4. Оценка несущей способности грунтов оснований.
Структурно фазовая деформируемость грунтов при возрастании нагрузки.
Исследования деформативности грунтов в одометрах позволили прийти к следующим выводам:
Грунт не является упругим материалом (т.е. остаточные деформации значительно больше упругих)
Грунту не свойственна строгая прямо пропорциональная зависимость между σ и ξ
Грунт является не сплошным материалом (состоит из мелких частиц и пор между ними, заполненных чем либо (вода, частицы))
Р
ассмотрим
характер перемещения фундамента (штампа)
в случае его загружения статической
нагрузкой.
Х
арактер
деформации грунтов оснований под
воздействием на него возрастающей
нагрузки. Измеряются и различаются 3-ри
фазы деформации основания
В начальной 1-й фазе – фазе уплотнения грунта, осадка основания обусловлена изменением объёма пор.
Эта
фаза характеризуется тем, что касательные
напряжения всех площадок, проходящие
через все точки основания удовлетворяют
условию:
При увеличении P в точках (1) основания появляется сдвиг, с этого момента начинается вторая фаза.
2-я фаза «сдвига»
Сдвиг по мере увеличения нагрузки, захватывает всё большие области – называемые областями предельного равновесия. Под фундаментом создается уплотненное ядро грунта в форме клина, в котором сдвиг не происходит.
Во 2-й фазе осадка грунта обусловлена не только уплотнением грунта, но и его смещением в стороны. Давление по подошве фундамента соответствующее 2-й фазе – «предельно краевое давление» или «предел пропорциональности»
3-я фаза – фаза выпора, грунт выпирается в стороны.
5. Подземные воды. Защита помещений от подземных вод
К подземным водам относятся все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности грунта и дна поверхностных водоемов и водотоков.
В связи с неблагоприятным воздействием подземных вод на несущую способность грунтовых оснований и материалы подземных конструкций необходимо при проектировании и строительстве фундаментов учитывать возможность изменения гидрогеологических условий строительной площадки в процессе строительства и эксплуатации объектов. В первую очередь к этим неблагоприятным факторам относятся следующие: естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод; возможное изменение уровня подземных вод по технологическим причинам; увеличение агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и возрастание коррозийной активности грунтов, обусловливаемые технологическими особенностями производства.
Повышение уровня подземных вод ухудшает строительные свойства грунтов: влажность грунта увеличивается, его «скелет» оказывается взвешенным в воде, силы трения и сцепления между частицами грунта уменьшаются, пористость грунта возрастает. При подъеме воды выше отметки заложения подошвы фундамента давление последнего на основание уменьшается, что может привести к сдвигу или опрокидыванию фундамента. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании сооружений.
Понижение уровня подземных вод, как правило, улучшает строительные свойства грунтов. Однако если оно происходит после возведения сооружений, то связанное с ним дополнительное уплотнение грунтов может повлечь за собой неравномерные их осадки.
В результате деятельности подземных вод в отдельных случаях происходят механическая суффозия. Химическая суффозия, карстовые процессы и движение массы грунта (плывуна) вместе с подземной водой в котлованы и подземные выработки.
Котлованы защищают от подземных вод водопонижением, устройством противофильтрационных завес и комбинацией этих способов. Способ защиты выбирают в зависимости от вида подземных вод, особенностей напластования и свойств грунтов, глубины, размеров и формы котлована в плане, особенностей и размеров стройплощадки.
Защитные мероприятия подземных сооружений и подвалов направлены на предохранение от сырости, от затопления подземными водами, от коррозии и разрушения материалов. Защита от сырости: отвод дождевых и талых вод с площадки строительства, устройства дренажей, применение гидроизоляции.
Гидроизоляция может быть жесткой, обмазочной и оклеечной. Жесткая – осуществляется нанесением на защищаемую поверхность плотного водонепроницаемого слоя штукатурки толщиной 2–3 см или устройством обделки из водонепроницаемого бетона. Недостаток – возможность появления в ней трещин даже при небольших осадках сооружения. Обмазочная (окрасочная) – тонкая многослойная оболочка, наносимая на изолируемую поверхность путем обмазки асфальтом, битумом, каменноугольным дегтем. Если уровень воды ниже пола подвала, то применяют обмазку 1–2 раза наружной поверхности стен горячим битумом. Если уровень воды выше пола подвала, то гидроизоляцию делают в виде сплошной оболочки, защищающей помещение снизу и по бокам. Вертикальная гидроизоляция наклеивается снаружи. Для предохранения от повреждений ее ограждают стенкой из кирпича или бетонных блоков. Зазор между стенкой и гидроизоляцией заполняют цементным раствором. В слабоагрессивных водах может использоваться жирная перемятая глина, в более агрессивных водах – битумная или полимерная мастика.