Технология возведения подземных сооружений под существующими зданиями в условиях плотной городской застройки

   Содержание
   
   Введение…………………………………………………………………
   Глава 1. Обзор и обобщение производственного опыта по разработке и использованию  технологий производства строительно-монтажных работ при возведении подземных сооружений различного назначения под существующими зданиями
   1.1 Театр сирко………………
   1.2 Константиновский дворец………………………
   1.3 Каменноостровский театр……………………
   1.4 Реконфисс ……………………………………
   1.5 Патент …………………………………………………..
   Глава 2 Как назвать…………………………………
   2.1 Условия осуществления строительного производства ………
   2.2 Расчет и конструирование монолитного ребристого перекрытия……...
   2.2.1 Исходные данные……………………………………………………...
   2.2.2 Нагрузки………………………………………………………………...
   2.2.3 Расчет элементов монолитного перекрытия………………………….
   2.3 Расчет оснований и фундаментов………………………………………..
   2.3.1 Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции……...
   Заключение………………………………………………………………
   Библиографический список…………………………………………………...
   
   
   
   Введение
   Рост объемов и масштабов эффективного освоения и развития подземного городского пространства наблюдается сегодня во всем мире. Он связан со всевозрастающей концентрацией населения в этих городах и непрерывным ростом численности автомобильного парка, которые порождают практически все наиболее острые современные городские проблемы - территориальные, транспортные, экологические, энергетические.
   В настоящее время площадь земной поверхности, занятой под объекты жилищного, промышленного, хозяйственного и социально-культурного назначения, транспортные, энергетические и другие виды инженерных коммуникаций, составляет более 4% от всей поверхности суши. Площадь застройки в некоторых государствах Европы уже достигает 15, а то и 20 процентов от их общей территории. Площади, проспекты и улицы городов заполонили «полчища» автомобилей, количество которых растет в геометрической прогрессии, требуя расширения проезжей части и числа парковочных мест.
   Освоение новых территорий неминуемо ведет к сокращению лесных угодий и уменьшению площади земель, пригодных для производства сельскохозяйственной продукции. Нехватка земли в городах, а особенно в мегаполисах, диктуют необходимость перехода от горизонтального к вертикальному зонированию городского пространства.
   Увеличение масштабов освоения подземного пространства – объективная закономерность развития человеческой цивилизации. С одной стороны, во многих населённых пунктах всё острее становится проблема нехватки территории под застройку и проблема освоения территории со сложными инженерно-геологическими условиями. С другой стороны развитие крупных городов в глубину приводит к сокращению расхода общественного полезного времени, транспортных расходов, расхода энергетических ресурсов.
   Не секрет, что наши российские города расширяются зачастую сумбурно, безалаберно и стремительно, без какого-либо действенного контроля. Последствиями такого анархического разрастания является, например, увеличение автомобильных пробок и как следствие уровня загрязнения воздуха, отсутствие зеленых насаждений или затруднительное водоснабжение, что несовместимо с понятием устойчивого развития. 
   Освоение подземного пространства позволяет эффективно использовать такие функции, как транспортные развязки, торговые центры, театры, объекты общественного питания. Это в свою очередь должно привести к большей компактности городов, обеспечению устойчивого развития города и позволит создать благоприятную среду для жизнедеятельности в результате свободного наземного пространства для отдыха и социальной активности, зелёных полей и жилых районов. 
   В крупных городах с высокой плотностью населения особенно ценной представляется возможность экономии и рационального использования городской территории при проектировании подземных пространств.
   Эксплуатация подземного потенциала позволит более эффективно использовать пространство, сделает систему движения мобильнее и  как следствие - к обновлению и улучшению качества жизни в мегаполисе. При этом улучшается качество транспортного обслуживания населения. Появляется возможность экономии энергетических ресурсов за счет меньших теплопотерь подземных зданий и отсутствия резких температурных колебаний, зависящих от смены сезонов.
   Свободное пространство не является единственным ресурсом подземного строительства. В целях достижения устойчивого развития следует так же оптимально использовать грунтовые воды, геоматериалы и геотермальную энергию. 
   Несмотря на то, что переход от поверхности к глубине осуществляется уже давно и эксплуатируется всё больше городских подземных ресурсов, происходит это, к сожалению, без реального планирования. 
   Управление потенциалом подземного пространства необходимо для рационального использования ресурсов и предотвращения возможных необратимых последствий хаотичной застройки. 
   Выбор зон наиболее активного строительства подземных сооружений определяется градостроительными и функциональными требованиями и целесообразностью использования тех или иных участков и зон города. 
   В пределах города подземные структуры могут размещаться практически повсеместно, минимально воздействуя на природный ландшафт и окружающую среду. Они надежно защищены от прямого воздействия климатических факторов: дождя и снега, жары и холода, ветра и солнца. Подземные сооружения отличаются повышенной виброустойчивостью и акустической изоляцией. И, наконец, достаточно хорошо защищены от воздействия сейсмовзрывных волн и проникающей радиации, что обеспечивает их неуязвимость от средств массового поражения.
   Строительство подземных этажей под существующими зданиями создаёт дополнительные полезные площади в условиях плотной городской застройки, позволяет усилить существующие фундаменты и передавать нагрузку от здания на более надёжное грунтовое основание. 
   Цель работы - исследовать и усовершенствовать технологию возведения подземных сооружений под существующими зданиями в условиях плотной городской застройки, которое бы обеспечивало современным требованиям создания экономичной жилой среды разного качественного уровня и использующей для этого инновационные строительные материалы и технологии.
   Согласно цели работы требуется решить следующие задачи:
   1. Разработать способ переопирания надземной части здания на период разработки грунта под ним.
   2. Предложить способ разработки и удаления грунта из-под здания.
   3. Обеспечить устойчивость въездной и выездной траншеи, либо предложить способ использования механического подъемника.
   4. Разработать способ возведения подземной части здания
   Предмет исследования – комплекс инновационного организационно-технологического решения по возведению подземных сооружений под существующими зданиями в условиях городской застройки на основе соответствующих требований разного качественного стандарта, отвечающих её экономическим возможностям.

