Използва се кесонният метод за изграждане на дълбоки фундаменти. Масивни дълбоки основи от понори и кесони. Струнно загряване на бетон
Оформяне на работна камера, в която се изпомпва сгъстен въздух под налягане, балансиращо налягането на подпочвените води на дадена дълбочина, което не им позволява да проникнат в работната камера, поради което почвата се изкопава суха без дренаж.
Кесон - "обърната кутия" - се използва при изграждане на площи, покрити с вода.
Над касетирана зидария
Работна камера
Водолазен звънец
Фиг. 13.9. Схема на разположение на кесона:
а – за вградена стая; б – за дълбоко фундиране; 1 – кесонна камера; 2 – хидроизолация; 3 – надкесонна конструкция; 4 – шлюзово устройство; 5 – минна тръба
Методът е по-скъп и сложен, тъй като изисква специално оборудване .
В допълнение, този метод е свързан с престой на хора в зона с високо атмосферно налягане, което значително намалява продължителността на работните смени (до 2 часа при 350...400 kPa (max)) при максимална дълбочина 35-40 м.
Във връзка с горното кесоните се използват много по-рядко от други видове дълбоки основи.
Кесонна камера, чиято височина е санитарни нормивзети най-малко 2,2 м, изработени от стоманобетон и се състоят от таван и стени, наречени конзоли.
Времето на престой на работниците в кесона е ограничено до 2…6 часа в зависимост от количеството на свръхналягането. Всеки работещ в кесона трябва да бъде снабден с най-малко 25 m 3 сгъстен въздух на час.
Проектна схема на кесона
q – маса над касетната зидария;
P – налягане в кесона;
Rв – вертикална реакция под ножа;
Rн – наклонена реакция под ножа;
Ea – активен почвен натиск.
Методът за потапяне на кесон е подобен на кладенеца за спускане. Дълбочината на потапяне на кесона и външните му размери се определят по същия начин, както при понижаващите кладенци.
Къде е излишното (над атмосферното) налягане на въздуха, kPa;
Хидростатична глава на нивото на ножовата маса , м;
Специфично тегло на водата,
След спускане на кесона до проектираната дълбочина, цялото специално оборудване се демонтира и работната камера се запълва с бетон.
Почвата в кесонната камера се разработва ръчно или хидромеханично.
Има опит в разработването на почвата в кесонна камера без присъствието на работници изобщо, когато целият контрол на хидравличните механизми се извършва извън нейните граници. Този метод за спускане на кесона се нарича сляп.
Изчисляването на кесонната камера се извършва на отделни етапи:
Камерата на кесона с част над структурата на кесона се поддържа върху подложки, оставени на фиксирани точки.
Кесонната камера се спуска до проектираната дълбочина; налягането на въздуха в кесона, поради принудителното му кацане, е равно на 50% от изчислената стойност за дадена дълбочина на спускане.
Същото, но налягането на въздуха е равно на изчисленото.
Същата позиция, но частта на ножа е почистена от пръст.
23. Изграждане на подземни съоръжения по метода “стена в почвата”. Основни понятия за методите на производство на работа и изчисления.
4.5 Стена в земята
Този метод е предназначен за изграждане на основи и конструкции, вкопани в земята (фиг. 13.13).
Фиг. 13.13. Конструкции, изградени по метода „стена в почва”: а – ями в градски условия; б – подпорни стени; в – тунели; d – антифилтрационни диафрагми; d – подземни резервоари
Методът се състои в това, че първо по контура на бъдещата конструкция се изкопава тесен дълбок изкоп (b=60...100 cm, H≤40...50 m) в земята с помощта на твърд грайфер или механизирано каналокопател до проектната дълбочина с вложка във водопровода, който след това се запълва с бетонова смес или сглобяеми стоманобетонни елементи.
Стена, издигната по този начин, може да служи като конструктивен елемент на основата, ограда на яма или стена на вдлъбната стая.
В допълнение към вкопаните конструкции е възможно да се монтират непроницаеми завеси по метода „стена в почвата“. Изграждането на „стена в земята” е най-подходящо при наситени с вода почви високо нивоподземни води. Методът е особено ефективен при задълбочаване на стени във водоустойчиви почви, което прави възможно пълното премахване на дренажа или дълбокото обезводняване.
Съществено достойнствоМетодът е възможността за изграждане на дълбоки ями и заровени помещения в близост до съществуващи сгради и конструкции, без да се нарушава тяхната стабилност, което е особено важно по време на строителство в тесни условия, както и по време на реконструкция на конструкции.
Технология “Почвена стена”..
Изграждането на „земна стена” започва с изграждането на сглобяем или монолитен преден вал, който служи като водач за земекопни машини, опора за окачване на стоманобетонни рамки, бетонови тръби, сглобяеми стоманобетонни панели и др. и осигурява стабилността на стените в горната част.
Извличане на ямата с отделни захвати. След изкопаване на първия улов се монтират ограничители и армировъчна рамка по цялата дълбочина на стената по нейните краища и се полага бетонната смес.
След това преминават към захващане „през един“, а след монтажа му - към междинния и т.н., резултатът е солидна стена (фиг. 13.14).
Глинен хоросан
Форд мой
Фиг. 13.14. Последователността на изграждане на „стена в земята“:
а – първи етап на работа; b – втори етап на работа; 1 – преднина; 2 – основен механизъм; 3 – бетонна тръба; 4 – глинен разтвор; 5 – грайфер; 6 – изкоп за един захват; 7 – армировъчна рамка; 8 – бетонна смес; 9 – бетониран участък; 10 – завършена „стена в земята“
Този метод се нарича метод на последователно заснеманеили секционен метод.
За да задържите стените срещу срутване, докато навлизате по-дълбоко, налейте тиксотропен глинен разтвор.
За приготвяне на глинени разтвори се използват бентонитови глини (съдържащи глина голям процентмонтморилонит). Глинените частици на разтвора не само се намокрят от вода, но водата прониква в кристала и глината набъбва, като значително увеличава обема си. Монтморилонитната глина има свойството тиксотропия, т.е. при динамична експозиция е разтвор, а при липса на експозиция след 4...6 часа золът се превръща в гел, което ви позволява да държите стените на изкопа.
След изграждането на "стена в земята" по целия периметър на конструкцията (т.е. конструкцията затваря бъдещата структура в план), почвата постепенно се отстранява от вътрешното пространство. Ако е необходимо, на всеки етап около периметъра се монтират земни анкери или дистанционни елементи. Ако не са направени закрепвания, тогава стабилността на стената при отстраняване на почвата се осигурява чрез вграждането й в основата. След пълно отстраняване на почвата от вътрешното пространство вътрешните конструкции се издигат до проектното ниво.
24.
Класификация на методите за изкуствено подобряване на основите. Механични методи за подобряване на фундаментните почви.
Методите за уплътняване на почвата се разделят на:
- повърхностенкогато сили на уплътняване се прилагат към повърхността и водят до уплътняване на относително малка дебелина на почвата
- Дълбоккогато ефектите на уплътняване се предават на значителна дълбочина на почвената маса.
→ Повърхностно уплътнениепроизведени
валцуване;
трамбоване;
вибрационни механизми (виброуплътняване)
подводни експлозии;
чрез уплътняване на ями.
монтаж на пилоти от пясък, пръст и вар
дълбоко вибрационно уплътняване
уплътняване при статично натоварване в комбинация с устройство за вертикален дренаж
обезводняване
дълбоки (камуфлажни експлозии на експлозивни заряди или електрически експлозии)
На фиг. 12.5 показва графики, илюстриращи процеса на уплътняване на почвата при ефекти на цилиндрично уплътняване (валцуване, трамбоване)
Уплътняването на почвите до голяма степен зависи от тяхната влажност и се определя от максималната плътност на уплътнения почвен скелет и относителната влажност У търговия на едро
25. Печат почви чрез повърхностно уплътняване, дълбоко
вибрации, купчини пръст.
