Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

Строительство по методу I - без учета вечномерзлого состояния грунтов в основании зданий и сооружений


Строительство промышленных сооружений в условиях вечномерзлых грунтов
И.К.Кузнецов, Г.С.Филиппов, Стройиздат, 1964 г.
Публикуется с сокращениями.
OCR Sdelaemsami.Ru

Метод I применяется при возведении фундаментов бытовых зданий или промышленных сооружений, когда на расчетную глубину оттаивания основание слагается скальными и полускальными породами, не имеющими значительных трещин, заполненных льдом или мерзлым грунтом. Во всех случаях грунты в основании не должны подвергаться большому уплотнению под нагрузкой.
Коренные скальные породы, подстилающие наносы, в большинстве случаев с поверхности сильно разрушены процессами выветривания. Практикой работ установлено, что мощность разрушенной зоны коренных пород колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Нередко коренные породы, сильно разрушенные процессами выветривания, состоят из блоков различных размеров, разделяемых трещинами. В таких массивах коренных пород трещины иногда заполнены льдом в виде прожилок и прослоек.
Ледяные включения при переходе из мерзлого в талое состояние могут служить причиной смещения отдельных блоков и связанных с этим просадок оттаивающих пород под тяжестью собственного веса даже при отсутствии внешней нагрузки. Эти обстоятельства обязывают геологов и строителей тщательно изучать геолого-мерзлотные особенности верхней разрушенной зоны коренных пород.
Опыт строительства и эксплуатация промышленных сооружений в Норильске, Магаданской области и других районах Севера показывают, что недооценка просадки оттаивающих мерзлых коренных пород зоны выветривания приводит к деформациям, иногда к разрушению зданий и сооружений. Примером может служить плотина на р. Мяунджа, создающая запас воды для питания мощной тепловой электростанции, где левый берег реки, в месте примыкания плотины и под водосливной плотиной, был сложен из трещиноватых андезито-базальтовых коренных пород. Трещины в породах были заполнены льдом.
По заполнении водохранилища до проектной отметки лед в трещинах оттаял, вследствие чего образовались полости, по которым вода стала просачиваться и уходить в нижний бьеф. Создавшееся аварийное положение заставило устраивать дополнительные скважины для замораживания и устройства бетонной завесы под водосбросом. Ремонт плотины потребовал больших трудовых затрат.
Аварийного состояния с приведенным сооружением можно было бы избежать, предусмотрев в проекте организации работ оттаивание льда в трещинах с последующим их заполнением цементным раствором или другими вяжущими материалами.
Несколько зданий, построенных на трещиноватых коренных породах в Норильске, также дали осадки. Так, например, кирпичная 30-метровая труба кабельной шахты № 12 отклонилась до 30 см от вертикали; разрушено здание пожарного депо рудника открытых работ и др. Причиной деформаций и разрушений зданий явилось нарушение устойчивости грунтов в основании вследствие оттаивания ледяных включений и уплотнения распученных коренных пород.
Глубина заложения фундаментов зданий и сооружений, строящихся на скальном основании, определяется глубиной залегания кровли коренных пород с добавлением на необходимое углубление котлована под фундаменты в разрушенных трещиноватых льдонасыщенных породах. В таких условиях фундаменты здания будут заложены на монолитных скальных породах.
При строительстве на скальных породах, залегающих на глубине 3-4 м, наиболее распространенным типом фундаментов являются железобетонные столбы с башмаком или сваи. Если же скальные породы залегают на глубине менее 3 м от дневной поверхности, экономически выгодней может оказаться ленточный фундамент, так как в этом случае отпадает необходимость устройства рандбалки.
При залегании скальных грунтов на глубине более 4 м. и при сложных гидрогеологических условиях наиболее целесообразно применять свайные фундаменты с опиранием их на скалу. В отдельных случаях, когда верхняя зона скальных пород разрушена, трещины заполнены льдом и при оттаивании могут быть осадки. Поэтому скважины под сваи следует бурить до глубины залегания монолитной скалы. Свая будет опираться на породы, не подвергающиеся уплотнению.
Строители Норильска иногда уплотняют грунты в основании предварительным оттаиванием. Для этой цели пробуривают трещиноватые разрушенные породы и нагнетают в скважины пар давлением 6-8 ат. За 6-8 ч подачи пара происходит оттаивание пород в радиусе до 2 м. Породы под собственным весом после оттаивания льда дают осадку и происходит некоторое уплотнение основания.
Такой способ уплотнения разрушенных коренных пород вполне применим и обеспечивает надежное основание для зданий и сооружений небольшого веса, не воспринимающих больших динамических нагрузок.
