Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки ДНР

«Государственное высшее учебное заведение»

«Донецкий национальный технический университет»

Кафедра «Строительство зданий, подземных сооружений»

Контрольная работа

по учебной дисциплине «Основания и фундаменты»

Тема: Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах

Выполнил:

Зименко Алексей Владимирович

Студент 2 курса

заочного факультета

гр. Шз скс-16, шифр 1878

Проверил:

Герман Г.А.

Донецк 2017

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение

1. Общие положения

2. Устройство фундаментов на основаниях, сложенных слабыми грунтами

3. Фундаменты на просадочных грунтах

3.1 Строительство в районах с просадочными грунтами

3.2 Характеристики просадочных грунтов

4. Фундаменты на набухающих и насыпных грунтах

Заключение

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Механика грунтов» является частью группы дисциплин, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией зданий и сооружений, устройством подземных коммуникаций, прокладкой трубопроводов. фундамент основание грунт строительство

Базовой дисциплиной по направлению 270800.62 «Строительство», профилей подготовки «Промышленное и гражданское строительство» и «Теплогазоснабжение и вентиляция» является «Механика грунтов»

Надежность оснований и фундаментов и удешевление работ по их устройству в значительной степени зависят от умения правильно оценить инженерно-геологические условия площадок строительства, свойства грунтов в основаниях и совместную работу этих грунтов с деформирующимися фундаментами и конструкциями сооружения, от рациональности выбранных типов оснований, от качества выполнения работ.

Механика грунтов изучает проблемы напряженно - деформированного состояния, прочности, деформативности и устойчивости грунтовых массивов и определяет условия их использования в качестве оснований объектов строительства.



1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

К группе структурно-неустойчивых грунтов по предложению Н.А. Цытовича обычно относят мерзлые и вечномерзлые грунты, лессовые просадочные грунты, слабые водонасыщенные пылевато-глинистые, засоленные, заторфованные грунты.

Как отмечалось в гл. 2, несмотря на различия в условиях образования грунтов этой группы разного вещественного состава и состояния, их объединяет общее свойство.

В природном состоянии эти грунты обладают структурными связями, которые при определенных воздействиях резко снижают свою прочность или полностью разрушаются. Дополнительные воздействия могут иметь механическую природу (быстро возрастающие, динамические, вибрационные нагрузки) или обусловливаться физическими процессами (повышение температуры мерзлых грунтов, обводнение лессовых или засоленных грунтов и т. п.). При разрушении природной структуры резко снижается прочность грунтов, увеличивается сжимаемость и проявляется склонность к просадочным деформациям. В определенной мере к этой группе могут быть отнесены и насыпные грунты.

Структурно-неустойчивые грунты имеют широкое распространение на территории стран СНГ, группируясь по преимуществу в определенных географо-климатических зонах (регионах), поэтому их часто называют региональными, а условия строительства относят к региональным или особым грунтовым условиям.

Расчет и проектирование оснований и фундаментов в этих условиях базируются на тех же предпосылках и методах, которые были изложены в предыдущих главах учебника. Однако всегда следует иметь в виду, что при строительстве на структурно-неустойчивых грунтах кроме общепринятых для обычных условий решений требуется проведение комплекса специальных мероприятий, учитывающих их особые свойства и обеспечивающих нормальную эксплуатацию сооружений. Не учет этих свойств неизбежно приводит к чрезмерным осадкам и просадкам оснований, а в худшем случае -- к потере устойчивости оснований и разрушению сооружений.

Мероприятия, осуществляемые при строительстве в особых грунтовых условиях, можно разделить на четыре группы.

К первой относятся меры, предпринимаемые для исключения неблагоприятных воздействий на грунты основании.

Вторая группа объединяет рассмотренные в гл. 12 разнообразные способы искусственного улучшения строительных свойств оснований, с помощью которых нейтрализуются последствия воздействия неблагоприятных факторов.

Третья включает конструктивные мероприятия, понижающие чувствительность зданий и сооружений к неравномерным деформациям оснований.

Мероприятия четвертой группы заключаются в применении специальных типов фундаментов.

Выбор конкретных мероприятий или их сочетаний требует специальных знаний природы и свойств структурно-неустойчивых грунтов, методов расчета оснований и особых приемов строительства.

