Способ сооружения монолитного фундамента атомной электростанции и устройство фундамента атомной электростанции

Изобретения относятся к области фундаментостроения глубокого заложения ответственных сооружений типа атомных электростанций. Способ сооружения фундамента атомной электростанции заключается в проведении инженерно-геологических изысканий с определением по глубине слоев грунтового основания, соответствующей глубине активной сжимающей толщи Н, его физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, γ - плотности, Е₀ - модуля общей деформации, µ₀ - коэффициента Пуассона, соответствующих проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом глубокого заложения, в сооружении котлована соответствующей фундаменту формы, отсыпке на дно котлована насыпного слоя грунта и его уплотнении, сооружении опалубки с арматурным каркасом внутри и заливке ее бетоном высокой марки. Сплошному в плане фундаменту придают выпуклую сферическую форму, вписывающуюся в плане в конфигурацию монолитного фундамента по радиусу окружности, определяют по приведенным зависимостям радиус сферы, максимальный угол упругого полуконтакта сферы фундамента с грунтовым основанием, давление структурной прочности основания на растяжение, центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании. Дно котлована под выпуклый фундамент выполняют с ответной сферической выемкой. Технический результат состоит в повышении несущей способности фундамента, улучшении упругого контактного взаимодействия фундамента с подстилающим грунтовым основанием. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретения относятся к области фундаментостроения ответственных сооружений глубокого заложения.

Известен способ сооружения монолитного вертикального цилиндрического или прямоугольного железобетонного фундамента глубокого заложения атомной электростанции, заключающийся в проведении инженерно-геологических изысканий с определением по глубине слоев грунтового основания, соответствующей глубине активной сжимающей толщи, его физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, γ - плотности, Е₀ - модуля общей деформации, µ₀ - коэффициента Пуассона, соответствующих проектной упругой сжимающей нагрузке под плоским фундаментом вертикальной цилиндрической или прямоугольной формы, в сооружении котлована соответствующей фундаменту вертикальной цилиндрической или прямоугольной формы с плоским дном дно котлована отсыпают песком и уплотняют, воздвигают опалубку со стальным арматурным каркасом внутри, который заливают бетоном высокой марки [1].

Недостатком известного способа сооружения монолитного фундамента атомной электростанции является низкий диапазон упругого взаимодействия плоского круглого или прямоугольного днища фундамента с отсыпанным искусственным и подстилающим естественным грунтовым основанием, границы которого в фазе упругого контактного взаимодействия теоретически не устанавливаются, а берутся по данным штампоопытов, которые разнятся в зависимости от площади жесткой плоской цилиндрической или прямоугольной подошвы штампа и величины назначаемых ступеней нагружения испытываемого грунта статическими возрастающими нагрузками, определяющими границы упругого контактного взаимодействия. Величина активной сжимающей толщи основания под фундаментом назначается приближенно в зависимости от размера фундамента и глубины его заложения.

Технологический результат по способу сооружения фундамента атомной электростанции, заключающийся в проведении инженерно-геологических изысканий с определением по глубине слоев грунтового основания, соответствующей глубине активной сжимающей толщи Н, его физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, γ - плотности, Е₀ - модуля общей деформации, µ₀ - коэффициента Пуассона, соответствующих проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом глубокого заложения, в сооружении котлована соответствующей фундаменту формы, в отсыпке на дно котлована насыпного слоя грунта и его уплотнении, в сооружении опалубки с арматурным каркасом внутри и заливке ее бетоном высокой марки, достигается тем, что сплошному в плане фундаменту придают выпуклую сферическую форму, вписывающуюся в плане в конфигурацию монолитного фундамента по радиусу окружности , где b - ширина квадратного в плане фундамента радиусом где - максимальный угол упругого полуконтакта сферы фундамента с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании, допускаемое давление упругого взаимодействия подошвы сферического фундамента с подстилающим грунтовым основанием определяют как где - радиус эпюры критического давления под сферой фундамента, при этом дно котлована под выпуклый фундамент выполняют с ответной сферической выемкой на глубину .

Известно устройство фундамента атомной электростанции, выполненного в виде глубоко заглубленного в подстилающее грунтовое основание железобетонного монолита с вертикальными стенками и плоским дном круглой или квадратной в плане формы площадью F, обеспечивающей упругое контактное взаимодействие с подстилающим грунтовым основанием при расчетном давлении при этом плоское дно фундамента установлено на насыпном слое грунта, отсыпанном на плоском дне ответного фундаменту котлована [1].

Недостатком известного устройства фундамента атомной электростанции является крайне низкая упругая несущая способность подстилающего грунтового основания под плоской опорной поверхностью фундамента квадратной и тем более круглой в плане формы.

Технический результат по устройству фундамента атомной электростанции глубокого заложения, выполненному в виде железобетонного монолитного строения с вертикальными стенками, выполненными по периметру квадратного со стороной b или круглого в плане днища радиусом r, установленных в котловане ответной формы на насыпном и подстилающем грунтовом основании, характеризующимися физико-механическими показателями: углом φ внутреннего трения, удельным сцеплением - с, Е₀ - модулем общей деформации, µ₀ - коэффициентом Пуассона, γ - плотности сложения, соответствующими проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом площадью F, достигается тем, что сплошной фундамент квадратной или круглой в плане формы выполнен выпуклым по радиусу сферы где - радиус окружности отпечатка сферы фундамента в подстилающем основании, b - ширина квадратного в плане фундамента, - максимальный угол упругого полуконтакта сферы фундамента с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании, при максимально упругом допускаемом давлении под сферой на подстилающее грунтовое основание где - радиус эпюры критического давления под сферой фундамента, при этом дно котлована под выпуклый фундамент выполнено с ответной сферической выемкой на глубину

Предлагаемые изобретения поясняются графическим материалом, где на фиг.1 - общий вид вертикального цилиндрического железобетонного фундамента со сферическим днищем, фиг.2 - вид А (сверху) фиг.1, на фиг.3 - общий вид вертикального квадратного железобетонного фундамента со сферическим днищем, фиг.4 - вид Б (сверху) фиг.3, фиг.5 - схема проявления центральной критической нагрузки на грунтовом основании под сферическим фундаментом в максимально упругом фазовом состоянии с эпюрами развития контактных давлений, фиг.6 - развитие упругих осадок грунтового основания под сферическим фундаментом, фиг.7 - зависимость максимального угла полуконтакта сферы с грунтом при углах φ его внутреннего трения.

