Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch
Вы здесь
Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения. Конюхов Д.С. 2005
| Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения |
| Конюхов Д.С. |
| Архитектура-С. Москва. 2005 |
| 304 страницы |
| ISBN 5-9647-0047-0 |
Приводятся современные методы устройства ограждений котлованов, этапности разработки грунта в котловане, работ по водопонижению, водоотливу, закреплению грунтов инъекцией и усилению фундаментов зданий, сопровождающих строительство городских подземных сооружений открытым способом. Рассматриваются составляющие геотехнического сопровождения подземного строительства. Приведены характеристики строительных машин и механизмов, используемых в городском подземном строительстве. Для студентов и аспирантов строительных специальностей вузов, а также для инженерно-технических работников строительных организаций.
Часть I. Ограждения котлованов при строительстве городских подземных сооружений мелкого заложения
1.1. Организация работ при строительстве городских подземных сооружений
1.2. Подготовительные и вспомогательные работы
1.3. Ограждения котлованов
1.4. Применение способа «стена в грунте»
1.5. Способ up-dawn
1.6. Струйная технология
Часть II. Специальные работы при строительстве городских подземных сооружений
2.1. Искусственное водопонижение и водоотлив
2.2. Замораживание грунтов
2.3. Методы закрепления грунтов инъекцией
2.3.1. Классификация способов закрепления грунта
2.3.2. Физико-химические процессы, лежащие в основе закрепления грунтов инъекцией
2.3.3. Производство тампонажных работ
2.4. Применение свай при усилении оснований и фундаментов
2.4.1. Подводка под здание набивных свай
2.4.2. Усиление фундаментов вдавливаемыми сваями
2.4.3. Буроинъекционные сваи
2.4.4. Сваи, выполненные по разрядно-импульсной технологии (РИТ)
2.4.5. Сваи, устраиваемые с помощью пневмопробойников
Часть III. Геотехническое сопровождение подземного строительства
3.1. Аварийные ситуации при строительстве городских подземных сооружений
3.2. Составляющие геотехнического сопровождения городского подземного строительства
3.3. Геотехническое обоснование применимости различных технологий строительства
3.4. Геотехнический мониторинг
Часть IV. Машины и оборудование, используемые при строительстве городских подземных сооружений мелкого заложения
4.1. Производство земляных работ
4.1.1. Экскаваторы
4.1.2. Бульдозеры
4.1.3. Погружение свай и шпунта
4.1.4. Возведение «стены в грунте»
4.2. Производство бетонных работ
Предисловие
Учебный курс «Технология возведения подземных сооружений» включает в себя изучение технологий устройства подземных и заглубленных сооружений открытым, закрытым (горным) и полузакрытым (up-dawn) способами *. В настоящем учебном пособии рассматриваются специальные работы, сопровождающие возведение подземных сооружений открытым и полузакрытым способами в стесненных условиях городской среды, а также сопутствующие такому строительству проблемы (усиление фундаментов окружающих зданий, методы закрепления грунтов, водопонижение, предотвращение и ликвидация аварийных ситуаций и пр.). Учитывая, что основы теории и практики строительных процессов излагаются в курсе «Технология строительных процессов», а строительные технологии и их структура изучаются в дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений», автором не рассматриваются общестроительные работы, с которыми можно ознакомиться по соответствующей технической литературе, рекомендуемый список которой приводится в конце книги.
[За последние 100—150 лет в нашей стране сложились и параллельно развивались две основные научные школы в области производства подземных работ: первая изучала проблемы, связанные с разработкой подземных ископаемых горными способами, а вторая изначально базировалась на научных и практических достижениях транспортного туннелестроения. Поэтому в учебной и научно-технической литературе, а также в технической терминологии специалистов наблюдаются существенные различия. Настоящее учебное пособие базируется на терминологической базе научной школы подземного строительства, однако, по мере необходимости, в тексте будут даваться необходимые пояснения и «параллельные» названия, связанные с горным делом.]
Автор выражает признательность заведующему кафедрой Подземного строительства и гидротехнических работ Московского государственного строительного университета доктору техн. наук профессору М. Г. Зерцалову за содействие в подготовке этой книги; рецензентам: Лауреату Гос. премии СССР, доктору техн. наук профессору Е. А. Сорочану (НИИОСП им. Н. М. Герсеванова) и доктору техн. наук профессору Ю. Е. Хечинову (Московский государственный строительный университет) за ценные замечания и дополнения к рукописи, а также канд. техн. наук М. Н. Ибрагимову (НИИОСП им. Н. М. Герсеванова) за помощь в подготовке раздела 2.3 и А. С. Коваленко за помощь в оформлении иллюстративного материала.
