Просадочность и ее характеристики

П

Характерная схема просадочного явления лессового грунта

росадочностью называется способность лессового макропористого грунта очень быстро размокать и уплотняться (под нагрузкой).

Ширина раскрытия трещин составляла 30 – 40 см, а величина просадки 0,3 – 2 м. Явления просадки наблюдались в г. Грозном – у смотровых колодцев в результате переполнения их водой (в Запорожье и т.д.).

В массовом количестве с подобными явлениями сталкивались впервые уже в конце 20-х годов при строительстве Западно-Сибирского Металлургического комбината. Большие исследования тогда поэтому вопросу провел Абелев Ю.М. (завод «Запорожсталь»)

Отчего происходит просадка?

Лесс имеет преимущественно такие характеристики:

1.  = 14…16 кН/м³;

2. W = 6 – 15 % (вода в виде пленочной влаги);

3. n = 45 – 55%.

Большое наличие макропор в виде трубчатых канальцев  = 0.1 … 4 мм (преимущественно вертикальное положение)

Макроструктура лессового грунта

Такая система находится в равновесии и превосходно воспринимает статическую нагрузку в 2 – 3 кг/см², подобно пространственной конструкции.

Роль узлов заменяют связи:

h

Характеристика просадочности лессовых грунтов

На компрессионном приборе, в лаборатории можно промоделировать просадку.

В соответствии со СНиП – коэффициент относительной просадочности определяется следующим образом:

h – высота (см) образца природной влажности обжатого давлением Р₁ равным давлению от всего сооружения и собственного веса вышележащего грунта.

h^I – высота (см) того же образца грунта после пропуска через него воды при сохранении давления Р₁

h ₀– высота (см) того же образца грунта природной влажности, обжатого давлением равным природному.

Определение просадки основания

1 . Изучают инженерно-геологический разрез

2. На инженерно-геологический разрез наносят различные фундаменты зданий c различной глубиной залегания.

3. Определяют просадку для самого мелко заглубленного фундамента.

4. Строят эпюры для этого фундамента P_z, P_δz

5. По обычным правилам определения осадок, разделяют всю толщу на слои (h_1, h₂ …h_i), определяют давления в каждом слое (P₁ P₂ …P_i) – учитывая и собственный вес грунта

6 . По таблицам и графикам δ_пр = f(p) – из геологического отчета определяют просадку всей сжимаемой толщи, как сумма просадки отдельных слоев

.

S_пр = h₁ δ_пр1 + h₂ δ_пр2 + …+ h_iδ_прi

n – число сжимаемости слоев

γ_c – коэффициент условия работы

Затем сравнивают S_пр с [S_u] и судят о деформациях сооружения.

На вновь застроенной территории определяют тип просадочности путем проведения опытных работ.

В результате устанавливают два типа просадочности грунтов:

1 тип – просадка грунта от собственного веса при замачивании практически отсутствует или не превышает 5 см.

2 тип – просадка грунта от собственного веса при замачивании > 5 см.

При проектировании сооружений на лессовом грунтах необходимо внимательно относиться к геологии.

В 1970 в Средней Азии возводилось сооружение башенного типа – труба h = 120 м.

В геологическом отчете – эта территория характеровалась просадочными «блюдцами» и была дана величина δ_пр = 0,02

Необходимо знать, где заложены скважины?

Скважина была пробурена на уже несколько просевшем грунте. Пробурили новую скважину и получили δ_пр = 0,04. Не учет этого привел бы к недопустимым осадкам.

43. Существует несколько признаков, по которым классифицируют фундаменты, возводимые в открытых, котлованах.

По материалу, из которого они изготовлены, фундаменты бывают бетонные, бутобетонные, из каменной или бутовой кладки и железобетонные. В некоторых, достаточно редких случаях в качестве материала фундаментов используют дерево (в водонасыщенных грунтах или при возведении временных сооружений) или металл (для сборно-разборных сооружений).

По условиям изготовления различают фундаменты монолитные, возводимые непосредственно на месте строительства, и сборные, монтируемые из отдельных, заранее изготовленных элементов. Последний тип фундаментов получил наибольшее распространение, так как он обеспечивает максимальное снижение трудозатрат и существенно сокращает сроки строительства.

Конструкция фундамента и материал, из которого он изготовлен, должны обеспечивать необходимую прочность, морозостойкость и сопротивляться набуханию, поскольку на подземные конструкции помимо внешних нагрузок вредное влияние оказывают подземные воды. Этим требованиям в наибольшей степени соответствует бетон, а иногда с целью уменьшения расхода цемента используют бутобетон. Существует номенклатура сборных блоков для фундаментов, выполняемых из бетона и бутобетона (сплошные и пустотелые фундаментные, стенные блоки и блоки-подушки небольшой ширины).

