Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема 13. ФУНДАМЕНТИ В СКЛАДНИХ ТА ОСОБЛИВИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВАХ
До складних інженерно-геологічних відносяться такі умови, коли для проведення будівництва необхідне покращення властивостей ґрунтів (ущільнення, закріплення), їх заміна або використання спеціальних фунда ментів (наприклад, пальових). Такі заходи проводять у просідаючих, набухаю чих, заторфованих, засолених та насипних ґрунтах. Сейсмічні регіони, території з підземними порожнинами та виробками, ділянки з можли вими зсувами відносять до особливих умов.
1. Фундаменти на просідаючих ґрунтах. Просідаючими називаються глинисті ґрунти, які під дією зовнішнього навантаження або (і) власної ваги при замочуванні водою чи іншими розчинами дають додаткове осідання, що називається просіданням, причому величина відносного просідання εsl≥0,01.
Проектування основ і фундаментів на просідаючих ґрунтах виконують з урахуванням типу ґрунтових умов за просіданням. Ґрунтові умови ділянок, складених просідаючими ґрунтами, розділяються на два типи:
перший - просідання від власної ваги замоченого ґрунту відсутнє або не перевищує 5см;
другий - просідання від власної ваги замоченого ґрунту перевищує 5см.
Величина просідання замоченого ґрунту від власної ваги визначається потужністю просідаючої товщі та величиною відносного просідання.
Знаючи величину відносного просідання εsl (див. тема 6) можна визначити просідання ос нови за формулою
, де (13.1)
- число шарів, на які розділена просідаюча товща; - товщина і-го розрахункового шару; - коефіцієнт, приймається рівним 1 при визначенні просідання ґрунту від власної ваги. Приклад визначення типу ґрунтових умов за просіданням див. МВ 053-71н.
Якщо замочування просідаючих ґрунтів неможливе, то будівництво ви конують як у звичайних умовах. В протилежному випадку передбачають такі заходи:
- ліквідація властивостей просідання ґрунтів шляхом їх ущільнення або закріплення;
- прорізання просідаючої товщі фундаментами або масивами із закріпленого ґрунту;
- водозахисні заходи;
- конструктивні заходи;
- збільшення розмірів підошви фундаментів таким чином, щоб діючі сумарні на пруження (від власної ваги і зовнішнього навантаження) в просідаючій товщі не перевищували початкового тиску просідання.
Якщо сумарна величина осідань і просідань, а також їх нерівномірність не перевищують допустимих величин, то вищенаведені заходи можна не передбачати.
Ми знаємо, що просідання ґрунтів відбувається за рахунок руйнування структурних зв‘язків, які складені легкорозчинними солями. Отже, для того щоб позбутися властивостей просідання необхідно попередньо зруйнувати ці структурні зв‘язки чи зробити їх стійкими до води чи будь-якої іншої рідини.
Ущільнення просідаючих ґрунтів виконують важкими трамбівками, ґрунтовими палями, витрамбовуванням котлованів, попереднім замочуванням (з вибухами чи без) тощо. Властивості просідання втрачаються при г/см3.
Ущільнення грунтів важкими трамбівками. Економічно доцільним є використання цього методу для ущільнення просідаючої товщі потужністю до 4м. Методика полягає в слідуючому. Трамбівку масою 3-5т, яка змонтована на базі крана, піднімають на висоту 5-7м і різко опускають. Під дією власної ваги вона, падаючи на грунт, ущільнює його. Кількість ударів по одному сліду для забезпечення необхідного значення на потрібну глибину визначається експериментально.
Фундаменти в витрамбованих котлованах. Методика аналогічна до попередньої, проте кількість ударів по одному сліду значно більша. В результаті цього в ґрунті утворюється заглиблення (котлован), в якому влаштовується монолітний фундамент мілкого закладення.
Ущільнення основ грунтовими палями. Суть методу полягає в тому, що в ґрунті пробивають чи пробурюють свердловини, які заповнюються ґрунтом з пошаровим його ущільненням. При цьому ущільнюється просідаючий ґрунт навколо свердловин (рис 13.1).
Раціональним є використання методу при потужності просідаючої товщі 8-20м і воло гості, близькій до оптимальної.
У верхній частині масиву відбувається випирання ґрунту, тобто утворюється неущільнений буферний шар, який зрізають або доущільнюють трамбуванням.
Ущільнення грунтів замочуванням з вибухами. Ущільнення попереднім замочуванням відбувається за рахунок просідання замоченого ґрунту від власної ваги. При цьому зменшують пористість нижні шари ґрунтів, починаючи з глибини, на якій природні напруження перевищують початковий тиск просідання. Верхні шари недоущільнюються, тому замочуванням переводять ґрунти з ІІ-го типу в І-ий тип за просіданням. Замочування проводиться в котлованах (з свердловинами і без них). Для підвищення ефективності методу в замоченому ґрунті проводять глибинні вибухи.
Хімічне закріплення ґрунтів виконують шляхом нагнітання в просідаючу товщу закріплюючих розчинів (рідке скло - силікатизація, різні смоли - смолізація).
При взаємодії закріплюючих розчинів з солями, що містяться в ґрунті утворюються компоненти, які є стійкими до води чи будь-якої іншої рідини. Схема хімічного закріпення ґрунтів показана на рис. 13.2.
Якщо новоутворені структурні з‘язки в закріпленому ґрунті є недостатньо стійкими до води, то вико ристовують дворозчинну силікатизацію (почергово нагнітають рідке скло і хлористий кальцій) або газову силікатизацію (рідке скло плюс вуглекислий газ).
