Основні принципи будівництва в просадних грунтах.
Науково-дослідна робота студента
на тему: «Фундаменти багатоповерхових будiвель для грунтових основ в яких э значнi включення просадних грунтiв в»
Виконав: студентка гр. П-51
Миргород О.С.
Перевірив: Убийвовк А.В.
Харків – 2015р.
Основні принципи будівництва в просадних грунтах.
Просадні грунти широко поширені в Південній і Північній Америці, Новій Зеландії, Північній Африці, Середній Азії, в Європі таАзії. На Україні вони займають понад 70% території. На Північному Кавказі та Закавказзі просадочні грунти зустрічаються в районах
землеробства, промислового і цивільного будівництва. Поширені
вони на території ЦЧР.
Характерними зовнішніми ознаками лесових і лесовидних порід
є: видима неозброєним оком пористість, обумовлена
наявністю тонких, більш-менш вертикальних канальців; здатністю
триматися вертикальними обривами значної висоти; швидка
размокаемость у воді; відсутність дрібної шаруватості; світле забарвлення в
сухому стані; наявність ходів дрібних тварин (кротовін); великі
нерівномірні деформації (просадки) при зволоженні під дією ваги
будівлі або тільки від дії власної ваги; суттєва зміна
фізико-механічних властивостей під впливом вологи і напруженого
стану. Відзначається висока мінливість основних характеристик
просадності: відносної просадності sl і початкового просадного
тиску рsl. середнє квадратичне відхилення просадки від власного
ваги
де sl - середнє квадратичне відхилення sl.
Осереднення sl і рsl виконується двома способами. Перший полягає
в осреднении досвідчених значень в межах виділених на майданчику ІГЕ.За другим способом за всіма технічними свердловинах обчислюється середня залежність sl = f (n) для різних навантажень, а також середня залежність
psl = f (n)
Під дією навантаження і замочування спостерігаються вертикальні
деформації провального характеру, пов'язані з корінним порушенням
структури. Абсолютні величини просадок часто перевищують гранично
допустимі. Замочування, як правило, нерівномірно по площі. З цієї
причини виникають значні нерівномірні деформації. Замочування
грунту призводить до зміни напруженого стану в масиві ґрунтів.
Відбувається це внаслідок: збільшення вологості при аварійному замочуванні; ущільнення грунтів при ліквідації їх грунтах властивостей;
пристрою зворотних засипок котлованів (у двох останніх випадках щільність грунту в сухому стані зростає з 1,35 ... 1,5 до 1,75 ... 1,95 г / см3); застосування фундаментів із забивних, набивних та буронабивних паль; влаштування фундаментів під технологічне обладнання; 8 постійної та тимчасової навантаження на підлоги, від ваги будівель і споруд (їх необхідно враховувати не тільки в межах активної і деформируемой зон,
ле в межах всієї просідаючої товщі, у тому числі і при стисканні подстилающих її грунтів); динамічних дій від працюючих всередині і навколо будівель технологічного обладнання, залізничного
та автомобільного транспорту.
Слайд
При влаштуванні планувальних насипів вертикальні напруження в
просідаючої товщі зростають. Зрізи грунту, пристрій підвалів,
тунелів призводить до розвантаження ґрунтової товщі. Збільшення напруженого
стану призводить до додаткових опадам подстилающих просадними
товщу непросадних грунтів. У разі підйому підземних ґрунтових вод
просідання грунтів відбуваються зі значним запізненням і
водонасищенний грунт зберігає залишкову просадочность. При зниженні
швидко піднявся УПВ інтенсивність приросту просадок зростає.
Для оцінки технічного стану будівель, побудованих на
просадних грунтах, часто використовують критерій Е. С. Руденко,
включає п'ять ступенів:
I - наявність в стінах і фундаментах волосяних тріщин, з розкриті не
більше 3 мм;
II - те ж, з розкрито тріщин до 10 мм, що мають протяжність в
межах двох-трьох поверхів;
III - те ж, у великій кількості, з розкриттям 10 ... 30 мм, в межах
двох і більше поверхів;
IV - аварійний стан будівлі з розкриттям наскрізних тріщин більш
20 мм, з небезпекою руйнування окремих вузлів конструкцій;
V - руйнування будівлі або його частини.
Причинами значних деформацій будівель на пальових фундаментах
в складних інженерно-геологічних умовах є: неповна прорезка
палями просідаючих грунтів, розташування кінців паль в слабких грунтах
(торфи, сапропелі, мулисті грунти), підйом паль в рухливих грунтах,
розташування кінців паль в грунтах різної щільності і на крутопадающими
рельєфі, зміна гідрогеологічних умов (підтоплення),
провоковані зрушення великих мас грунту, багаторазове додаток
значних тимчасових навантажень, позацентровий додаток тимчасових
навантажень (розвантаження і завантаження силосних банок).
У випадках, коли виключається замочування просадних грунтів зверху
або внаслідок підйому рівня ґрунтових вод, а можливо лише повільне
підвищення вологості, основи і фундаменти проектують як на
звичайних непросадних грунтах.
При можливості і неминучості замочування нормальна
експлуатація будівлі та споруди досягається застосуванням одного з
наступних принципів:
• усунення просадних властивостей ґрунтів;
• прорезки просідаючих грунтів глибокими фундаментами; 9
• комплексу заходів, що включають підготовку підстави,
водозахисні і конструктивні заходи.
Усунення грунтах властивостей досягається шляхом ущільнення і
закріплення.
Для ущільнення просадних грунтів з I типом ґрунтових умов по
просадності застосовують: поверхневе ущільнення важкими
трамбівками, витрамбовуванні котлованів, пристрій грунтових подушок.