При возведении ответственных сооружений (шахтные копры высокопроизводительных шахт, здания крупных тепловых электростанций и другие, имеющие большой вес и не допускающие неравномерных осадок) на трещиноватых смерзшихся коренных породах следует применять мероприятия, усиливающие прочность основания. Для этой цели применяется способ инъекции, т. е. заполнение трещин вяжущими материалами. Заполнение трещин можно осуществить цементным раствором, битумом, силикатами и другими материалами. В условиях мерзлых пород предварительно, до инъектирования, необходимо провести оттаивание льда в трещинах и только после этого можно приступать к нагнетанию того или другого материала.
Для проведения инъекционных работ обычно бурятся скважины диаметром 100-115 мм. Расположение скважин в плане зависит от применяемого для инъекции материала и величины трещин. При цементных растворах радиус действия инъекции принимается 1,5-2 м.
С целью оттаивания льда в трещинах, в пробуренные скважины нагнетается пар под давлением 6-8 ат. Время пропаривания следует принимать из расчета полного оттаивания льда в трещинах и разогрева толщи разрушенных или трещиноватых коренных пород до температуры около 50°С. После окончания пропаривания немедленно приступают к нагнетанию в скважины цементного или другого раствора. Цементный раствор вытесняет воду, образовавшуюся от оттаивания льда, и заполняет все трещины. Разогретые породы обеспечивают возможность цементному раствору набрать необходимую прочность до охлаждения горных пород.
Заполнение трещин в горных породах вяжущими материалами является сложной операцией, особенно в тех случаях, когда предстоит зацементировать определенный участок по вертикали. Для увеличения прочности разрушенных или трещиноватых пород подлежит цементации нижняя часть пород в скважине, залегающая под рыхлыми отложениями. Мощность пород, подлежащих увеличению прочности, может быть различной и зависит от сохранности коренных пород.
Авторам пришлось проводить большой объем опытных работ по увеличению прочности пород в полевых условиях. В качестве инъектирующих материалов применялись: глина, цемент, силикаты, битум различных марок и др. Мощность пород, подвергающихся инъектированию, была различной и составляла от 10 до 30 м.
Рассмотрим подробно организацию и проведение этих работ. Для наглядности принимаем условно толщу разрушенных пород, подлежащих упрочнению, в 10 м.
Для оттаивания этой толщи пород, прогрева ее до + 50 °С и проведения цементации или битумизации проводился следующий порядок работ. На площади, подлежащей усилению прочности пород в основании, пробуривается необходимое количество скважин (расстояние между скважинами 2,5-3 м), которыми прорезаются осадочные грунты и на 10 м коренные породы. Скважины для цементации целесообразно бурить колонковыми станками, обеспечивающими получение скважины цилиндрической формы с ровными стенками.
Для предохранения от обвалов обломочных пород в виде щебенки или гальки с песком грунты бурятся с промывкой глинистым раствором. Если же в верхней части скважины имеются илистые водонасыщенные грунты, следует установить кондуктор из отрезка обсадной трубы, который закрепит устье скважины. Диаметр скважины в осадочных грунтах 115 мм. Пробурив скважину до коренных пород, ее закрепляют обсадными трубами диаметром 112 мм. Бурение скважины в коренных породах ведут диаметром 100 мм.
По окончании бурения скважин их промывают чистой водой, устанавливают тампоны на глубину ниже башмака обсадных труб и закрепляют их при помощи специальной гайки.
Вращая специальную гайку на внутренней трубе тампона, сжимают резиновые кольца тампона, которые плотно прилегают к стенкам скважины и не пропускают поданный пар в верхние слои пород, направляя его только на оттаивание и прогрев пород ниже тампона. Все же какая-то часть пара после оттаивания пород пойдет выше тампона, но этим можно пренебречь.
Во внутреннюю колонку труб тампона опускают водопроводные трубы диаметром 33 мм, нижняя часть колонны паропроводных труб снабжена перфорацией на длину мощности коренных пород ниже тампона. Перфорация трубы позволяет равномерно распределять пар по всей площади стенок скважины, охлажденный пар выходит на поверхность по зазору между трубой паропровода и внутренним диаметром тампона. В зависимости от количества скважин, пробуренных на площадке, производится паропрогрев одновременно всех скважин, если же невозможно одновременно вести работу во всех скважинах, нагнетание пара в скважины производится в последовательности, установленной проектом. Температуру прогретых пород определяют термометрами, опускаемыми в контрольные скважины, специально пробуренные для этой цели. После прогрева пород через внутреннюю колонну труб тампона нагнетают цементный раствор (состава 1:3) в скважину. При давлении в 6-8 ат раствор, продвигаясь по трещинам, вытесняет воду, впрессовывается в крупные и мельчайшие трещины, обеспечивая надежное усиление прочности пород в основании.