Объемы строительства на структурно-неустойчивых грунтах в нашей стране неуклонно возрастают. Это нашло отражение в нормативных документах. В СНиП 2.02.01 -- 83 «Основания зданий и сооружений» впервые введены специальные разделы, регламентирующие правила проектирования оснований и фундаментов на основных видах региональных грунтов. Введен в действие СНиП 2.02.04 -- 88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах». Специальные вопросы строительства отражены в многочисленных инструктивных материалах, в

Справочнике проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения».

С учетом многообразия видов и особенностей региональных грунтов и способов строительства на них в настоящей главе рассматриваются лишь основные положения расчета и проектирования фундаментов. Более полные сведения приведены в указанных выше источниках, а также фундаментальных работах: Н. А. Цытовича, С. С. Вялова, Б. И. Далматова, В. В. Докучаева и многих других -- по строительству на вечной мерзлоте; Ю. М. Абелева, В. П. Ананьева, В. И. Крутова, А. А. Мустафаева и многих других -- на лессовых грунтах; М. Ю. Абелева,

Ф. П. Винокурова, Б. И. Далматова, П. А. Коновалова, С. Я. Кушнира, В. И. Крутова, Н. Н. Морарескула, Е. А. Сорочана и многих других отечественных ученых и инженеров -- на остальных видах региональных грунтов, частично указанных в списке литературы во многих учебниках.



2. УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ НА ОСНОВАНИЯХ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ ГРУНТАМИ

Слабыми считаются насыщенные водой сильно-сжимаемые грунты, которые при обычных скоростях приложения внешних нагрузок, свойственных строительному периоду, теряют прочность. К таким грунтам относятся пористые пылевато-глинистые грунты в текучем или текучепластичном состоянии, илы, пески в рыхлом состоянии и заторфованные грунты. Однако перечисленные типы грунтов в условиях природного залегания могут воспринимать небольшие, медленно возрастающие нагрузки.

Илы, ленточные озерно-ледникового происхождения и польдиевые глины, являясь слабыми грунтами, очень чувствительны к перемятию, которое существенно уменьшает их сцепление, угол внутреннего трения и увеличивает сжимаемость в 2…3 раза и более.

При приложении внешней нагрузки к илистым грунтам давление развивается как в скелете грунта, так и в поровой воде, которая, перемещаясь в стороны под действием приложенной нагрузки, приводит к образованию гидродинамического давления, снижающего устойчивость грунтов основания, которое, в свою очередь, способствует развитию зон сдвигов, нарушению структуры и сопровождается потерей прочности и ростом деформатйвности грунта.

Аналогичным образом деформируются и заторфованные грунты, имеющие в своем составе сильно разложившиеся органические остатки.

Возведение фундаментов на таких грунтах связано с большими трудностями, поэтому для строительства ответственных зданий и сооружений используют свайные фундаменты или фундаменты глубокого заложения с полной прорезкой слоев слабых грунтов. При возведении сравнительно легких сооружений прибегают к более экономичным решениям с помощью искусственного улучшения свойств оснований. В частности, применяют песчаные подушки, которые не только снижают реактивное давление от фундамента, но и плавно распределяют его, уменьшая возможность образования зон сдвигов, а следовательно, и перемятие грунтов. Кроме того, песчаная подушка изменяет направление фильтрации воды вверх, что снижает гидродинамическое давление, направленное в стороны от фундамента.

Для уменьшения развития неравномерных осадок, исключить которые не всегда удается, прибегают к уменьшению давления под подошвой фундамента за счет использования уширенной подошвы или сооружения сплошных плитных фундаментов под всем зданием. Если не удается заранее предсказать вид деформации здания или сооружения, используют меры по уменьшению влияния неравномерных осадок на несущие конструкции. В некоторых случаях применяют плавающий фундамент, при устройстве которого вес извлекаемого грунта должен быть равен весу возводимого сооружения. Однако в последнем случае при разработке котлована необходимо предусматривать мероприятия, направленные на сохранение природной структуры слабых грунтов, которая очень легко нарушается, вызывая поднятие дна котлована с последующим развитием осадок разуплотнения.