   
   
   
   
   
   
   
   
   Глава 1. Обзор и обобщение производственного опыта по разработке и использованию  технологий производства строительно-монтажных работ при возведении подземных сооружений различного назначения под существующими зданиями
   В современных городах использование новейших технологий производства подземных работ часто является единственным способом возведения новых объектов. Плотность застройки не даёт возможности строительства традиционными способами. Это и является фактором, определяющим выбор прогрессивных методов, использование которых позволяет расширить городское пространство. Территория города используется более эффективно за счёт появления подземных уровней.
1.1. Театр сирко
   На сегодняшний день описано несколько случаев устройства подземных объемов под существующими зданиями. Например, португальским геотехником А. Пинто была решена задача реконструкции исторического здания театра Circo в Лиссабоне (рис.1) – непосредственно под зрительным залом, была устроена вторая сцена. Для проведения работ по ремонту и расширению Театро Сирко потребовалось откопать котлован с максимальной глубиной 11 м для возведения нового подземного зала, при этом вокруг котлована сохранялись существующие кирпичные и чугунные конструкции трех балконов, главного входа и фойе.
    
   Рис. 1. Вид главного фасада Театро Сирко

Рис. 2. Начальные работы по откопке котлована в центральной части театра
   Новая подземная конструкция строилась с использованием железобетонных стен, колонн, балок и плит. Подпорные стенки сооружались методом анкерной плиты, когда бетонные панели временно устанавливались на вертикальные микросваи. Некоторые из стен выборочно играли роль фундаментов существующих конструкций. 










Рис. 3. План театра и план проведения работ нулевого цикла
   Для успешного выполнения работ чрезвычайно важно было обеспечить устойчивость кирпичных и чугунных конструкций театра, а также выбрать такие технические решения, выполнение которых было возможно с использованием широкого спектра оборудования, которое работало бы в низких и/или узких пространствах, с минимальной вибрацией и шумом, а также с минимальной требуемой вентиляцией (Рис. 2-5, 18 и 21).
   