3.3.а. Въртящи се и вибриращи
Уплътняването чрез валцуване се извършва от самоходни и прикачни пневматични валяци, натоварени скрепери, автомобили и трактори. В допълнение към валцуването се използват вибрационни валяци и самоходни вибрационни машини. Валяците могат да уплътняват почвата само на много малка дълбочина, така че този метод се използва главно за послойно изграждане на почвени възглавници, изравняване на насипи, земни конструкции и при добавяне на основи под подове. Уплътняването се постига чрез многократно проникване на уплътнителните механизми. Влажността на почвата трябва да бъде оптимална.
За уплътнената зона ч с омвземете дебелината на почвата, в рамките на която е плътността на почвения скелет ρ дне по-ниска от минималната стойност, определена в проекта, или допустимата му стойност. Уплътняването на оптималната дебелина на уплътнения почвен слой и броя на преминаванията на използваните механизми се извършва на базата на експериментална работа.
3.3.б. Трамбоване
Ръчни светлинни тампери (с ограничен обхват на работа)
Тежки трамбовки
Ориз . Ръчни светлинни тампери
Тегло на трамбовката 2…7 t
3…7 м
Площ на уплътняване на основата до 2…3 m
Ориз. 2. Схема на повърхностно уплътняване на почвата с тежки трамбовки 
Ориз. Тежки трамбовки
Тежката трамбовка е изработена от стоманобетон и има кръгъл или многоъгълен план (>8 страни). Използва се за уплътняване на всички видове почви в естествена среда (наносно-глинести с С r 
Ориз. 12.7. Схема на повърхностно уплътняване на почвата с помощта на тежко уплътняване.
1-уплътнена лента; 2-лентово припокриване; 3-уплътнена лента; 4- паркомясто за багер; 5-осно багерно проникване; 6-трамбовка.
Коефициент
Диаметър на трамбовката
Пясъци, песъчливи глинести: =1,8
Глини, глини: =1,5
Има опит в използването на свръхтежки трамбовки с тегло >40t, изпускани от височина до 40m.
Често уплътняването се извършва до определена степен на плътност, изразена чрез коефициента на уплътняване, равен на съотношението на определената или реално получена стойност на плътността на уплътнения почвен скелет към максималната му стойност по стандартно уплътняване, т.е. =/.
В този случай вземете ≈ 0,92…0,98
Уплътняването се извършва с припокриващи се следи (фиг. 12.7)
3.3.г. Дълбоко вибрационно уплътняване
Използва се за уплътняване на насипни места песъчливи почвиприродни явления, както и при полагане на насипни несвързани почви, монтаж на обратни насипи и др.
Ориз. 12.13. Схема на вибрационна инсталация ВУУП – 6:
1 – вибрационен драйвер В – 401; 2 – тръбен прът; 3 – стоманени ребра
Когато се появят вибрации в рохкави почви, връзката между частиците се нарушава и те започват да се движат под въздействието на инерционните сили на вибрациите и гравитацията. В резултат на това почвите се уплътняват.
Ориз. Диаграма на уплътнението на вибратора
Ефективността на уплътняването се увеличава, когато водата се подава в зоната на уплътняване (хидравлично уплътняване - подаване на вода през дюзи във вибрираща глава). Достигнете уплътняване до .
Има две основни начинвибрационно уплътняване:
IN първиПри този метод уплътняването се получава, когато вибратор (вибриращ боздуган) се потопи в пясък.
ВтороМетодът включва потапяне на прът с вибратор, прикрепен към главата му, в земята.
се използват за уплътняване и подобряване на строителните свойства на пролягащи макропорести и насипни тинесто-глинести почви на дълбочина до 20 (m).
Същността на метода: вертикален кладенец (кухина) се изгражда чрез потапяне на метална тръба (поансон) д≈40(cm), който след това се запълва с местна почва с уплътняване слой по слой.
В резултат на това се образува маса от уплътнена почва, характеризираща се с повишена якост и по-ниска свиваемост;
Фиг. 12.11. Схема за изграждане на почвени купчини по метода на ядрото:
а – оформяне на кладенец чрез забиване на инвентарен пилот; б – премахване на купчината инвентар; в – запълване на кладенеца с почва с уплътняване; 1 – инвентарна обувка; 2 – ядро; 3 – чук; 4 – трамбовка; 5 – уплътнена насипна почва
Фиг. 12.12. Схема за образуване на кладенци чрез енергия на експлозия:
а – конструкция на кладенец – дупка; б – кладенец – дупка, подготвена за взрив; в – завършен кладенец; 1 – обувка; 2 – бормашина; 3 – облегалка за глава; 4 – чук; 5 – дървен блок за окачване на заряда; 6 – детониращ шнур; 7 – експлозивен заряд
метод на уплътняване с купчини пясък и пръст(фиг. 6).
Поръчка този методуплътняването на основата е както следва:
Метална тръба с падащ връх се потапя от повърхността на основата, която трябва да се уплътни (възниква процесът на уплътняване на основата около потопената тръба).
След като тръбата се потопи до необходимото ниво, върхът на тръбата се отваря и тръбата се отстранява и едновременно с това се напълва с пясък и вибрационно уплътняване. При льосови почви тръбата се запълва с местна почва с необходимата влажност.
След отстраняване на тръбата в уплътнената основа се оформя пясъчна (пръснена) купчина, направена със зададена степен на плътност, заедно с околното пространство около купчината.
Ориз. 6. Метод за дълбоко уплътняване на основата с помощта на пясъчни (почвени) пилоти
а) – потапяне на тръба с падащ връх; б) – запълване на тръбата с пясък с отвора на върха; в) – отстраняване на тръбата с образуване на пясъчна купчина в основата със зададена степен на плътност.
Яма
Фондация
Площ на уплътняване
V
е Св.
F уплътнение = 1,4 инча x 1,4
Ориз. 7. Схема за използване на пясъчни купчини за уплътняване на основата
f св – площта на напречното сечение на купчината; F уплътняване - площ на уплътнената основа.
Колкото по-често се правят пилотите, толкова по-голяма степен на уплътняване получава основната почва. За да се избегне избутването на почвата в ямата при уплътняване на главата на пилота, ямата може да се развие след уплътняване на основата с пилоти (фиг. 7).
Необходимият брой пясъчни купчини за уплътняване на основата може да се определи въз основа на следното условие:
където e 0, e upl. – съответно, коефициентите на порьозност на фундаментната почва преди и след уплътняването, последното, както и f st - площта на напречното сечение на купчината, се определят по време на процеса на проектиране; F уплътнение = 1,4 in x 1,4 - площ на уплътнената основа; в, - съответно ширината и дължината на проектираната основа.
Трябва да се отбележи, че за кохезионни водонаситени почви такива пилоти могат да бъдат направени по метода на вибрационно щамповане (пневматичен удар) и напълнени с натрошена каменно-пясъчна смес с добавяне на цимент.
26. Подмяна на слаби почви с монтаж на почвени възглавници. Изчисляване и проектиране на почвена възглавница.
Ако носещият почвен слой се окаже слаб и използването му като естествена основа се окаже невъзможно или непрактично, тогава слабата почва се заменя с друга, която има висока устойчивост на срязване и ниска свиваемост, което образува т.н. -Наречен земна възглавница. 
