типы оснований. Типы оснований строительные свойства грунтов
 Скачать 285.84 Kb.
|
Типы оснований строительные свойства грунтовМагистрант:Грунт Грунт - слой земли, на котором закладывается фундамент строения. Грунты классифицируют по их свойствам, имеющим значение в областях применения. Грунт является основанием фундаментов и воспринимает на себя все нагрузки от веса строения и природных факторов, воздействующих на него. В зависимости от местности, в которой ведется или предполагается строительство дома, грунты могут существенно отличаться друг от друга. Для правильной привязки проекта к местности нужен целый ряд показателей, среди которых — тип грунта, глубина его промерзания и насыщенность почвенными водами, уровень грунтовых вод, рельеф поверхности и т.д. Грунт будет иметь более надежное основание под фундамент, когда грунт является однородным. Тогда грунт равномерно дает осадку по всему периметру и дом или здание стоит на нем устойчиво. Грунты породы, залегающие в верхних слоях земной коры Скальные сцементированные породы с жесткими структурными связями. Предел прочности на сжатие ≥ 5 МПа Нескальные грунты без жестких структурных связей Песчаные Глинистые Особые Песок Супесь Суглинок Глина Торф Ил Плывуны Песчаные 80 % ≥ 50 % Глинистые ≤ 5 % 5-10 % 10-30 % ≥ 35 % Пылеватые частицы до 5 % Виды грунтов 1. Скалистые грунты —массивные горные породы с жесткими связями между частицами грунта, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Такие грунты имеют значительную прочность на сжатие и не промерзают. Фундамент на них можно закладывать по поверхности. Небоскребы в Нью–Йорке стоят именно на таких грунтах. 2. Крупнообломочные (хрящеватые) грунты — состоят из валунов, обломков камней, крупных фракций щебня и гравия в объеме более 50%, не сцементированных между собой. Они практически не сжимаются и являются надежными основаниями. Такой вид грунта позволяет независимо от глубины промерзания заложить фундамент глубиной не более 50см. При наличии в крупнообломочном грунте более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато–глинистого заполнителя от общей массы сухого грунта в наименовании грунта учитывается только мелкая составляющая грунта, т. к. именно она будет определять несущую способность грунта. Подобный грунт будет пучинистым, если мелкая составляющая — глина или мелкий пылеватый песок. 3. Песчаные грунты — сыпучая смесь зерен кварца и других минералов (образовавшихся в результате выветривания горных пород), содержащая глины менее 3%. Песок по своему зерновому составу, по размеру фракций классифицируется на следующие виды:
Чем крупнее фракции песка, тем большую нагрузку он может воспринимать. Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Фундамент можно закладывать ленточный на глубину 0,4…0,7 м или столбчато–ленточный. Песок мелкий и пылеватый имеет невысокую прочность, хорошо задерживает влагу, основание из такого песка может испытывать просадку, продолжающуюся многие годы. При высоком уровне грунтовых вод фундамент закладывают на глубину промерзания. 4. Глинистые грунты состоят из очень мелких частиц — меньше 0,005 мм, имеющих обычно чешуйчатую форму. В отличие от песчаных грунтов, глины имеют большую поверхность частиц, вбирающих влагу. Глинистые грунты способны сжиматься, размываться, а замерзая — вспучиваться, увеличиваясь в объеме. Степень пучения сильно зависит от влажности грунта, а следовательно, от степени её пористости. Толщина слоя неуплотненной влажной глины при промерзании может увеличиваться на 10…15%. Уплотненная глина — слабопучинистая. В зависимости от количества песка глинистые грунты делятся на глину, суглинок и супесь
Пылевато–глинистые грунты Пылевато–глинистые грунты способны испытывать деформации, продолжающиеся многие годы. В этом классе грунтов существуют наносные, осадочные, илистые, просадочные и набухающие.
