значительная часть земной коры состоит из осадочных гор­

ных пород морского происхождения, так как она была когда-то дном морей.

Наиболее часто встречающиеся в строительной практике грунты естественного происхождения изверженных пород, такие как гранит, диабаз, базальт и др., имеют прочную кристалличе­

скую структуру, отличаются большим объемным весом (от 2600

до 3300 кг/м3), прочностью (сопротивляемостью на сжатие) — от 1200 до 5000 кг/см2, малым водопоглощением (в случае от­ сутствия трещиноватости) и высокой морозостойкостью.

Скальные грунты осадочных пород — известняки, песчаники, сланцы, доломиты, ангидрид — имеют слоистое строение, объем­

1000 кг/см2; в противоположность изверженным породам, обла­ дают сильным водопоглощением, подвержены размыванию и

выщелачиванию, особенно известняки, гипс, ангидриды; сильно истираются и слабо сопротивляются воздействию мороза.

Скальные грунты встречаются как в виде сплошных зале­ жей — массивов, так и в виде обломочных пород, состоящих из кусков различной крупности, образующихся в результате вы­ ветривания и разрушения сплошных массивов под действием воды, ветра, температуры, с образованием при этом гравели­ стых— окатанной, правильной формы зерен, грунтов, к которым

Дресвой или хрящем называются камни неправильной, неокатанной формы, размером от 2 до 60 мм; при крупности камней от 60 до 200 мм они называются щебнем.

Гравелистые и дресвянистые грунты обладают большой во­

допроницаемостью и в свободном от глиняных примесей со­ стоянии, обладая хорошей фильтрующей способностью, находят

применение в качестве фильтрующих оснований, например под мощением откосов каналов, балластных призм под железнодо­ рожным полотном.

Песчаные грунты относятся к несвязным грунтам, состоят из зерен кварца, реже известняка, угловатой или окатанной формы.

По месту залегания и способу отложения различаются пески:

0,005 мм, количество которых составляет обычно более ЗО°/о по весу. В глинах содержатся примеси песка, кварца, слюды и дру­

гих минералов, в зависимости от количества которых разли­ чаются: жирные глины—с наименьшим содержанием примесей

и тощие — со значительным их содержанием. Глина может на­

ходиться, в зависимости от влажности, в трех состояниях: плот­ ном, пластичном и текучем.

Характерная особенность плотной глины — водонепроницае­ мость. Насыщенная влагой глина увеличивается в объеме при замерзании, сильно вспучивается, а при высыхании уменьшается в объеме и растрескивается, что вызывает деформации в соору­ жениях, возведенных на мерзлых или талых глинах.

Суглинки — механическая смесь глинистых и песчаных частиц, разделяются на легкие — содержащие до 2О°/о глини­ стых частиц, до 4О°/о пылеватых и не менее 4О°/о песчаных, и тя­

нее 33% песчаных частиц.

Суглинки являются средними грунтами между песками и глинами; скорее, чем глины, сохнут и твердеют, обладают мень­ шей пластичностью, связностью и влагоемкостью.

Мергель — глинистый или суглинистый известняк с при­ месью песка, представляет собой твердую связную породу серо­ зеленоватого, бурого или желтого цвета; при выветривании мергель превращается в рыхлую массу — рухляк.

Лёссы и лёссовидные грунты состоят на 60—80%

песка, скрепленных между собой кремнеземом, углекислой из­ вестью и другими солями. Внешне лёсс — 1неслоистая мелкозер­ нистая масса мучнистого строения, серого, буровато-палевого, красноватого или бурого цвета.

В толще лёсса содержатся вертикальные канальцы — тру­ бочки, жилки и ореховидные глазки, пропитанные известью.

Лёссы относятся к макропористым (крупнопористым) грун­ там, пористость которых достигает 48—50%, в силу чего они крайне влагоемки. При пропитывании лёсса водой частицы грунта теряют связь между собою, приобретают текучее состояние и

в нем образуются просадки. В сухом состоянии лёссовый грунт

может держаться отвесной стенкой и обладать значительной

прочностью (до 4 кг/см2), в то время как во влажном состоянии прочность его падает до 0,3 кг/см2. Промежуточное значение

между лёссом и легкими суглинками занимают лёссовые су­

глинки, имеющие большое распространение на Средней Волге. Область распространения лёссов в пределах речных бассей­ нов СССР включает районы Средней и Нижней Волги, Днепр

(Никопольские плесы), Дон.

Растительный грунт—самый верхний слой земной коры, т. е. почвы. Содержит значительные примеси гумуса — продукта перегноя растений. По механическому составу близок

к суглинкам, песчанистым и пылеватым почвам; сильно разрых­ ляется и легко размывается водой, обращаясь в грязь. Как пра­ вило, при возведении сооружений растительный грунт в их основаниях снимается.

Торф — рыхлый грунт, образовавшийся от разложения ра­ стений в стоячей воде при малом количестве воздуха. Обладает большой влагоемкостью: может удержать от 300 до 1000°/о

воды по весу. Под нагрузкой легко сжимается, давая осадки.

Встречается в состояниях от жидкого (кашеобразного) до

плотно слежавшегося.

Плывун —сильно насыщенный водой грунт, имеющий больший процент пылеватых или мелких частиц и обладающий