   
   Рис. 4. Первые буровые работы в низком помещении
   Изначально театр был построен на выветренном граните с включениями валунов на глиняной матрице, под слоем которого, на глубине от 4 м до 15 м, находится коренной.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Рис. 5. Продольный геологический разрез
 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Рис. 6. Продольное сечение работ по откопке
   
   В силу некоторых ограничений была выбрана технология укрепления существующих стальных и кирпичных колонн и стен при помощи микросвай, несущих максимальную нагрузку примерно в 350 кН. Примененные микросваи располагались на гибких пустых стальных трубах с внешним диаметром 127 мм и толщиной 9 мм. Поверх всех микросвай были уложены железобетонные ростверки и балки. Связь с кирпичными конструкциями была увеличена парами заранее напряженных балок Геви диаметром 32 мм, обеспечивающих перенос нагрузки с исходных конструкций на микросваи. Для того, чтобы компенсировать тонкость микросвай сваи, расположенные внутри основной зоны откопки, были соединены бетонными ростверками. Эти ростверки выполняли также и защитную функцию против воздействия строительной техники во время проведения работ по откопке (рис. 7, 8, 9, 10, 18 и 21).
   
   
   Рис. 7. Методы укрепления фундаментов: первая схема перераспределения нагрузки
   На втором этапе после завершения строительства новых конструкций и их оснований, нагрузка на микросваи была снята устройством плоских домкратов, после чего определенное количество свай было срезано. Разгрузка свай позволила упростить процесс перераспределения нагрузки на новые конструкции с частичной компенсацией вертикальных деформаций. Плоские домкраты были временно заполнены маслом для регулирования прилагаемых нагрузок. После обрезки микросвай, расположенных в местах, не предусмотренных новым архитектурным проектом, масло заменили постоянным высоко эластичным строительным раствором (рис. 8).
   
   
   
   
   
   




Рис. 8. Методы укрепления фундаментов: вторая схема перераспределения нагрузки
   
   
   Рис. 9. Принцип укрепления конструкций во время проведения работ по откопке котлована под балконами
   Плоские домкраты предназначались не только для ограничения возрастающих осадок во время второго перераспределения нагрузки, но и для улучшения связи между новыми и существующими конструкциями (рис. 11, 12).
   
   
   Рис. 10. Принцип укрепления конструкций во время проведения работ по откопке котлована под балконами и главным входом (вид сзади)
   За весь период ведения работ осадки здания не превысили 8 мм. Такой прекрасный результат достигнут в сравнительно благоприятных инженерно-геологических условиях и при наличии скальных пород на небольших глубинах, служащих опорой свай усиления. 
1.2. Константиновский дворец
Подобный успешный пример при устройстве подземного объема под памятником архитектуры в Санкт-Петербурге: организация парадного вестибюля Константиновского дворца в Стрельне для входа из Нижнего парка. 