Фундаменты из каменной и бутовой кладки в настоящее время используют довольно редко, так как они требуют очень больших трудозатрат.

Наиболее широко распространенным материалом для устройства фундаментов является железобетон, который используют для возведения различных типов фундаментов, как в монолитном, так и сборном варианте, поскольку он обладает требуемой морозостойкостью и водонепроницаемостью (при определенной плотности). Промышленность строительных материалов выпускает широкую номенклатуру сборных конструкций, используя которые можно монтировать фундаменты различных конструктивных решений, удовлетворяющих практически всем запросам промышленного строительства.

Монолитные фундаменты применяют реже, чем сборные, однако они могут оказаться целесообразными при отказе от использования опалубки, т. е. при бетонировании в распор со стенами котлованов и траншей, особенно если последние получены в результате бурения скважин или предварительным вытрамбовыванием ложа.

По условиям работы фундаменты подразделяют на жесткие, воспринимающие в основном сжимающие усилия, и гибкие, при работе которых образуются деформации изгиба, влияющие на распределение давления по Подошве.

По форме фундаменты можно отнести к следующим основным типам: ленточные, отдельные, сплошные и массивные.

Л енточные фундаментычаще всего выполняют под стены зданий (рис. 5.1, а), иногда для придания большей жесткости и обеспечения выравнивания осадки сооружения используют ленточные фундаменты под колонны в виде одиночных (рис. 5.1, б) или перекрестных (рис. 5.1, в) лент. Уменьшения давления по подошве фундаментов данного типа можно добиться только за счет увеличения размеров в поперечном направлении.

Рис. 5.1. Ленточные фундаменты: 1 — стена; 2 — фундаментная подушка; 3 — колонна

Отдельные фундаменты обычно устраивают цод колонны каркасных зданий (рис. 5.2), иногда отдельные фундаменты применяют и под стены бескаркасных сооружений (столбчатые фундаменты), если в основании залегают надежные грунты и нагрузка на фундаменты невелика (рис. 5.3). Отдельные фундаменты под колонны используют в случаях, когда неравномерности осадок не превышают предельно допустимых значений, поскольку такие фундаменты не оказывают существенного влияния на жесткость зданий и неспособны выравнивать осадки. Изменять давление в основании этих фундаментов можно, варьируя длину и ширину подошвы.

Рис. 5.2. Отдельный фундамент

Рис. 5.3. Отдельные (столбчатые) фундаменты

С плошные фундаменты выполняют, как правило, под всем зданием или сооружением в виде сплошных железобетонных плит. Их можно располагать под стены или колонны (рис. 5.4, а). В некоторых случаях для создания большей жесткости сплошной фундамент возводят в плитнр-балочном варианте (рис. 5.4, б). Существуют и другие конструктивные решения сплошных фундаментов; они могут быть коробчатыми (рис. 5.4, в), а также в виде цилиндрических оболочек (рис. 5.4, г) или оболочек двоякой кривизны (рис. 5.4, д).

Сплошные фундаменты, работая на изгиб, выравнивают осадки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обеспечивая совместную работу основания и всего здания. Наибольшей жесткостью обладают коробчатые фундаменты, которые используют в зданиях, передающих на основание неравномерно распределенные нагрузки значительной интенсивности.

Массивные фундаменты выполняют в виде сплошного жесткого массива под все сооружение. Фундаменты данного типа используют при строительстве дымовых труб, доменных печей, опор мостов мачтовых сооружений, отличительной особенностью которых являются относительно небольшие размеры в плане по сравнению с сооружением, при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках, передаваемых на основание Рис. 5.4. Сплошные фундаменты

.

44. В). Метод испытания сваи пробной статической нагрузкой

Определение несущей способности свай статической нагрузкой

Принципиальная схема испытаний

1. Испытуемая свая

2. Анкерные сваи

3. домкрат

4. Балка

Нагрузка прикладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступень выдерживается до полной стабилизации осадки, определяемой прогибомерами с точностью до 0,1 мм.

По данным испытаниям строятся 2 графика.

Позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи горизонтальной нагрузке.

Проводятся испытания следующим образом (рис. 11.14). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями, горизонтальные перемещения на каждой ступени фиксируются прогибомерами.

Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации горизонтальных смещений. По результатам испытаний строятся графики зависимости горизонтальных перемещений сваи от нагрузок (рис. 11.14 б) по которым и определяется предельное сопротивление сваи.

Рис. 11.14. Испытания свай горизонтальной нагрузкой:

1 – опытная свая; 2 – гидровлический домкрат; 3 – апрогибомер; 4 – упор из статического груза

За предельное сопротивление сваи Fu принимается нагрузка на одну ступень менее той, при которой перемещения сваи непрерывно возрастают.

НС определяется по формуле

F_d = ; = 1