При эксплуатации зданий и сооружений, возведенных на слабых основаниях, следует обеспечивать неизменяемость напряженного % состояния. Изменение напряженного состояния в результате выполнения различных подсыпок, возведения тяжелых зданий рядом с уже существующими, понижение уровня подземных вод и т. п. приводят к росту дополнительных осадок. Величина последних может достигать аварийных значений при понижении уровня подземных вод в торфах и заторфованных грунтах, поскольку образующаяся зона аэрации в слое названных грунтов^, в которую поступает воздух, способствует интенсификации процессов гниения и разложения органических остатков, вызывая медленное развитие значительных просадок фундаментов зданий и сооружений.

Изменение напряженного состояния может оказать вредное влияние и на свайные фундаменты в результате возникновения отрицательного трения, которое также вызовет рост дополнительных осадок.

К слабым грунтам относятся и пески, находящиеся в рыхлом состоянии. Такие пески в обычных условиях могут сопротивляться внешней нагрузке даже при залегании ниже уровня подземных вод при условии, что напряжения в них не превышают расчетных сопротивлений. При динамических и сейсмических воздействиях данный тип грунтов может разжижаться и уплотняться, приводя к катастрофическим осадкам зданий и сооружений.

Наряду с рассмотренными ранее мерами борьбы с неблагоприятными явлениями, возможными в результате неравномерных осадок, при строительстве на слабых грунтах используют следующие мероприятия:

1) проектируют здания одинаковой высоты;

2) зданиям в плане придают простую конфигурацию (квадратную, круглую, прямоугольную), так как при наличии излома в плане входящие углы получают большую осадку ив примыкающих прямоугольных частях здания возникают деформации кручения;

3) зданиям и сооружениям придают строительный подъем с учетом ожидаемых неравномерностей осадок, чтобы получить проектное положение после их развития;

4) над вводами в здание коммуникаций предусматривают увеличенные отверстия, чтобы оседающие стены или другие конструкции не оказывали дополнительного давления на трубопроводы, а канализационные сети делают с увеличенными уклонами, превышающими ожидаемые неравномерности осадок;

5) в каркасных зданиях предусматривают возможность поднятия колонн домкратами, а в высоких зданиях под фундаменты устанавливают пневматические резиновые подкладки для выравнивания крена при неравномерных осадках.

3. ФУНДАМЕНТЫ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ

Просадкой грунтов называется быстро протекающая осадка, возникающая при коренном изменении структуры грунтов вследствие избыточного увлажнения.

Просадочные грунты относятся к структурно-неустойчивым грунтам, которые меняют свои физико-механические свойства при внешних воздействиях. Свойством просадки обладают обычно лёссы и лёссовидные суглинки. Вследствие наличия крупных пор эти грунты иногда называют макропористыми.

3.1 Строительство в районах с просадочными грунтами

Огромный размах строительства в районах распространения лессовых просадочных грунтов, а также необходимость обеспечения надежности и долговечности построенных на этих грунтах зданий и сооружений при минимальных затратах на противопросадочные мероприятия требует усовершенствования, дальнейшего развития существующих и разработки новых эффективных методов расчета фундаментов на этих грунтах.

Просадочные грунты представляют собой одну из разновидностей глинистых грунтов. Находясь в напряженном состоянии под действием нагрузки от веса здания или сооружения и собственного веса, эти грунты при замачивании дают дополнительную деформацию просадку, вызванную коренным изменением структуры грунта. Просадка грунта приводит к образованию больших трещин в стенах, нарушению соединений конструктивных элементов, раскрытию стыков крупнопанельных зданий и др., а в целом - к нарушению прочности к эксплуатационной пригодности здания .

Прочность, устойчивость и эксплуатационная пригодность зданий, возводимых в районах просадочных грунтов, может быть обеспечена, с применением следующих мероприятий:

1) устранением просадочных свойств грунтов путем их уплотнения или применения грунтовых свай;

2) предварительным замачиванием грунтов основания;

3) мерами, исключающими возможность проникания воды в грунты основания,

4) выбором конструктивных решений, обеспечивающих жесткость несущего остова;

5) возможность быстрого восстановления конструкций после их просадки в проектное положение.

Для полного устранения просадочных свойств грунтов предварительное замачивание применяется в комбинации с другими методами, например с уплотнением тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек и др.

Уплотнение просадочных грунтов предварительным замачиванием сопровождается водонасыщением массива грунта и проявлением просадки в пределах замачиваемого участка и на окружающей его территории. В связи с этим данный метод наиболее целесообразно применять на вновь застраиваемых площадях. При применении предварительного замачивания в застроенных районах должны выполняться мероприятия по исключению замачивания грунтов в основании существующих зданий.

