1.Основные понятия и определения в фундаментостроении - грунт, основание, фундамент и его элементы (стр. 11 )

32.Сущность возведения фундаментов с применением кессонов.

1. Область применения и классификация
В настоящее время кессоны применяются, когда: подземное сооружение возводится в непосредственной близости от существующих зданий или сооружений и есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы их фундаментов;
подземное сооружение строится в сильно обводненных грунтах. В этих условиях опускной колодец требует больших затрат на водоотлив, и поэтому экономически выгоднее использовать кессон. Кроме того, кессон находит применение при проходке горизонтальных туннелей в водонасыщенных грунтах.
По назначению различают кессоны: для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий; для выполнения различных строительных работ под водой.
По способу опускания кессоны делят на: опускаемые с поверхности земли и из котлованов; островные, погружаемые на местности, покрытой водой, с искусственных островков; наплавные, опускаемые с воды путем затопления кессонной камеры, которой предварительно сообщается плавучесть [27].

В условиях, когда приток и напор воды невозможно снять водопонижением, опускные колодцы сооружают методом кессона.
Кессон представляет собой герметичную рабочую камеру, имеющую шлюзовые входы для удаления грунта, декомпрессии и эвакуации людей.
Внутри рабочей камеры создают избыточное давление, вытесняющее из нее воду. Разработку грунта внутри рабочей камеры ведут гидромониторами, а его удаление осуществляют в виде пульпы - грязевыми насосами. Возможно также использование механических средств для копки и удаления грунта.

Элементы кессона и оборудование для его опускания

 Кессоны для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий


Рис. Схемы устройства кессона
а — для заглубленного здания; б — для глубокого фундамента; 1 — кессонная камера; 2 — надкессонное строение; 3 - гидроизоляция; 4 —шлюзовой аппарат

Собственно кессон (рис. VII-22) состоит из кессонной камеры, надкессонного строения, гидроизоляции. Обычно кессонная камера устраивается из железобетона и лишь в редких случаях — из металла.
Форма сечения кессонной камеры — прямоугольная, квадратная или круглая. Стенки камеры наклонные и заканчиваются ножом (рис. VII-23). Высота камеры от банкетки до потолка принимается не менее 2,2 м. В потолке оставляются отверстия для установки шахтной трубы, патрубков для трубопроводов сжатого воздуха, воды, электроэнергии.

Рис. Нож кессона
а — тупой; б —с резцом; 1— опалубка; 2 — хомуты

Надкессонное строение выполняется в зависимости от назначения кессона как колодец с железобетонными стенками (рис. VII-22, а) или в виде сплошного массива из монолитного бетона или железобетона (рис. VII-22,б). Иногда в конструкции надкессонного строения предусматривается установка по наружному контуру кессона тонких железобетонных плит-оболочек, выполняющих роль внешней опалубки. С внутренней стороны плиты-оболочки снабжается выпусками арматуры или покрываются мелким щебнем (щебеночная шуба). То и другое служит связью для бетона, укладываемого в надкессонное строение.
Гидроизоляция наносится на наружные стенки кессона для защиты от проникания воды внутрь кессона. В качестве гидроизоляции применяются торкрет, покраска битумно-бензиновым раствором, штукатурка из холодных битумных мастик и из горячих асфальтовых растворов, металлические листы, свариваемые в виде ванны. Перед нанесением гидроизоляции поверхность бетона должна быть хорошо очищена от грязи, краски, масляных пятен и т. п.

33.Основные положения расчета и проектирования кессонов

Кессоны

Этот способ постройки фундаментов заключается в применении сжатого воздуха для осушения рабочего пространства при работе на акватории. Такой способ впервые использовался ещё в XVII веке, в Швеции, в водолазном колоколе для работы на дне водоемов (см. схему).

Кессон в прямом переводе «перевернутый ящик» - используется при постройке на местности, покрытой водой.

Принципиальная схема устройства кессона - фундамента глубокого заложения.

В соответствии с представленной схемой кессон имеет рабочую камеру с избыточным давлением. Опускание и подъём в рабочую камеру как рабочих, так и материалов осуществляется через шахту. Для выравнивания давления над шахтой устраивается шлюз.

По мере разработки грунта в рабочей камере над кессоном устраивается кладка для увеличения веса конструкции.

Глубина погружения кессона ниже горизонта воды ограничивается тем давлением воздуха, которое ещё не оказывает вредного влияния на рабочих, это 3,0…3,5 атм., или 35…40 м.

Способ погружения кессона аналогичен опускному колодцу.