   Рис.1. Организация парадного вестибюля (разрез по оси симметрии дворца
   Практически единственным вариантом, позволяющим решить все поставленные задачи, являлось инъекционное закрепление и армирование кирпичной кладки с пересадкой всего подпорного сооружения на сваи усиления, опирающиеся на прочные отложения. Инъекция кладки была необходима для восстановления ее сплошности и прочности, армирование – для ее совместной работы в пределах всей конструкции; устройство свай усиления – для передачи нагрузки на малосжимаемые грунты основания. Следует отметить, что устройство традиционных наклонных свай с уровня нижней террасы было(около 4,0 м БС) неэффективно, поскольку разрушенная кирпичная кладка фундаментов непригодна для заделки голов буроинъекционных свай, а подпорная стенка практически недоступна для усиления. При этом устройство свай усиления позволяло восстановить историческую схему работы конструкций подпорного сооружения, в основании которого имелись деревянные сваи. В результате воссоздавалась историческая схема работы системы «дворец – подпорное сооружение – основание».
   Реализация предложенной концепции оказалась весьма эффективной, обеспечив надежность подпорного сооружения и дворца и возможность безаварийного ведения реконструкционных работ.
   Благодаря усилению подпорных сооружений армирующими элементами – сваями удалось решить вопросы насыщения погребов коммуникациями без угрозы сохранности памятника. На фотохронике, представленной на рис. 3, можно проследить последовательность преображения анфилады погребов. Для размещения многочисленных сетей потребовалось выполнить понижение уровня грунта до 1,5 м ниже подошвы кирпичной кладки поперечных стен погребов. Стены «зависли» на тонких буроинъекционных сваях. Армирование свай сплошной  металлической трубой исключило возможность их повреждения при углубительных работах. Лучшим свидетельством высокого качества свайных работ стало то обстоятельство, что ни один фрагмент усиленной сваями кирпичной кладки не получил сколько-нибудь заметных смещений. Выполненные работы по усилению фундаментов беспрецедентны в отечественной практике.
   Вывешивание конструкций гротов на сваи позволило организовать вход со стороны Нижнего парка с заглублением в зоне центральной лестницы более чем на 4 м. Для этого кирпичные столбы центральных погребов с помощью металлической рамы были вывешены на специально устроенных буроинъекционных сваях с трубчатым армированием, между столбами была устроена подпорная стенка из свай (рис. 4). О последовательности работ свидетельствуют кадры фотосъемки, представленные на рис. 5.
   
   а
   б	
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   в
   








г



















д














Рис. 3. Реконструкция погребов: а - вид анфилады погребов до начала работы; б - погреба после усиления буроинъекционными сваями с трубчатым армированием; вид после углубления погребов; в - подведение железобетонных ростверков под подошву кирпичной кладки; устройство дренажа вдоль анфилады погребов; г - облицовка ростверков кирпичом; д - устройство полов над ростверками (пространство ростверков используется для размещения коммуникаций)
   а
   
   
   б
   
   
   в
   
   Рис. 4. Центральная лестница парадного вестибюля под террасой: а - общий вид; б - деталь усиления столба (разрез); в - план усиления столбов для организации парадного входа; 1 – существующие столбы центрального погреба; 2 – сваи усиления, выполненные с поверхности террасы; 3 – сваи усиления столбов, выполненные из погребов; 4 – подпорная стенка из свай; 5 – металлическая опорная рама, введенная в кладку столба для передачи нагрузки от него на сваи усиления
   В центральном подвале под тройной аркой дворца было выполнено инъекционное закрепление бутовой кладки фундаментов столбов, устроена противокапиллярная гидроизоляция. После этого столбы откапывались примерно на 1 м, в них вводилась железобетонная плита силового пола, а затем бутовая кладка бралась в железобетонную обойму (рис. 6).
   а
   
   б
   
   

   в
   
   Рис. 5 (начало). Устройство центральной лестницы парадного вестибюля: а - исходное состояние; б - усиление столбов металлической рамой; передаю- щей нагрузку на сваи усиления; в - устройство подпорной стенки из свай и армирование
   г
   
   
   
   
   
   д
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Рис. 5 (окончание). Устройство центральной лестницы парадного вестибюля: г - эскиз декора центральной лестницы (ООО «Арт-Эксперт»); д - вид парадной лестницы до отделки.
   На поверхности террасы головы свай усиления были объединены железобетонной плитой толщиной до 150 мм, обеспечивающей совместность работы свай и передачу на них нагрузок от транспорта в случае его движения по террасе. При проектировании покрытия террасы пришлось решить весьма сложную задачу: каким образом организовать систему водоотведения в узком пространстве, ограниченном снизу уровнем кирпичной кладки сводов, перекрывающих погреба, гроты и лоджии, а сверху – историческими отметками поверхности террасы. Высота этого пространства в редких случаях доходила до 70 см, чаще же всего ограничивалась полуметром. При этом здесь надо было разместить железобетонную плиту, объединяющую головы свай усиления, которой следовало придать уклоны, необходимые для реализации новой концепции водоотведения (подробнее об этом см. статью Г. И. Клиориной и Л. А. Глыбина в настоящем журнале). Следовало учесть также и толщину гранитного мощения террасы. Для исключения замерзания воды в лотках потребовалось устроить систему снеготаяния, для чего на плите был развернут лабиринт специальных пластиковых трубок для подачи теплой жидкости.
   Можно утверждать, что успешное восстановление Константиновского дворца, его лоджий и террасы оказалось возможным только благодаря комплексному решению всей совокупности геотехнических задач по усилению фундаментов, организации водоотведения, выполнению гидроизоляции, устройству парадного вестибюля.
   а








