Главная  Свойства 

 

Фундаменты на проса дочных грунтах

 

Набухающими называют пылевато-глинистые грунты, которые при замачивании водой увеличиваются в объеме.

 

Следует иметь в виду, что способность набухать имеют некоторые виды шлаков, а также не набухающие в обычных условиях пылевато-глинистые грунты, если они замачиваются отходами химических производств, в частности растворами серной кислоты. В набухающих грунтах возможен и обратный процесс — усадка или уменьшение объема при снижении влажности.

 

Набухание и усадка грунтов на строительной площадке возможны в результате следующих явлений: подъема уровня подземных вод или инфильтрации (увлажнения поверхностными или производственными водами); накопления влаги в ограниченной по глубине зоне под сооружением в результате нарушения природных условий . испарения, возможного при застройке и асфальтировании городской территории (экранирование поверхности); за счет изменения водно-теплового режима в верхней части зоны аэрации, происходящих в результате влияния сезонных климатических факторов; за счет высыхания от воздействия тепловых источников (котельных, доменных печей, атомных, тепловых электростанций и др.).

 

При проектировании оснований и фундаментов на набухающих грунтах используют количественную характеристику, называемую относительным набуханием, значение которой находят из выражения.

 

Нижняя граница зоны набухания при инфильтрации влаги в грунт ( 13. Н„ принимается на глубине, где суммарное вертикальное напряжение aztot равно давлению набухания psw (минимальному напряжению, при котором набухание прекращается). При экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима нижнюю, границу зоны набухания, а также нижнюю границу зоны усадки определяют по опытным данным, а при отсутствии по-,, следних принимают Hsw=HSk = 5 м.

 

1 Схема расчета основания при подъеме набухающего грунта

 

Неравномерности поднятия или опускания фундаментов, возможные в результате набухания или усадки, суммируются с ожидаемыми неравномерностями осадок от действия внешних нагрузок. Если суммарные неравномерности превысят предельно допустимые, устанавливаемые нормами, необходимо предусматривать мероприятия по предотвращению возможного замачивания, аналогичные рассмотренным при наличии в основании лёссовых грунтов.

 

В некоторых случаях прибегают к предварительному замачиванию в пределах толщи набухающих грунтов, однако выполнение данного мероприятия осложняется медленным протеканием этого процесса. Для его ускорения иногда применяют вертикальные дрены.

 

Снижения интенсивности набухания удается добиться за счет максимального сокращения сроков работ по возведению фундаментов, используя при этом водонепроницаемые материалы и слабо фильтрующие обратные засыпки.

 

Иногда применяют компенсирующие песчаные подушки, позволяющие частично сглаживать неравномерное набухание грунта вследствие более раномерного распределения давления на большую площадь. Одновременно песчаные подушки способствуют сравнительно равномерному развитию набухания, обеспечивая отекание влаги с мест большего подъема набухшего грунта в пониженные зоны, где набухание замедлилось, тем самым автоматически регулируя развитие процесса набухания.

 

Исключить влияние неблагоприятных воздействий от набухания или усадки удается с помощью полной или частичной замены слоя набухающего грунта ненабухающим.

 

Использование свайных фундаментов с полной прорезкой слоев набухающих грунтов предотвращают вредное воздействие набухания, но не исключает его влияния на полы и конструкции, устраиваемые непосредственно на поверхности грунта. Набухание довольно часто приводит к поднятию полов первого этажа, поэтому для исключения этого явления полы рекомендуется устраивать по перекрытиям. Применение свайных фундаментов с частичной прорезкой толщи набухающих грунтов приводит к существенному уменьшению поднятия фундаментов в случае, если нижележащий слой набухающего грунта имеет небольшую мощность и загружен значительной нагрузкой от прорезаемой толщи.

 

При прорезке сваями набухающего грунта следует учитывать развитие сил трения по их боковым поверхностям. Если эти силы окажутся больше нагрузки, приходящейся на сваи, то фундамент может подняться, вызвав деформацию сооружения.

 

1 Фундамент из буронабивных свай с уширенной пятой в условиях набухающих и испытывающих усадку грунтов: 1 — водонепроницаемая отмостка; 2 — ростверк; 3 — песок; 4 — набухающий или испытывающий усадку грунт; 5 — свая с уширением; 6 — ненабухающий грунт

 

Для полного исключения влияния возможных сезонных вертикальных колебаний поверхности грунта часто устраивают фундаменты из буронабивных свай с уширением ( 13. . Заделка нижнего уширенного конца свай в ненабухающий грунт уменьшает вредное воздействие трения по боковой поверхности. Горизонтальное воздействие усадки и набухания устраняют с помощью обратной засыпки пазух песком и укладки в зоне подошвы ростверка продольной арматуры, воспринимающей горизонтальные поперечные разрывающие усилия.

 

Основания, сложенные насыпными грунтами, необходимо проектировать с учетом их неравномерной сжимаемости, значительной неоднородности по составу, возможности самоуплотнения, рсобен-Но при динамических воздействиях, изменения гидрогеологических условий, а также возможности разложения органических включений. Насыпные грунты из шлаков и глин следует рассчитывать с учетом возможности набухания при замачивании водой.

