База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Пользуясь темп же графиками, находим:

Учет вертикального дренирования в данном случае даст заведомо ничтожную поправку к срокам уплотнения слоя глины.

Приложение 4

1. Расчет основания с вертикальными дренами

По расчету, проведенному выше (см. приложение 2), время завершения осадки слоя составляет Тстаб = 5,8 года.

При такой длительности уплотнения необходимо рассмотреть вопрос о методах ускорения осадки.

Наиболее эффективным способом ускорения консолидации водонасыщенных грунтов, уплотнение которых подчиняется законам фильтрационной консолидации, является вертикальное дренирование. Проведем расчет вертикальных дрен, исходя из условия достижения 90 %-ной консолидации за 6 мес.

Назначаем диаметр дрен 300 мм при длине 6 м (полная мощность слабой толщи).

Задаемся расстоянием между дренами 2,10 м, тогда отношение

221

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Определяем фактор времени при фильтрации воды в горизонтальном направлении (к дренам). При этом в целях упрощения будем считать, что фильтрационные характеристики и характеристики сжимаемости одинаковы в вертикальном и горизонтальном направлениях, т.е. Kв » Kг; аг » ав.

Так как в данном примере известна величина коэффициента консолидации при вертикальной фильтрации, полученная непосредственно из опыта на консолидацию, то величину Тг можно вычислить по формуле

.

По графику рис. 40 основного текста определяем иг при Т = 0,35 для n = 7 (путем графической интерполяции между кривыми, соответствующими п = 4 и п = 8) uг = 90 %.

Фактор времени при вертикальной фильтрации

равен

По графику рис. 41 основного текста определяем, что при Tв = 0,063 uв = 29 %.

222

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Общая степень консолидации по формуле uобщ = 100 - 0,01(100 -

uг) × (100 - uв) составляет uобщ = 100 - 0,01(100 - 90) × (100 - 29) = 93 %, что достаточно близко заданному значению uобщ = 90 %.

Значит за 6 мес. при диаметре дрен 300 мм при расстоянии между ними 2,10 м будет достигнута 93 %-ная консолидация слабого основания.

Вместо графиков uг = f1(Tг) и uв = f2(Tв) (см. рис. 40 и 41 основного текста) для расчета консолидации можно пользоваться

номограммой (см. рисунок данного приложения), где по предварительно вычисленным Tг, n и Tв графически находят соответственно uг, uв и общую степень консолидации uобщ.

2. Расчет величины временной пригрузки

Ускорение осадки может быть достигнуто путем применения временной пригрузки.

Ориентировочно рассчитаем необходимую величину временной пригрузки для достижения за 6 мес. осадки, соответствующей 90 %-ной фильтрационной консолидации под проектной нагрузкой. Поскольку полная расчетная осадка верхнего слоя составляет 1,93 м, полная фильтрационная осадка составит 1,93 × 0,8 = 1,54 м и 90 % от этой величины составит 1,39 м.

223

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Номограмма для консолидационного расчета оснований с вертикальными дренами

Расчет ведем в соответствии с указаниями, изложенными в пп. 147 - 148.

Для расчета должны быть известны:

1)величина коэффициента консолидации;

2)расчетный максимальный путь фильтрации воды из грунта основания;

3)зависимость полной осадки от нагрузки (строится на основе компрессионной кривой).

Величина коэффициента консолидации определена выше при расчете осадки во времени (приложение 2) Ск = 3,54 см2/ч.

224

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Определяем значение N по формуле:

Зная величину N, определяем требуемое значение коэффициента времени Kвp по табл. 17 основного текста Kвp = 0,35.

Определим теперь величину конечной осадки, которую мы получили бы при приложении некоторой искомой нагрузки, для которой осадка в 1,39 м достигается при значении Kвp = 0,35:

В данном случае значение Sкон получилось совершенно нереальным, так как полная мощность слоя - 4 м, следовательно, нагрузка, при которой такой слой даст осадку 3,57 м (ер » 890 мм/м), либо слишком велика, либо вообще недостижима. Это свидетельствует о том, что при условиях данной задачи заданного ускорения осадки, применяя только метод временной пригрузки, получить нельзя.

Определим, сколько потребуется времени для достижения заданной осадки 1,39 м при увеличении нагрузки по сравнению с проектной на 0,4 кг/см2 (2-метровый слой временной пригрузки).

По рис. 4 (приложение 2) находим, что при нагрузке 1,4 кг/см2 конечная осадка верхнего слоя составляет 2,12 см.

Отсюда

225

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

При Kвр = 0,655 N = 0,85 (по табл. 17), откуда

Следовательно, при величине временной пригрузки 0,4 кг/см2, что соответствует 2-метровому дополнительному слою, требуемая осадка будет достигнута за 21,25 мес.

При использовании метода временной пригрузки необходимо проверить степень устойчивости основания с учетом увеличения нагрузки. Нужно учитывать устойчивость не только верхнего слоя, но и нижнего.

Дополнительно рассмотрим вопрос о применении метода временной пригрузки для ускорения полной расчетной величины осадки в случае одновременного применения конструкции с вертикальными песчаными дренами.

При проведенном выше расчете конструкции с вертикальными песчаными дренами было установлено, что при диаметре дрен 300 мм и расстоянии между дренами 2,10 м за 6 мес. будет достигнута степень консолидации в 93 %. При полной фильтрационной осадке

1,54 м это составит 1,54 м · 0,93 = 1,43 м.

Однако полная осадка верхнего слоя составляет 1,93 м, причем осадку в процессе консолидации, равную 1,93 × 0,2 = 0,39 м, нельзя ускорить только за счет применения дрен.

Вместе с тем, применяя в сочетании с вертикальными дренами метод временной пригрузки, мы можем ускорить достижение проектной величины осадки.

Предположим, что требуется за 6 мес. получить не 90 % фильтрационной части осадки, а 85 % полной проектной величины

226