На майданчиках з II типом застосовують: попереднє замочування, в
тому числі, з глибинними вибухами, глибинне ущільнення пробивкой
свердловин (грунтовими палями) та ін. Закріплюють просідаючі ґрунти
силікатизацією, випалюванням. Прорезкой просідаючих грунтів глибокими
фундаментами забезпечується передача навантаження фундаментів на
підстильний грунт. Вона виконується пальовими фундаментами з
забивних і набивних паль, стовпами із закріпленого грунту.
Водозахисні заходи застосовуються, як правило, на майданчиках зі
другим типом ґрунтових умов по просадності з метою зниження
ймовірності замочування ґрунтів, винятки інтенсивного замочування на
всю товщину, контролю за станом мереж, забезпечення своєчасного
запобігання замочування.
У комплекс водозахисних заходів входить: компоновка генплану,
планування території, що забудовується, пристрій під будівлями і
спорудами маловодопроникних екранів, якісна засипка пазух
котлованів і траншей, пристрій розширених відмосток, прокладка
комунікацій, несучих воду, в непроникних лотках, відведення аварійних
вод за межі будівлі.
Для забезпечення міцності, стійкості та експлуатаційної
надійності будинків, що зводяться в грунтових умовах II-го типу по
просадності, необхідні розрахунки на вплив:
• викривлення основи під будівлею внаслідок просідання ґрунту від
власної маси;
• нерівномірних просадок підстави від навантаження фундаментів у разі
неповного усунення просадності грунтів у деформованій зоні
основи;
• горизонтальних деформацій основи;
• зусиль, що виникають в контактних пристроях великопанельних
будинків при замиканні деформаційних швів.
Конструктивні заходи застосовують при будівництві будівель на
просадних грунтах II типу по просадності, що зводяться з
використанням комплексу заходів, які спрямовані на:
• підвищення міцності і загальної просторової жорсткості будівель і
споруд;
• збільшення податливості будівель і споруд за рахунок застосування
гнучких або піддатливих конструкцій;
• забезпечення нормальної експлуатації будівель і споруд при
можливих нерівномірних просадках грунтов10
основи.
Заходи першої групи включають: разрезку будівлі осадовими
швами на окремі відсіки, влаштування залізобетонних поясів і
армованих швів, підвищення ступеня армування окремих
залізобетонних елементів, улаштування жорстких горизонтальних діафрагм,
посилення фундаментно-підвальній частині будівель і споруд шляхом
застосування монолітних або збірно-монолітних фундаментів.
Заходи другої групи полягають у забезпеченні гнучкого зв'язку між
окремими елементами конструкцій, підвищенні площі опертя
окремих конструктивних елементів, збільшенні стійкості елементів
конструкцій при підвищених деформаціях підстав, підвищенні волого-і
водонепроникності стиків між окремими елементами конструкцій.
Заходи третьої групи полягають у застосуванні таких
конструктивних рішень окремих вузлів і деталей, які дозволяють в
короткі терміни відновити після нерівномірних просадок нормальну
експлуатацію кранів, ліфтів і т.д., збільшенні габаритів між
окремими конструкціями, які забезпечують відновлення нормальної
експлуатації обладнання.
При частковому усуненні просадних властивостей грунтів
поверхневим ущільненням важкими трамбівками, хімічним
закріпленням, пристроєм грунтових подушок в межах всієї площі
будівлі в підставі утворюється маловодонепроніцаемий екран.
Інтенсивність зволоження грунту різко знижується.
Існує метод організованого зволоження просідаючих грунтів
підстав будівлі. Зволоження грунту виробляється після зведення
коробки будівлі і набору їм проектної маси і жорсткості. Для забезпечення
згинальної жорсткості влаштовуються залізобетонні або армокірпічние
пояса в нижній зоні (в підошві фундаменту, поверх збірних бетонних
блоків, в рівні перекриття цокольного поверху) на випадок реалізації
деформацій прогину і в рівнях міжповерхових перекриттів верхніх поверхів
на випадок реалізації деформації вигину. Під фундаментами влаштовується
гравійно-піщана дренирующая подушка, розділена на "захватки" довжиною
близько 10 м за допомогою глиняних замків. Водорозподільна система
складається з підводить трубопроводу діаметром 100 ... 150 мм з
водоміром, засувкою, відгалуженнями труб діаметром 70 ... 100 мм з
роздатковими штуцерами і водоприймача.
Обчислюється об'єм води, необхідний для повного водонасичення,
час зволоження грунту. Організовуються роботи з геодезичного
спостереженню за деформаціями будинку. Протягом одного-півтора місяців
після початку робіт по зволоженню деформації ґрунтової підстави
стабілізуються: швидкість осідання не перевищує 1 мм / сут. В період
розвитку просадок визначаються значення відносного прогину (вигину)
та кручення. При наближенні їх до критичних величинам змінюють режим
зволоження. Величина просадки може досягати одного метра. Вследствіе11
цього будівлі надають початковий будівельний підйом на величину
очікуваних осідань.
Для безкаркасних будівель висотою до 12 поверхів, розрахованих і
запроектованих на просадних грунтах з комплексом заходів,
граничними деформаціями є:
• середня сумарна осаду і просадка us = 20 см;
• відносна різниця сумарних просадок (s / l) = 0,002;
• крен iu = 0,008.
Допустимі нахили ліфтових шахт в десять разів нижче величини
граничного крену. Внаслідок цього передбачають відповідні
зазори навколо ліфтових шахт.
Осідання грунту викликає горизонтальні переміщення і
додаткові стискають і розтягують зусилля в фундаментах, стінах
і конструкціях перекриттів. Можливі горизонтальні переміщення
окремих будівель в цілому або секцій.Свайные фундаменты зданий, возводимых на просадочных, набухающих и слабых грунтах.