35. Инженерные методы преобразования строительных свойств оснований. Уплотнение грунтов.
Методы преобразования строительных свойств основания подразделяют на 3 группы:
- конструктивные (не улучшают свойства самих грунтов, а создают благоприятные условия работы их как оснований за счет регулирования напряженного состояния и их деформирования)
- уплотнение грунтов (направлено на уменьшение пористости грунтов, создание более плотной упаковки минеральных агрегатов)
- закрепление грунтов (заключается в образовании прочных искусственных структурных связей между минеральными частицами). Согласно определению, Уплотнение грунтов, искусственное преобразование свойств грунтов в строительных целях без коренного изменения их физико-химического состояния; представляет собой процесс взаимного перемещения частиц грунта, в результате которого увеличивается число контактов между ними в единице объёма вследствие их перераспределения и проникновения мелких частиц в промежутки между крупными под действием прилагаемых к грунту механических усилий. У. г. производится для обеспечения их заданной плотности и уменьшения величины и неравномерности последующей осадки оснований и земляных сооружений. При У. г. повышается их прочность, уменьшаются сжимаемость и фильтрационная способность. При уплотнении водонасыщенных грунтов происходит отжатие воды из пор грунта. Степень У. г. оценивается плотностью грунта, т. е. объёмной массой его скелета (высушенного грунта). Уплотнённым называется (условно) грунт, объёмная масса скелета которого равна не менее 1,6 т/м3. Эффективно У. г. при подготовке оснований под здания и сооружения, возводимые на неоднородных (по сжимаемости) насыпных, просадочных и водонасыщенных грунтах. Различают поверхностное и глубинное У. г. При поверхностном У. г. применяют катки дорожные, трамбующие машины, виброплиты и т.п. Глубинное У. г. производится с помощью вертикальных песчаных дрен, свай, гидровиброуплотнением и др. способами. Поверхностное У. г. производят при оптимальной влажности грунта. Если природная влажность грунта меньше оптимальной, его предварительно увлажняют. Для контроля качества У. г. осуществляют статическое и динамическое зондирование грунтов, а также отбор образцов грунта из уплотнённого слоя с целью исследования его прочностных, деформационных и фильтрационных свойств.
36. Проектирование грунтовых подушек.
Грунтовые подушки устраивают при залегании слабых грунтов в основании(ил, текучие пылевато-глинистые грунты, торфы, заторфованные, малоуплотненные насыпные, пученистые грунты). Устранить просадочность грунта можно использованием грунтовых подушек из непросадочного грунта .В качестве материалов используются: крупнообломочные грунты (гравий, щебень); крупные и средне зернистые грунты, шлаки и др. Применяют 2 варианта устройства грунтовых подушек:
1) расстояние от подошвы фундамента до кровли прочного грунта не превышает 3м – в данном случае тогда производится полная замена грунта; 2)когда более 3м – устраивают грунтовые подушки висячего типа. Устранить просадочность лёссового грунта можно использованием грунтовых подушек из непросадочного грунта. В этом случае котлован под проектируемое сооружение (см. схему) выкапывается в лёссовом основании ниже (до 2 м) отметки заложения подошвы фундамента.
Вынутый грунт послойно (по 0,5 м) укладывается в котлован с уплотнением каждого слоя катками до плотности сухого грунта не менее 16,5 кН/м3. В результате под подошвой фундамента создаётся грунтовая подушка из непросадочного грунта, на которую и устанавливается фундамент. Способ этот прост, и иногда его комбинируют с уплотнением трамбовками.
37. Проектирование ремонта и реконструкции фундаментов.
Реконструкция и ремонт зданий и сооружений производится с целью устранения износа и обеспечения возможного расширения. Обычно реконструкция заключается в усилении или расширении конструкции элементов зданий, надстройкой дополнительных этажей, что приводит к возрастанию нагрузок на фундамент. Помимо этого в процессе эксплуатации фундамент получает значительный износ. Износ фундаментов обусловлен следующими причинами:
-физико-механические, которые являются результатом взаимодействия фундамента с окружающей средой(коррозия арматуры, выщелачивание вяжущих и т.д.);
-механическими, которые являются следствием неравномерных деформаций оснований.
Для оценки состояния фундаментов проводится тщательное обследование. Проводят их из шурфов, имеющих размеры 1,2×1 м. Шурфы отрывают на глубину 0,5 м ниже подошвы фундамента. Количество шурфов на 1секцию здания должно быть не менее3-х. Шурфы обычно отрывают под наиболее нагруженными частями здания или под частями здания, имеющими видимые дефекты. Обследование фундамента включает в себя: 1. Визуальный осмотр ф-та и документирование дефектов, 2. обмер и описание ф-та, 3.лабораторные испытания грунта, отобранного из под подошвы ф-та и образцов материала ф-та. На основании обследования ф-та составляют акт обследования и техническое заключение о состоянии ф-та. Работы по проектированию ф-ов реконструируемых зданий выполняются в следующем порядке: 1.анализируют материалы технического заключения по состоянию ф-ов и инженерно-геологических обследований оснований, 2. Проводится освидетельствование здания, устанавливается его конструкционная схема, определяются действия и проектируются нагрузки, 3. Выполняются расчеты и конструктивное усиление ф-ов и укрепление оснований.
Р=Fv+Gгр+Gф./A, если Р≤R, то усиление ф-та не требуется. На основании сравнения среднего давления под подошвой ф-та(Р) и расчетным сопротивлением грунта (R) с учетом опресовки, принимается решение о мерах реконструкции и усилении ф-та. Если Р≤R, то ремонт ф-ов направлен на восстановление эксплуатационных свойств; если Р>R , то разрабатываются мероприятия по увеличению размеров(уширению) ф-та. При реконструкции ф-та и выполнению проектных работ по реконструкции, необходимо учитывать, что длительная эксплуатация построенных зданий приводит к увеличению несущей способности грунтов по сравнению с начально принятым проектом.