Ориз. 12.1. Изграждане на пясъчни възглавници за малки (а) и големи (б) дебелини на меки почви:
1 – фундамент; 2 – слаба почва; 3 – пясъчна възглавница; 4 – плътна подложка.
Възглавниците са изработени от:
Груби почви (чакъл, трошен камък);
Едри и средно големи пясъци (по-удобни и лесни за използване);
шлака;
В льоса има местна земна почва.
Най-често почвените възглавници са с дебелина 1...3 m (>3 m не е препоръчително).
Използвани възглавници: (вижте снимката)
С малка дебелина на меки почви - обикновена пясъчна възглавница;
С голяма дебелина на меките почви - висяща пясъчна възглавница;
Пясъци: α=30º…35º;
Чакъл: α=40º…45º.
Тогава
Възглавниците се изсипват на слоеве от 10 ... 15 cm, като всеки слой се уплътнява до γ d = 16 ... 16,5 kN / m 3.
Задаваме характеристиките на новата почвена основа (т.е. характеристиките на пясъчната възглавница)
Определете размерите на основата на основата като основа, стояща върху почва с горните характеристики.
Проверка на основния слой
Ако това условие не е изпълнено, увеличете височината на висящата възглавница.
След това се изчисляват базовите деформации. Комбинирана деформация на пясъчната възглавница и подлежащия слой Стрябва да бъде по-малко от S u.
Ако това условие не е изпълнено. Това също увеличава височината на висящата възглавница (или размера на основата).
Използването на пясъчна възглавница води до следните положителни ефекти:
Тъй като модулът на обща деформация на пясъчната възглавница е E>20 MPa, използването им води до намаляване на слягането на конструкцията.
Тъй като пясъчните възглавници имат висок коефициент на филтрация (силно водопропускливи), времето за консолидация на основата е рязко намалено.
Пясъчните възглавници са направени от ненадигащи се почви (материали), така че е възможно да се намали дълбочината на основата дот условието за отчитане на дълбочината на сезонно замръзване на почвата д f .
27. Уплътняване на почвата чрез вертикален дренаж с предварително натоварване (уплътняване на почвата). Области на използване.
Използва се за уплътняване (подобряване на строителните свойства) на слабо водонаситени тинести глинести почви и торфи, но на малки площи. 
Ориз. Диаграма на уплътняване при статично натоварване
Не можете незабавно да прехвърлите голям товар, в противен случай ще възникне обратна реакция.
- ефективно налягане
При T=∞;
при T=0
Натискът под насипа трябва да бъде не по-малък от натиска на бъдещата структура, т.к височината на насипите е ограничена; този метод обикновено се използва при изграждането на конструкции, които предават относително малък натиск към основата - това са нискоетажни сгради, железопътни линии, пътища, писти, резервоари и др.
защото при използване на този метод при уплътняване на меки почви с дебелина > 10 m е необходимо дълго време (за завършване на процесите на консолидация и стабилизиране на утайката). За ускоряване на процеса на уплътняване се използват вертикални дренажи с различни конструкции:
Дренажи за пясък
Хартиени комбинирани дренажи и др.
Ориз. Схема за уплътняване на почвата с помощта на вертикални дренажи
Време за уплътняване на почвата T обратно пропорционална на коефициента на филтрация ДА СЕfи квадрат на височината на зоната на уплътняване - .
T= f(ДА СЕf; ) – поради промени ДА СЕfвремето се съкращава многократно.
Технологията за инсталиране на вертикални пясъчни дренажи е подобна на технологията за изработване на пясъчни пилоти.
Хартиените комбинирани сифони са със сечение 4×100 mm и се състоят от полимерно твърдо оребрено ядро и филтърна обвивка.
Дренажът се вкарва в почвата в обвивна тръба с правоъгълно напречно сечение чрез статична вдлъбнатина (на дълбочина до 20 m), стъпката им е 1,5 - 3,0 m (за пясък) и 0,6 - 1,5 m (за хартия комбинирана ).
28. ХимическиИтермични методи за укрепване на слаби почви. Процеси, протичащи в почвите по време на консолидация. Области на използване.
3.4.а Циментиране
Методът се използва за консолидиране (укрепване) насипни почви, чакълести отлагания, средни и едри пясъци (сухи и мокри при ДА СЕf>80 m/ден). Използва се и за запълване на карстови празнини, укрепване и намаляване на водопропускливостта на напукани скалисти почви.
Ориз. Схема за циментиране
Циментовият разтвор, инжектиран в почвата, има W/C съотношение 0,4...1,0, към разтвора често се добавя пясък.
Използват се задвижвани инжектори - тампони, спуснати в пробити кладенци. Циментирането е възможно и във водонаситени почви, но там, където водата е застояла; ако има течение, циментовият разтвор се отнася.
Методът на циментиране е приложим и за укрепване на конструкциите на самите основи. За целта в фундаментното тяло се пробиват отвори, през които под високо налягане се впръсква циментов разтвор в основата или зидарията.
3.4.б Силициране
Използва се за химическо консолидиране на пясъци с ДА СЕf=0,5...80 m/ден, макропорести глинести пропадъчни почви с ДА СЕf=0,2...2 m/ден (льос), и някои видове насипни почви.
Фиг. 12.14 Схема за закрепване на фундаментни основи (а) с помощта на метода на силициране, защита на основите на сградите по време на изграждането на подземни конструкции (b), по време на строителството на сгради (c):
1 – фундамент; 2 – инжектори; 3 – закрепващи зони; 4 – в процес на изграждане подземна структура; 5 – съществуващ тунел; 6 – сграда в строеж
Същността на метода е да се инжектира в земята силикатNaпод формата на разтвор (течно стъкло), който запълва пространството на порите. При подходящи условия (в присъствието на втвърдител) разтворът преминава в гелообразно състояние, което се втвърдява с течение на времето. Създават се нови връзки между частиците, което води до увеличаване на якостта и намаляване на свиваемостта на почвата.
Силициране:
единичен разтвор (льосова почва)
два хоросана (пясъци)
Силицификация с един разтвор:
Na2 ОнSiO2 + SaТАКА4 + m(H2 O) = nSiO2 (m-1)H2 O + Ca(OH)2 +На2 ТАКА4
Na2 ОнSiO2 - течно стъкло;
SaТАКА4 - соли в льосова почва;
nSiO2 (м-1) з2 О– гел от силициева киселина;
Методът с две решения е както следва. Инжектори (тръби д=38mm) с долна перфорирана връзка, дължина 0,5...1,5m. Чрез тях в пясъците се инжектира разтвор на натриев силикат под налягане 1,5 MPa. Разтвор на калциев хлорид се изпомпва през съседна тръба, потопена на разстояние 15...25 cm.
Понякога и двата разтвора се стартират последователно през един и същ инжектор (първият разтвор, когато е потопен, вторият разтвор, когато е изваден).
След втвърдяване на гела якостта достига 2...5 MPa.
Na2 ОнSiO2 + Saкл2 + (H2 О)м= nSiO2 (m-1)H2 O + Ca(OH)2 + 2NaCl
Na2 ОнSiO2 – 1-во решение. течно стъкло;
Saкл2 - 2-ро решение. Калциев хлорид;
nSiO2 (м-1) з2 О– вискозен материал, гел от силициева киселина.
Регулиране състав на втвърдителяМожете да променяте времето за желиране в широк диапазон (от 20...30 минути до 10...16 часа). За пълното втвърдяване на гела са необходими 28 дни.
Увеличаването на времето за желиране е необходимо при почви с ниска пропускливост, където за осигуряване на необходимия радиус на фиксиране е необходимо дълго време за проникване на разтвора.