б
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   в
   
   г
   
   
   
   	
   
   
   
   д
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   е
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Рис. 6. Реконструкция подвалов дворца под тройной аркой: а - исходное состояние; б - откопка бутовой кладки после инъекционного закрепления (видны следы деревянной опалубки – «ряжа», в которую укладывались валуны при строительстве дворца); в - армирование обоймы силовой плиты пола и устройство противокапиллярной отсечки; г - обетонирование бутовой кладки; д - устройство теплых полов; е - отделочные работы
   
1.3. Каменноостровский театр
Аналогичная задача была поставлена при модернизации деревянного здания Каменноостровского театра (рис.1) так, чтобы он отвечал действующим нормам и оснащенный современным оборудованием, и при этом сохранить исторический памятник в первозданном виде. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Рис. 1. Каменноостровский театр. Начало реконструкции.
   При устройстве подземного пространства под Каменноостровским театром пришлось решить существенно более сложную геотехническую задачу. Прежде всего, театр расположен на берегу Невки, территория характеризуется высоким уровнем подземных вод. Каменный остров имеет сравнительно низкие абсолютные отметки поверхности и поэтому подвергается подтоплению при наводнениях.
   Принятая в проекте последовательность выполнения работ по устройству подземного сооружения изображена на рис. 2…9. Работы разделены на 6 этапов:
   1. Пробуривались отверстия в существующих стенах для размещения поперечных балок узла временной передачи нагрузок от стен на сваи.
   2. Устраивались буроинъекционные сваи, подводились поперечные металлические балки, армировались и бетонировались железобетонные обвязочные пояса для передачи нагрузки от стен на сваи (рис. 2,3). Параллельно погружалосб шпунтовое ограждение. Буроинъекционные сваи изготавливались по технологии «Titan» в два этапа. Вначале на глубину подземного сооружения погружалась обсадная труба, затем внутри обсадной трубы выполнялась свая. Обсадная труба повышает жесткость верхней части свай на изгиб, что необходимо при откопке подземного сооружения.
   3. Поперечные балки поддомкрачивались, стопорные гайки на штангах свай усиления подтягивались, в результате чего нагрузка передается на сваи усиления. После этого можно было приступить к разборке нижних частей бутовых фундаментов (рис.4). Данные работы выполнялись в максимально щадящем режиме без передачи динамических нагрузок на существующие конструкции. После удаления нижних частей бутовых фундаментов под них подводилась железобетонная плита, составляющая жесткий диск в уровне фундаментов (рис.5). Под фундаментами заливались подфундаментные ленты, обеспечивающие передачу нагрузки на плиту. Буроинъекционные сваи также заделывались в плиту жесткого диска. После этого была исключена необходимость передачи нагрузки через узел, выполненный на этапе 2. Нагрузки от стен здания передаются на сваи непосредственно через плиту жесткого диска.
   4. Откапывался котлован подземного сооружения на проектную отметку. Откопка выполнялась  послойно, начиная с периметральных участков. При этом соблюдалась симметрия откопки с разных сторон здания. Для обеспечения устойчивости шпунтового ограждения устраивался распределительный пояс и система распорок, опирающихся на плиту жесткого диска и крепящихся к специальным закладным в плите (рис.6, 7). После экскавации грунта в периметральных участках на дно котлована была опущена малогабаритная техника и началась экскавация грунта под зданием театра. Для обеспечения возможности механизированной разработки грунта под театром буроинъекционые сваи располагались группами по 4 и более свай, между которыми возможен проезд техники. В процессе экскавации грунта сваи раскреплялись раскосами для образования колонн сквозного сечения и обеспечения устойчивости опор.
   5. Устраивалась плита ростверка на дне котлована подземного сооружения. При этом организовывались узлы заделки буроинъекционных свай в плиту ростверка.
   Затем, осуществлялось бетонирование наружных и внутренних стен и колонн подземного сооружения (рис.8). После бетонирования наружной стены подземного сооружения и устройства перекрытия на периметральных участках выполнялась обратная засыпка пространства между шпунтовым ограждением и подземным сооружением. После выполнения конструкций подземного сооружения и устройства обратной засыпки распорки удалили (рис.9). После подведения опор под плиту жесткого диска временные сквозные колонны из буроинъекционных свай демонтировали, а передача нагрузок на сваи осуществляется через нижнюю плиту ростверка.
   
