книги / Технология строительного производства

на основании из щебня, песка, гравия, шлака. В качестве усовершен­ ствованных материалов рассматривают покрытия из гравийных или ще­ беночных материалов, обработанных вяжущими. Переходными являют­ ся щебеночные, шлаковые и гравийные насыпные покрытия, грунтовые, обработанные вяжущими, а также сборные железобетонные колейные покрытия. Низшими дорожными покрытиями являются уплотненные грунты.

Наиболее индустриальными и качественными являются конструкции дорожных покрытий из сборных железобетонных крупнопанельных плит типа ПДГ (плита дорожная гладкая) и ПАГ (плита авиационная гладкая), укладываемых на подстилающий слой песка с последующей сваркой соседних плит и разделкой швов цементным раствором и би­ тумной мастикой.

Усовершенствованные типы покрытий применяют на основных ма­ гистралях площадки, на всех остальных внутризаводских дорогах — облегченные усовершенствованные типы.

Железнодорожный транспорт имеет наибольшее распространение на предприятиях тяжелой индустрии — на шахтах, рудниках, горнообогатительных комбинатах и т.п. Это определяется, прежде всего, вы­ сокой пропускной способностью и грузоподъемностью рельсового транспорта по сравнению с автотранспортом, хотя он значительно до­ роже и существенно увеличивает размеры промплощадок. Подъездной путь должен ежесуточно пропускать от шахты груженые поезда в коли­ честве, соответствующем суточной производительности шахты, и обе­ спечивать определенное число порожних маршрутов. Например, про­ изводительностью 3,6 млн т/год угля составляет 12 тыс. т/сут. угля, т. е. около 200 вагонов.

Железнодорожный транспорт может иметь широкую — 1524 мм или узкую — 750 мм колею. Внутренние железнодорожные пути колеи 1524 мм с тепловозной или электровозной тягой проектируются в со­ ответствии с главой СНиП Н.05.07-85. В зависимости от требований, предъявляемых к плану и продольному профилю, железнодорожные пути промышленных предприятий подразделяются на три категории.

К первой категории относятся пути с обращением маршрутных по­ ездов железных дорог общей сети при расчетном грузообороте нет­ то в грузовом направлении более 2 млн т/год и скорости движения 4065 км/ч. Ко второй категории относятся пути с аналогичным движением при скорости 25-40 км/ч и грузооборот до 2 млн/год, а также все основ­ ные пути независимо от грузооборота. К третьей категории относятся пути с маневровым характером движения при скорости менее 20 км/ч.

в частности, обусловлены небольшой величиной так называемых ру­ ководящих уклонов пути и значительными радиусами их закругления. Величина руководящего уклона (наибольшего подъема, при котором обеспечиваются расчетная длина тяги, скорость движения), как прави­ ло, не должна превышать 30%, или 0,03, а наименьшие радиусы кри­ вых участков пути составляют 250-500 мм в зависимости от категории дороги. В трудных условиях допускается принимать радиусы кривизны 150-250 м.

При проектировании внутренних подъездных железнодорожных пу­ тей необходимо для обеспечения безопасности движения соблюдать га­ бариты строений, т.е. очертание, внутри которого не могут находиться никакие части строений и устройств, расположенные вдоль пути. Для дорог колеи 1524 мм наименьшее расстояние от оси пути до наружной грани зданий установлено 3,1 м при отсутствии выходов из здания и 6,0 м — при их наличии.

Земляное полотно подъездных железнодорожных путей (рис. 1.8) проектируют, как правило, с открытым балластным слоем. Внутриза­ водские пути для обеспечения требований благоустройства промыш­ ленной площадки обычно укладывают на полотне с закрытым балласт­ ным слоем.

Мощность верхнего строения путей устанавливается в зависимости от грузонапряженности, скорости движения и нагрузок от подвижного состава. Типы верхнего строения характеризуются числом шпал, дере­ вянных или железобетонных, на 1 км.(1440-1600 шт./км), типом рельса (Р-38, Р-43, где цифры указывают массу рельса в кг на 1 м длины) и тол­ щиной балластного слоя из щебня или гравия под шпалой (35-25 см).

1.6. Осушение поверхности промышленной площадки

Излишняя влажность на промплощадке вызывает не только общее загрязнение поверхности, но и понижение несущей способности грун­ тов. Причинами увлажнения площадки являются атмосферные осадки, а также высокий уровень грунтовых вод. Мероприятия по осушению площадки сводятся в первом случае к урегулированию стока поверх­ ностных вод, во втором — к дренированию площадки.

Следует отметить, что в основных угольных районах в большинстве случаев не приходится иметь дело с высокими уровнями подземных вод, при которых требуется искусственное понижение при помощи дре-

Рис. 1.8. Поперечные профили земляного полотна: а — насыпь с ре­ зервами; б — выемка глубиной более 2 м без кавальеров; 1 —резерв; 2 — берма; 3 — нагорная канава; 4 — банкет; 5 —кювет

нажной сети; но с поверхностным отводом атмосферных вод сталкива­ ются на многих предприятиях.