Окончив нагнетание цементного раствора в скважины, необходимо разжать резиновые кольца тампона и поднять его на поверхность. Оставление тампона в скважине на длительное время может привести к его схватыванию с цементным раствором, могущим попасть по трещинам на внешнюю поверхность тампона. После подъема тампона все его детали необходимо тщательно промыть и смазать, подготовив его тем самым к спуску в последующие скважины.
На устойчивость возводимых зданий, в основании которых залегают коренные породы, иногда оказывает большое влияние слой рыхлых мерзлых отложений, залегающих над скалой. Эти грунты при оттаивании и последующем замерзании могут вызвать неучитываемые усилия, получающиеся от пучения надскального грунта при сезонном промерзании.
На ряде строек в Норильске в стенках подземных каналов наблюдались образования зимой трещин от сил пучения. При строительстве административного здания на Гвардейской площади Норильска силами пучения при замерзании деятельного слоя были разрушены фундаменты. Следует отметить, что фундаменты возводились на скальном основании. После выемки грунта из траншеи для прокладки инженерных коммуникаций по ряду причин строительство было прекращено. Через три года после консервации работ строительство было возобновлено. В начале работ было обнаружено, что силами пучения бетонные столбы фундаментов были разорваны, приподняты на 10-15 см и сдвинуты в сторону. Подобные деформации были зарегистрированы на ряде строек. Для предотвращения подобных явлений, возникающих при замерзании деятельного слоя надскальных пучинистых грунтов, рекомендации могут быть различные.
При неглубоком залегании коренных пород иногда бывает целесообразно строить бутобетонные фундаменты увеличенной прочности высотой на всю мощность рыхлых отложений, хотя до сих пор не всегда имеются данные, определяющие горизонтальные усилия от пучения. Лучшим выходом в этом случае, на наш взгляд, может быть замена пучинистых грунтов крупноскелетными грунтами хотя это значительно увеличивает объем земляных работ.
Коренные породы, как правило, покрывает слой рыхлых мерзлых грунтов различной мощности. Под отапливаемыми зданиями оттаивание мерзлых грунтов происходит неравномерно в зависимости от теплового влияния коммуникаций и других тепловых процессов. Вследствие этого полы, устроенные на мерзлых грунтах, разрушаются, а в ряде случаев разрушаются внутренние инженерные коммуникации.
В Норильске у некоторых зданий и сооружений неоднократно производились работы по восстановлению коммуникаций, которые после ремонта вновь подвергались разрушению.
В дальнейшем в целях нормальной эксплуатации зданий, построенных на глубоко залегающих скальных основаниях, стали строить подвесные железобетонные конструкции, опирающиеся на сваи или столбовые фундаменты, установленные ка скальном основании, и несущие оборудование, каналы, инженерные коммуникации и полы.
При залегании скалы на глубине порядка 10 м, учитывая опыт строителей Норильска, фундаменты под тяжелое оборудование целесообразно возводить непосредственно на скальном основании, учитывая его прочность. Более экономичными, при нешироких сооружениях, оказались конструкции, в виде поперечных ригелей, опирающиеся на фундаменты здания и средние столбовые фундаменты (между фундаментами зданий).
Очевидно, что возведение фундаментов и строительство зданий без учета мерзлого состояния грунтов, за исключением прочной монолитной скалы, не подверженной осадкам и пучению, весьма сложно и прибегать к этому методу, на наш взгляд, следует только в тех случаях, когда другой метод нельзя применить вследствие конструктивных особенностей здания и экономической целесообразности.
В районах вечной мерзлоты имеются таликовые зоны. Основания фундаментов в таликовых зонах не отличаются от обычных оснований, поэтому конструктивные решения для зданий и сооружений в этих условиях в Магаданской области, Норильске и других районах принимались такими же, как и в центральных районах страны. Любые сооружения можно весьма надежно построить на постоянных сквозных таликах или надмерзлотных таликах в поймах рек. Во избежание затопления сооружений паводковыми водами их можно возводить на галечных отсыпках, которые легко можно отсыпать при наличии гальки в поймах горных рек или защитить дамбами обвалования. Однако при выборе строительной площадки необходимо тщательно изучать грунты в основании фундаментов, так как нередки случаи, когда в талых грунтах встречаются отдельные участки или линзы мерзлых грунтов. Например, в Магадане встречаются наряду с талыми грунтами вечномерзлые грунты в виде отдельных островков, которые при воздействии на них тепла становятся неустойчивыми, изменяя свое положение и форму.