   
Рис. 2. Устройство шпунтового ограждения, буроинъекционных свай и узла передачи нагрузки от стен на сваи.

   Рис. 3. Подведение балок под обвязочный пояс и передача нагрузки на сваю.
   
   Рис. 4. Вся нагрузка передана на сваи.
   Старые фундаменты разобраны.













Рис. 5. Устройство верхней плиты.
   
   Рис. 6. Откопка до проектной отметки котлована с установкой системы раскосов.
   
   Рис.7а. Распорные трубы установлены между верхней плитой и шпунтовым ограждением.
   
   
   Рис. 7б. Распорные трубы установлены между верхней плитой и шпунтовым ограждением. Идет откопка подземного объема под театром и вокруг него.
   
   
   После устройства колонн и стен подземного сооружения металлические стойки, раскосы и распорки подлежат демонтажу.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Рис. 8. Бетонирование стен и колонн подземного сооружения.
   
   Рис. 9. Устройство конструкций подземного сооружения
   На данном объекте впервые в Санкт-Петербурге был реализован метод «top-down», в уникальной реставрационной модификации: вниз шли работы по устройству нового подземного объема, а вверх – реставрация конструкций памятника. Здание было вывешено на буроинъекционные сваи, изготовленные по технологии «Titan», после чего разрабатывался грунт и проводились необходимые бетонные работы.
   1.4 Реконфисс
   Также в настоящее время   ассоциация "Реконфисс" выполняет устройство подземных этажей под существующими зданиями с применением технологии статического погружения свай. Технология предусматривает предварительное усиление существующих фундаментов сваями, выполняемыми по технологии статического погружения (вдавливания). 100% нагрузки от здания переносится на свайные фундаменты. После погружения свай выполняется их предварительное напряжение. После чего устраивается подводка стен, перекрытий и пола новых подземных этажей.
         Использование этой технологии позволяет:
   - возвести 1-5 подземных этажей под существующим зданием;
- на момент проведения работ обеспечить безопасность существующего здания путём "вывешивания" его на сваи и применение предварительного напряжения свай;
- устроить сетку колонн внутри здания, что обеспечивает применение "свободных" планировок при организации нового подземного пространства;
- вместе с устройством подземных этажей усилить существующие фундаменты и передать нагрузку от здание на более прочное, надёжное и прогнозируемое грунтовое основание;
- проводить работы без приостановки эксплуатации существующего здания и без выхода на дневную поверхность.
         Классификация методов устройства подземных этажей:
    • с повторением контуров существующих стен;
    • с устройством сетки колонн под существующим зданием;
   Первый метод предусматривает устройство под существующими стенами монолитного железобетонного ростверка с последующим погружением свай и подводкой стен подземных этажей с параллельным устройством перекрытий и пола.
          Монолитный железобетонный ростверк устраивается захватками. Ростверк распределяет нагрузку от существующих стен на сваи, а также воспринимает реактивную нагрузку при устройстве свай и равномерно распределяет её на существующие стены. Арматурные стыки захваток пояса выполняются с применением резьбовых муфт, с контролируемой затяжкой соединений.
   