Отвод воды с поверхности может осуществляться: а) системой открытых водостоков;

б) системой закрытых водостоков, при наличии которой собранная открытыми лотками вода поступает в специальную подземную сеть трубопроводов (ливнестоков);

в) общесплавной системой, при которой поверхностный сток отво­ дится по трубам канализации.

Во всех случаях необходима такая вертикальная планировка поверх­ ности, при которой дождевые и талые воды не застаиваются, а стекают к сборным лоткам или канавам. В системе открытых водостоков вода поступает из лотков в канавы с укрепленными откосами и удаляется за пределы площадки по сборным канавам. Открытые водостоки в виде лотков устраиваются вдоль тротуаров дорог, в виде канав — вдоль про­ ездов. Система открытых водостоков представляет собой наиболее де­ шевое устройство для отвода поверхностных вод и при надлежащем со­ держании работает вполне удовлетворительно. К недостаткам системы относятся заиливание и зарастание канав; со временем это приводит к понижению пропускной способности и ухудшению работы водостоков.

Если общий рельеф местности характеризуется склоном в сторону промплощадки, за ее пределами сооружают нагорную канаву для пере­

Глава 1. Основные техническиерешения по строительной площадке предприятия 35

где т — коэффициент шероховатости, находим из условия 0,06 < т < 1,75; меньшее значение отвечает гладким поверхностям (цементные лотки), большее — шероховатым (каменные лотки);

R — гидравлический радиус, который получают путем деления пло­ щади сечения канавы на смоченный периметр, м;

i — уклон канавы, %.

Вычисленная скорость потока не должна превышать установленных норм для данного укрепления канав (например, для мостовой — 2,5 м/с). Путем подбора определяются целесообразные размеры канавы.

Трасса водосточной сети должна удовлетворять следующим требо­ ваниям:

1.Канавы должны быть равномерно размещены по территории пло­ щадки и иметь необходимые заглубления.

2.Водосточная сеть должна быть увязана в плане с сетью автомо­ бильных дорог, железнодорожными путями и другими наземными и подземными сооружениями поверхности.

3.Сеть должна состоять из прямоугольных участков, параллельных осям проездов и стенам корпусов. Ответвления должны присоединять­ ся к ней под прямым углом.

4.Размещение ливнестоков при закрытой системе должно быть рав­ номерным, с тем, чтобы не образовалось скопления воды на отдельных участках.

Осушение шахтной поверхности может быть осуществлено с помо­ щью дренажей подземных сооружений, предназначенных для осушения территории путем понижения уровня грунтовых вод. По системам дрен вода поступает в собиратели, из которых отводится через коллекторы за пределы осушаемого участка. Дренаж работает успешно только в том случае, если грунты обладают фильтрационной способностью.

Взависимости от расположения дренажной сети на осушаемой террито­ рии и по отношению к источникам поступления грунтовых водразличают:

а) систематический дренаж, при котором дренажная сеть распола­ гается равномерно на всей территории;

б) головной дренаж с дренажной сетью, располагаемой на верхней гра­ нице осушаемой территории с целью перехвата потока грунтовых вод; в) кольцевой дренаж, у которого дренажная сеть охватывает защи­

щаемую площадку или сооружение по периметру; г) береговой дренаж, располагаемый вдоль берега реки, который от­

личается от головного дренажа тем, что кроме горизонта подзем­ ных вод, питаемого атмосферными осадками, перехватывает так­ же воды, фильтрующиеся со стороны реки.

Взависимости от положения дрен в пространстве различают верти­ кальные и горизонтальные дренажи. Горизонтальные дренажи выпол­ няются в виде канав и лотков, либо не заполненных фильтрующим ма­ териалом, либо со сплошным заполнением. Горизонтальный дренаж носит название взвешенного, если дрены проходят в водоносном слое выше водоупора, и нормального, если дрены достигают водоупора.

Вертикальные дренажи представляют собой колодцы или трубы, верхние части которых собирают грунтовую воду, а нижние — отво­ дят ее в водопогпощающие слои. При отсутствии под водоупором таких слоев понижение уровня грунтовых вод осуществляется путем откачки воды из колодцев.

Для осушения промышленных площадок наиболее пригодными яв­ ляются обычно закрытые горизонтальные дренажи (систематические, головные, кольцевые).

Всистематическом дренаже дрены располагают почти горизон­ тально, параллельно друг другу; каждая пара дрен понижает уровень воды в пространстве между ними. Общая схема работы такого дрена­ жа показана на рис. 1.9. Как видно из рисунка, благодаря фильтрующей способности дрен уровень грунтовых вод понижается, занимая вместо положения АВ положение a6cd. Величина понижения уровня h опреде­ ляется расстоянием между первоначальным уровнем и наивысшей от­ меткой депрессионной поверхности.

