23. Простейшие задачи расчета откосов. Имеется откос с углом заложения α, при заданном φ для песка, слагающего откос .Рассмотрим равновесие частицы, свободно лежащей на поверхности откоса: т.к. грунт обладает только внутренним трением, то устойчивость будет обеспечена, если T≤T’. Задавшись весом частицы Pи учитывая, что коэффициент внутреннего трения грунтов , получим; ; , откуда или при α=φв идеально сыпучих грунтах угол естественного откоса – α равен углу внутреннего трения грунта. Окончательно при откос обладает необходимым запасом устойчивости. В случае, если требуется определить угол заложения будущего откоса с запасом устойчивости, то α соответственно определиться как: Расчётная схема жёсткой подпорной стенки. Активное и пассивное давление в сыпучем грунте. Расчетная схема а) массивной подпорной стенки Активным давлением называется давление грунта на конструкцию (подпорную стенку). В этом случае конструкция воспринимает давление грунта и может получить наиболее вероятные смещения. Пассивное давление или отпор в грунте возникает тогда, когда конструкцияоказываетдавлениенагрунт (опорный фундамент арки). Назвать инженерные методы для расчёта откосов и склонов на устойчивость.  - метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения, относящий к схеме плоской задачи. Суть метода заключается в анализе устойчивости склона против сдвига по ряду возможных поверхностей скольжения, представленных дугой окружности с радиусом rи центром в т. О25. Набивные и забивные сваи.
Набивные
|
Забивные
|
Изготавливаются на проектируемом месте.
|
Изготавливаются в заводских условиях, транспортируются на строительную
площадку.
|
Устанавливаются в ранее пробуренную
скважину.
|
Погружаются за счёт внешнего усилия в
рыхлый грунт.
|
Висячие.
|
Стоячие
|
Рекомендуемый грунт: глинистый,
набухающий, тугопластичный.
|
Создают особую устойчивость с опорой
на твёрдый пласт грунта.
|
Перечислить фундаменты глубокого заложения
это фундамент, основание которого находится на глубине большей, чем глубина промерзания грунта. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью.
Классификация фундаментов глубокого заложения:
опускные колодцы;
кессоны;
тонкостенные оболочки;
буровые опоры;
стены в грунте.
50.Какпогружаютсяопускныеколодцы?Достоинстваинедостатки.Областьприменения.
Область применения
При глубоком залегании хорошего грунта.
При больших сосредоточенных нагрузках.
При однородных грунтах и малом притоке воды.
Для устройства подземных сооружений
|
27. Назвать методы строительства фундаментов на вечномёрзлом грунте.
Принцип 1 – в основании зданий и сооружений сохраняется вечномерзлое состояние грунтов как в процессе строительства, так и в течении всего периода эксплуатации.
Глубину заложения определяют исходя из расчетной глубины сезонного оттаивания грунтов, заглубляя фундаменты, возводимые в котлованах, в вечно мерзлый грунт не менее, чем на 1 м, а сваи – не менее, чем на 2 м.
Принцип 11 – в основании зданий и сооружений используются предварительно оттаянные грунты или грунты, оттаивающие в период эксплуатации (вечно мерзлое состояние грунтов не сохраняется)
Допуская оттаивание грунтов могут возникать дополнительные просадки. Глубину заложения фундамента устанавливают так же, как и для фундаментов, возводимых в районах сезонного промерзания.
|
28. Фундаменты глубокого заложения. Классификация, особенности и область применения.
. Их разделяют на следующие виды:
Опускные колодцы; Кессоны;
Тонкостенные оболочки;
Буровые опоры и фундаменты, возводимые методом «Стена в грунте»
Опускные колодцы
Представляют собой замкнутую в плане и открытую сверху и снизу полую конструкцию, бетонируемую или собираемую из сборных элементов на поверхности грунта и погружаемую под действием собственного веса или дополнительной пригрузки по мере разработки грунта внутри нее.
Кессон
Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине.
Кессон используется при постройке на местности покрытой водой.
Стена в грунте
Этот способ предназначен для устройства фундаментов и заглубленных в грунт сооружений.
Существенным достоинством способа является возможность устройства глубоких котлованов и заглубленных помещений
вблизи существующих зданий и сооружений без нарушения их устойчивости.
|
29. Сваи-оболочки. Классификация, основные достоинства и недостатки
Сваи-оболочки — это полые сваи размером от 800 до 1600 мм, сделанные из железобетона, которые могут иметь наконечник. В строительстве принято разграничивать полые круглые сваи по размерам их сечения на следующие группы:
трубчатые сваи — до 800 мм;
сваи-оболочки — от 800 до 1600 мм;
сваи-колодцы — так называют сваи-оболочки сечением от 2 до 6 м.
