Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах. Физико-механические свойства илов, торфов, слабых водонасыщенных глинистых грунтов. Типы фундаментов на структурно-неустойчивых и слабых грунтах.

Структурно-неустойчивыминазываются такие грунты, которые обладают способностью изменять свои структурные свойства под влиянием внешних воздействий (увлажнение, промерзание, оттаивание, выветривание, передача внешней нагрузки, перемятие грунтов и т. д.) с развитием значительных осадок.

К структурно-неустойчивым грунтам относятся: илистые, торфяные грунты, рыхлые пески, набухающие грунты, слабые водонасыщенные глинистые грунты и др. 11% территории страны.

Заболоченная низинная пойма

Илистые грунты

Илы– глинистые грунты в начальной стадии своего формирования, образовавшиеся как структурный осадок в воде при наличии микробиологических процессов.

В естественных условиях илы обычно находятся в текучем состоянии w>w_L(влажность на границе текучести), при высушивании затвердевают.

Илы обладают исключительно высокой пористостью.

Коэффициент пористости:

е > 1 – для супеси и суглинков;

е < 1,5 – для глин. ???(е > 1,5) – в копиях???

Изменение объема набухающего грунта при увлажнении

По гранулометрическому составу илы близки к глинам, но часто встречаются илистые грунты, богатые содержанием органических веществ (до 10% и более), которые придают им серую окраску и специфический запах.

Илы мелкодисперсные, при оседании образуют губчатую неуплотненную структуру.

В осадок → после коагулирования (соединение);

обратный процесс – пептизация (разъединение).

Свойства илистых грунтов:

1. Сильная деформируемость;

2. Высокая сжимаемость;

3. Малая прочность;

4. Значительное влияние структурных связей на механические свойства.

Показателем структурности грунтов служит индекс их чувствительности:

и – предельное сопротивление грунта сдвигу при ненарушенной и нарушенной структурах, соответственно.

5. Ничтожное сопротивление давлению (а потому для использования их в качестве естественного основания они обычно не пригодны);

6. Незначительное сопротивление сил трения, что затрудняет применение в них свайных фундаментов;

7. Тиксотропия – заключается в разжижаемости илистых грунтов при нарушении их структурных связей и восстановлении губчатой структуры с течением времени вследствие теплового движения мельчайших колиольных частиц.

Тиксотропия – восстановление прочности с течением времени.

Тиксотропия – способность глинистого раствора загустевать в спокойном состоянии и становится жидким при перемешивании.

Возможные формы деформации насыпей на болотах (по Н. П. Кузнецовой)

Возможные формы деформации насыпей на болотах (по Н. П. Кузнецовой)

К отрицательным качествам многих илов относится наличие в них органических (гуминовых) кислот, вредно действующих на бетон сооружений и фундамента.

Последовательность возведения фундаментов:

1. Производится «огрузка» этих грунтов, их загружают послойно песчаным грунтом;

2. Отсыпают каменную наброску, она играет роль распределительной подушки; ее мощность определяется расчетом, необходимо, чтобы на поверхность илистого грунта от сооружения и подушки приходилось давление неопасное для илистого грунта;

3. Затем возводится сооружение.

Схема электроуплотнения илистых грунтов.

1-грунт илистый; 2-песок; 3-катоды; 4-аноды; 5-трубопровод водоотлива; 6-депрессионный уровень после осушения; 7-перфорированная часть электрода; 8-уплотненный массив; 9-катодный ряд; 10-анодное ограждение; 11-источник постоянного тока.

Илы различаются по свойствам (они вытекают из происхождения ила): пресноводные и морские.

Морской ил прочнее, появляются цементирующие связи из-за солей, но он может расслаиваться, тогда он снижает прочностные характеристики → оползни.

Древние и молодые (современные).

Мост через реку Миссисипи.

1-средний уровень воды; 2-ил; 3-глины; 4-песок.