 

Модуль деформации насыпных грунтов, как правило, необходимо определять по результатам штамповых полевых испытаний, а неравномерность сжимаемости — по результатам лабораторных и полевых испытаний.

 

Бели насыпные грунты сложены из просадочных, набухающих или имеют относительное содержание органического вещества I 0,1, то их расчет следует производить в соответствии с требованиями, изложенными ранее.

 

Расчетное сопротивление основания определяют по формуле (4.1 с помощью данных лабораторных исследований о значениях величин (рп и сп. Предварительные размеры фундаментов разрешается назначать в соответствии с условными расчетными сопротивлениями R0, определяемыми по табличным данным СНиПа для насыпных грунтов, имеющих I Полная осадка основания из насыпных грунтов должна определяться с помощью алгебраического суммирования деформаций от внешней нагрузки, самоуплотнения основания и разложения органических включений, а также осадок или просадок подстилающих грунтов от веса насыпи и нагрузок на фундаменты.

 

Помимо требований II группы предельных состояний насыпные грунты должны удовлетворять основным условиям расчета и по несущей способности (I группа предельных состояний).

 

При недостаточной несущей способности или расчетных деформациях оснований из насыпных грунтов, более предельных, необходимо выполнение следующих мероприятий:

 

поверхностное уплотнение оснований вибраторами, катками и тяжелыми трамбовками;

 

глубинное уплотнение грунтовыми или песчаными сваями;

 

устройство песчаных, щебеночных и гравийных подушек;

 

прорезка насыпных грунтов свайными фундаментами или использование фундаментов глубокого заложения;

 

использование конструктивных мероприятий, снижающих неблагоприятное воздействие неравномерных осадок.

 

Для оценки просадочных свойств грунтов используют начальное просадочное давление представляющее собой минимальное давление, при котором грунт начинает проявлять просадочные свойства. Это давление принимают при полевых испытаниях замоченного грунта штампом, равным давлению на пределе пропорциональности зависимости осадка — нагрузка, определяемой по соответствующему графику, при лабораторных исследованиях — давлению, при котором Б,,= 0,01 (см. 13. , при замачивании лёссовых грунтов в котлованах — давлению, при котором грунт проседает от собственного веса.

 

I тип — грунтовые условия, при которых возможна просадка от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса грунтов не происходит или не превышает 5 см;

 

К просадочным грунтам относятся лёссовидные суглинки и лёс-сы, которые имеют следующие характерные признаки: относительно высокую пористость (около 50%) при однородном зерновом составе (в основном состоят из пылеватых частиц) и малую влажность. Вследствие высокой пористости лёссовые грунты часто называют макропористыми, в некоторых случаях макропоры достигают размеров 0,5 5 мм и более. В просадочных грунтах из-за наличия карбонатов при замачивании происходит их быстрое размокание, вызывающее нарушение первоначальной структуры, что приводит к значительному росту осадок. В практике строительства зафиксированы случаи, когда после замачивания сравнительно большой толщи лёссовых грунтов просадка поверхности грунта составляла 2 2,5 м.

 

При расчетах оснований, сложенных лёссовыми грунтами, по деформациям расчетное сопротивление принимают равным проса-дочному давлению R=psh если имеется возможность устранения просадки с помощью снижения давления по подошве фундамента, в противном случае — значению, вычисленному по формуле (4.1 с использованием характеристик n и сд, полученных для данного грунта при установившейся влажности.

 

В зависимости от условий проявления просадки толщи проса-дочных грунтов на строительной площадке подразделяют на два типа:

 

На 13.2, в показан случай, когда верхняя и нижняя зоны просадки сливаются. Это возможно, если в пределах всей толщи просадочных грунтов суммарные напряжения больше начального просадочного давления oZg+^2pPsb Тогда в верхней зоне Ад„ границу которой находят по минимальному вертикальному давлению а1тт, просадка происходит от внешней нагрузки, в нижней hsltg — от собственного веса. Иногда встречается случай, когда точка пересечения эпюр 2 и 3 находится в нижней части толщи просадочного грунта ( 13.2, г), это означает, что просадка от внешней нагрузки отсутствует, она будет вызываться только действием собственного веса грунтов. Последние два случая ( 13.2, в, г) также относятся ко II типу грунтовых условий.

 

П тип — грунтовые условия, при которых просадка происходит от внешней нагрузки и собственного веса и значение последней превышает 5 см.

 

1 Схемы к расчету просадочности основания

 

Для назначения предварительных размеров подошвы допускается пользоваться условными расчетными сопротивлениями для про-садочных грунтов, которые приведены в нормах.