3.4.c Смолизация
– укрепване на почви със смоли. Същността на метода е въвеждането в почвата на високомолекулни органични съединения като урея, фенолформалдехид и други синтетични смоли, смесени с втвърдители - киселини, киселинни соли.
След определено време, в резултат на взаимодействие с втвърдители смолата полимеризира.
Времето за желиране е 1,5...2,5 часа, пълното втвърдяване настъпва след два дни. Смолизирането е ефективно при сухи и наситени с вода пясъци ДА СЕf=0,5-25 M/ден.
Постигнатата якост варира от 1...5 MPa и зависи главно от концентрацията на смолата в разтвора.
Организацията на работа е подобна на силикатизацията.
Радиусът на фиксираната зона е 0,3...1,0 m и зависи от ДА СЕf.
Методът е един от най-скъпите.
3.4.d Глиниране и битумизиране
Глиняванеизползвани за намаляване на водопропускливостта на пясъците. Водна суспензия от бентонитова глина със съдържание на монтморилонит ≥60% се инжектира в пясъка чрез инжектори. Глинените частици, утаявайки се, запълват порите на пясъка, в резултат на което водопропускливостта му намалява с няколко порядъка.
БитумизиранеИзползват се главно за намаляване на водопропускливостта, укрепване на напукани скали и при подпочвен воден поток.
Разтопеният битум (или неговите специални емулсии) се инжектира в скалната маса чрез кладенци. Пукнатините се запълват и масата става практически водоустойчива.
3.4.d Термична консолидация на почви (изпичане)
Използва се за укрепване на сухи макропорести тинесто-глинести почви с газопропускливост (льос).
Същност: горещ въздух или газове се пропускат през почвата в продължение на няколко дни (5...12 дни). Под въздействието на висока температура ( T≈800˚C) отделни минерали, които изграждат скелета, се стопяват. В резултат на това се образуват силни водоустойчиви структурни връзки между частиците.
При изпичане почвите губят по-голямата част от химически свързаната вода, което намалява слягането, способността за накисване и набъбване. В резултат на топлинна обработка се получава укрепена конусовидна почвена маса дгоре 1.5...2.5m дъно 0.2...0.4m дълбочина 8...10m.
Фиг. 12.15. Схеми на термична консолидация на почвите при изгаряне на гориво в устието на кладенеца (а) и при преместване на горивната камера по протежение на кладенеца (б):
1 – тръбопровод за течно гориво; 2 – същото за въздуха; 3 – дюза; 4 – затвор с горивна камера; 5 – кладенец; 6 – слягане льосова почва; 7 – термозакрепваща зона; 8 – гъвкав маркуч; 9 – устройство за опъване; 10 – топлоизолационен материал
Използва се и друга технология, която позволява изгарянето на гориво във всяка част от дълбочината на сондажа. В резултат на това се образуват почвени маси (термични пилоти) с постоянно напречно сечение. В този случай времето за изпичане е малко намалено и технологията на работа е опростена.
Якост на изгорени твърди частици Р≈100 kg/cm
29. Видове слягания на почвата. Характеристики на проектирането и монтажа на основи върху льосови почви
азИIIвидове слягания.
Трудността при изграждане на конструкции върху льосови слягащи почви се състои в това, че при напояване на почвите възникват големи и често неравномерни деформации в основата на конструкциите, т.нар. тегления.
Потъването на льосовите почви възниква под едновременно въздействие на два фактора:
товариот конструкции и собственото тегло на дебелината на слягане на товара, и
накисванепри повдигане на хоризонта на подземните води или поради външни източници(атмосферни валежи, промишлени изхвърляния, течове и др.)
П :
където e е коефициентът на порьозност на естествената почва и влажност
Коефициентът на порьозност, съответстващ на съдържанието на влага на границата на провлачване и определен по формулата:
където и са съответно плътността на твърдите частици и водата
Индикаторът за слягане е номенклатурна характеристика и определя само склонността на почвата към слягане, като не позволява надеждно да се даде количеството на възможното слягане на почвата.
Феноменът на усвояване може ясно да бъде представен на фигурата.
Ориз. 15.8. Основно селище върху льосова почва
Ориз. 15.9. Зависимост на деформациите (а) и относителното слягане (б) на льосовата почва от нормалното налягане
ab - почти прав участък представлява зависимостта на валежите от налягането под основата на основата
bv – площ, съответстваща на пълното слягане на почвата под натоварване след накисване
Характеристики на свойствата на слягане.
Той представлява относителната компресия на почвата при дадени налягания и степента на повишаване на влажността и се определя по формулата:
– използва се в натурален W, след накисване
Нанесете след накисване
Използва се с естествен W, след компресия
Почвата се счита за слягане при условие 0,01
Относителното слягане зависи от налягането, степента на плътност на почвата, естествената влага и нейния състав и степента на повишаване на влажността.
лесно се установява от графиката на зависимостта на налягането P (фиг. 15.9. b), която от своя страна се конструира при изпитване на проби от льосова почва при изпитвания на компресия с накисване при различни натоварвания. Тази характеристика е много важна при изчисляването на тегленията.
Например, поради разрушаването на структурните връзки, адхезията намалява особено рязко (6...10 пъти) при относително малко (1,05...1,2 пъти) намаление на ъгъла на вътрешно триене.
6.2.а. Принципи на изграждане на слягащи почви
На първо място, при проектирането на основите на сгради върху слягащи почви се отчита възможността за тяхното намокряне и възникване на слягащи деформации.
Надеждността и нормалната работа на сградите се постига чрез използване на едно от следните принципи:
Изпълнение на набор от дейности,включително подготовка на основата (хидроизолационните и конструктивни мерки включват: оформление на общия план; оформление на застроените площи; монтаж на нископропускливи екрани под сгради; висококачествено запълване на водоустойчиви ями и окопи; монтаж на водоустойчиви слепи зони около сгради; отвеждане на аварийни води извън сградите и в мрежата за дъждовна канализация.)
За твърди сгради:
това разрязване на сгради на отделения с помощта на седиментни пластове
монтаж на железобетонни пояси и армирани фуги
укрепване на фундаментно-сутеренната част чрез използване на монолитни или сглобяеми монолитни основи
мерки за по-нататъшно увеличаване на съответствието (въвеждане на гъвкави връзки; увеличаване на площта на перата)
място, което осигурява нормална експлоатация на сградите по време на възможно, често неравномерно слягане. За целта се използват конструктивни решения, които позволяват кратко времевъзстановяване на нормалната работа на кранове, асансьори и оборудване след неравномерно слягане чрез изправяне на кранови пътища и водачи на асансьори и повдигане на опори.
30. Характеристики на изчисляване и изграждане на фундаменти при динамични натоварвания.
Изчисленото сеизмично натоварване се получава в резултат на динамичното изчисление на цялата сграда за вибрации и се прилага в точките, където са разположени масите на конструктивните елементи.
При изграждане на сгради в сеизмични райони:
Схема на пилотна основа с междинна възглавница
1-фундаментален блок; 2-междинна възглавница; 3-стоманобетонни глави; 4-стоманобетонни пилоти; 5-повърхнина на дъното на ямата
В сеизмични райони, с подходящо предпроектно проучване, е възможно да се използват пилотни основис междинна възглавница от насипни материали (натрошен камък, чакъл, едър и среден пясък
Основата е направена под формата на платформа, състояща се от горна и долна плоча с кухини, вътре в които са разположени сферични междинни елементи. Плочите са монтирани една спрямо друга с празнина, а кухините имат успоредни хоризонтални повърхности в напречна и надлъжна посока с полусферични краища. Между основната плоча и платформата са монтирани амортисьори. Горните етажи на сградата са оборудвани с кабели, закрепени във вертикални опори, върху които се основават подовете, а горната фундаментна плоча е снабдена с издатини, направени коаксиално с жлебовете на основната плоча.