Введение
В городском подземном пространстве, в основном, размещаются технические объекты обеспечения жизнедеятельности и нормального функционирования современного города, включая:
Большинство перечисленных объектов возводится открытым способом:
При этом городское подземное строительство в подавляющем большинстве случаев ведется в сложных для выполнения строительных работ условиях, к которым относятся:
Подземное строительство в городских условиях нередко сопровождается специальными работами по улучшению строительных свойств грунтов, поддержанию нормального эксплуатационного состояния прилегающих к строительной площадке зданий, сооружений, транспортных и инженерных коммуникаций, снижению уровня подземных вод и противодействию их проникновения в котлован, а также комплексными работами, направленными на предотвращение всех негативных по отношению к ведущемуся строительству явлений.
Правильность выбора технологии производства основных и вспомогательных работ во многом определяет сроки и стоимость строительства, безопасность и безаварийность строительного процесса.
Особенности строительства подземных сооружений в городах.
Располагающиеся ниже уровня земли сооружения ежесекундно сопротивляются огромному давлению грунта и противостоят постоянному воздействию влаги. В связи с этим они должны быть очень крепкими и выдерживать жёсткие условия эксплуатации. Кроме того, если подземное сооружение будет находиться на глубине более десяти метров, оно попадёт в так называемый пояс постоянной температуры. Так, к примеру, в Москве и Подмосковье на глубине порядка 20 метров круглогодично держится температура +4,2 °C. Казалось бы, данное обстоятельство является плюсом для возведённых там подземных сооружений, однако это не всегда так. Для некоторых объектов подобное постоянство является скорее минусом, чем плюсом. Так, например, объектам социально-бытовой инфраструктуры в обязательном порядке понадобится полноценная теплоизоляция вместе с круглогодичным обогревом.
Оценка влияния подземного строительства на существующую застройку
Оценку влияния нового строительства на здания и сооружения следует выполнять в
рамках двух подходов (блоков): расчетного и экспертно-аналитического. На основании
работ расчетного блока следует определять изменение напряженно-деформированного
состояния грунтового массива, прилегающего к возводимому объекту, дополнительные
деформации существующих зданий и сооружений.
В рамках работ экспертно-блока должна производиться оценка технологических воздействий при возведении подземных конструкций на примыкающие здания и сооружения. Экспертную
оценку технологических воздействий следует производить на основании обобщения сопоставимого опыта производства работ.
Примечание В обоих случаях предполагается, что новое строительство ведется с соблюдением действующих строительных Норм и правил, и на стройплощадке отсутствуют аварийные ситуации.
Вопрос 19
Особенности проектирования подземных сооружений. Влияние градостроительных, инженерно-геологических и гидрогеологических условий на объемно-планировочные и компоновочные решения подземных сооружений.
Подземные сооружения в зависимости от соотношения основных размеров подразделяют на линейные (протяженные) и компактные.
К подземным сооружениям, возводимым открытым способом, относят устраиваемые:
— в котлованах без ограждающих конструкций;
— в котлованах с использованием временных ограждающих конструкций (шпунтов, забирок, нагельных креплений и пр.) и постоянных ограждающих конструкций («стены в грунте», буросекущихся свай и пр.);
— в котлованах с использованием специальных способов строительства (замораживания грунтов, закрепления грунтов и пр.);
— способом опускного колодца.
Объемно-планировочные решения подземных сооружений должны учитывать конструктивные и технологические особенности устройства сооружения.
Конструктивные решения подземных сооружений должны обеспечивать их геометрическую неизменяемость, наиболее благоприятную статическую работу, устойчивость положения и формы, прочность.
Программа инженерно-геологических изысканий для проектирования подземных сооружений I уровня ответственности должна составляться с привлечением специализированных организаций.
При инженерно-геологических изысканиях должны быть выявлены и изучены:
— тектонические и закарстованные структуры, разрывные и складчатые нарушения;
— ожидаемые водопритоки в котлованы и подземные выработки, величина напора в горизонтах подземных вод, наличие и толщина водоупоров и их устойчивость против прорыва напорных вод;
— наличие и распространение грунтов, обладающих плывунными, тиксотропными и суффозионными свойствами и виброползучестью;
— наличие и местоположение подземных сооружений, подвалов, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, подземных выработок, буровых скважин и пр.;
— динамические воздействия от существующих сооружений.
При строительстве подземных сооружений в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций геологические скважины должны быть размещены по сетке не более 20х20 м или по трассе ограждающих конструкций не реже, чем через 20 м. Число скважин должно зависеть от категории сложности инженерно-геологических условий и составлять не менее пяти.
Инженерно-геологическое строение площадки должно быть изучено на глубину не менее 1,5 
+5 ì, — глубина заложения подошвы ограждающей конструкции, но не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30% скважин, но не менее трех скважин.