Устройство фундамента 1 атомной электростанции глубокого заложения выполнено в виде железобетонного монолитного строения с вертикальными стенками 2, выполненными по периметру квадратного 3 со стороной b (фиг.3, 4) или круглого 4 в плане днища (фиг.1, 2) радиусом r, установленных в котловане 5 ответной формы на насыпном и подстилающем грунтовом основании 6, характеризующимися физико-механическими показателями: углом φ внутреннего трения, удельным сцеплением - с, Е_o - модулем общей деформации, µ_o - коэффициентом Пуассона, γ - плотностью сложения, соответствующими проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом площадью F, при этом сплошной фундамент квадратной 3 или круглой 4 в плане формы выполнен выпуклым по радиусу сферы где - радиус окружности отпечатка сферы фундамента в подстилающем основании, b - ширина квадратного 3 в плане фундамента, - максимальный угол (фиг.1, 3, 5, 6, 7) упругого полуконтакта сферы фундамента с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании при максимально упругом допускаемом давлении под сферой на подстилающее грунтовое основание где - радиус эпюры критического давления под сферой фундамента, при этом дно котлована под выпуклый фундамент выполнено с ответной сферической выемкой на глубину (фиг.6)

Способ сооружения фундамента 1 (фиг.1-4) атомной электростанции заключается в проведении инженерно-геологических изысканий с определением по глубине слоев грунтового основания, соответствующей глубине активной сжимающей толщи Н, его физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, γ - плотности, Е_o - модуля общей деформации, µ_o - коэффициента Пуассона, соответствующих проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом глубокого заложения, в сооружении котлована соответствующей фундаменту 1 формы, в отсыпке на дно котлована насыпного слоя грунта и его уплотнении, в сооружении опалубки в арматурным каркасом внутри и заливке ее бетоном высокой марки, при этом сплошному в плане фундаменту 1 придают выпуклую сферическую форму, вписывающуюся в плане в конфигурацию монолитного фундамента по радиусу окружности (фиг.1, 2) , где b - ширина квадратного (фиг.3, 4) в плане фундамента, радиусом где - максимальный угол упругого полуконтакта сферы (фиг.1, 3, 5-7) фундамента с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании, допускаемое давление упругого взаимодействия подошвы сферического фундамента с подстилающим грунтовым основанием определяют как где - радиус эпюры критического давления под сферой фундамента, при этом дно котлована под выпуклый фундамент выполняют с ответной сферической выемкой на глубину

Предлагаемая сферическая форма опорной поверхности фундамента глубокого заложения атомной электростанции позволяет существенно расширить диапазон давления упругого контактного взаимодействия с подстилающим грунтовым основанием.

Источники информации

1. Артоболевский И.И. Политехнический словарь. - М.: «Советская энциклопедия», 1977. - С.38 (атомная электростанция), (прототип по способу и устройству).

1. Способ сооружения фундамента атомной электростанции, заключающийся в проведении инженерно-геологических изысканий с определением по глубине слоев грунтового основания, соответствующей глубине активной сжимающей толщи Н, его физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, γ - плотности, E₀ - модуля общей деформации, µ₀ - коэффициента Пуассона, соответствующих проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом глубокого заложения, в сооружении котлована соответствующей фундаменту формы, отсыпке на дно котлована насыпного слоя грунта и его уплотнении, сооружении опалубки с арматурным каркасом внутри и заливке ее бетоном высокой марки, отличающийся тем, что сплошному в плане фундаменту придают выпуклую сферическую форму, вписывающуюся в плане в конфигурацию монолитного фундамента по радиусу окружности , где b - ширина квадратного в плане фундамента, радиусом где - максимальный угол упругого полуконтакта сферы фундамента с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании, при этом дно котлована под выпуклый фундамент выполняют с ответной сферической выемкой на глубину .

2. Устройство фундамента атомной электростанции глубокого заложения, выполненное в виде железобетонного монолитного строения с вертикальными стенками, выполненными по периметру квадратного со стороной b или круглого в плане днища радиусом r, установленных в котловане ответной формы на насыпном и подстилающем грунтовом основании, характеризующимся физико-механическими показателями: φ - углом внутреннего трения, удельным сцеплением - с, Е₀ - модулем общей деформации, µ₀ - коэффициентом Пуассона, γ - плотностью сложения, соответствующими проектной упругой сжимающей нагрузке под фундаментом площадью F, отличающееся тем, что сплошной фундамент квадратного или круглой в плане формы выполнен выпуклым по радиусу сферы где - радиус окружности отпечатка сферы фундамента в подстилающем основании, b - ширина квадратного в плане фундамента, - максимальный угол упругого полуконтакта сферы фундамента с грунтовым основанием, - давление структурной прочности основания на растяжение, - центральное критическое давление под центром сферы в максимально упругом основании, при этом дно котлована под выпуклый фундамент выполнено с ответной сферической выемкой на глубину