При низькому коефіцієнті фільтрації ґрунту ви користовують електросилікатиза-цію (одно- чи дво розчинну). Через грунт пропускають постійний елек тричний струм, який спричиняє рух катіонів разом з водою від ін’єктора до електрода.
Технологічні параметри закріплення визначаються за емпіричними залежностями, наведеними в довіднику [21].
Використання пальових фундаментів. В усіх випадках палі повинні прорізати просідаючі ґрунти і заглиблюва тись в скельні, піщані (крім пухких) чи глинисті ґрунти з показником текучості у во донасиченому стані для ґрунтів I-го типу за просіданням, а для II-го - при і при ( - просідання ґрунту від власної ваги; - гранично допустиме осідання фундаменту будівлі). Величина заглиблення палі в непросідаючий грунт визначається виходячи з необхідної несучої здатності палі і повинна бути не менше 1м для всіх ґрунтів, крім скельних і велико уламкових, для яких вона приймається не менше 0,5м.
Несуча здатність паль в ґрунтових умовах I-го типу за просіданням (рис. 13.3) визначається з умови, що такі ґрунти зменшують несучу здатність при замочуванні. Значення опору ґрунту на бічній поверхні паль (f) в межах просідаючої товщі при можливому замочуванні ви значається як для зволоженого ґрунту при показнику текучості, розрахованому за формулою
(13.2)
Якщо визначене за (13.2) значення , то приймають IL=0,4.
В процесі просідання ґрунтів в ґрунтових умовах II-го типу за просіданням на бічній поверхні паль виникає негативне тертя (рис. 13.4), яке створює додаткове навантаження, тому розрахунок виконують виходячи з умови
, де (13.3)
Fd - несуча здатність палі, що визначається на глибині, де діє позитивне тертя; γk – коефіцієнт надійності; γc – коефіцієнт умов роботи: при Sslg=5см γc=0; при Sslg≥2Su γc=0,8 (для проміжних значень γc визначається інтерполяцією); Pn – сила негативного тертя, яка визначається за формулою
, де (13.4)
u - периметр палі; hsl – глибина, в межах якої діє сила негативного тертя (приймається рівною глибині, де значення просідання ґрунту від власної ваги дорівнює 5 см); hi – товщина і-го шару ґрунту (в межах, де проявляється негативне тертя); τi – розрахунковий опір ґрунту, визначається до глибини 6 м за формулою
, (13.5)
а нижче приймається постійним.
Тут ξ=0,7 – коефіцієнт бічного тиску; σzg – напруження від власної ваги замоченого ґрунту; φI, cI – кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення ґрунту (в межах hsl).
Якщо просідання ґрунту від власної ваги перевищує 30см, то передбачають попереднє замочування просідаючої товщі для переведення таких ґрунтів в І-й тип ґрунтових умов за просіданням. Несучу здатність палі в цьому випадку визначають з урахуванням попереднього замочування просідаючої товщі.
Водозахисні заходи. Ці заходи включають: компоновку генплану (збереження природних умов стоку поверхневих вод); планування території, що забудовується (зберігаються шляхи природного стоку води); відвід поверхневих вод через стічну мережу; влаштування під будівлями і спорудами водонепроникливих екранів; якісну засипку пазух; влаштування відмосток навколо будівель; прокладку комунікацій для води в спеціальних лотках; відвід аварійних вод за межі будівель; виготовлення водонепроникних підлог і т.п.
Вимоги до таких заходів наводяться в “Пособии по проектированию ос нований зданий и сооружений” [22].
Водозахисні заходи, як показав досвід експлуатації будівель споруджених з їх застосуванням, не надійні і можуть використовуватись для маловідповідальних будівель.
Конструктивні заходи. Такі заходи призначають, виходячи з розрахунків конструкцій на нерівномірні просідання ґрунтів. Вони розділяються на три групи: підвищення жорсткості будівель; збільшення податливості будівель; забезпечення нормальної експлуатації будівель при нерівномірних деформаціях будівель.
За конструктивними особливостями будівлі і споруди розділяються на:
жорсткі - складають одну просторову цілісність (труби, силоси, башти тощо);
відносно жорсткі - чутливі до нерівномірних деформацій, складаються із жорстко зв’язаних елементів (всі житлові і цивільні та деякі промислові будівлі);
гнучкі - елементи будівель зв’язані між собою шарнірно (одноповерхові промислові будівлі, естакади тощо).
Заходи 1-ї групи використовують для відносно жорстких будівель, 2-ї групи - для гнучких будівель, а 3-ї групи (в сукупності із заходами 1-ї і 2-ї груп) - для будівель, що мають спеціальне технологічне обладнання (ліфти, мостові крани тощо) і направлені на забезпечення нормальної експлуатації цього обладнання.
Підвищення жорсткості будівель досягаються: розрізкою деформаційними швами; влаштуванням залізобетонних поясів, армованих швів; підсиленим армуванням стиків між елементами; використанням монолітних фундаментів і т.п.
Збільшення податливості будівель забезпечується гнучкими зв’язками між елементами конструкцій, збільшенням площі опирання елементів і стійкості елементів при підвищених деформаціях та ін.
Забезпечення нормальної експлуатації будівель досягається шляхом використання таких конструктивних рішень, які дозволяють відновити нормальну експлуатацію кранів, ліфтів і т.п. (використання болтових з’єднань, спеціальні фундаменти, запаси в розмірах тощо).
87
PAGE 87
EMBED Word.Picture.8
EMBED Word.Picture.8
EMBED Word.Picture.8
EMBED Word.Picture.8