При изыскании и проектировании на строительной площадке Дома связи в Магадане на глубине 6-10 м были встречены отдельные мощные линзы льдонасыщенных пылеватых песков и ила. При проектировании и строительстве здания не были приняты соответствующие меры или индивидуальные решения по оттаиванию мерзлых грунтов, что привело к деформации этого здания после 1-2 лет эксплуатации. Для восстановления здания был применен способ замораживания оттаявших грунтов в основании.
Мерзлые линзы были встречены в талых грунтах в основании фундаментов здания детских яслей по Комсомольской улице, зданий по Портовой улице (Магадан) и др. При проектировании этих зданий было осуществлено электрооттаивание мерзлых линз в основании и после этого были возведены фундаменты.
При эксплуатации этих зданий в течение 5-7 лет деформаций не обнаружено. На строительстве некоторых зданий обнаруженные мерзлые линзы в основании фундаментов были вынуты и заменены сухими грунтами с послойным уплотнением. Эти мероприятия также дали положительные результаты.
В Норильске, где на участках с талыми грунтами в основании строились отапливаемые здания с подвалами на ленточных фундаментах, конструкция этих зданий ничем не отличалась от зданий, возводимых в центральных районах страны.
В процессе эксплуатации большинство этих зданий не имело деформаций, однако отдельные здания, расположенные в этом же районе, имели неравномерные осадки, достигающие в углах зданий 10 см. Причины деформации объясняются наличием в талых грунтах линз льда, которые после оттаивания уплотнялись и вызывали осадку углов здания.
Из приведенных примеров видно, что иногда не проводятся своевременно необходимые мероприятия при наличии небольших мерзлых линз в талых грунтах.
При тщательном изучении зоны талых грунтов в основании фундаментов целесообразно строить здания и сооружения преимущественно на ленточных фундаментах, со стенами и перекрытиями обычной конструкции.
Во всех случаях при обнаружении в талых грунтах мерзлых линз следует произвести их оттаивание и только тогда приступать к возведению фундаментов. Это сохранит здание от деформаций и позволит нормально их эксплуатировать. Если же не представляется возможным оттаять мерзлый грунт, его следует из-под основания фундаментов удалить и заменить крупноскелетным сухим грунтом.
В Магадане на строительстве дома в четыре-пять этажей по Портовой улице при отрывке котлована под фундаменты были встречены линзы вечной мерзлоты мощности до 3 м. В мерзлых линзах были пройдены буровые скважины диаметром 300 мм и установлены грунтовые сваи из смеси гравия, щебенки и глины. В течение последующих лет эксплуатации здания не имели деформаций.
При проектировании и строительстве не рекомендуется размещать здания или сооружения частично на таликах и частично на вечномерзлых грунтах. Даже при наличии осадочного шва мерзлые включения могут дать значительные осадки и вызвать недопустимые деформации и разрушения сооружений.


Популярные статьи


   Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках...
прочитать полностью >>
   Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада.
прочитать полностью >>
   Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные...
прочитать полностью >>
   Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры...
прочитать полностью >>


В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями.
прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску...
прочитать полностью >>
Эта мастика настолько удачно работает над такими проблемными местами, как оконные проемы с наслоившейся на них монтажной пеной, что ранее популярный силикон уже давно уступил полиуретановой мастике первое место в рейтинге герметиков.
прочитать полностью >>
Подвесной потолок – это система, состоящая из металлического каркаса, который прикреплен к перекрытию, а к нему крепятся уже готовые модульные элементы, создающие плоскость потолка. Приведем ряд преимуществ данной потолочной конструкции.
прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации. Электролобзик предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала.
прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды именно водонагреватель стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором. Сегодня производители выпускают множество моделей водонагревателей...
прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом!
узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом!
узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас!
узнать подробности >>

   При цитировании материалов сайта "Сделаем сами.Ру" гиперссылка обязательна