Просадочные грунты — под действием внешних нагрузок или собственного веса дают значительную осадку (просадку). Этим свойством обладают лёссы и лёссовидные грунты. Такие грунты содержат более 50% пылевидных частиц и незначительное количество глинистых и известковых частиц. В необводненном состоянии имеют высокую пористость (до 40%) и прочность, обусловленную сильными структурными связями. При увлажнении структурные связи ослабевают, происходит значительная просадка с уменьшением пористости и изменением структуры грунта. На лёсс вообще нельзя ставить фундамент, т. к. при попадании влаги он размокает и превращается в жижу, полностью теряя прочность.
Торфянистые грунты и пылеватые пески во влажном состоянии превращаются в плывун. Для создания основания под фундамент используют различные приемы. Например, грунт вынимают на глубину пористого слоя и закладывают дренирующие подушки из крупного песка, гравия высотой 0,5….1 м, а на них уже опирают фундамент. Иногда применяют сваи, погружая их в твердый подстилающий слой грунта. Существуют и иные методы создания основания на подобных грунтах. Насыпные грунты возникают в результате перемещения почвы или на месте бывших построек. Слежавшиеся в течение более 3–х лет грунты, особенно пески, перемешанные со щебнем, гравием и другими включениями (кроме древесных отходов и бытового мусора) могут служить основанием под фундамент без специальной подготовки. Грунты, насыпанные менее чем 3 года назад, следует пролить водой, уплотнить, втрамбовывая в них камень или щебень. Насыпные грунты имеют большую степень неоднородности. Наличие в грунте различных органических и неорганических материалов существенно усложняет использование насыпного грунта в качестве основания. Это следует учитывать и при подготовке основания и при выборе той или иной конструкции фундамента.
Засоленные грунты включают солевые фракции. При длительной фильтрации воды в результате выщелачивания солевые фракции уходят, уменьшая объем грунта и вызывая его просадку. Кроме того, возникшая химически агрессивная среда может оказать вредное влияние на подземные конструкции, сооружения, вызвать химическое разрушение бетонных конструкций. ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ Грунтовые воды — это подземные воды первого от поверхности земли постоянного водоносного горизонта. Они образуются за счет насыщения атмосферными осадками, водами рек и озер, притоком поверхностных вод. Из всех видов грунтовых вод особое место занимает так называемая "верховодка" — сезонное скопление вод в верхнем водонасыщенном слое грунта над водоупорными глинистыми или суглинистыми породами. Уровень грунтовых вод определяется весной, когда он наиболее высокий, когда таяние снега, выпадавшего всю зиму, происходит очень интенсивно. Высокий уровень грунтовых вод может возникнуть и осенью, во время затяжных дождей. Схема грунтовых вод: 1 — водонасыщенный слой; 2 — водонепроницаемый грунт; 3 — водонесущий слой; 4 — осадки Для исследования грунта и для оценки гидрогеологических условий, в которых он находится, необходимо провести пробное бурение на глубину ниже границы промерзания на 0,5…0,7 м, до 5 м для малоэтажного деревянного дома и до 7 — 10 м — для кирпичных или каменных домов. Основная цель такого исследования — оценка, несущей способности грунта, степени его пучинистости и определение уровня грунтовых вод. Если строительство начинается с устройства колодца или с бурения скважины, пробы грунта на глубину 1…1,5…2…2,5 м. Залегание пластов грунта даже на небольшой площадке может быть неравномерным. Плывун или насыпной грунт, выходы скального грунта или остатки старого фундамента могут иметь неравномерный аномальный характер. Если при рытье колодца на глубине 2,5 м попался плывун, то шурфы на исследование структуры грунта обязательно следует выполнить и на самой строительной площадке. Наличие прослойки плывуна сильно скажется на выборе фундамента. Физико-механические свойства грунтов:1. Плотность р – масса 1 м3 грунта в естественном состоянии; определяется отношением массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему.Плотность: песчаных и глинистых грунтов — 1,5...2 т/м3;полускальных неразрыхленных грунтов—2... ...2,5 т/м3,скальных — более 2,5 т/м3.2. Влажность w – степень насыщения грунта водой -Определяется как отношение массы воды в порах грунта к массе его твердых частиц (%).Грунты влажностью до 5 % считают сухими, свыше 30 % — мокрыми, (насыщенными водой), от 5 до 30 % — нормальной влажности. Для повышения производительности машин и снижения трудоемкости некоторых работ (уплотнение грунта во время обратной засыпки пазух котлованов, устройство насыпей, трамбование грунта и др.) грунты стремятся доводить до оптимальной влажности, определяемой гранулометрическим составом грунта, требуемой его плотностью, типом применяемых машин и другими факторами. При значительной влажности глинистых грунтов появляется липкость. Большая липкость грунта усложняет его выгрузку из ковша машины или кузова, условия работы конвейера или передвижение машины. 3.Водопроницаемость – способность грунта фильтровать воду через себя. Характеризуется коэффициентом фильтрации. 4.Сцепление – начальное сопротивление грунта сдвигу, зависит от вида грунта и степени его влажности. Сцепление песчаных грунтов—0,03... ...0,05 МПа, глинистых — 0,05... ...0,3 МПа, полускальных —0,3...4 МПа, скальных — более 4 МПа. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления.Коэффициент первоначального разрыхления kр представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к его объему в природном состоянии.Коэффициент остаточного разрыхления kор характеризует остаточное увеличение объема грунта (по сравнению с природным состоянием) после его уплотнения.Значение коэффициента kор обычно меньше kр на 15...20 %.песчаные Кр = 1,08÷1,17 Ко.р.= 1,01÷1,025суглинки 1,14÷1,28 1,015÷1,05глины 1,24÷1,3 1,04÷1,09Для полускальных и скальных грунтов при взрывании «на встряхивание» Кр изменяется от 1,1 до 1,2, а при взрывании «на развал» — от 1,25 до 1,6 (при большой кусковатости до 2).Угол естественного откоса – угол между горизонтальной плоскостью и боковой поверхностью земляного сооружения, образуемый при боковой отсыпке грунта.B=m·Hα m – коэффициент заложения откоса (устанавливается СП).Заложение откоса В – проекция откоса на горизонтальную плоскость;Крутизна откосов выемок и насыпей - это отношение высоты откоса Н к его заложению В.Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев грунта.Устойчивость боковых поверхностей земляных сооружений обеспечивается оптимальной крутизной откоса. Угол откоса для постоянных и временных земляных сооружений принимается различным. Расчет размеров земляных сооружений с учетом крутизны откосов:А= a + 2mH. НаAН В Группировка грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена отдельно для немерзлых (I ...VI группы) и мерзлых (Iм ... IIIм) грунтов. Она учитывает свойства различных грунтов и конструктивные особенности землеройных и землеройно-транспортных машин. Грунты I…IV групп легко разрабатывается ручным и механизированным способами, последующие группы – грунты требуют предварительного рыхления, в т.ч. и взрывным способом.Проф. Н. Г. Домбровским были предложены шесть групп грунтов:I, II — слабые (мягкие) и плотные грунты (чернозем, лесс, суглинок и т. п.),III, IV —очень плотные (тяжелые суглинки, глины и т. п.) и полускальные грунты (сланцы, алевролиты и т. п.),V, VI — соответственно хорошо и плохо разрыхленные полускальные и скальные грунты.Указанная группировка грунтов по трудности разработки машинами положена в основу нормирования и расценок земляных работ в существующих ЕНиР.Для одноковшовых экскаваторов – 6 групп грунтов;Бульдозеры и грейдеры – 3 группы;многоковшовые экскаваторы и скреперы – 2 группы;ручные работы – 7 групп.Основные требования к земляным сооружениям:
|