Плъзгащата опора (1) на махалото е предназначена да отделя почвата (2) на основата от конструкцията (3) по време на земетръсни движения на почвата (2) на основата. Подпората (1) съдържа първа плъзгаща се опора плоча (5) с първа вдлъбната плъзгаща се повърхност (5"), опорна обувка (4) в плъзгащ се контакт с първата повърхност (5") и втора опорна плоча (6) с втора вдлъбната повърхност (6") който е в контакт с опорната обувка (4) осигурява, в поне едно измерение, стабилно равновесно положение на опорната обувка (4), към която тя се връща независимо след деформация, причинена от външни сили. Антифрикционният материал (9а, 9b) съдържа пластмаса с еластично-пластични компенсиращи свойства и нисък коефициент на триене, докато пластмасата има компенсиращи свойства, които позволяват да се компенсира отклонение от 0,5 mm от дадена равнина на дадена плъзгаща се повърхност (5"). Технически резултат: повишена издръжливост, здравина и осигуряване на най-точно връщане на плъзгащия елемент в равновесно положение
Подпората на устойчива на земетресения конструкция съдържа опорни части, едната от които е проектирана да бъде фиксирана върху основната плоча на конструкцията, а другата върху основата, а носещите части са свързани помежду си с помощта на махало. Носещите части съдържат всяка напречна греда, върху която са закрепени стелажи, свободните краища на които са направени с възможност за закрепване към основната плоча на конструкцията или към фундамента, като всяка напречна греда е разположена между стелажите на другата спомената носеща част , докато в централната част на напречната греда има отвор, през който се прекарва прът на махалото, представляващ двойно карданно съединение на Хук, като изходите на последното са свързани шарнирно всеки към съответна напречна греда с възможност за въртене около вертикална ос.
Виброизолаторът за конструкции включва слой от гума с армировка под формата на правоъгълни метални плочи, излизащи извън размерите на гумения слой и термично закрепени към гумения слой по протежение на опорните повърхности. В централните участъци на страничните повърхности на гумения слой се образуват трапецовидни вдлъбнатини с плавни конюгации на прави и наклонени участъци, докато размерът и местоположението на вдлъбнатините на страничните повърхности се определят от поддържането на правоъгълната форма на деформираната вибрация. изолатор.
4. Основи за автомобили.
Основни изисквания към основите:
Основите трябва да осигуряват стабилна работа на машината и механизма, разположен върху нея.
Динамичните въздействия от машини не трябва да имат заплашителен ефект върху основите на сградите и конструкциите.
Машини и механизми с балансиращ ефект.(Обикновено от ротационен тип: електродвигатели, центробежни помпи и др. - динамични въздействия възникват по време на пусковия период или поради износване на отделни части).
Машини и механизми с небалансиращи ефекти.(Право-въртеливо движение - бутални помпи, дъскорезници, компресори, двигатели с вътрешно горене). Най-опасното нещо е съвпадението на честотите на вибрациите със собствените честоти на конструкциите (резонансни явления).
Ударно действие.(Чукове, високоскоростни преси, пилоти и др.).
други.(Мелници, машини и др.).
A A add
И допълнително = 0,1...0,3 mm - максимално допустимите амплитуди на вибрации се определят в зависимост от вида на машината, нейната поддръжка и възможността за безопасна работа на човека.
При първо приближение, при съчетаване на c.t. основа и машина, тази система може да се приеме за 1 материална точка. Тогава, в плоска формулировка, тази система ще има 3 вида трептения:
Вертикална; хоризонтални и ротационни.
А).Ако определящите фактори са вертикално трептене, тогава диференциалното уравнение на трептенията може да бъде написано, както следва:
При решаването на това уравнение получаваме амплитудата на вертикалните трептения
където P z е вертикалната компонента на смущаващите сили;
K z – коефициент на твърдост на основата при еластично равномерно натиск [t/m]; K z = C z x F
C z – коефициент на еластична равномерна компресия [t/m 3 ] (таблица на СНиП);
m – маса на фундамента и машината;
- ъглова скорост (честота) [rad/sec].
б). При (в случай на плоска основа, L/h > 3), ще имаме:
K x = C x x F - коефициент на твърдост на основата, когато основата се измества по дължината на основата;
С x = 0,7 С z – коефициент на еластично равномерно срязване.
V). При хоризонтална смущаваща сила(при висока основа L/h
ч
K - коеф. твърдост на основата по време на еластично въртене; I – инерционен момент на фундаментната основа; Q – инерционен момент на масата на фундамента и машината; M – смущаващ момент спрямо центъра на тежестта; A z, A x, A - амплитуди, съответно на вертикални, хоризонтални и ротационни трептения (въртене).
Струнно загряване на бетон.
От изкуствените методи най-често срещаният е нагряване на бетон с електроди. Основава се на отделянето на топлина в бетона при преминаване на електрически ток през него. За подаване на ток към бетонната смес се използват следните видове електроди.
- Пластинчати електроди
Изработени под формата на плочи, окачени от вътрешната страна на кофража за контакт с бетон. В резултат на свързване на противоположни плочи към различни фази на електрическата мрежа в бетонната смес се образува електрическо поле. Под въздействието на електрическо поле бетонът се нагрява до необходимата температура и се поддържа необходимото време. - Лентови електроди
Принципът на действие е същият, но като електроди се използват ленти с ширина 20-50 mm. Има възможност за поставяне на лентови електроди както от двете страни на конструкцията, така и от едната. Във втория случай електродите се свързват към различни фази последователно и в съседния тънък слой бетон се образува електрическо поле, което нагрява сместа при контактната повърхност. - Пръчковидни електроди
Изработен от армировка с диаметър 6-12 мм. Поставят се в бетоновото тяло с изчислена стъпка. Електродите на най-външния ред се поставят на разстояние 3 cm от кофража. Те могат да затоплят бетонни конструкции сложна форма. Вижте таблицата за диаграмата на нагряване на бетон с пръчковидни електроди. - Струнни електроди
Използват се предимно за отопление на бетонни колони. В центъра на конструкцията е монтиран струнен електрод. Между струната и кофража, покрит с проводящ лист и свързан към друга фаза на електрическата мрежа, възниква електрическо поле.
Кесонният метод за изграждане на дълбоки основи се използва в случаите, когато има значителен приток на вода и дренажните работи са сложни, както и когато почвата съдържа големи включвания от твърда скала. Кесоните се използват в непосредствена близост до конструкции, когато има опасност от избутване на почвата изпод основата им.
Кесонът се състои от кесонна камера, подкесонна конструкция и шлюзово устройство. Камерата на кесона обикновено се изработва от стоманобетон. Стените на камерата завършват с нож. Височината на камерата от пейката до тавана се приема най-малко 2,2 m В тавана на камерата има отвор за монтиране на шахтна тръба. Надкесонната конструкция най-често се изработва под формата на непрекъсната маса от монолитен бетонили стоманобетон. За спускане и повдигане на хора и извършване на повдигащи операции е предвидено шлюзово устройство, което е свързано с кесонната камера чрез шахтови тръби. Горната част на кесона е оборудвана с повдигащ механизъм. За подаване на сгъстен въздух тръбопроводите са монтирани от две линии: работна и резервна. Инсталирана е компресорна зала за подаване на сгъстен въздух.
