23.02.2018

Основания сооружений на скалистом грунте


Скалы по их строению, твердости и сопротивлению механическим и атмосферическим силам бывают чрезвычайно разнообразны.

К наиболее крепким, однородным и прочным породам принадлежат скалы гранитные, гнейсовые, диоритовые и пр. плутонических и вулканических пород; в них каменная порода находится в громадных массивах, залегающих пластами огромной толщины без всякой слоистости, с малым количеством трещин и с весьма равномерным сопротивлением механическим усилиям в различных направлениях.

К менее прочным и однородным породам относятся скалы нептунического происхождения: известковые, сланцеватые, мергелистые и проч., которые, обладая значительно меньшим сопротивлением на раздробление и излом, и то же время часто отличаются плитообразного отдельностью (слоистостью), и, притом, нередко массивы их изобилуют продольными и поперечными трещинами, выполненными землистыми веществами и нарушающими цельность скалы. Особенно слабыми являются известковые породы, имеющие значительные глинистые включения (напр., фризовой слой волховской плиты и некоторые сорта шиферов).
Основания на скалистом грунте подготовляются следующим образом:

а) если скала очень тверда, прочна, непроницаема для воды и не имеет большого количества трещин, то, сняв покрывающий ее растительный слой земли и выветрившийся слой скалы, выравнивают ее поверхность под горизонтальную плоскость, на которой и основывают сооружение (фиг. 28); если уклон местности велик или при небольшом уклоне, но значительном протяжении возводимого здания, во избежание слишком больших работ по углублению в скалу, вместо одной горизонтальной площадки acb (фиг. 29) следует выделить несколько горизонтальных площадок uf, ed, cb, соединив их вертикальными или крутонаклонными плоскостями fe, dc, в виде ступеней; наклонным плоскостям дают заложение в 1/5—1/12, и зависимости от качеств скалы. Само собой разумеется, что горизонтальность основания обусловливается вертикальным направлением сил (давления сооружения); в случаях, когда это давление имеет наклонное направление, поверхность основания должна быть к нему нормальна (фиг. 30);

б) если скала мягка, изобилует проницаемыми для воды трещинами, сланцевата или ноздревата, легко выветривается, то, для того, чтобы она представляла надежное основание, поверхность этого последнего следует опустить на глубину ниже промерзания грунта; в противном случае вода, проникая в породу и замерзая в ноздринах, трещинах и скважинах, будет разрушать ее, что в свою очередь вызовет и повреждении в основанном на ней здании. Конечно, и в этом случае поверхность основания выделывается под одну или несколько площадок, нормальных к направлению сооружения.
Слой скалы, толщиною в 2—3 м представляет достаточно надежное основание для самых тяжелых сооружений, если только скала лежит на почве, не могущей вымываться текучей водой и если в скалистом слое нет больших глинистых или иных включений, легко вымываемых водою.

Предельная нагрузка на единицу поверхности основания на скалистом грунте вообще не должна превышать 1/6—1/20 предела временного сопротивления этого же грунта на раздробление; таким образом можно определить только предельную нагрузку на основание из сплошной скалы, не распадающейся благодаря обилию трещин на мелкие куски и представляющей собой площадь гораздо более обширную, чем та, которая занята сооружением; в противном случае предельная нагрузка должна быть значительно уменьшена.

Согласно "Временным правилам и нормам проектирования и возведения зданий и сооружений" Строит, комиссии РСФСР, изд. 1929, Госплана бывш. СССР допускаются нагрузки:
По англ. инженеру-строителю Ранкину предельная нагрузка на 1 кв. ем поверхности основания:
Однако, основываясь на позднейших опытах Клан (Dutand Claye), можно считать, что безопасная нагрузка на скалистых основаниях по крайне мере в несколько раз превосходит даваемые Ранкиным пределы.

По Л. Класену (L. Klasen) безопасная нагрузка на основании:





Яндекс.Метрика