Рис. 1.9. Схема систематического дренажа: 1 —дрены; 2 — водоупор

При головном дренаже, проложенном по верхней границе осуша­ емой территории, полный перехват грунтовых вод возможен, если ложе потока залегает не глубоко от поверхности, а дрена занимает нормаль­ ное положение и доходит до водоупора.

Кольцевой дренаж применяется для предохранения от затопления отдельных заглубленных зданий и сооружений или целой группы объ­ ектов.

1.7.Строительство вособых условиях

1.7.1.Особенности строительства в сейсмических районах

Во время землетрясения сооружения испытывают дополнитель­ ные нагрузки — сейсмические удары, вызывающие сотрясения и ко­ лебания зданий. Поэтому в районах, подверженных землетрясениям, к строительным конструкциям предъявляют так же специфические требования.

Сила землетрясения оценивается в баллах по двенадцатибалльной системе. В России землетрясений более 9 баллов не наблюдалось.

Для каждого строительного объекта устанавливают в баллах расчет­ ную сейсмичность в зависимости от сейсмичности района строитель­ ства, принимаемой по карте сейсмического районирования, с учетом класса здания или сооружения. В соответствии с расчетной сейсмично­ стью назначают конструктивные мероприятия, обеспечивающие необ­ ходимую устойчивость и прочность объекта при землетрясении.

Для крупных производственных и гражданских зданий, в которых может находиться значительное число людей, принимают повышен­ ные значения расчетной сейсмичности. Специальные конструктивные мероприятия назначаются только при расчетной сейсмичности более 6 баллов.

Прежде всего, в сейсмических районах участки для строительства промышленных предприятий и населенных пунктов следует выбирать с учетом вида грунта и рельефа местности. Наиболее устойчивыми яв­ ляются скальные невыветрившиеся горные породы; вполне надежны­ ми — плотные пласты гравия, песка. Малоудовлетворительными счи­ таются мергелистые породы, неплотные суглинки и супеси. К наиболее опасным относятся малопрочные, насыщенные водой, мягкие и рых­ лые грунты: торф, наносные и насыпные грунты, лессовидные суглин­ ки и т.п. Неблагоприятными для строительства в сейсмических районах являются склоны оврагов и ущелий, берега рек и особенно оползневые участки.

Сейсмостойкость зданий и сооружений определяется главным обра­ зом степенью их пространственной жесткости: чем больше жесткость, тем выше сейсмостойкость. Для обеспечения жесткости используют

продольные и поперечные стены, рамы каркаса, конструкции перекры­ тий, обвязки, контрфорсы и т.п. В необходимых случаях предусматри­ вают устройство специальных антисейсмических поясов.

Несущие стены могут воспринимать значительные инерционные на­ грузки в продольном направлении, поэтому следует избегать изломов стен в плане. Внутренние стены целесообразно делать сквозными на всю ширину и длину здания. Сейсмостойкость каменных стен может быть значительно повышена путем армирования их стальными стерж­ нями и сетками.

Особенно уязвимы при землетрясении углы зданий, места примыка­ ния и пересечения стен; эти места армируются и в них не проклады­ ваются вентиляционные и дымовые каналы, в проемах окон и дверей устраиваются железобетонные обрамления или же кирпичная кладка армируется.

При больших размерах и сложных в плане очертаниях здания долж­ ны быть разрезаны антисейсмическими швами на отдельные отсеки простой формы. Швы между отдельными примыкающими друг к другу несущими конструкциями (стенами, колоннами, фундаментами) разре­ зают здания по всей высоте.

Антисейсмические пояса в зданиях с каменными стенами устраива­ ют в виде железобетонных или армокаменных конструкций по всему периметру (в плане) продольных и поперечных стен. Пояса располага­ ют на уровне каждого междуэтажного перекрытия, на уровне чердач­ ного перекрытия и над подвалом. При высокой расчетной сейсмично­ сти для более прочной связи с кирпичной кладкой из поясов выпускают стальную арматуру вниз и вверх на 2-3 ряда кладки. Концы балок и плит перекрытий прочно связывают с поясами при помощи анкеров. Верхний пояс связывается анкерами с мауэрлатами, это обеспечивает устойчивость кровли от сдвига.

Для уменьшения инерционных сил при землетрясении и вызыва­ емых ими опрокидывающих моментов стремятся максимально умень­ шить вес здания, особенно его верхних частей. Равнодействующая сейсмических сил в этом случае расположится ниже, что уменьшит опрокидывающий момент.