Същността на метода е, че по време на потапянето на кесона в камерата на кесона се изпомпва сгъстен въздух, предотвратявайки навлизането на подземни води и приток на почва в камерата. Развитието на почвата се извършва в дренираното камерно пространство. За да отворите външната врата, когато кесонът е под налягане, трябва да затворите люка в шахтата и да намалите налягането във въздушния шлюз. Когато външното и вътрешното налягане са балансирани, вратата може да се отвори. В същото време налягането на въздуха в шахтата и кесона ще остане. При влизане в камерата на въздушния шлюз външната врата се затваря. След това налягането на въздуха вътре в камерата се повишава до нивото на налягането в кесона. Едва след това може да се отвори люкът на шахтата за влизане на работниците или транспортиране на почвата. Валът е сглобен от тръбни връзки на фланци. Може да се увеличи при спускане, без да се намалява налягането в кесона. За да направите това, затворете люка на тавана на кесона, намалете налягането в шахтата и извършете разширение.
При изграждането на кесонна камера и суперкесонна конструкция се налагат същите изисквания, както при изграждането на потъващи кладенци. Технологията за производство на бетон, армировка и други работи е подобна на технологията за изграждане на кладенци за потъване.
По време на процеса на потапяне на кесона, стените се изграждат до върха на съединението на връзките на шахтата. В момента на потапяне под нивото на водата налягането на въздуха в кесона се повишава и при задълбочаването му се увеличава, така че леко да надвишава хидростатичното налягане на нивото на ножа. Само в този случай е осигурено пълно изсъхване на камерата на касета.
При спускане на кесона силите на странично триене и налягането на сгъстения въздух върху тавана на камерата се увеличават, в резултат на което потапянето на кесона се забавя и ако силите са в равновесие, то може да спре напълно. В този случай за по-нататъшно потапяне се използва принудителен метод за кацане на кесона. За да направите това, по периметъра на ножа се развива изкоп с дълбочина до 0,5 m, след което работниците напускат кесонната камера и излишното налягане в нея се намалява, но не повече от половината. В резултат на дисбаланс на активни и реактивни сили, кесонът се потапя, докато ножът спре на дъното на изкопа. След това налягането на въздуха се повишава отново и почвата в центъра на камерата се развива. Ако почвите не са податливи на хидромеханизация, тогава те се разработват с помощта на пневматични инструменти и малки експлозии. Плътните почви се разработват първо по периметъра на ножа под формата на изкоп с дълбочина до 0,5 m, започвайки от фиксирани точки, така че почвата между тях да се отстранява последна. След това разширяват изкопа, изкопавайки почвата към ножа. В резултат на това поддържащата площ под ножа се намалява и кесонът се потапя, докато ножът спре на дъното на изкопа. При изкопаване на скали изкопът се разширява отвъд ножа навън с 10-15 см, за да се предотврати засядането на кесона с фрагменти от почвата и неравности и да се избегне изкривяване.
Същността на използването на фундаментната конструкция кесонсе състои от изстискване на подпочвените води от мястото на развитие на почвата с помощта на сгъстен въздух. За да направите това, на мястото на основата се прави кесон - голяма кутия, обърната с главата надолу. Кесонът образува работна камера, в която могат да слязат работници и инженерен персонал. В работната камера, докато потъва в земята, налягането на въздуха се повишава до 0,2 MPa. Това налягане балансира налягането на подземните води на дадена дълбочина.
Над работната (кесонна) камера е направена шахта, върху която отгоре е монтирано шлюзово устройство. Всички тези устройства са запечатани.
Фигура 3.16.
През камерите работниците влизат във въздушния шлюз, където налягането постепенно се повишава до наличното в работната камера. След 5...15 минути човешкото тяло се адаптира към условията на високо налягане. Продължителността на престоя на хората при повишено атмосферно налягане е строго ограничена от изискванията за безопасност.
Излизането през шлюза отнема приблизително 3...3,5 пъти повече от влизането.
Поради ограничението на максималното налягане кесонът може да се спусне на дълбочина не повече от 35...40 m.
Работата по изграждането на основи по метода на кесона е скъпа. Използват се, когато в почвата има големи включвания или когато е необходимо основата да се крепи върху неравна скална повърхност.
Хидравличните монитори се използват за разработване на почвата, а еърлифтовете се използват за отстраняването й навън.
Фигура 3.17. Схематичен разрез на кесон: 1 – работна камера; 2 – кесон; 3 – надкесонна зидария; 4 – шлюзово устройство с два шлюза; 5 – вал; 6 – тръбопровод за подаване на вода към хидравличния монитор; 7 - еърлифт
След спускане на кесона до проектираната дълбочина, работната камера се запълва с бетон.
В допълнение към натоварванията, действащи върху кладенците на мивката, кесонът се влияе от теглото на зидарията и налягането на сгъстения въздух.
Въпроси за самоподготовка:
1. Област на използване на дълбоки основи. Видове основи.
2. Гравитационни кладенци, тяхната класификация, конструктивни схеми, методи на потапяне. Изчисляване на гравитационни кладенци за потапяне. Изчисляване на гравитационни кладенци за потапяне и издигане.
3. Леки черупкови кладенци, дизайни, методи на потапяне.
4. Шелкови пилоти и сондажни опори.
→ Основи
Кладенци за чекмеджета и кесони
Кладенци за чекмеджета и кесони
Най-характерните представители на дълбокото фундиране са понорите и кесоните.
Кладенецът е сглобяема или монолитна стоманобетонна конструкция, която може да има правоъгълно или пръстеновидно очертание в план (фиг. 11.1). Тежките масивни шахти се правят, като правило, в монолитна версия (фиг. 11.1, а), а леките - под формата на сглобяеми черупкови пилоти (фиг. 11.1, б).
Масивна дупка е потопена в земята по следния начин. Върху повърхността на основата е издигната куха долна част на основата (фиг. 11.1, c). След това с помощта на земекопни механизми почвата се отстранява през вертикална кухина. Под въздействието на собственото си тегло кладенецът потъва (фиг. 11.1, d). Тъй като кладенецът се спуска, той може да бъде разширен, като се получи основа с необходимата дълбочина. При достигане на проектната марка долната част на кладенеца се запълва с бетонова смес, увеличавайки площта на основата на основата. При изграждането на канализационни помпени станции са известни случаи на потъване на кладенци с диаметър до 70 m на дълбочина над 70 m.
Ориз. 11.1. Гнезда за чекмеджета:
а – масивен мивков кладенец, разделен на клетка; b - лек спускащ кладенец, направен от
Цилиндрична пилотна черупка; c - монтаж на кладенец на повърхността на земята; d - изкопаване на почвата с грайфер и запълване на долната част с бетонова смес
За да се потопи кладенецът в околната почва, долната част на кладенеца е направена под формата на специален нож, изработен от листова стомана, закрепен с помощта на вградени части (фиг. 11.2, а) и за намаляване на триенето на почвата върху стените на кладенеца, когато се потапят, се прави малък перваз отвън и получената празнина се запълва с разтвор от бентонитова глина, която поддържа стените на почвата по време на процеса на потапяне (фиг. 11.2, b). IN последните годиниВъв връзка с развитието на производството на сглобяем стоманобетон започнаха да се използват масивни сглобяеми шахти, сглобени от отделни секции с дебелина 50...60 cm с хоризонтално разделяне на блокове, повтарящи конфигурацията на кладенеца в план.
