Лекция по Фундаментам - 9 - Коробова. Лекция 1 03. 10. 12

• Название: Лекция 1 03. 10. 12
• Анкор: Лекция по Фундаментам - 9 - Коробова.docx
• Дата: 15.01.2018
• Размер: 8.79 Mb.
• Имя файла: Лекция по Фундаментам - 9 - Коробова.docx
• Тип: Лекция; #14042
• страница: 4 из 8

Основные характеристики просадочных грунтов.

ε_sl– относительная просадочность;

Р_sl– начальное просадочное давление;

W_sl – начальная просадочная влажность.
ε_sl – относительная просадочность грунта определяется с помощью компрессионных испытаний двумя методами:

1) Метод двух кривых - испытанию подвергается два образца грунта:

первый – при естественной влажности W(W_n);

второй – в водонасыщенном состоянии W_sat









- высота грунтового образца при естественной влажности W и при заданном давлении;

- высота образца в состоянии полного водонасыщения и при том же давлении;

- первоначальная высота образца, равная высоте кольца, 25мм - по ГОСТовским образцам;

- высота грунтового образца при природном давлении равном на данной глубине z.



- первоначальная высота образца, равная высоте грунтового образца при естественной влажности и давлении, равном природному на данной глубине z.



Правильно, когда после отбора образца из шурфа и котлована, грунт испытывал давление, равное напряжению от собственного веса (σ_zg), тогда h₀ не будет равена 25 мм, то есть высоте кольца.
2) Метод одной кривой.

Испытания проводят в том же компрессионном приборе, но испытывают один образец.



Метод испытывается в два этапа

первый этап – образец испытывают при естественной влажности;

второй этап – образец замачивают при Р=const и p≤0,3МПа.



Если ε_sl ≥ 0,01, то грунт просадочный.
Начальное просадочное давлениеР_sl – минимальное давление от нагрузки или от собственного веса грунта, при котором проявляются просадочные свойства грунта в условиях его полного водонасыщения за начальное просадочное давление Р_sl. При лабораторных испытаниях грунтов принимается давление, при котором относительная просадочность ε_sl= 0.01.

Рис 1

При полевых испытаниях принимается давление, равное пределу пропорциональности на графике осадка штампа - нагрузка, при котором фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки и осадка штампа возрастает не менее чем в 1,5 раза.

Рис



– просадки нет

- просадка есть

- внешнее давление

Существует 3 метода определения просадочного давления P_sl :

• 
  по зависимости (при = 0,01) (Рис 1)
  

• 
  по результатам штамповых испытаний (по специальной методике). Из графика «осадка штампа - нагрузка».
  
• 
  Замачиванием просадочных площадок
  

Замачивание площадей:

• 
  снимают растительный слой, им производят обвалование экспериментальной площадки;
  
• 
  просадочный грунт посыпают песком;
  
• 
  в центре площадки устанавливают глубинные марки и подают воду до тех пор, пока не будет промочена вся толща (размеры котлована в плане принимаются не менее величины просадочной толщи). Грунт проседает не только под дном котлована, но и за его пределами. Просадка сопровождается растяжением грунта с образованием трещин и уступов.
  

Лекция 11 – 09.01.13

Глубинными марками измеряют вертикальные послойные перемещения. Эти измерения позволяют установить глубину, ниже которой грунт начинает проседать под действием собственного веса. Это давление и является начальным просадочным P-P_sl. Чем больше P_sl, тем устойчивее грунт при замачивании.

Просадка поверхности лессового грунта при замачивании



1 – поверхность грунта после замачивания;

2 – то же до замачивания;

3 – подсыпка песка;

4 – замоченный грунт;

5 – непросадочный грунт
Начальная просадочная влажность W_sl – влажность, при которой грунты, находящиеся в напряженном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса, начинают проявлять просадочные свойства.

W_eg– установившаяся влажность после замачивания грунта.

Значение W_eg принимаются равным природной влажности или влажности на границе раскатывания (W_р).

W≥W_p , то W_eg=W – естественная влажность

W≤W_p , то W_eg=W_р – влажность на границе раскатывания

Если W_eg>W_sl , то грунт является просадочным

Если W_eg<W_sl , то просадки нет
За критерий начальной просадочной влажности W_slпри компрессионных испытаниях принимается значение относительной влажности = 0,01 (ε_sl= 0,01).

