Конструкции подземных сооружений

Массовая автомобилизация породила во всех без исключения крупных городах мира проблему размещения автомобилей. Автомобиль нуждается в стационарном гараже вблизи места проживания владельца и временной стоянке вблизи места работы.

Автомобильные подземные стоянки представляют собой помещения, не имеющие отопления и, как правило, принудительной вентиляции. Обычно стоянки устраивают под проезжей частью городских улиц, под тротуарами, площадями. Подземные гаражи устраивают одно-, двух- или многоярусными, при этом чаще всего подземный гараж размещается в сочетании с надземными зданиями, подземными инженерно транспортными сооружениями (рис. 2.3, 2.4). С нижних этажей многоэтажных зданий автомобили поднимаются на поверхность по наклонному пандусу или с помощью лифта.

Конструкции подземных сооружений - №1 - открытая онлайн библиотека Конструкции подземных сооружений - №2 - открытая онлайн библиотека
Рис. 2.3. Гараж под бульваром в Париже. Рис. 2.4. Гараж-автомат с десятью подземными этажами в Эссене.

Подземные этажи зданий используются как склады магазинов, типографий и т. д. (рис. 2.5). В них могут размещаться коммунальные и культурные учреждения, не связанные с длительным пребыванием людей, для которых отсутствие дневного освещения не является существенным фактором: магазины, вечерние рестораны, бани и т. п. Так, под землей расположен зрительный зал пражского театра Латерна Магика, Музеи современного искусства в Нью-Йорке. В Швеции имеются подземные плавательные бассейны, спортивные площадки.

Конструкции подземных сооружений - №3 - открытая онлайн библиотека Рис. 2.5. Здание газеты «Асахи» в Осаке: 1 – основные помещения; 2 – подземные автостоянки; 3 – подземные грузовые платформы; 4 – складские помещения.

На глубинах 5–30 м грунты имеют постоянную температуру, близкую к среднегодовой температуре местности (+5-7°С в средней полосе СССР). Кроме того, горные породы имеют низкую теплопроводность, благодаря чему затраты на поддержание нужного температурного режима в подземных помещениях значительно ниже, чем в поверхностных складах.

В г. Миннеаполисе (США) здание корпуса строительного факультета университета выполнено одноэтажным с пятью подземными этажами, так что 95 % площадей расположено ниже нулевой отметки. Расходы на кондиционирование воздуха (отопление зимой и охлаждение летом) в здании ниже на 50 % по сравнению с надземным вариантом исполнения; специальной линзово-оптической системой в подземные помещения подается солнечный свет, в окна через перископ видна панорама поверхности. Одно из зданий Джорджтаунского университета (США) выполнено полностью подземным с общей площадью 13200 м2, а над ним устроен стадион.

Мощным стимулом подземного строительства является возможность экономии тепла. Начальная школа в штате Айдахо (США) в подземном исполнении расходует на отопление 6700 долларов в год против 22 000 в надземном исполнении. Началось строительство индивидуальных подземных (заглубленных) домов.

Иногда создание развитой подземной части является единственно возможным способом. На сильно сжимаемых водонасыщенных грунтах возведение тяжелого здания на обычных фундаментах приводит к большим осадкам и повреждению не только возводимого, но и соседних зданий. Если же создать подземную часть такого объема, чтобы вес извлеченного грунта был равен весу возводимого сооружения то здание вообще не будет иметь осадок даже на самом слабом грунте. Такой фундамент называется плавающим.

Широкое распространение как в СССР, так и за рубежом получили подземные продовольственные склады и холодильники. На заводе шампанских вин «Новый свет» в Крыму уже более ста лет существует подземный склад вин, размещенный в выработках сечением 5´6 м в лессовидных суглинках на глубине 10–15 м общей длиной 5 км. Выработка устойчива несмотря на отсутствие какого-либо крепления. Винзаводы Молдавии используют старые выработки по добыче строительного камня для технологических целей. Подземная добыча пиленого известняка расширяется с целью дальнейшего использования выработок в качестве складов.

Вблизи г. Канзас-Сити (США) в откосах каньона для добычи строительного камня пройдена сеть выработок шириной 10,5 м, высотой 4–6 м на глубине около 50 м. Фирма «Ингленд Андерграунд» оборудовала там холодильники, склады для хранения различных продуктов, готового платья и др. общей площадью более 900 га. Стоимость хранения в подземных складах составляет 30–50 % от стоимости хранения в поверхностных; продукты для замораживания и хранения привозят в Канзас из соседних штатов.

В районах, вечной мерзлоты устраиваются подземные холодильники без искусственного охлаждения: специальный режим вентиляции позволяет накапливать в зимний сезон достаточное количество «холода» для поддержания отрицательной температуры на складе в течение лета. В северных и северо-восточных районах СССР имеется несколько сотен подобных складов. Емкость наиболее крупных из них достигает 3–5 тыс. т. В мерзлых песчано-глинистых породах камеры изнутри облицовываются льдом во избежание иссыхания и осыпания грунта.