Ориз. 11.2. Конструктивни части и товари, действащи върху кладенеца:
a - дизайн на нож, b - сглобяем капачен кладенец; c - натоварвания, действащи върху кладенеца по време на потапяне; d - диаграми на неравномерно налягане на почвата върху страничната повърхност при „натрупване“ на земята по време на неравномерно потапяне; 1 - празнина, запълнена с разтвор на бентонитова глина; 2 - бетонна стена; 3 - нож от заварена стомана; 4 - стоманобетонно дъно на кладенец
Сглобяемите корпуси имат ниско собствено тегло в сравнение с масивна шахтна яма, така че силата на гравитацията е в такъв случайсе оказва недостатъчен за потапяне. В тази връзка черупките са принудително потопени с мощни вибрационни чукове и чукове, които са здраво закрепени към горния фланец с помощта на болтови връзки през специална капачка.
В строителната практика се използват черупки с диаметър от 1 до 3 m и дебелина на стената 12 cm. След потапяне на първата връзка почвата се отстранява от вътрешната й кухина, след което обвивката се довежда до проектната маркировка с помощта на. вибриращ чук. Долната връзка на корпуса е снабдена с нож, а връзката на връзките се извършва с фланцови връзки с помощта на болтове или заваряване.
Ако в основата на корпуса има слой скалиста почва, тогава в него се пробива кладенец, чийто диаметър е равен на диаметъра на корпуса, последвано от запълване на корпуса и кладенеца с бетон, което гарантира, че основата е вградена в скалиста почва.
В не-скалисти почви, за да се увеличи носещата способност, те прибягват до устройство за разширяване с помощта на пробиване или камуфлажна експлозия, последвано от запълване на кухината с бетон.
Черупките са потопени в земята на дълбочина 30 m или повече. Предимствата на такива основи включват много висока носеща способност (повече от 10 MN), недостатъците са появата на значителни вибрации на земята на голямо разстояние от мястото, където е потопена основата, поради което не се препоръчват за употреба в населените места на градовете.
При потъване на кладенци е необходимо да се осигури вертикалното му положение, предотвратявайки развитието на наклон. Наклонът обикновено се елиминира чрез увеличаване на изкопаването на почвата в частта, където има по-малко слягане.
Начинът на разработване на почвата се избира в зависимост от размера на понорите, както и от инженерно-геоложките условия на строителната площадка. Със значителен обем земни работиизползват се грейдери или багери с булдозер, спуснат в кладенеца. Последните, намиращи се в кладенеца, пълнят специални кофи, които се изваждат на повърхността с помощта на кран. При този метод на развитие на почвата е необходимо да се предотврати изтичането на подпочвени води в кладенеца, което се извършва чрез изкуствено понижаване на водата или инсталиране на шпунтови бариери, потопени в слой водоустойчива почва.
Разработването на почвата с грайфер, еърлифт или хидравличен монитор е разрешено без инсталиране на водоустойчиви екрани, но в този случай вътре в кладенеца е необходимо да се поддържа повишено ниво на водата в кладенеца, надвишаващо нивото на подземните води, за да се предотврати притокът (притокът) на почвата около кладенеца, което може да причини утаяване на повърхността около него.
Изчисляването на спускащите кладенци се извършва за натоварвания, възникващи както по време на процеса на спускане на кладенеца, така и по време на работа. При потапяне кладенците са изложени на следните натоварвания: собственото тегло на кладенеца, натиск на почвата върху стените на кладенеца, реактивно налягане на почвата, действащо върху ножа, и сили на триене върху страничната повърхност (фиг. 11.2, c).
Тънкостенните черупки се изчисляват като пространствени черупки, като се използват методи, използвани при проектирането на стоманобетонни конструкции.
Чекмеджетата с правоъгълна форма са проектирани в хоризонтална равнина като статично неопределени стоманобетонни рамки за натоварвания, подобни на тези, действащи върху цилиндрични кладенци. Ножът на кладенеца се изчислява като конзолна конструкция под въздействието на ъглово насочена реакция на почвата.
Дъното на кладенеца обикновено е направено от монолитен стоманобетон и е проектирано като плоча под въздействието на реактивно налягане на почвата и хидростатично налягане на водата.
Смукателните кладенци, потопени под нивото на подземните води, трябва да бъдат проектирани срещу изплуване. За да се предотврати изплуването, дъното на кладенеца е закотвено с помощта на купчини, потопени в долните слоеве на почвата, или с помощта на котви (виж фиг. 8.6, c).
Основното неудобство при потъване на понор е подводният метод за изкопаване на почвата. Трудността при наблюдение и управление на този процес в случай на непълно запълване на кофата, която извлича почвата, както и трудностите, възникнали при отстраняването на камъни, камъни и други големи включвания, доведоха до необходимостта от разработване и използване на кесонния метод за изграждане на основи .
Методът за изграждане на основи с помощта на кесон се основава на изстискване на подпочвените води от зоната на развитие на почвата с помощта на свръхналягане, създадено от сгъстен въздух.
Този метод е предложен и приложен за първи път през 19 век Поради факта, че този метод е свързан с хора, които са под високо напрежение и използват скъпо оборудване, сега се използва сравнително рядко, обикновено в случаите, когато има пречки за изграждането на. пилотни основи и слягателни кладенци.
Кесонът е твърда конструкция с форма на кутия (фиг. 11.3, d), имаща таван и странични стени на конзола, разположена в долната част на основата. Сгъстеният въздух се подава към работната камера 5 през тръби, чието налягане е настроено така, че да балансира налягането на водния стълб с височина Н и да осигури липсата му в работната камера. За комуникация с работната камера, която е необходима главно за преминаване на хора, доставка на материали и оборудване, на тръбата на шахтата е монтирано шлюзово устройство. Развитието на почвата често се извършва с помощта на хидравличен монитор, а отстраняването й с помощта на еърлифт.
Ориз. 11.3. Схема за изграждане на дълбока основа по метода на кесона
Тъй като почвата в работната камера е изкопана, кесонът под въздействието на собственото си тегло и зидарията над кесона 9 се потапя в почвата. Зидарията над кесона се увеличава, когато кесонът се потапя (фиг. 11.3, а). След като кесонът достигне проектната маркировка (фиг. 11.3, b), работната камера се запълва със зидария или бетонна смес, шахтовите тръби и шлюзовите устройства се отстраняват, а шахтовите кладенци също се запълват със зидария или бетонова смес.
Продължителността на работа в кесона е строго регламентирана от правилата за безопасност.
Кесоните са изработени от монолитен или сглобяем стоманобетон и са проектирани да издържат натоварванията, действащи върху кладенците, заедно с допълнителните: от теглото на зидарията и свръхналягането върху стените на работната камера.
В момента кесоните се използват, когато:
- - в непосредствена близост до съществуващи сгради или постройки се изгражда подземна конструкция и има опасност от изнасяне или изтласкване на почвата изпод основата на основите им;
- - изгражда се подземна конструкция в силно наводнени почви. При тези условия кладенецът на мивката изисква големи разходи за дренаж и затова е по-икономично да се използва кесон. Освен това кесонът се използва при копаене на хоризонтални тунели във водонаситени почви.
Кесоните се отличават по предназначение: за изграждане на дълбоки фундаменти и вкопани сгради; да изпълнява различни строителни дейностипод водата.
Според метода на спускане кесоните се разделят на: спуснати от повърхността на земята и от ями; острови, потопени върху площи, покрити с вода, от изкуствени острови; плаващ, спуснат от водата чрез наводняване на камерата на кесона, на която предварително е дадена плаваемост.
Озеров Н.В. Кесонни основи
Указател на проектанти на промишлени, жилищни и обществени сгради и съоръжения. Основи и основи
VII.2.2. Елементи на кесона и оборудване за неговото спускане
VII.2.2.а. Кесони за дълбоко фундиране и вкопани сгради
Самият кесон (фиг. VII-22) се състои от кесонна камера, надкесонна конструкция и хидроизолация. Обикновено кесонната камера се изработва от стоманобетон и само в редки случаи - от метал. Формата на напречното сечение на камерата е правоъгълна, квадратна или кръгла. Стените на камерата са наклонени и завършват с нож (фиг. VII-23). Височината на камерата от масата до тавана се приема най-малко 2,2 m. В тавана се оставят отвори за монтаж на шахтова тръба, тръби за сгъстен въздух, вода и електропроводи.
