35.Проектирование фундаментов, возводимых на просадочных лессовых грунтах. Методы строительства на просадочных грунтах.

Особенности строительства на лессовых грунтах заключается в том, что при их обводнении возникают большие часто неравномерные деформации - просадки, достигающие 1 м и иногда более. Просадки возникают при увлажнении - замачивании грунтов при одновременном действии нагрузки от сооружений и собственного веса грунтов.

Влажность лессовых просадочных грунтов может увеличиваться как за счет замачивания сверху из внешних источников или снизу при подъеме уровня подземных вод, так и путем накопления влаги в грунте (инфильтрация поверхностных вод или экранирование, поверхности за счет постройки различных сооружений).

При проектировании оснований и фундаментов зданий на просадочных грунтах прежде всего учитывают возможность их замачивания и возникновения просадочных деформаций. В тех случаях когда исключается замачивание основания и фундаменты проектируются как на обычных непросадочных грунтах.

При возможности замачивания грунтов надежность и нормальная эксплуатация зданий и сооружений достигаются применением одного из следующих принципов:

- осуществление комплекса мероприятий, включающего подготовку основания, водозащитные и конструктивные меры. Компановка генплана, планировка застраиваемых территорий, устройствомаловодопроницаемых экранов.

- устранение просадочных свойств грунтов. Используются: тяжелые трамбовки, устройство грунтовых подушек, уплотнение предварительным замачиванием, силикатизация

- прорезка просадочных грунтов глубокими и свайными фундаментами.

36. Методы строит-ва на набухающих грунтах. Особен-ти проект-я и констр-ые решения фунд-ов. Особенности проект-ия оснований сооруж-й, возво­димых на набухающих грунтах, заключаются в учете специфи­ческих свойств таких грунтов, обусловленных способностью при повышении влажности увеличиваться в объеме, т.е. набухать. При последующем понижении влажности у набухающих грунтов про­исходит обратный процесс - усадка.

Основными характер-ми физико-механ-ких свойств набухающих грунтов для проектир-ия оснований и фунд-ов явл-ся относительное набухание и его зависимость от ве­личины давления на грунт; давление набухания, соответствую­щее давлению при замачивании грунта в замкнутом объеме, т. е. при отсутствии деформаций; влажность набухания, за к-ую прин-ся влажность грунта после его набухания в условиях исключающих возможность бокового расширения при отсутствии нагрузки, и при обжатии заданным давлением; относитель­ная усадка грунта; горизонтальное давление набухания.

Особенности проектирования основании и фунд-ов

Расчет оснований на набухающих грунтах производится по деформациям, а при необходимости и по несущей способности с учетом особенностей физико-механ-их свойств таких грунтов и в соответствии с общими требов-ми СНиП 2.02.01-83*.

Водозащитные мероприятия. Для предупреждения проникания воды или химических растворов в грунтовое основание устраивают отмостки вокруг зданий шириной 2..,3 м, применяют водонепрони­цаемые экраны под всем сооружением из полимерных материалов либо из асфальта, заключают водопроводные и канализационные трубы в специальные железобетонные лотки и т. п. При этом следует иметь в виду, что маловлажные набухающие грунты иногда рассечены большим количеством усадочных трещин, по которым вода может легко проникать в грунтовое основание.

Улучшение свойств оснований. Предварительное замачива­ние применяют при небольших толщах набухающих грунтов. Этим мероприятием искусственно вызывается процесс набухания грун­товой толщи, и в дальнейшем строительство ведется как на водона-сыщенных ненабухающих грунтах. Предварительное замачивание нельзя использовать, если во время эксплуатации может произойти высушивание грунта (например, в основании нагревательных печей и т. п.), что приведет к усадочным деформациям.

Замачивание осуществляется через скважины диаметром 89...276 мм, располагаемые в шахматном порядке через 2...5 м друг от друга. Глубину скважин принимают на 0,5 м меньше расчетной глубины замачивания. Скважины засыпаются песком, гравием или дробленым кислым шлаком. При замачивании ведется наблюдение за деформациями поверхности основания.

Грунтовые подушки при­меняют для замены всей или ча­сти толщи набухающих грун­тов. При частичной замене тол­щину подушек назначают из условия, чтобы подъем фунда­мента в результате набухания оставшегося слоя набухающих грунтов находился в допусти­мых пределах. Материалом гру-нтовых подушек могут служить пьлевато-глинистые иенабуха-ющие грунты.

Компенсирующие поду­шки применяют для уменьше­ния неравномерности подъема

фундаментов при локальном замачивании. Их устраивают из лю­бых, кроме пылеватых, песков на кровле или в пределах толщи набухающих грунтов преимущественно под ленточные фундаменты шириной до 1,5 м, давление по подошве которых составляет менее

0,1 МПа.

Принцип работы компенсирующей подушки состоит в следу­ющем. В связи с тем что ширина песчаной подушки превышает ширину фундамента, при набухании грунтов происходит выпира­ние песка между фундаментом и стенкой траншеи. Поэтому при подъеме дна такой траншеи песок вокруг фундамента поднимается, а сам фундамент остается практически неподвижным.