Достоинства:
-Полая свая может воспринять значительно большую нагрузку при том же объеме бетона.
-При одинаковом весе и длине на полые сваи расходуется меньше металла.
-При одинаковом весе и длине полые сваи оказываются более прочными при транспортировке и подъеме их краном или копром. Недостатки:
-необходимость в машинах и механизмах высокой мощности;
-высокая энергоемкость.
|
30.Опускныеколодцы.Технологияустройства.Основныедостоинстваи недостатки
Опускные колодцы применяются для возведения фундаментов глубокого заложения и опускных (заглубленных) сооружений. В плане опускные колодцы бывают круглые, иногда эллиптические и прямоугольные, а по очертанию наружной поверхности — цилиндрические, конические и ступенчатые.
Сущность метода устройства опускных колодцев состоит в том, что конструкцию возводят (устанавливают) на поверхности земли, а затем внутри нее подрабатывают грунт в направлении от центра к ножу. Нож, утрачивая опору с внутренней стороны, под действием веса лежащих выше конструкций выдавливает грунт внутрь и колодец опускается.
Достоинства:
-простота и доступность;
-погружение с помощью простейшего оборудования (кран с грейфером или эрлифты);
-малая энергоемкость (это важно для отдаленных районов и при малых объемах работ);
Недостатки:
-большой расход бетона;
-неполное использование (всего на 15–20%) прочностных свойств бетона как материала для колодца;
-длительные сроки сооружения;
|
31. Стена в грунте: классификация, основные достоинства и недостатки
«Стены в грунте» классифицируются:
по назначению - несущие, ограждающие и противофильтрационные;
по материалу - железобетонные, бетонные, грунтоцементные, глинистые, комбинированные;
по способу изготовления - монолитные, сборные, сборно- монолитные.
Преимущества
-возможность устройства глубоких котлованов в непосредственной близости от существующих зданий
-резко уменьшается необходимость в устройстве водопонижения или водоотлива;
-уменьшаются объемы земляных работ;
-отпадает необходимость в устройстве обратных засыпок
Измерения показывают, что уровень шума при строительстве
«стена в грунте» ниже обычного шума дорожного движения. Исключается понижение уровня грунтовых вод, так как бетон
«стены в грунте» ограждает конструкцию от проникновения воды.
|
32. Методы искусственного упрочнения основания Основания, способные воспринимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов,
называют искусственнымиснованиями.
Искусственные основания – это грунты, которые в природном состоянии, в пределах сжимаемой толщи, не обладают достаточной несущей способностью, и их необходимо искусственно укреплять.
Методы устройства оснований:
Конструктивный – песчаная подушка (замена грунта) Механическое уплотнение – поверхностное (тяжелыми трамбовками) и глубинное (грунтовыми сваями из местного связного грунта), предварительное обжатие грунтов (понижение уровня подземных вод)
Закрепление – силикатизация, закрепление синтетическими смолами, цементация, электрохимическое закрепление, электроосмос и термическое закрепление (обжиг)
|
Чтопредставляетсобойсмолизация?
Это закрепление грунтов смолами. В грунт вводится смола и затем отвердитель. Время упрочнения до 2 суток. Метод дорогой.
Необходимо учитывать экологические последствия. Применяются карбомидные и другие смолы. Отвердителями являются кислоты.
Для чего применяют глинизацию и битумизацию грунта?Глинизацию песков применяют для уменьшения фильтрации через них. Нагнетается бентонитовая глина с содержанием монтмориллонита более 60 %. Битумизация производится в трещиноватых скальных грунтах также для уменьшения фильтрации воды через них.
Вчемзаключаетсяэлектрохимическоезакреплениегрунтов?
Это закрепление пылевато-глинистых грунтов с применением электроосмоса. В этом методе через аноды подают растворы солей многовалентных металлов, которые потом коагулируют в грунте глинистые частицы. При этом создаются сцементированные между собой глинистые агрегаты. Прочность грунтов возрастает,
снижается их набухаемость. Напряжение тока до 100 вольт.
|
33.Физико-химическиеметодыискусственногоулучшениягрунтовоснования
Силикатизация - инъецирование грунтов основания растворами жидкого стекла.
Цементация применяется для закрепления грунтов просадочного типа, водопроницаемых, трещиноватых скальных пород, лессов, крупного песка. Инъецирование грунтов производится водоцементным раствором
Смолизация предполагает инъецирование в грунты основания синтетических смол с отвердителями.