Время пребывания рабочих в кессоне ограничено 2…6 часами в зависимости от величины избыточного давления. На каждого рабочего в кессоне должно подаваться не менее 25 м3 сжатого воздуха в час.

На рисунке, приведённом ниже, показана общая схема нагрузок, действующих на кессон в момент погружения. На этой схеме приняты следующие обозначения:

q – масса над кессонной кладки;

Р – давление внутри кессона;

Rв – вертикальная реакция под ножом;

Rн – наклонная реакция под ножом;

Eа – активное давление грунта на боковые стены рабочей камеры.

Общая схема нагрузок, действующих на кессон в момент погружения.

Расчет кессона состоит из двух частей:
1) расчет массивного фундамента с кессоном, заполненным кладкой и составляющим одно целое с надкессоннои частью фундамента. Этот расчет производится аналогично расчету опускных колодцев;
2) расчет камеры кессона, представляющий собой пространственное сооружение.
Так как расчет камеры кессона весьма затруднителен, допускают упрощения, которые заключаются в следующем:
1) рабочую камеру рассчитывают как плоскую конструкцию шириной, равной 1 м по длине стены рабочей камеры (в виде рамы или фермы);
2) при рамной конструкции расчленяют ее на отдельные элементы (стойки, ригель), считая их как шарнирно сочлененные конструкции без жесткой заделки на опорах.

Глубину погружения кессона и его внешние размеры определяют так же, как и для опускных колодцев.

Расчет кессонной камеры производится на отдельных этапах:

Кессонная камера с некоторой частью надкессонного строения опёрта на подкладки, оставленные в фиксированных точках.

Кессонная камера опущена на проектную глубину; давление воздуха в кессоне, вследствие его форсированной посадки, равно 50% от расчетной величины для данной глубины опускания.

То же, но давление воздуха равно расчетной величине.

То же положение, но ножевая часть очищена от грунта.

Конец формы

34.Производство работ по возведению фундаментов с помощью кессонов.

1. Область применения и классификация
В настоящее время кессоны применяются, когда: подземное сооружение возводится в непосредственной близости от существующих зданий или сооружений и есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы их фундаментов;
подземное сооружение строится в сильно обводненных грунтах. В этих условиях опускной колодец требует больших затрат на водоотлив, и поэтому экономически выгоднее использовать кессон. Кроме того, кессон находит применение при проходке горизонтальных туннелей в водонасыщенных грунтах.

По назначению различают кессоны: для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий; для выполнения различных строительных работ под водой.

По способу опускания кессоны делят на: опускаемые с поверхности земли и из котлованов; островные, погружаемые на местности, покрытой водой, с искусственных островков; наплавные, опускаемые с воды путем затопления кессонной камеры, которой предварительно сообщается плавучесть.

В условиях, когда приток и напор воды невозможно снять водопонижением, опускные колодцы сооружают методом кессона.
Кессон представляет собой герметичную рабочую камеру, имеющую шлюзовые входы для удаления грунта, декомпрессии и эвакуации людей.
Внутри рабочей камеры создают избыточное давление, вытесняющее из нее воду. Разработку грунта внутри рабочей камеры ведут гидромониторами, а его удаление осуществляют в виде пульпы - грязевыми насосами. Возможно также использование механических средств для копки и удаления грунта.

Элементы кессона и оборудование для его опускания

 Кессоны для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий

Рис. Схемы устройства кессона
а — для заглубленного здания; б — для глубокого фундамента; 1 — кессонная камера; 2 — надкессонное строение; 3 - гидроизоляция; 4 —шлюзовой аппарат

Собственно кессон (рис. VII-22) состоит из кессонной камеры, надкессонного строения, гидроизоляции. Обычно кессонная камера устраивается из железобетона и лишь в редких случаях — из металла.

Форма сечения кессонной камеры — прямоугольная, квадратная или круглая. Стенки камеры наклонные и заканчиваются ножом (рис. VII-23). Высота камеры от банкетки до потолка принимается не менее 2,2 м. В потолке оставляются отверстия для установки шахтной трубы, патрубков для трубопроводов сжатого воздуха, воды, электроэнергии.

35.Область применения фундаментов глубокого заложения.

Фундамент глубокого заложения, он же глубоко заглубленный фундамент, - это фундамент, основание которого находится на глубине большей, чем глубина промерзания грунта. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью. Заложение глубоко заглубленного фундамента подразумевает большой объем земельных работ: траншею под фундамент нужно рыть на большую глубину. Расход бетона на такой фундамент так же большой. Плюсом фундамента глубокого заложения является его большая несущая способность, поэтому такие фундаменты характерны для тяжелых домов, построенных из кирпича или железобетона, а так же для многоэтажных домов.