Систематизированы материалы по выбору оптимальных конструктивных решений и способов защиты конструкций в зависимости от инженерно-геологических условий. Приведены особенности расчета и проектирования, способы возведения подземных зданий и сооружений в условиях существующей застройки, технико-экономическая эффективность принятых решений. Для специалистов проектных и строительных организаций.

Введение

1. Общие вопросы подземного строительства
1.1. Регламентация основных положений по использованию недр для размещения зданий и сооружений
1.2. Классификация подземных зданий и сооружений
1.3. Влияние вида и состояния грунта на конструктивные решения
1.4. Защита от внешних воздействий
1.5. Материалы для подземных конструкций
1.6. Технико-экономическая эффективность подземных зданий

2. Конструктивные решения производственных зданий
2.1. Одноэтажные здания
2.2. Многоэтажные здания
2.3. Особенности конструкций

3. Конструктивные решении жилых и общественных зданий
3.1. Конструкции жилых зданий
3.2. Конструкции общественных зданий

4. Особенности расчета и конструирования подземных конструкций
4.1. Нагрузки
4.2. Расчет конструкций, возводимых открытым и опускным способами
4.3. Расчет конструкций при закрытом способе производства работ
4.4. Расчет конструкций из армированного грунта и облегченных подпорных стен

5. Технология возведения подземных зданий и сооружений
5.1. Строительство открытым способом
5.2. Строительство опускным способом
5.3. Строительство закрытым способом
5.4. Специальные способы укрепления массива
5.5. Обеспечение сохранности наземных зданий и ограничение деформаций грунта

Приложение
Список рекомендуемой литературы
Список рекомендуемых нормативных материалов

Введение

Сохранение земельного фонда планеты сегодня — одна из важнейших задач человечества. В СССР, где земля является всенародным достоянием, сохранность природной среды, рациональное использование земель и сельскохозяйственных угодий, охрана недр отнесены к важнейшим направлениям экономического и социального развития на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, принят ряд специальных законов, регулирующих ее использование для сельского хозяйства и промышленности.

Использование недр для строительства зданий и сооружений различного назначения — один из эффективных способов сохранения поверхности земли. Пригодны для этой цели специально разработанные полости, горные выработки, образовавшиеся после добычи полезных ископаемых, и естественные подземные пещеры.

Подземное пространство издавна привлекало внимание строителей как место размещения разнообразных объектов с временным или длительным пребыванием людей. Вначале его использовали для добычи полезных ископаемых, устраивали укрытия для защиты людей и ценностей от внешних воздействий, сооружали помещения для хранения продуктов, используя постоянство температуры под землей.

Характерными примерами подземного строительства прошлого являются древние города: Каппадокия (Турция), расположенный на восьми подземных этажах, рассчитанных на 50 тысяч человек; Чуфут-Кале и Мангуп-Кале (Крым, СССР); подземные храмы в Индии и др. Обычно древние подземные города устраивали в прочных сухих грунтах, не требующих какого-либо укрепления после создания выработок.

Много лет подземное пространство использовали сравнительно редко; в подземных выработках после добычи полезных ископаемых обычно не размещали какие-либо объекты, кроме складов.

В современном строительстве на первый план выдвинулись сложные и противоречивые проблемы, которые сделали актуальным рациональное использование подземного пространства:

• необходимость нового строительства в условиях исключительного дефицита незастроенных территорий;
• сохранение окружающей природной среды, создание биопозитивных сооружений (сооружения делят на бионегативные — наносящие вред природе, бионейтральные и биопозитивные — помогающие в той или иной мере сохранению и развитию природы);
• экономия энергии при эксплуатации зданий и сооружений; необходимость реконструкции исторических центров с возведением новых зданий и устройством современных коммуникаций;
• использование неудобных для наземной застройки территорий;
• необходимость размещения прецизионных производств, требующих отсутствия вибраций, колебания температуры;
• обеспечение защиты населения в особый период.

В СССР и во многих зарубежных странах специалисты предлагают размещать здания под землей при мелком или глубоком заложении. Для этого, с одной стороны, специально разрабатывают котлованы или делают выработки, с другой, используют имеющиеся горные выработки. Подземное строительство жилых, общественных и производственных зданий в последние годы получило большое распространение, а постоянное появление новых патентов и авторских свидетельств на конструкции и способы сооружения подземных зданий позволяет судить о перспективности этого направления.

В настоящее время возведены подземные и полуподземные здания и сооружения самого различного назначения — от производственных цехов до общественных центров, от спортивных залов до жилых зданий. Опыт строительства и эксплуатации подземных объектов подтвердил многочисленные положительные аспекты освоения подземного пространства, возможность успешной и экономичной эксплуатации зданий под землей. Интересные объекты возведены в США, Франции, Англии, ряде других стран.

Так, в Италии предложено размещение на глубине 150 м атомной и тепловой электростанций. Для решения подземного размещения комплексов зданий и сооружений в Милане создан комитет подземного города. Наряду с подземным предполагается осваивать и подводное пространство на небольших глубинах (в зоне шельфа). В штате Флорида, например, в бывшей подводной лаборатории на глубине 10 м построен отель. Свидетельство повышенного интереса к размещению зданий под землей — выпуск в США специального журнала, посвященного этой проблеме. Опубликован ряд монографий, освещающих архитектурно-планировочные вопросы, расчеты конструкций, технологии производства, гидроизоляции, вентиляции воздуха в подземных зданиях и др.

В нашей стране накоплен большой опыт исследований, проектирования, строительства и эксплуатации подземных зданий и сооружений, в первую очередь — транспортных (автомагистрали, автостоянки, гаражи, пешеходные и транспортные тоннели), гидротехнических сооружений (водоводы, тоннели, машинные залы ГЭС и ГАЭС, подземные комплексы ГЭС), а также хранилищ и складов. Начаты работы по проектированию и строительству отдельных общественных зданий (кинотеатров, общественных центров). Выполнены первые типовые проекты подземных кинотеатров, общественных центров. Однако простое сопоставление технико-экономических показателей проектов зданий при наземном и подземном расположении без учета стоимости земли и затрат при эксплуатации не всегда свидетельствует об экономичности подземных зданий. Более точна оценка экономичности подземных зданий с учетом многочисленных дополнительных факторов — экономии земли, затрат на инженерное благоустройство и других расходов. Комплекс градостроительной оценки территории (КГОТ) позволяет обоснованно определить экономичность подземного размещения зданий, что наиболее актуально для районов с высокой стоимостью земли (территории крупных городов, районы высокоценного и высокопродуктивного сельского хозяйства, курортные районы).

Авторами сделана попытка создания такой книги, в которой были бы описаны конструкции и способы возведения жилых, общественных и производственных зданий.

Авторы благодарят рецензентов: профессора, доктора технических наук Е.А. Сорочана и кандидата технических наук Л.К. Гинзбурга за ценные замечания по рукописи книги.

Введение, главы 1—4 написаны А.Н. Тетиором, глава 5 — В.Ф. Логиновым. Общее редактирование выполнено А.Н. Тетиором.