Умывальник BENTWOOD из морёной лиственницы, где дешево купить дубовые веники и защитные экраны.

Конструктивные решения

Сравнительный анализ норм и требований, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность человека, позволил установить, что в подавляющем большинстве случаев превалирующим фактором в подземном сооружении является надежная гидроизоляция и необходимый воздухообмен.

Эффективность строительства и эксплуатации подземных сооружений (см. СНиП П 94-80 «Подземные горные выработки») зависит от рационального выбора материалов и конструкций, технологии и организации работ, которые в первую очередь определяются геологическими условиями. Поэтому при разработке основ надежности системы «подземное сооружение — окружающая среда» должны решаться две задачи:

— обосновать проектные и производственно-технологические решения строительства, выбор материалов и конструкций, обеспечивающих долговечность сооружения и его безаварийную работу, исключающую нарушение естественных, геомеханических и гидрологических процессов в грунтовой среде;

— сформулировать экологические требования к технологическим способам производства работ при строительстве и его дальнейшей эксплуатации.

Как показал анализ опыта строительства и ремонта подземных объектов, наибольшее влияние на технологическое решение основных строительных процессов оказывают характеристики грунтовой среды, в т.ч. агрессивность и напор грунтовых вод, наличие ослабленных и деформируемых горных пород.

Геологические изыскания, как правило, должны быть проведены до того времени, как будет принято решение об окончательном выборе участка под строительство объекта с подземными этажами, так как плохие грунтовые условия могут резко изменить стоимость строительства.

Во многих случаях большинство сведений об участке может быть получено еще до лроведения инженерно-геологических изысканий, используя сведения в местном городском или районном архитектурно-строительном отделе.

Для принятия решения о строительстве объекта с подземными этажами необходимо собрать следующие материалы:

— исходные данные по участку;

— существующие топографические сведения;

— информация об инженерных системах в районе строительного участка;

— тип дорог и их текущее состояние;

— имеющиеся геологические данные и сведения о грунтовых водах и наличие поверхностного дренажа;

— сведения о микроклимате района;

— температура грунта (для районов с вечномерзлыми грунтами).

При проектировании подземных конструкций необходимо обратить внимание, прежде всего, на следующие технические характеристики и особенности выполнения строительства:

— уровень грунтовых вод (среднестатистический, максимальный и минимальный);

— несущая способность основных слоев грунта;

— ожидаемое боковое давление грунтовой среды на подземные конструкции;

— возможные осложнения для соседних построек при выполнении строительных работ;

— выбор рациональных конструктивных решений с учетом условий их эксплуатации;

— прогнозируемые осадки и деформации грунтовой среды;

— возможные просадки, крены и деформации фундаментов соседних построек;

— условия выполнения дренажа и обратных засыпок.

В качестве основного материала для строительства подземных сооружений используется бетон, железобетон, металл и дерево. Они применяются при устройстве несущих и самонесущих конструкций.

Неармированый бетон обычно применяется для второстепенных конструкций, таких, как полы по подготовке, ненесущие стены, массивные фундаменты, подпорные стены и др. Армированный бетон практически может быть использован во всех случаях.

К достоинствам бетона в подземных сооружениях можно отнести следующие основные качества:

— долговечность и огнестойкость, а также высокая прочность на сжатие;

— его можно укладывать в большие или сложные конструктивные формы;

— хорошо составленная, тщательно перемешанная и уложенная, провибрированная и армированная бетонная смесь может быть совершенно водонепроницаемой, потому что армирование ограничивает усадку и образование трещин;

— тяжелый бетон хорошо противостоит всплыванию и скольжению.

Применение сборного железобетона позволяет упростить процесс строительства, так как в этом случае используются железобетонные элементы, заранее изготовленные и проверенные на прочность и водонепроницаемость.

Одним из недостатков сборных конструкций следует считать необходимость стыковки элементов с использованием специальных конструкций стыков и узловых соединений, которые к тому же требуют герметизации.

Предварительно напряженный сборный железобетон, в котором используется высокопрочная арматура, позволяет изготовить конструкцию более легкой, а потому ее рационально применять при больших объемах работ, а также при необходимости перекрывать большие пролеты между опорными частями.