В зависимости от конструкций проектируемых зданий и сооружений уплотнение просадочных грунтов предварительным замачиванием рекомендуется применять для относительно нетяжелых зданий, когда можно сравнительно простыми методами до уплотнить грунт в пределах большой части деформируемой зоны от нагрузки фундаментов.

Здания следует проектировать простой конфигурации в плане. Протяженные здания разрезаются осадочными швами, которые совмещаются с температурными и располагаются у поперечных стен .



3.2 Характеристики просадочных грунтов

К просадочным грунтам относятся лёссовидные суглинки и лёссы, 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.

Основными характеристиками просадочных грунтов, определяющими их специфические свойства, являются:

- относительная просадочность е_sl, определяемая экспериментально при компрессионных испытаниях. Относительная просадочность -- это относительная деформация грунта при его замачивании под нагрузкой. Она устанавливается при испытаниях грунтов при разных напряжениях, вызванных нагрузкой от фундамента и от собственного веса грунта. Относительная просадочность е_sl представляет собой относительное сжатие грунта при заданных давлениях и степени повышения влажности и определяется по формуле (1) [СНиП 2.02.01-83* [2]]

hh, p - hsat, p . (1) .

Еsl = hn.g

– начальное просадочное давление рsl - это минимальное давление от нагрузки фундамента или собственного веса, при котором проявляются просадочные свойства грунта в условиях его полного водонасыщения. За начальное просадочное давление рsl. при лабораторных испытаниях грунтов принимается давление, при котором относительная просадочность еsl = 0,01; при полевых испытаниях штампами - давление, равное пределу пропорциональности (на графике «осадка штампа - нагрузка»), при котором фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки и осадка штампа возрастает не менее чем в 1,5 раза;

– начальная просадочная влажность Wsl, представляющая собой влажность, при которой грунты, находящиеся в напряженном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса грунта, начинают проявлять просадочные свойства. За критерий начальной просадочной влажности при компрессионных испытаниях принимается относительная просадочность еsl = 0,01; при испытании штампами - давление, равное пределу пропорциональности, при котором фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки .

В зависимости от условий проявления просадки толщи просадочных грунтов на строительной площадке подразделяют на два типа.

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

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

При I типе грунтовых условий по просадочности применяют следующие способы рис. 1 (толща просадочных грунтов в пределах 5-6 м).



Рис. 1. Различные варианты устройства оснований и фундаментов в грунтовых условиях I типа просадочности: 1 - уплотненный грунт; 2 - просадочный грунт: 3 - непросадочный грунт: 4 - нижняя граница просадочного грунта; 5 - грунтовая подушка, уплотненная послойно: 6 - сваи; 7 - набивной или забивной фундамент, пирамидальная короткая свая; 8 - щебень, втрамбованный в грунт

1. Уплотнение грунтов с помощью тяжелых трамбовок после доведения влажности грунта до оптимальной (рис. 1,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.

2. 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 (рис. 1,б).

3. Уплотнение грунтов подводными взрывами с использованием 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 (рис. 1,в).

4. Устройство свайных фундаментов с прорезкой всей толщи просадочных грунтов с целью передачи давления на непросадочные подстилающие слои грунта (рис. 1,г).

При II типе грунтовых условий по просадочности применяют следующие способы ее устранения рис. 2.

1. Прорезка просадочной толщи сваями различного типа или глубокими фундаментами (рис. 2,а);

2. Закрепление грунтов химическими или термическими способами (рис.2,б);

3. Уплотнение грунтов предварительным замачиванием в сочетании с глубинными взрывами и уплотнение тяжелыми трамбовками (рис. 2,в);

4. Уплотнение грунтов грунтовыми сваями (рис. 2,г).

Рис. 2. Различные варианты устройства оснований и фундаментов в грунтовых условиях при II типе просадочности: 1 - просадочный грнт; 2-непросадочный грунт; 3 - закрепленный грунт; 4 - зона уплотнения грунтовыми сваями; 5 - грунтовые сваи: 6 - сваи; 7 - уплотненный грунт; 8 - грунт. уплотненный тяжелыми трамбівкам.