При испытании штампом давление, при котором фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки.
Типы грунтовых условий по просадочности

Существует 2 типа:

I тип – грунтовые условия, при которых возможна просадка от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса либо отсутствует, либо не превышает 5см.

(просадка от собственного веса)

- полная мощность просадочной толщи.
II тип – грунтовые условия, при которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна просадка от собственного веса более 5 см.




Проектирование фундаментов на просадочных грунтах (порядок расчета). Основные виды мероприятий для обеспечения устойчивости зданий и сооружений. Водозащитные мероприятия. Конструктивные мероприятия.

h_i≤ 2м, а если имеется неоднородный геологический слой, то разбивка по слоям.

H_sl – полная мощность просадочной толщи;

h_sl – зона просадочных деформаций.

Определяемая возможная величина просадки основания здания или сооружения при замачивании:



где n – число слоев просадочной толщи до глубины, на которой при давлении σ_zp+ σ_zgкоэффициент относительной просадочности ε_sl =0,01;

ε_sl– относительная просадочность i-го слоя грунта при давлении в его середине, равном σ_zp+ σ_zg;

h_i– толщина i-го слоя грунта не более 2 м;

k_sl – коэффициент условий работы основания, зависящий от выпирания грунта из–под фундамента в стороны, происходящего одновременно с просадкой при замачивании.





При b<3м (для ленточных фундаментов) и b<5м (для отдельных прямоугольных).

При 3мsl определяется по интерполяции между значениями k_sl,i, полученными при b = 3м и 12м.

P_II – среднее давление по подошве фундамента (при расчете по II^ой группе предельных состояний), кПа;

P_sl,i – начальное просадочное давление для слоев, залегающих в пределах глубины, равной ширине подошвы фундамента, кПа;

P_k – давление, равное 100 кПа.
Порядок проектирования фундаментов на просадочных грунтах

Основания и фундаменты на просадочных грунтах проектируют в такой последовательности:

1. 
   Оцениваются инженерно-геологические условия, свойства грунтов, определяется тип грунтовых условий по просадочности.
   

10.Выбирается глубина заложения фундамента. Связь между глубиной заложения и просадкой: если увеличить d, то уменьшится просадочная толща и величина просадки. Прорезка всего просадочного слоя снижает просадку до нуля.

11.Определяются размеры фундамента на естественном основании.

Расчетное сопротивление просадочных грунтов, при отсутствии возможности замачивания, определяются по обычной формуле:

R → f (φ, с и др.)

Прочностные характеристики должны приниматься:

а) при невозможности замачивания:

• 
  при W ≥ W_р – по результатам испытания грунтов в состоянии природной влажности W;
  
• 
  при W < W_р – по результатам испытания грунтов, при влажности на границе раскатывания W_р.
  

б) при возможности замачивания:

• 
  W = W_sat (при полном водонасыщении), S_r≥ 0,8.
  

Характеристики при водонасыщении грунтов намного меньше, чем в естественном состоянии.

Расчётное сопротивление основания R при возможности замачивания просадочных грунтов принимается равным:

– начальному просадочному давлению Р_sl– при устранении возможной просадки грунтов от внешней нагрузки путём снижения давления под подошвой фундамента.

– значению R (формула 7 СНиП 2.02.01-83*) с использованием расчётных значений прочностных характеристик (φ и с) в водонасыщенном состоянии.

Лекция 12 – 17.01.13

12.Определяется возможная просадка основания.

Для просадочной толщи определяют природные σ_zgи дополнительные σ_zpнапряжения.

Строят суммарную эпюру этих напряжений по глубине основания и эпюру начальных просадочных давлений Р_sl.

В слоях, где Р_sl > σ_zg + σ_zpпросадка по СНиП 2.02.01-83* не учитывается.

13.Производится расчёт оснований по II предельному состоянию.

а) При невозможности замачивания: S ≤ S_u

Расчёт ничем не отличается от обычных грунтов.

S – расчётное значение осадочных деформаций.

S_u – предельное значение осадочных деформаций.
Граница деформируемой зоны определяется:

1) Уровнем грунта, где σ_zg + σ_zp = Р_sl;

2) Слоем непросадочного грунта;

3) Уровнем подземных вод.