Ориз. VII-22.
А— за вградена сграда; b- за дълбоко фундиране; 1 - кесонна камера; 2 - надкесонна конструкция; 3 - хидроизолация; 4 — шлюзово устройство
Ориз. VII-23.
А- тъп; b- с фреза; 1 - кофраж; 2 - скоби
Надкесонната конструкция се изпълнява в зависимост от предназначението на кесона като кладенец със стоманобетонни стени (фиг. VII-22, А) или под формата на непрекъсната маса от монолитен бетон или стоманобетон (фиг. VII-22, b). Понякога проектът на надкесонната конструкция предвижда монтиране на тънки стоманобетонни черупкови плочи по външния контур на кесона, действащи като външен кофраж. От вътрешната страна на черупковата плоча е снабдена с изходи за армировка или покрита с фин трошен камък (покритие от трошен камък). И двете служат за свързване на бетона, положен в надкесонната конструкция.
На външните стени на кесона се полага хидроизолация за защита от проникване на вода в кесона. Като хидроизолация се използват торкрет бетон, боядисване с битумно-бензинов разтвор, мазилка от студени битумни мастики и горещи асфалтови разтвори и метални листове, заварени под формата на вана. Преди полагане на хидроизолация бетонната повърхност трябва да бъде добре почистена от мръсотия, боя, мазни петна и др. Слоят от слаб бетон, изпъкналости и хлътвания по повърхността на бетона също се отстраняват, а кухините се почистват.
VII.2.2.б. Плаващи кесони
При изграждането на фундамент, подпора или вкопана сграда далеч от бреговете на резервоар на значителна водна дълбочина, поради което изграждането на изкуствени острови става сложно и икономически неизгодно, се използват плаващи кесони.
Плаващият кесон (фиг. VII-24) се състои от кесонна камера, затворена равновесна камера, отворен централен вал в горната част, регулиращи валове и работен баласт на тавана на камерата.
Ориз. VII-24.
А— транспортиране на кесона до мястото на гмуркане; b— потапяне на кесонната камера; V— спускане на камерата до дъното; Ж— извършване на работи по полагане на основи; 1 - централен вал; 2 - регулиращ вал; 3 - затворена равновесна камера; 4 - кесонна камера; 5 - баласт
Равновесната камера, централната и четирите регулиращи шахти са пълни с вода, която служи като баласт за кесона при потапяне. За да плава кесонът, водният баласт се отстранява от равновесната камера чрез сгъстен въздух и от шахтите чрез помпи.
VII.2.2.в. Оборудване за спускане на кесони
В СССР най-широко използваното шлюзово устройство, проектирано от Н.И. Филипова. Предназначен е за блокиране на хора и товари, влизащи в камерата на кесона, и извършване на повдигащи операции при спускане в камерата или повдигане на различни товари от нея. Шлюзовото устройство е свързано с кесонната камера чрез шахтови тръби.
Схемата на шлюзовото устройство е показана на фиг. VII-25. Състои се от централна камера, камера за пътници и камера за товари. В горната част на централната камера има повдигащ механизъм, състоящ се от барабан, скоростна кутия и електродвигател.
На стоманено въже от барабана е окачена вана. Пътническите и товарните отделения имат врати, окачени на ролки, които се отварят само навътре. За херметичност при шлюзове вратите са оборудвани с гумени уплътнения. Сгъстеният въздух от компресорната станция се подава към централната камера и камерите през тръбопровод.
Ориз. VII-25.
1 - централна камера; 2 - тръбопровод; 3 — пътническа камера; 4, 5 — висящи врати; 6 - вана; 7 — релсов път; 8 — количка; 9 — товарна камера; 10 — повдигащ механизъм; 11 - шахта за хора; 12 - преграда; 13 — товарно отделение; 14 - овален фланец
В централната камера и товарната камера под количката е положена релса. Почвата, повдигната от кесонната камера във ваната, се разтоварва в количка с шарнирно дъно и се освобождава през товарната камера навън, където количката се разтоварва в специално конструиран улей. В долната част централната камера завършва с овален фланец, към който е завинтена тръбата на шахтата. Минните тръби се състоят от връзки с дължина 2 m, свързани помежду си с болтове. Вътре в минната тръба има преграда, която разделя тръбата на две отделения - шахта и товарно отделение. Шахтата е оборудвана със стълба, а товарното отделение е оборудвано с водачи за спускане и повдигане на ваната.
Тръбопроводите за подаване на сгъстен въздух са монтирани от две успоредни нишки от компресорната станция. Диаметърът на тръбопровода се определя чрез изчисление в зависимост от неговата дължина и консумацията на сгъстен въздух. От всяка нишка на главния въздухопровод са направени три изхода - два за подаване на сгъстен въздух към кесонната камера и един към централната камера и камерите на шлюзовия апарат. Едната резба на въздуховода работи, втората е резервна.
Компресорната станция се монтира, като правило, от стационарни компресори с капацитет 10-20 m 3 / min с електрическо задвижване. Броят на компресорите се определя от максималния възможен въздушен поток. Освен това трябва да има резервни компресори в случай на авария. Съгласно правилата за безопасност резервната мощност на компресорната станция трябва да бъде: при един работещ компресор не по-малко от 100%, при два не по-малко от 50%, при три и повече не по-малко от 33% от работната мощност. Техническите данни на стационарните въздушни компресори, използвани при кесонни работи, са дадени в таблица. VII-3.
Таблица VII-3
Технически данни на стационарни въздушни компресори
| Индекс | Марка компресор | |||||
| В-300-2К | 2Р-20/8 | 160V-10/8 | 200V-10/8 | 2SA-8 | КВ-200 | |
| Производителност, m 3 / мин | 40 | 20 | 20 | 10 | 10 | 4,5 |
| Налягане на въздуха след етап II, MPa | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,6 |
| Скорост на въртене, rpm | 330 | 500 | 720—735 | 720 | 480 | 650 |
| Мощност на двигателя, kW | 250 | 120 | 140 | 75 | 75 | 50 |
| Размери, mm: дължина ширина височина |
3300 1820 2200 |
1800 1500 2000 |
1715 1910 1675 |
1350 962 1430 |
1550 1670 1870 |
1100 665 1130 |
| Тегло, kN | 80 | 45 | 28 | 14,5 | 32 | 7,5 |
| Охлаждане | Водяное | |||||
По време на строителството, ако максималното налягане на сгъстения въздух в кесона надвишава 0,15 MPa, трябва да се монтира въздушен шлюз за лечение за тези, които страдат от кесонна болест.
Оборудването за хидромеханично развитие на почвата в кесонната камера се състои от хидравлични монитори (фиг. VII-13) и хидравлични елеватори (фиг. VII-14). Комплексът от една инсталация за хидромеханична обработка на почвата включва два хидравлични монитора и един хидравличен елеватор. Общоприето е, че един хидравличен монитор може да обслужва 150–250 m2 в песъчливи и песъчливо-глинести почви и в глинести почви- 100-150 м2 кесонна площ.
Количества разходи за единица продукциямониторирайте водата и оптималните налягания на скоростта са дадени в табл. VII-4 и VII-5.
Таблица VII-4
Специфичен разход на мониторна вода
Таблица VII-5
Оптимални скоростни налягания