   Устройство монолитного железобетонного ростверка
   
   Разработка грунта и погружение свай
          Сваи устраиваются трубобетонные. После погружения свай выполняется их предварительное напряжение. В случае дефицита несущей способности сваи при наращивании стен подземных этажей возможно доращивание существующих, либо устройство новых свай. На сваи переносится 100% нагрузки от существующего здания. Предварительное напряжение свай включает их в работу, позволяет контролировать несущую способность сваи и исключает неравномерные осадки здания на момент производства работ.
          После погружения свай выполняется захватками разработка грунта и подводка стен подземных этажей. Разработка грунта выполняется с применением временной деревянной крепи.
          Параллельно с подводкой стен устраиваются перекрытия подземных этажей, которые являются дисками жесткости и воспринимают горизонтальные нагрузки от окружающего грунтового массива.
          После подводки стен до проектной отметки выполняется устройство силового пола или нового плитного фундамента.
    
   
   Бетонирование захватки стены подземного этажа

   Устроенный подземный этаж
   
   Второй метод предусматривает возведение под существующими стенами монолитного железобетонного ростверка-балки. Балка предназначена для передачи нагрузок от существующих стен здания на новые железобетонные колонны, а также для восприятия и равномерного распределения усилий от погружения свай.
   
   Исходное положение фундаментов и стен
   
   Устройство балки-ростверка
         Под ростверком захватками устраиваются технологические трубобетонные сваи. После погружения свай выполняется их предварительное напряжение. На сваи переносится 100% нагрузки от веса здания.
   
          После чего выполняется следующие технологические операции:
   - разработка грунта захватки;
   - перестановки УФПНС в нижнее положение;
   - создание предварительного напряжения сваи;
   - устройство обвязки свай для обеспечения их пространственной жесткости;
   Операции по разработке грунта, перестановки УФПНС и обвязки свай выполняются поэтапно до проектной отметки
         После чего возводятся железобетонные колоны и фундаменты под колонны. В фундаментах под колонны предусмотрены отверстия для устройства несущих свай и анкерные узлы для монтажа установки ТУР-120. Выполняется погружение несущих свай с их последующим предварительным напряжением.
   
   Устройство железобетонных колонн и фундаментов под колонны
   
   Погружение основных свай и их предварительное напряжение
          После включения в работу несущих свай и железобетонных колонн производится демонтаж технологических свай и их обвязки. Выполняется дренаж и пол подземного этажа.
          При возведении 2х и более подземных этажей устраиваются межэтажные монолитные железобетонные перекрытия.
   
     
   1.5 Патент 
   Также был получен патент за изобретение по возведению подземной части здания в процессе его эксплуатации или реконструкции. Цель изобретения обеспечение возможности выполнения подземной части здания, сооружения на любой стадии его строительства или эксплуатации.
   Изобретение относится к области строительства и касается возведения под существующими эксплуатируемыми или строящимися зданиями, сооружениями подземной части, которую используют в качестве дополнительных помещений культурно-бытового или производственного назначения.
   Для достижения поставленной цели в способе возведения подземной части здания, сооружения под существующим сплошным или ленточным фундаментом выполняют несущие стены из предварительно пройденных горизонтальных выработок, в качестве кровли которых используют сплошной фундамент или ленточный фундамент с прилегающим к нему участком плиты в уровне пола нижнего этажа здания, сооружения, после чего производят разработку грунта для образования объемного пространства подземной части, причем перед выполнением несущих стен или одновременно с ним бетонируют лоток выработки, а проходку выработки и выполнение несущих стен производят отдельными заходками, длину которых назначают из условия недопустимости возникновения в существующих конструкциях здания, сооружения, напряжений, превышающих расчетные. Кроме того, при возведении второго этажа подземной части под несущими стенками выполняют дополнительные несущие стены из предварительно пройденных дополнительных горизонтальных выработок, в качестве кровли которых используют забетонированный лоток первого этажа, после чего осуществляют дополнительную разработку грунта под плитой, которую предварительно выполняют на две выемки за одно целое с забетонированным лотком перед проходкой дополнительных горизонтальных выработок.