б) При возможности замачивания:

S+S_sl ≤ S_u

S_sl – просадка грунта при замачивании.

14.Уточняются тип основания, глубина заложения, тип фундамента, размеры фундамента.

15.В случае необходимости рассчитывается искусственное основание.

16.Производится конструктивный расчёт фундамента.

Водозащитные и конструктивные мероприятия

Водозащитные мероприятия

Водозащитные мероприятия сводятся к недопущению замачивания основания водой атмосферных осадков или из трубопроводов различного назначения. Они включают компоновку генеральных планов, планировку территории, специальные правила устройства трубопроводов и др.

Конструктивные мероприятия

Конструктивные мероприятия применяются для обеспечения общей устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений при возможных просадках от случайного замачивания грунтов.

Конструктивные мероприятия включают разрезку здания осадочными швами, увеличение прочности отдельных элементов, использование конструкций, мало чувствительных к осадкам и др.

Водозащитные мероприятия, назначаемые при проектировании и строительстве зданий и сооружений на просадочных грунтах:

1) При компоновке генплана – сохранение естественных условий стока и дернового покрова, недопущение пересечения линий стока, расположение зданий с «мокрым» технологическим процессом на пониженных частях участка;

2) При водоотводе поверхностных вод от здания – устройство ливнесточной сети, нагорных канав, отмосток с уклоном 0,02 ... 0,03 шириной не менее 1м для I типа грунтовых условий по просадочности и 1,5 ...2 м – для II типа, грунтового экрана из уплотнённого глинистого грунта толщиной 40 см с уклоном от здания;



Схема устройства отмостки:

1 - грунт обратной засыпки, тщательно утрамбованный;

2 - водонепроницаемая отмостка;

3 - лоток для отвода воды;

4 - просадочный грунт

3) При уплотнении грунта засыпки и подготовки под полы – устройство засыпки из глинистого грунта при его оптимальной влажности с послойным уплотнением до плотности сухого грунта ρ_d = 1,55 ... 1,6 т/м³, устройство маловодопроницаемых экранов с уширением за пределы здания;

4) При прокладке трубопроводов в водонепроницаемых устройствах – монтаж трубопроводов внутри здания выше уровня пола подвала или подполья или в водонепроницаемых каналах, проходных или полупроходных с уклоном в сторону выпуска; устройство вводов коммуникаций в каналах; устройство контрольных колодцев для наблюдения за утечками воды; уплотнение грунта под стыками трубопроводов.
Конструктивные мероприятия при проектировании зданий и сооружений на просадочных грунтах:

1) Для повышения жесткости – разрезка зданий и сооружений осадочными швами через 20-70 м; температурные – через 75 м;

Температурный шов делит всю надземную часть здания или сооружения по высоте до фундаментов.

Деформационный (осадочный) шов обеспечивает свободную осадку частей здания относительно друг друга и делит всё здание вместе с фундаментом по высоте.

устройство монолитных железобетонных фундаментов (вместо сборных); устройство железобетонных поясов и армированных швов в стенах; увеличение степени армирования отдельных железобетонных элементов, усиление прочности стыков; устройство жёстких горизонтальных диафрагм;

2) Для увеличения податливости – устройство гибких связей между отдельными элементами конструкций; повышение площади опирания панелей, перемычек, балок, ригелей; увеличение устойчивости элементов конструкций за счёт дополнительных связей между колоннами, фермами, балками в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

3) Для обеспечения нормальной эксплуатации – применение решений, позволяющих быстро устранить крен и восстановить нормальное функционирование инженерного оборудования; применение разрезных конструкций и устройств для защиты зданий и сооружений от неравномерных деформаций основания.
Виды фундаментов на просадочных грунтах

Для устранения или уменьшения просадочных свойств лёссовых грунтов необходимо устраивать:

• 
  При I типе грунтовых условий по просадочности:
  

- фундаменты мелкого заложения в вытрамбованных котлованах; на основании, уплотнённом трамбовками или подвергнутом трамбованию в сочетании с устройством грунтовой подушки; на грунтовой или песчаной подушке;

- на основании, уплотнённом грунтовыми сваями; на основании, закреплённом методом однорастворной силикатизации или синтетическими смолами, или грунтоцементом; на естественном основании с увеличенной площадью подошвы;