Части здания, имеющие различную жесткость, сопрягать не следует. Это надо учитывать при разбивке здания на отсеки антисейсмическими швами. Целесообразно, чтобы каждый отсек в плане был окружен сте­ нами и имел замкнутую форму.

При расчете конструкции здания кроме обычных нагрузок учитыва­ ют дополнительные условные сейсмические силы инерции. Эти силы

действуют горизонтально и распределяются в объекте пропорциональ­ но распределению натрузок (масс).

1.7.2. Особенности строительства в районах многолетней мерзлоты

Грунты в условиях многолетней мерзлоты имеют постоянно отри­ цательную или нулевую температуру и, за исключением поверхност­ ного слоя, не подвержены сезонному оттаиванию. Такие грунты име­ ют широкое распространение — зона их простирания охватывает весь север страны от Баренцева до Берингова моря, на юг — до пятидеся­ той параллели. Они занимают около 57% территории Российской Фе­ дерации.

Характер многолетней мерзлой толщи бывает различным. Имеют­ ся районы сплошной мерзлоты, слоистой мерзлоты, где слои талых и мерзлых грунтов чередуются.

При оттаивании мерзлые грунты как грунтовые основания ведут себя различно, их состояние при положительных температурах зависит от физико-механических свойств. Сплошные скальные породы не ме­ няют своих свойств; в трещиноватых скальных породах при наличии в трещинах льда могут возникнуть смещения отдельностей, поэтому та­ кие породы могут дать осадку; нескальные породы дают обычно зна­ чительные осадки; некоторые глинистые и пылеватые породы разжижа­ ются и теряют несущую способность.

По состоянию, в котором нескальные грунты находятся в условиях многолетней мерзлоты, их подразделяют на три категории:

•твердомерзлые;

•пластичномерзлые;

•сыпучемерзлые.

Грунты первой категории (обычно различные виды крупнообломоч­ ных) в мерзлом состоянии представляют твердую массу с крупными кристаллами и прослойками льда. Грунты второй категории (обычно глинистые) имеют вид полусмерзшейся пластичной массы с мелкими кристаллами и наличием незамерзшей пленочной воды. Грунты тре­ тьей категории (сухие сыпучие) сохраняют в мерзлом состоянии свои сыпучие свойства.

Свойства многолетнемерзлых грунтов характеризуются их показате­ лями в талом состоянии. Твердомерзлые и пластично-мерзлые грунты, которые при оттаивании дают значительные осадки, характеризуются важным показателем — величиной осадки при оттаивании без нагруз­ ки, называемой степеньюраспученности грунта.

40

Основания и фундаменты зданий и сооружений в условиях многолет­ ней мерзлоты проектируют на основе данных инженерно-геологических и мерзлотногрунтовых изысканий и исследований. В зависимости от мерз­ лотных условий участка строительства, от вида зданий и чувствительности их конструкции к неравномерным осадкам применяют различные методы использования грунтов многолетней мерзлоты в качестве оснований.

На нераспученных многолетнемерзлых грунтах можно строить без учета мерзлоты, оттаивание таких грунтов в процессе эксплуатации со­ оружения не может вызвать значительных осадков.

При грунтах, обладающих в талом состоянии достаточной несущей способностью, фундаменты располагают непосредственно в деятель­ ном слое с учетом несущей способности талого грунта. Иногда бывает целесообразно прорезать слои мерзлоты и опереть фундамент на под­ стилающий грунт, нередко применяют при этом сваи.

При строительстве в мощных слоях многолетней мерзлоты и за­ кладке фундаментов в распученных грунтах необходимо обеспечить со­ хранность мерзлого состояния грунта под сооружением. Для этой цели устраивают проветриваемое подполье, а также предусматривают кон­ структивные мероприятия, способствующие снижению передачи тепла фундаментами грунту:

•фундаменты возводят из материала с малой теплопроводностью;

•стенки и подошву фундамента отделяют от грунта теплозащитны­

ми материалами (деревянной обшивкой, засыпкой шлаком). Подполья как средство сохранения устойчивости оснований получи­

ли в практике широкое распространение. Под зданиями жилого и обще­ ственного назначения подполья делают обычно закрытыми с продуха­ ми (отверстиями) для вентиляции.

Для обеспечения устойчивости зданий и сооружений предусматри­ вают при проектировании следующие конструктивные мероприятия:.

•зданиям и сооружениям придают простое очертание в плане, не до­ пуская входящих углов;

•применяют конструкции, наименее чувствительные к неравномер­ ной осадке опор;

•избегают смежного расположения помещений с резко отлича­ ющимся температурным режимом, здания со сложным очертани­ ем в плане и с большой протяженностью разделяют на отдельные участки осадочными швами и т.п.

При строительстве в районах многолетней мерзлоты проводят на­ блюдения за изменениями температурных условий грунтов в основани­ ях, за режимом грунтовых вод и состоянием возводимых сооружений.