Глинизация, или нагнетание глинистой суспензии, производится с целью снижения фильтрующих свойств песчаного основания.
Битумизация также является способом снижения фильтрационных свойств грунта и применяется при высоких скоростях движения грунтовых вод.
Термический способ используется для усиления грунтов, обладающих просадочными свойствами. Суть метода
состоит в сжигании топлива в предварительно пробуренной скважине.
|
34. Механические методы искусственного улучшения грунтов основания.
Поверхностное уплотнение производится при помощи трамбовок, катков, грузоуплотняющих машин, вибраторов.
Глубинное устройство грунтовых и песчаных свай в насыпных грунтах, лессах, обладающих просадочными свойствами; виброуплотнение с использованием специального оборудования - вибраторов, вибробулавы; предварительное замачивание позволяет устранить просадочность грунта основания.
49.Чтопредставляетсобойопускнойколодец.Егоконструктивныеособенности.
Опускной колодец представляет собой открытую сверху и снизу железобетонную (реже стальную, бетонную или каменную) конструкцию, стены которой в нижней части имеют заострения (консоли), обычно усиленные металлом (ножи). Опускные колодцы погружаются в грунт под действием собственного веса по мере разработки и удаления грунта, расположенного в полости колодца и ниже его ножа.
|
Как установить минимальную толщину грунтовойподушки?
Грунтовая подушка делается шире подошвы фундамента. Грунт, укладываемый в ее тело, уплотняется трамбованием или укаткой для увеличения прочности и уменьшения его сжимаемости.
Толщина ее должна быть более, чем 1/4 ширины подошвы фундамента и, следовательно, расчетное сопротивление под подошвой фундамента принимается исходя из ее материала.
Каким образом производится усиление основания спомощьюшпунтового ограждения?
Шпунтовой стенкой, устраиваемой по периметру сооружения, как бы отрезается основная часть массива основания, находящаяся непосредственно под сооружением, от остальной части за пределами сооружения. Если шпунт врезается в водоупор, то он служит фильтрационной преградой и позволяет осуществить понижение уровня грунтовой воды под сооружением. Кроме того, он препятствует выпиранию грунта в сторону из-под сооружения, увеличивая тем самым несущую способность, а также препятствует передаче динамических усилий извне к сооружению или наоборот. Применение шпунтового ограждения ведет к уменьшению осадок. Шпунтовая стенка является обычно дорогим устройством сложным является устройство замков и соединение шпунтин для осуществления замкнутого контура.
|
Чтопредставляютсобойпесчаныесваиикогдарекомендуетсяих применение?
Песчаные сваи изготавливаются непосредственно в массиве основания путем "введения" в грунт песчаных столбов. Глубина их до 20 м. Их применяют для уплотнения пылевато-глинистых грунтов, рыхлых песков, заторфованных грунтов.
Каким образом осуществляется уплотнение грунтастатическойнагрузкой?
Уплотнение статической нагрузкой именуется "огрузкой". Такая огрузка создается отсыпкой по уплотняемой площади насыпи. В слабых водонасыщенных грунтах предварительно устраиваются вертикальные песчаные или бумажные дрены. Глубина уплотняемой толщи до 20 м, шаг песчаных дрен 1-3 м, бумажных, 0,6-1,2 м.
Длячегопроизводитсязакреплениегрунтов?
В целях повышения прочности и устойчивости грунтов или придания им свойств водонепроницаемости следует производить закрепление грунтов способами цементации, глинизации, битумизации, силикатизации, смолизации и термического закрепления.
|
|
|
44.Чтопредставляетсобойсиликатизациягрунтовивкакихгрунтахееприменяют?
Силикатизация применяется для укрепления песчаных (коэффициент фильтрации 0,5-80 м/сут.) и макропористых просадочных грунтов (коэффициент фильтрации 0,2-2 м/сут.) и отдельных видов насыпных грунтов. Нагнетается жидкое стекло (силикат натрия). Отвердителем является хлористый кальций. Таким образом, это двухрастворная силикатизация. Нагнетание обоих растворов производится либо поочередно, либо одновременно через два инъектора. Радиус закрепления до 1 метра. Срок твердения до одного месяца. В лессовидных макропористых грунтах возможно нагнетание только жидкого стекла, так как кальций (гипс) содержится непосредственно в грунте. Просадочные свойства при этом ликвидируются. Должны
учитываться экологические последствия.
|
48. Как осуществляется термическое закрепление грунтов?Этот способ используется часто для устранения просадочных свойств макропористых лессовых грунтов. Сущность его состоит в том, что в грунт в течение нескольких суток подается раскаленные воздух или газ. Отдельные минералы оплавляются, образуется прочная структура. При этом теряется часть химически связанной воды, уменьшается или ликвидируется просадочность. Температура не превышает 800 С. В результате обжига вокруг скважины получается конусообразный столб диаметром поверху до 2 м, а внизу 0,7-0,8 м. Возможна и другая технология обжига, когда горелка погружается в пробуренную скважину и постепенно передвигается вдоль нее. В этом случае в результате обжига получаются обожжённые грунтостолбы. Топливом являются солярка или газ.
|
43. В каких грунтах возможно применения цементации? Технологии применения способа.