 

1 — просадочный грунт; 2 — уплотненный грунт; 3 — непросадочный грунт; 4 — подушка из послойно уплотненного грунта; 5 — сваи, прорезывающие слой лёссового грунта; 6 — грунт, уплотненный взрывами с замачиванием

 

Уплотнение грунтов с помощью тяжелых трамбовок после доведения влажности грунта до оптимальной ( 13.3, а). Этот способ применяют, если глубина заложения фундамента 1,5 2 м, так как толщина остающихся под ними слоев просадочных грунтов, составляя 3,5 4 м, допускает уплотнение с помощью трамбовок.

 

Устройство свайных фундаментов с прорезкой всей толщи просадочных грунтов с целью передачи давления на непросадочные подстилающие слои грунта ( 13.3, в).

 

1 Варианты устройства фундаментов при залегании в основании лёссовых грунтов I типа просадочности:

 

предварительного замачивания, для чего снимают перед замачиванием верхний слой грунта в зоне предполагаемой застройки, на спланированное дно выемки насыпают песок, а выемку обваловывают. Затем в полученный котлован наливают воду и после замачивания просадочнои толщи производят взрывы, которые, нарушая структуру грунта, способствуют его уплотнению ( 13.3, г).

 

Уплотнение и устройство подушек из непросадочных местных грунтов. Данный метод применяют, если не удается уплотнить грунт с помощью трамбования на требуемую глубину. Подушку устраивают над уплотненным слоем просадочного грунта ( 13.3, б).

 

Уплотнение грунтов подводными взрывами с использованием

 

1 — зона закрепления; 2 — просадочный грунт; 3 — непросадочный грунт; 4 — песчаная свая; 5 — буронабивная свая с ушнрением; б — лотож для отвода воды; 7 — водонепроницаемая отмостка; 8 — утрамбованный грунт обратной засыпки

 

При П типе грунтовых условии по просадочностн применяют следующие способы ее устранения: устройство свайных фундаментов с прорезкой просадочнои толщи ( 13.3, в); закрепление грунтов методами, изложенными в § 12.4 ( 13.4, а); уплотнение грунтов с помощью грунтовых свай ( 13.4, б); устройства свайных фундаментов из набивных свай с уширенной пятой ( 13.4, в); уплотнение грунтов с помощью предварительного замачивания и взрывов в скважинах с последующим уплотнением верхнего слоя с помощью тяжелых трамбовок или подводных взрывов.

 

Для исключения поступления в грунт дождевых вод прибегают к специальной компоновке генеральных планов и предъявляют особые требования к планировке территории. Если при планировке не удается сохранить природный рельеф, то после нее грунт тщательно утрамбовывают и покрывают асфальтом, дерном и др. Удаление дождевых вод с территории осуществляется с помощью кюветов, канав или дождевой канализации, причем особое внимание следует обратить на отведение вод от фундаментов. Для этого обратную засыпку тщательно трамбуют при оптимальной влажности, устраивая поверху водонепроницаемую отмостку, с которой вода отводится с помощью лотков в канавы, или канализационную систему ( 13.4, г).

 

1 Варианты устройства фундаментов при залегании в основании лёссовых грунтов II типа по просадочностн:

 

Цехи промышленных предприятий, имеющих производственный процесс, связанный с возможностью разлива воды на пол, размещают в пониженных частях территории, а под полами устраивают подполья, позволяющие контролировать их исправность.

 

Использование перечисленных выше мероприятий по устранению просадочностн связано с существенными дополнительными материальными затратами, поэтому при застройке территории относительно легкими жилыми и общественными зданиями целесообразно принципиально иное решение, исключающее возможность замачивания толщи просадочных грунтов в основании сооружений. Такое решение можно получить с помощью конструктивных мероприятий, предотвращающих поступление в грунт дождевых, производственных, хозяйственных и подземных вод (при поднятии уровня последних), а также вследствие изменения условий испарения влаги с поверхности земли.

 

Для предотвращения поступления в просадочные грунты производственных и хозяйственных вод используют специальные правила устройства трубопроводов. В частности, напорные трубопроводы водопровода и теплосетей необходимо выполнять из стальных труб, допускающих искривление при местных случайных просадках грунтов, чугунные трубопроводы прокладывают в туннелях, позволяющих быстро обнаруживать утечки. Канализационные коллекторы (безнапорные трубопроводы) устраивают в водонепроницаемых лотках, отводящих воду в смотровые колодцы.

 

Однако даже при тщательном выполнении мероприятий по предотвращению замачивания лёссовых грунтов они не гарантированы от местного замачивания при авариях трубопроводов или каких-либо других причин. Поэтому кроме мероприятий по защите от замачивания используют конструктивные приемы, позволяющие снижать чувствительность зданий и сооружений к неравномерным осадкам, или устранять неблагоприятные последствия неравномерности осадок с помощью рихтовки люфтов, поднятия колонн домкратами и т. п. При этом следует стремиться к предотвращению неравномерных осадок с помощью закрепления грунтов и принимать срочщле меры по ликвидации возникшего процесса замачивания. Иногда допускается выравнивание осадок, образовавшихся в результате крена сооружения с помощью дополнительного увлажнения зон основания, где наблюдаются меньшие осадки фундаментов.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0009