Могут применяться и другие методы устранения просадочных свойств грунтов и прорезки просадочной толщи. В грунтовых условиях II типа наряду с устранением просадочности и прорезкой толщи просадочных грунтов должны предусматриваться водозащитные мероприятия, а также соответствующая компоновка генерального плана застраиваемой территории. Лучшими решениями являются сохранение природного рельефа местности и дернового покрова, а также эффективная система водостоков и других водозащитных мероприятий.

Использование перечисленных выше мероприятий по устранению просадочности 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.

Для этого необходимо полностью исключить возможность проникновения в основания фундаментов дождевых, хозяйственных и подземных вод (при колебаниях уровня), что возможно при специальной планировке территории, устройстве дерновых и асфальтовых покрытий.

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 срочные меры по ликвидации возникшего процесса замачивания.

Особое внимание следует уделить удалению воды от фундаментов. Для этого обратная засыпка последних тщательно трамбуется, и устраивается специальная водонепроницаемая отмостка, с которой вода удаляется с помощью лотков в кюветы или канализационную систему.

4. ФУНДАМЕНТЫ НА НАБУХАЮЩИХ И НАСЫПНЫХ 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: 1) подъема уровня подземных вод или инфильтрации (увлажнения поверхностными или производственными водами); 2) накопления влаги в ограниченной по глубине зоне под сооружением в результате нарушения природных условий . испарения, возможного при застройке и асфальтировании городской территории (экранирование поверхности); 3) за счет изменения водно-теплового режима в верхней части зоны аэрации, происходящих в результате влияния сезонных климатических факторов; 4) 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 (рис.3.)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 последних принимают Hsw=HSk = 5 м.

Рис. 3. 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 равномерного 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 не набухающим.

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.

Рис. 3.1. 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 (рис. 3.1). Заделка нижнего уширенного конца свай в не набухающий 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 (4.10) 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 < 0,1.

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:

1) поверхностное уплотнение оснований вибраторами, катками и тяжелыми трамбовками;

2) глубинное уплотнение грунтовыми или песчаными сваями;

3) устройство песчаных, щебеночных и гравийных подушек;

4) прорезка насыпных грунтов свайными фундаментами или использование фундаментов глубокого заложения;

5) использование конструктивных мероприятий, снижающих неблагоприятное воздействие неравномерных осадок.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Механика грунтов - научная дисциплина, изучающая напряженно-деформированное состояние грунтов, условия их прочности, давление на ограждения, устойчивость грунтовых массивов и др. В механике грунтов рассматривается зависимость механических свойств грунтов от их строения и физического состояния, исследуются сжимаемость грунтов, их деформируемость, сопротивляемость сдвигу.

Данное учебное пособие направлено на формирование знаний и представлений о современных тенденциях развития дисциплины

«Механика грунтов» как инженерно-строительной науки, о методах и путях совершенствования инженерно-строительных изысканий, исследований свойств грунтов, описания взаимодействия грунтовых оснований и массивов с инженерными сооружениями, проектирования сооружений в грунте с целью оптимального использования несущей способности грунта и обеспечения надежности зданий и сооружений на весь период их эксплуатации.

Важное значение имеет совершенствование методов расчета и проектирования оснований. Становится существенным учет нелинейных и реологических свойств оснований. Нелинейность и реология деформирования, предусматривающая зависимость напряженного состояния от режима и уровня нагружения с привлечением методов оптимизационного проектирования, позволяют получать существенную экономию материальных затрат при устройстве оснований.

Результаты, полученные в механике грунтов, используются при проектировании оснований и фундаментов зданий, промышленных и гидротехнических сооружений, в дорожном и аэродромном строительстве, устройстве подземных коммуникаций, прокладке трубопроводов, а также для прогнозирования деформаций и устойчивости откосов, подпорных стен и др.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шашенко А.Н. Механика горных пород / А.Н. Шашенко, В.П. Пустовойтнеко // Учебное пособие для ВУЗов. - К.: Новий друк, 2044. - 400 с.

2. СНиП 2.01.09-2011. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах.

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений.

4. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - М., 1996.

5. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - М., 1985.

6. ГОСТ 20522-2012. Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний. - М., 2012.

7. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. - М. : Минрегион России, 2011.

8.ГОСТ 12071-2000. Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов. - М., 2001.

9. ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. - М., 2010.

10. ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения деформируемости. - М., 1999.

11. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. - М. : Минрегион России, 2011.

Размещено на Allbest.ru

...