- •Часть 2 основания и фундаменты
- •9.2. Общая оценка взаимодействия сооружений и оснований
- •9.4. Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и их влияния на сооружения
- •9.5. Технико-экономическое обоснование принимаемых решений
- •Глава 10 фундаменты мелкого заложения
- •10.1. Основные сведения
- •10.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения
- •10.3. Расчет фундаментов мелкого заложения
- •10.4. Основные положения проектирования гибких фундаментов
- •Глава 11 свайные фундаменты
- •11.2. Взаимодействие свай с окружающим грунтом
- •11.3. Расчет несущей способности свай при действии вертикальных нагрузок
- •11.4. Расчет несущей способности свай при действий горизонтальных нагрузок
- •Несущую способность горизонтально нагруженного куста свай
- •11.5. Расчет и проектирование свайных фундаментов
- •Определение числа свай в фундаменте и размещение их в плане
- •Глава 12 инженерные методы преобразования строительных свойств оснований
- •12.2. Конструктивные методы улучшения работы грунтов в основаниях сооружений
- •12.4. Закрепление грунтов
- •Объемы закрепляющих растворов находят по зависимости
- •Глава 13 фундаменты глубокого заложения. Заглубленные сооружения
- •13.1. Опускные колодцы
- •13.2. Кессоны
- •13.3. Тонкостенные оболочки и буровые опоры
- •Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного железобетона.
- •13.4. «Стена в грунте»
- •13.5. Анкеры в грунте
- •Глава 14 проектирование котлованов. Защита подвалов и фундаментов от подземных вод и сырости
- •14.1. Общие положения
- •14.2. Основные размеры котлованов. Обеспечение устойчивости стенок котлованов.
- •14.3. Защита котлованов от подтопления
- •14.4. Защита помещений и фундаментов от подземных вод и сырости
- •Глава 15 фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах
- •15.1. Общие положения
- •15.2. Фундаменты в районах распространения вечномерзлых грунтов
- •15.3. Фундаменты на лессовых просадочных грунтах
- •Просадка учитывается в тех слоях, где выполняется условие
- •15.4. Фундаменты на набухающих грунтах
- •15.5. Фундаменты на слабых пылевато-глинистых водонасыщенных и заторфованных грунтах
- •15.6. Фундаменты на засоленных грунтах
13.3. Тонкостенные оболочки и буровые опоры
Тонкостенные оболочки из сборных железобетонных элементов индустриального изготовления начали широко применять при возведении фундаментов глубокого заложения с появлением мощных вибропогружателей, позволяющих погружать в грунт элементы больших размеров.
Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного железобетона.
Оболочки выпускаются секциями длиной от 6 до 12 м и наружным диаметром От 1 до 3 м. Длина секций кратна 1 м, толщина стенок составляет 12 см. На рис. 13.10 в качестве примера показана секция оболочки диаметром 1,6 м.
Рис. 13.10. Конструкция типовой оболочки диаметром 1,6 м
На строительной площадке секции оболочки или предварительно укрупняются, или наращиваются в процессе погружения с помощью специальных стыковых устройств. Анализ накопленного опыта показал, что наилучшими типами стыков являются сварной, применяемый для предварительной сборки на строительной площадке, и фланцевый на болтах, используемый для наращивания оболочек в процессе погружения (рис. 13.11).
Рис. 13.11. Стыки секций оболочек:
а — сварной стык; б — фланцево-болтовой стык; 1 — стержень продольной арматуры; 2 — ребро; 3 — обечайка; 4 — сварной шов;
5 — стальной стержень; б — болт
Погружение оболочек в грунт осуществляется, как правило, вибропогружателями. Для облегчения погружения, а также для предотвращения разрушения оболочки при встрече с твердыми включениями конец нижней секции снабжается ножом.
Для повышения сопротивления оболочки действию значительных по величине внешних усилий обычно ее полость после погружения до заданной глубины заполняется бетоном. При погружении в песчаные грунты внизу оставляют уплотненное песчаное ядро высотой не менее 2 м (рис. 13.12, а). Благодаря этому сохраняется естественная плотность песчаного грунта в основании оболочки, что обеспечивает лучшее использование его несущей способности.
Заполнение оболочек бетоном значительно замедляет темпы производства работ и снижает процент сборности фундамента, особенно при оболочках большого диаметра.