При проектировании устройства подземных сооружений без ограждающих конструкций глубина скважин должна быть не менее 1,5
При проектировании подземных сооружений I уровня ответственности дополнительно к предусмотренным в 5.1.8 надлежит полевыми и лабораторными методами определять следующие физико-механические характеристики дисперсных и скальных грунтов:
— модуль деформации 
для первичной ветви нагружения и ветви вторичного нагружения 
(см. 5.5.31). Вторичное (повторное) нагружение следует выполнять для тех же диапазонов напряжений, что и первичное;
— коэффициент поперечной деформации 
. Для подземных сооружений II и III уровней ответственности расчетные значения коэффициента допускается принимать в соответствии с 5.5.44;
— прочностные характеристики: угол внутреннего трения 
и удельное сцепление 
, определяемые для условий, соответствующих всем этапам строительства и эксплуатации подземного сооружения;
— предел прочности на одноосное сжатие для скальных и искусственно замороженных грунтов;
— удельные нормальные и касательные силы морозного пучения ;
— коэффициент фильтрации 
грунтов;
При обосновании изысканиями могут определяться по специальному заданию и другие физико-механические и классификационные характеристики грунтов.
При необходимости следует выполнять измерения напряжений в массивах горных пород и грунтов; опытные полевые работы по водопонижению, закреплению и замораживаванию грунтов, устройству буросекущихся свай и «стены в грунте», а также геофизические и прочие исследования.
Расчеты и проектирование подземных сооружений в условиях существующей застройки следует выполнять как для обеспечения прочности и устойчивости самих возводимых сооружений, так и для сохранения существующей застройки и окружающей среды.
При проектировании подземных сооружений следует учитывать уровень их ответственности, а также ответственности сооружений, на которые может оказывать влияние подземное строительство в соответствии с ГОСТ 27751.
В том случае если в зону влияния проектируемого подземного сооружения попадает существующее сооружение более высокого уровня ответственности, уровень ответственности проектируемого сооружения должен быть повышен до уровня ответственности сооружения, на которое оказывается влияние.
Расчеты подземных сооружений по первой и второй группам предельных состояний должны выполняться в соответствии с разделом 5 и включать определения:
— несущей способности основания, устойчивости сооружения и его отдельных элементов;
— местной прочности скального основания;
— устойчивости склонов, примыкающих к сооружению, откосов, бортов котлованов;
— устойчивости ограждающих конструкции;
— внутренних усилий в ограждающих, распорных, анкерных и фундаментных конструкциях;
— фильтрационной прочности основания, давления подземных вод на конструкции подземного сооружения, фильтрационного расхода;
— деформаций системы «подземное сооружение-основание».
При выполнении расчетов следует учитывать возможные изменения гидрогеологических условий, а также физико-механических свойств грунтов с учетом промерзания и оттаивания, явлений просадок, пучения и набухания.
При проектировании подземных сооружений, перекрывающих частично или полностью естественные фильтрационные потоки в грунтовом или скальном массиве, а также изменяющих условия и пути фильтрации подземных вод, следует выполнять прогноз изменений гидрогеологического режима площадки строительства.
Прогноз изменений гидрогеологического режима следует выполнять путем математического моделирования фильтрационных процессов численными методами.
При проектировании подземных сооружений в условиях существующей застройки следует выполнять геотехнический прогноз влияния строительства на изменение напряженно-деформированного состояния грунтового массива и деформации существующих сооружений.
Этот прогноз следует выполнять, как правило, путем математического моделирования с использованием нелинейных моделей грунтов численными методами.
При определении нагрузок и воздействий на основание и конструкции подземных сооружений к постоянным нагрузкам относят: вес строительных конструкций подземного или заглубленного сооружения и наземных сооружений, передающих нагрузку на него непосредственно или через грунт; давление грунтового массива, вмещающего сооружение, и подземных вод при установившейся фильтрации; усилия натяжения постоянных анкеров; распорные усилия и пр.
К временным длительным нагрузкам и воздействиям относят: вес стационарного оборудования подземных сооружений; давление подземных вод при неустановившемся режиме фильтрации; нагрузки от складируемых на поверхности грунта материалов; температурные технологические воздействия; усилия натяжения временных анкеров; нагрузки, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов и пр.
К кратковременным нагрузкам и воздействиям относят: дополнительное давление грунтов, вызванное подвижными нагрузками, расположенными на поверхности грунта; температурные климатические воздействия и пр.
К особым нагрузкам и воздействиям относят: сейсмические воздействия; динамические воздействия от эксплуатируемых линий метрополитена, транспортных сооружений или промышленных объектов; воздействия, обусловленные деформациями основания при просадках, набухании и морозном пучении грунтов и др.
Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 873 ;