Все части подземного сооружения, соприкасающиеся с грунтом, особенно при наличии грунтовых вод, должны иметь надежную гидроизоляцию. Особенно тщательная гидроизоляция должна быть выполнена при устройстве подземных стен, выполненных из сборных конструкций независимо от используемого материала.

Сталь редко используется в качестве основного материала в ограждающих конструкциях. Обычно металл используется во внутренних конструкциях и при необходимости устроить повышенную герметичность подземного пространства от проникновения высоконапорных грунтовых вод.

Дерево для подземных сооружений применяется в основном для временных сооружений и как вспомогательный материал при выполнении строительно-монтажных работ. Дерево с прочной древесиной (дуб. лиственница) используется для подземных сооружений в вечномерзлых грунтах, а также при отсутствии грунтовых вод, поскольку в упомянутых условиях отсутствуют процессы гниения деревянных конструкций. Устройство подземных сооружений гражданского назначения осуществляется следующими основными способами:

— открытый способ при глубине заглубления подземного сооружения до 10 м;

— способ строительства с помощью опускных колодцев на глубину от 5 до 20 метров, а в отдельных случаях и на большую глубину.

— устройство котлована под подземные сооружения способом «стена в грунте» (5—15 м).

Открытый способ разработки котлована целесообразно применять на свободных строительных

площадках и, как правило, при отсутствии грунтовых вод. При этом способе устройства подземных сооружений для разработки грунта можно использовать любую землеройную технику (бульдозер, экскаватор и т.д.) и обычную систему крепления откосов котлована от оползания и обрушения.

При отсутствии грунтовых вод и с устойчивыми грунтами технология строительства не сложна и заключается в основном в следующих основных стандартных операциях:

— отрываются траншеи в местах намечаемого размещения стен подземного сооружения;

— устанавливают арматурный каркас в отрытые траншеи;

— осуществляется заливка траншей литым бетоном.

В результате этих операций формируются железобетонные стены, опалубкой для которых служат вертикальные откосы траншей. После того как бетон достигнет необходимой прочности, грунт выбирается из внутреннего объема, образованного стенами. Грунт следует убирать так, чтобы можно было устроить пол и конструкции перекрытия, которые должны воспринять часть бокового давления. Колонны и фундаменты также могут быть изготовлены или установлены (при сборном варианте) на соответствующих местах до полного удаления грунта.

При таком способе строительства теплоизоляцию ограждающих конструкций можно устраивать с помощью внутренней облицовки утепляющими плитами либо установкой изоляционных конструкций в несъемной опалубке, которые размещают с внутренней или внешней грани траншеи. Такие конструкции могут быть совмещены с арматурным каркасом, обеспечивая необходимую толщину бетона и фиксированное расположение арматурных стержней.

Устройство подземных конструкций способом погружения опускных колодцев, широко применяется при устройстве опор мостов, приемных колодцев в системах водоснабжения и канализации. Опускной колодец, как правило, изготовленный из железобетона, бывает различной конфигурации (см. рис. 4.46—4.47) и представляет собой ящик без дна с массивными, прочными и заостренными к низу стенами, способными выдержать давление грунтовой среды. При необходимости внутри колодца устраивают перемычки и распорки. Размеры опускного колодца в плане обычно ограничиваются несколькими десятками метров. Опускной колодец изготавливают непосредственно на месте погружения высотой на всю глубину опускания до отметки подошвы запроектированного подземного сооружения. Иногда колодец возводят поэтапно, наращивая его стенки по мере погружения его в грунт.


Погружение колодца в грунт осуществляется следующим образом. Грунт выбирается под нижней частью стенки колодца любым приемлемым для конкретного случая способом (вручную или с помощью механизмов). При этом правильно запроектированный колодец должен под своей тяжестью равномерно погружаться в грунт, достигая проектной отметки.

При большом притоке воды, прибывающем со дна опускного колодца, вода не откачивается, а грунт удаляется из под слоя воды грейфером, гидроэлеватором, эрлифтом и т.д. После достижения колодцем проектной отметки его днище покрывается слоем бетона, выполняемого методом подводного бетонирования. После затвердения бетона и достижения им необходимой прочности вода из колодца откачивается. Далее под прикрытием стен колодца и герметичного днища начинается обустройство подземного пространства.