Цементация производится в грунтах с большим коэффициентом фильтрации, а также для заполнения пустот, в том числе карстовых. Водоцементное отношение 0,4-1. Инъекторы представляют трубу с перфорированным концом диаметром 25- 100 мм. Цементацию применяют также при реставрировании фундаментов. Обязательны предварительные опытные работы. Коэффициент фильтрации должен быть более 80 м/сут.
Для укрепления рыхлых, крупнопесчаных, крупнообломочных почв.
На первом этапе нужно произвести погрузку инъектора в грунт. Если того позволяет структура грунта и глубина цементации, инъектор вбивают без бурения скважины. Если же нет, производится бурение скважины диаметром 112 мм глубиной, соответствующей проектной отметке.
При подъеме инъектора вверх, через отверстия в конусной насадке под давлением до 600 атмосфер подается цементная суспензия. Пропорции смешивания цемента и воды находятся в пределах от 1:0,4 до 1:10 в зависимости от степени водопоглощения грунта.
Цементное молоко, выходя под большим давлением из форсунок (отверстий) в инъекторе, диаметром 2-4 мм, не только заполняет естественные поры грунта, но и производит небольшие гидроразрывы, что позволяет закрепить большее пространство и не допустить в дальнейшем просадки здания.
Сразу после заливки цементно-бетонных свай, при необходимости, производится их армирование. В зависимости от назначения, производится задавливание в смесь металлических или
железобетонных столбов.
|
Что представляет собой грунтовая подушка и для чего онаделается?
Грунтовая подушка представляет собой искусственно укладываемый слой хорошего грунта, который заменяет слабый вынимаемый грунт. Грунтовая подушка обычно делается из крупнообломочных грунтов, крупных или средней крупности песчаных грунтов. Обычная толщина песчаной подушки 1-3 м.
Грунтовая подушка более равномерно распределяет давление, передаваемое на нижний более слабый грунт, а, кроме того, она выполняется из непучинистого при промерзании грунта.
Грунтовая подушка делается шире подошвы фундамента. Грунт, укладываемый в ее тело, уплотняется трамбованием или укаткой для увеличения прочности и уменьшения его сжимаемости.
Толщина ее должна быть более, чем 1/4 ширины подошвы фундамента и, следовательно, расчетное сопротивление под подошвой фундамента принимается исходя из ее материала.
Грунтовые подушки применяются:
когда степень влажности грунтов в основании фундаментов sr > 0,7;
при необходимости уплотнять слой толщиной более 3 ... 3,5 м, в этом случае применяется двухслойное уплотнение путем сочетания поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками с устройством поверху уплотненного слоя грунтовой подушки;
при невозможности поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками.
|
35. Принципы строительства на вечной мерзлоте. Нормы рекомендуют два принципа проектирования и строительства на территориях, сложенных ВМ грунтами:
принцип – в основании зданий и сооружений сохраняется вечномерзлоесостояние грунтов как в процессестроительства, так и в течение всего периодаэксплуатации сооружения;
принцип– в основании зданий и сооружений используются предварительнооттаянные грунты или грунты, оттаивающиево время эксплуатации (по II принципу ВМ состояние грунтов не сохраняется).
При расчете по II принципу существует3 метода: 1 метод - оттаивание предварительное;
метод - возможность оттаивания в период эксплуатации (самооттаивание).
метод - комбинированный – сочетание первого и второго методов
Iпринциписпользованиявечномерзлыхгрунтоввкачестве основания применяется:
при больших запасах холода в грунтовом основании;
при температуре заметно ниже 0˚С, (глубина заложения ВМ должна быть большой);
в случаях, когда сооружение не должно обладать большой тепло выделительной способностью (для неотапливаемых сооружений или там, где можно летом устроить теплоизолирующие подсыпки или другие мероприятия по защите основания от проникновения в
него тепла).
|
|
Назвать 4 класса грунтов (по ГОСТу).
ГОСТ 25100-95
Скальные полускальные грунты (цементационные связи и полу цементационные).