Прорезка набухающих грунтов свайными фундаментами и глубо­кими опорами эффективна, если толща набухающих грунтов не превышает 12 м. При набухании грунтов возникают силы набуха­ния, направленные вверх и действующие по части боковой поверх­ности свай, расположенной в пределах толщи набухающих грунтов. Эти силы стремятся поднять сваи вверх. Для исключения подъема длина свай должна быть назначена таким образом, чтобы указан­ные силы были меньше, чем сумма нагрузок от сооружения и силы сопротивления по боковой поверхности в нижней части свай, заглу­бленной в ненабухающие грунты. Для увеличения сил сопротивле­ния в заделанной частя свай можно применять винтовые сваи шли сваи с уширенной пятой.

К конструктивным мероприятиям относится увеличение жестко­сти зданий путем разбивки их на отдельные отсеки. Крупнопанель­ные здания, наиболее чувствительные к неравномерным подъемам, следует разделять осадочными швами на отсеки длиной не более 30 м. Увеличение прочности достигается введением армированных поясов толщиной не менее 15 см, устраиваемых в нескольких уров­нях по высоте. При использовании набухающих грунтов в качестве естественных оснований необходимо проектировать фундаменты с наибольшим возможным давлением по подошве. Поэтому следует отдавать предпочтение ленточным и столбчатым фундаментам, устраивая фундаменты в виде плит и перекрестных лент только в тех сооружениях, где это обусловлено их конструктивной схемой. Конструкция подкрановых путей должна обеспечивать возможность рихтовки рельсов на величину не менее 50 мм в вертикальном и горизонтальном направлениях.

37. Проектирование фунд-в под машины. Методы опр-я динамических хар-к оснований. Различают: массивные, стенчатые, рамные конструкции. К мат-ам фун-ов под машины преъяв-ся сл. требования 1) Как монолитные так и сборные ж/б фун-ты должны вып-ся из бетона класса не ниже В15.2) Фун-ты под машины с ударными нагрузками должны выпол-ся только монолитными.3) форма фун-ов в плане д.б. простой.4) центр тяжести фунд-та должен располагаться на одной вертикали с линией действия инерционных нагрузок, вызванных работой машин.Максимальный эксцентриситет не должен превышать 5% размера фун-та в направлении которой происходит смещение инерционной нагрузки.Для грунтов водонасыщенных (R<150 МПа) 3%. В данном случае необходимо устраивать свайные фун-ты.Глубина заложения подошвы фун-та мелкого заложения и подошва ростверка свайного фун-та назначается как для фун-ов без учета динамики. Массивные выполняются в виде сплошных блоков или плит. Стенчатые состоят и верх и нижн плиты соед жесткими стенками.

По материалу: монолитный или сборный жб. Глубина заложения назначается такой же как и для фунд проектир на статич нагрузки.

Фундаменты под машины рассчитываются по 2 группам предельных состояний.

Расчет по I группе пред сост заключается в проверке среднего статич давления под подошвой фундамента на естественном основании или в определении несущей способности свайного фундамента: p≤γ_c0 γ_c1 R, где γ_c0-коф условии работы грнтового основания, учит характер динам нагр и ответст машин, в частности для молотов формовачных машин =0,5; дробилки, мельницы =0,8; γ_c1-коэф усл работы грунтов основ, учит возможность возникн длит деформ при действ динам нагр. Мин. =0,6-в осн пылевато глин грунтов, мелк пылеват водонасыщ.

R-расчет сопротивл грунта опред без учета динамики.

Расчет по II группе пред сост сводится к проверке амплитуд колебаний фундамента: а≤а_u, где а-амплитуда колеб фунд опред расчетом, а_u- амплит пред допустим опред по главе снип, если кузнеч молот =1,1 мм; кривошипн=0,1мм.

Для нахождения амплит колеб используется модель основания Винклера-Фойгта. Поведение фундамента в этом случае можно описать с помощью диф. уравнения: mZ^``+k_z=Fsinwt. Решение уравнения: F/(k_z-w²m).

Kz = Cz * A – упругая характеристика основания. Cz = b0*E(1+√A0/A), кН/м3 b0 коэф-т, равный 1 для песков; 1,2 для суглинков и супесей; 1,5 - для глин. Е модуль деформации грунта.А площадь подошвы фун-та.

w-частота возмущающей силы.

Мероприятия по уменьшению амплитуд колебаний и длительных осадок фундамента: 1.уменьшение амплитуды фундамента возможна путем увеличения k_z при постоянном значении mw²; 2. k_z ↑ и mw²↓; 3. . k_z –конст и mw²↑. . k_z можно увеличит за счет увеличения площади фундамента, 4.увеличить динамические характеристики основания: можно грунт уплотнить, осушить, закрепить; 5.уменьшить амплит колеб «пересадив» фундамент на сваи; 6.амплитуды можно уменьшить деформированием колебаний в самом источнике.

При малых динамических воздействиях могут проявляться длительные незатухающие осадки за счет виброползучести грунтов основания. Эти осадки характерны для фундаментов давление под подошвой которых близки к расчетному сопротивлению грунта основания, либо превышают его. В этом случае у краев фундаментов образуются зоны пластич деформаций, длительное сопротивление грунта ведет к перемещению его в этих зонах и медленному течению от центра к краям подошвы фундамента, что приводит к медленным незатухающим осадкам. Для предотвращения этих осадок целесообразно явл устройство коротких шпунтовых рядов по периметру фундамента, либо закреплением грунтов.