      
На фиг.1 изображена строительная площадка, план; на фиг.2 выработка под сплошным фундаментом, поперечный разрез; на фиг.3 выработка под ленточным фундаментом, поперечный разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.
   
   Согласно описываемому способу подземную часть под существующим зданием, сооружением 1 возводят методом поэтажной углубки. Для этого на примыкании к фундаменту здания, сооружения в месте, не препятствующем его нормальной эксплуатации, устраивают прямоугольный шахтный ствол 2 с металлическим креплением для подъема спуска грунта и необходимых материалов. Ствол проходят на отметку первого этажа подземной части и углубляют при возведении нижележащих этажей. От ствола под существующий фундамент делают врезку входной портал 3 из монолитного железобетона, используемый в дальнейшем в качестве основного хода. От портала под существующим фундаментом проходят горизонтальную выработку 4 с обнажением подошвы сплошного фундамента 5 или подошвы ленточного фундамента 6 и нижней поверхности горизонтальной плиты 7, которая является нижним перекрытием или плитой пола подвала существующего здания. Если такая плита отсутствует в существующем здании, сооружении, то ее предварительно выполняют перед проходкой горизонтальных выработок.
   Проходку выработок осуществляют с использованием специальных методов ведения горнопроходческих работ, полностью исключающих подвижку грунтового массива и конструкций здания, сооружения. Проходку ведут отдельными заходками и после каждой заходки бетонируют в них несущие стены 8. Предварительно или одновременно со стенами бетонируют лоток для образования под стенами опорной плиты 9. Стены ориентируют строго по осям существующего ленточного фундамента и/или по осям существующих несущих стен здания, сооружения. После набора прочности бетона несущие стены воспринимают и передают нагрузку от существующего фундамента на грунт, выполняя таким образом роль нового фундамента здания, сооружения в целом.
   Длины заходок определяют из условия недопустимости появления в конструкциях здания, сооружения напряжений, превышающих расчетные. Несущие стены в выработках бетонируют вплотную к одной из боковых стенок выработки, сама же стена выполняет при этом функцию постоянного крепления выработки. Для увеличения фронта работ проходку выработки можно вести несколькими забоями.
   После завершения работ по проходке и бетонированию приступают к разработке грунта для образования объемного пространства 10 подземной части. Разработка грунта ведется под защитой сплошного фундамента 5 или горизонтальной плиты 7. Чтобы избежать в конструкциях здания, сооружения появления напряжений, превышающих расчетные, по мере разработки грунта бетонируют опорные столбы или опорные стенки 11, а расстояния между опорными столбами или стенками, а также расстояние их до несущих стен назначают из тех же условий, что и длины заходок.
При необходимости возведения второго и последующих этажей подземной части работы производят аналогично. В этом случае кровлей горизонтальных выработок, из которых бетонируют несущие стены соответствующего этажа, служит забетонированное перекрытие соответствующего вышележащего этажа. Разработку грунта производят под защитой этой горизонтальной плиты, которую выполняют в уровне пола вышележащего этажа, сопрягая ее с бетоном лотка горизонтальных выработок.
   Высота и планировка этажей определяется назначением их помещений и диктуется заказчиком. При большой высоте этажа его стены могут возводиться поярусно потолкоуступным забоем с ведением бетонных работ на каждом ярусе.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Глава 2. Разработка технологии для возвалпваорт
   
   2.1 Условия осуществления строительного производства
    Существующее здание представляет собой в плане 4-х этажное здание простой конфигурации с техническим подпольем и смешанной крышей-чердачной двускатной.
    За относительную отметку 0,000 принят уровень .......................