Рис. 13.12. Конструкция сборных железобетонных оболочек:
а — оболочка с уплотненным песчаным ядром; б — усиленная оболочка с несущей диафрагмой; в — оболочка, заделанная в скалу; г — оболочка с уширенной пятой; 1 — оболочка; 2 — бетонное заполнение; 3 — нож; 4 — несущая диафрагма; 5 — арматурный каркас;
б — буровая скважина в скальной породе; 7 — уширенная пята
Чтобы снизить объем укладываемого бетона или вообще исключить производство бетонных работ на строительной площадке, разработаны конструкции оболочек с утолщенными до 16...20 см стенками (усиленные оболочки). Усиленные оболочки обладают достаточной прочностью для их вибропогружения в труднопроходимые грунты, характеризуемые включениями галечника и валунов (что на практике создавало серьезные трудности при погружении обычных оболочек и не раз приводило к их разрушению), и не требуют обязательного последующего заполнения бетоном по крайней мере на полную высоту. Применение таких оболочек значительно сокращает объем бетонных работ, производимых на строительной площадке.
Разновидностью усиленных оболочек являются оболочки с несущей диафрагмой. Диафрагма устраивается в нижней секции оболочки на высоте одного-двух ее диаметров и имеет центральное отверстие для извлечения грунта из ее полости при погружении (рис. 13.12, б). После посадки диафрагмы на грунт на последнем этапе погружения отверстие заливают бетоном. Такие оболочки предназначаются для фундаментов, устраиваемых в песчаных и песчано-гравийных грунтах без включения валунов.
Если оболочка погружается до скальных грунтов, то ее нижний конец, как правило, заделывается в скалу. Для этого в скальной породе через оболочку бурят скважину диаметром, равным внутреннему диаметру оболочки, и после установки арматурного каркаса скважину и оболочку заливают бетоном (рис. 13.12, в).
В нескальных грунтах увеличение несущей способности оболочки по грунту достигается устройством внизу уширенной пяты. Полость для уширенной пяты делают либо разбуриванием, либо камуфлетным взрывом с последующим заполнением ее бетонной смесью (рис. 13.12, г). Практика показала, что устройство уширений наиболее целесообразно в глинистых грунтах средней прочности.
Оболочки, заделанные в скалу или имеющие внизу уширение, обладают значительной несущей способностью (10 МН и более), поэтому обязательно заполняются бетоном на всю высоту. Исключение составляют только усиленные оболочки,где иногда можно ограничитьсяустройством только нижней бетон- ной пробки.
Тонкостенные оболочки из сборных железобетонных элементов обладают рядом достоинств, позволяющих им во многих случаях успешно конкурировать с другими типами фундаментов глубокого занижения. Прежде всего надо отметить индустриальность их изготовления, высокую сборность и механизацию всех работ, что позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоемкость возведения фундаментов. Кроме того, применение оболочек позволяет лучше использовать прочностные свойства материала фундамента. Так, если при опускных колодцах и кессонах прочностные свойства материала фундамента используются на 10...15%, то в оболочках — на 40...60%. Особенно экономичными являются оболочки, заделанные основанием в скальные грунты, когда их материал может быть использован практически полностью.
Наиболее рационально тонкостенные оболочки применять при больших вертикальных и горизонтальных нагрузках. Такие сочетания нагрузок наиболее характерны для мостов, гидротехнических и портовых сооружений.
Буровые опоры представляют собой бетонные столбы, которые возводят путем укладки бетонной смеси в предварительно пробуренные скважины. Укладка бетонной смеси производится под защитой либо глинистого раствора, либо обсадных труб, извлекаемых при бетонировании.
Технология устройства буровых опор та же, что и буронабивных свай (см. § 11.1), т. е., по существу, они представляют собой буронабивные сваи большого диаметра (более 80 см).
Нижние концы буровых опор обязательно доводят до плотных грунтов, поэтому они работают как стойки. Иногда их делают с уширенной пятой. При необходимости буровые опоры армируются, но, как правило, только на участках сопряжении со скальной породой и с ростверком.
Буровые опоры обладают значительной несущей способностью (10 МН и более) и рассчитываются как сваи-стойки, изготовленные в грунте.