Дисперсные (с механическими и водно-коллоидными структурными связями)
Мерзлые (с криогенными структурными связями)
Класс техногенных грунтов (скальных, дисперсных и мерзлых)
Перечислить вычисляемые физические характеристики грунтов.
1.Плотность (удельный вес сухого грунта) ρd (γd);
2. Пористость грунта – n;
3. Коэффициент пористости – е;
4. Коэффициент (степень) водонасыщенности – p
5. Удельный вес – γsb.
8б) Перечислить классификационные признаки: 8б – песчаных;
По крупности: гравелистый, крупный, средний, пылеватый, глинистый.
2. По плотности различают: Плотные, средней плотности, рыхлые.
3. По сжимаемости: сильно-(<5), средне-(<10), слабосжимаемые.
4. По влажности маловлажный (<0,5), влажный (<0,8), водонасыщенный.
12 в) Перечислить все прочностные характеристики грунтов.
Основные:
С – сцепление (кПа);
φ – угол внутреннего трения (гградусы);
Rc – предел прочности на водонасыщенное сжаие (Мпа)
Дополнительные: R0 – расчётное сопротивление (кН); kф – коэффициент фильтрации воды в грунте.
16) Закон уплотнения грунта (компрессии) – 3 формы записи, графические зависимости. Для чего используется?
Закон уплотнения. Зависимость изменения коэффициента пористости от вертикального давления при компрессионном сжатии грунта изображают графиком (рис. 1.4), который называют компрессионной кривой. Начало графика (на рис. 1.4 не показано) обычно изображают горизонтальной линией, параллельной оси давлений.
Применительно к графику на рис. 1.4 закон уплотнения выражается такой зависимостью:
Закон уплотнения в форме (1.10) может использоваться только при анализе напряженных состояний грунтового массива, близких к компрессионному сжатию. Характеристикой сжимаемости грунта при этом виде напряженного состояния является коэффициент сжимаемости m0. Для общего случая напряженного состояния грунта закон уплотнения выражают в форме зависимости осевой деформации от давления:
Закон уплотнения в форме (1.11) позволяет вычислять осевую деформацию при компрессионном сжатии с помощью коэффициента относительной сжимаемости грунта mv (сравните, изменение коэффициента пористости в этом случае вычисляется с помощью коэффициента сжимаемости m0).
2. Строительная классификация дисперсных грунтов (схема)
8в. Перечислить классификационные признаки глинистых грунтов.
Показатель пластичности: Супесь (>0,01 и < 0,07), суглинок (<0,17), глина.
Консистенция: по показателю текучести (IL): твёрдый (<0), пластичный (<1), текучий.
Водопроницаемость (IL): водонепроницаемый (водоупор) IL < 0,25 – супеси суглинки. Водонепроницаемый IL < 0,5 – глина.
Просадочность при замачивании если Sr < 0,8 – грунт просадочный при замачивании.
Набухаемость при замачивании глинистого грунта оценивается по Iss < 0,3 – ненабухающий.
Сжимаемость по модулю деформации: Сильносжимаемый (<5) , слабосжимаемый (<10), несжимаемый.
11. Перечислить структурно-неустойчивые грунты (название → воздействие → негатив).
Мерзлые, вечномерзлые
Основной особенностью таких грунтов являются их просадочность при оттаивании, при промерзании оттаявшего грунта возможно его пучение.
Лёссовые
При увлажнении лёссовых грунтов цементноционные связи нарушаются, что приводит к разрушению макропористой структуры. Разрушения связи сопровождаются потерей прочности грунта и возникающей просадкой.
Набухающие
Набухающие грунты (глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных минералов) характеризуются набуханием при увлажнении и усадкой при высыхании.
Слабые водонасыщенные глинистые грунты
Глинистые грунты с показателем текучести более 0,6-, могут давать значительные осадки при нагрузке
торфы, заторфованные грунты
Химический состав грунтовых вод в таких грунтах должен быть тщательно обследован, так как в них часто бывают растворены соли, разрушающие материалы фундамента. засоленные грунты
насыпные грунты
Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки.
13. Охарактеризовать кратко лабораторные методы определения: прочностных характеристик грунтов. (приборы, методика испытаний, результаты испытаний)
Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: угла внутреннего трения и удельного сцепления для песков (кроме гравелистых и крупных), глинистых и органо-минеральных грунтов.
Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части горизонтальной нагрузкой при предварительном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза. Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен срез образца по заранее сформированной поверхности - срез "плашка по плашке" для определения характеристик остаточной прочности грунта.
|
Скачать 0.62 Mb.