Возведение подземных сооружений способом «стена в грунте» имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущими способами. Главное преимущество заключается в возможности строительства в условиях тесной застройки и вблизи существующих зданий. Сущность этого способа состоит в устройстве в грунте траншей, своего рода прорезей, для строительства стен различной в плане конфигурации (рис. 4.49-4.50). Прорези (траншеи) в грунте выполняются экскаватором или краном, оборудованным специальным грейферным ков- шем, под слоем глинистого раствора (суспензии), который защищает поверхности траншеи от обрушения. После достижения траншеей необходимой по проекту отметки, глинистый раствор в траншее замещают различного рода материалами, которые образуют в грунте несущие и ненесущие конструкции. Для заполнения траншей используют бетон, сборные элементы, различного рода смеси глины с цементом или другими материалами.

Способом «стена в грунте» могут сооружаться:

— туннели мелкого заложения на строительстве коллекторов и метрополитена;

— подземные гаражи, переходы и развязки на автомобильных дорогах;

— шахты очистных и водозаборных станций;

— емкости для хранения жидкости и отстойники;

— противофильтрационные завесы;

— фундаменты жилых и промышленных зданий и т.д.


Устройство подземных сооружений способом «стена в грунте» может быть ограничено из-за наличия:

— грунтов с кавернами и пустотами;

— рыхлых свалочных и насыпных грунтов;

Несущие конструкции стены в траншее (элементы заглубленных и подземных сооружений, фундаментные опоры, подпорные стенки и т.п.) как правило выполняют из бетона и железобетона (сборного и монолитного). В необходимых случаях для укрепления стен в грунте устраиваются анкерные крепления или контрфорсы.

— захоронений каменной кладки, обломков бетонных и железобетонных плит, железа и других препятствий при устройстве траншеи;

— напорных подземных вод, зон оттока или большой местной фильтрации в перерезаемой траншеей толще грунтов;

— грунтов или его прослоев, прочность которых выше максимально допустимой для их разработки имеющимся строительным оборудованием.


Строительство подземных сооружений способом «стена в грунте» должно быть обосновано технико-экономическими расчетами и сравнительной оценкой с вариантами строительства подземных сооружений в открытых котлованах (в том числе с использованием шпунтовых ограждений), с применением опускных колодцев и с другими способами.

Проектирование опускного колодца и конструкций «стена в грунте» состоит из двух основных этапов:

1. Определение формы и наружных размеров колодца в плане и по высоте и конструкций траншей (прорезей) для «стен в грунте« с учетом грунтовых условий и нагрузок. Эта стадия базируется на общей теории механики грунтов и методов расчета грунтовых сред и фундаментов.

2. Конструирование отдельных элементов колодца (стена, перемычки, нож, пазы для бетонного днища и т.д.) и конструкций «стена в грунте». Эта часть проектирования тесно связана с разработкой способа погружения опускного колодца и устройством «стены в грунте».

Расчет конструкции опускных колодцев и элементов «стены в грунте« выполняется в следующем порядке:

— нагрузки от надземной части объекта строительства;

— собственный вес колодца или «стены в грунте»;

— давление грунта на разных глубинах погружения колодца или при разработке траншеи в соответствии со способом строительства «стена в грунте»;

— гидростатическое давление воды на стенки и днище;

— нормативное сопротивление грунта на уровне ножевой части колодца;

— расчет устойчивости элементов «стены в грунте« на различных стадиях производства работ.

Толщина стенок опускного колодца и элементов «стены в грунте« определяется исходя из максимального давления грунта и конструктивного решения подземной части сооружения. При этом должны учитываться вопросы устойчивости и прочности конструкций на всех этапах строительства. На рис. 4.51 приведены расчетные схемы для определения бокового давления грунта на стенку опускного колодца и «стены в грунте».


Помимо вопросов прочности и устойчивости конструкций необходимо проверять достаточность собственного веса колодца для опускания в конкретную грунтовую среду. Также проверяется вероятность отрыва низа опускного колодца от его верхней части при возможном заклинивании последней в прослойках плотных грунтов. Для исключения такого случая иногда колодец делается с наклоном внешних граней стен (см. рис. 4.47, б).

Опускной колодец также следует проверить на всплывание, после того как будет сделано дно и из колодца будет откачена вода.