Фундаменты на просадочных грунтах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фундаменты на просадочных грунтах

Лессовые грунты занимают почти всю Украину, Среднею Азию и встречаются в Восточной Сибири. Самая большая территория лёсса находится в Китае (на географических картах Китай всегда окрашивается в желтый цвет - цвет лёсса).

Из инженерной геологии известно, что лёсс

- эолового происхождения

- содержит соли CaCO3; CaSO4

- мало влажен

-довольно однороден

- характерная особенность наличия макропор.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1

Постепенно растительность сгнивала, вода испарялась, а соли оставались. Поскольку водо-коллоидные связи, оставшейся пленочной воды, прочны и могут выдержать большую нагрузку, то грунт не уплотнялся е ~ const (недоуплотненный грунт) - наличие макропор. Макропоры увеличивают также большое количество землероев. Просадочностью называется способность лессового макропористого грунта очень быстро размокать и уплотняться (под нагрузкой).

Рис. 2

Ширина раскрытия трещин составляла 30 - 40 см, а величина просадки 0,3 - 2 м. Явления просадки наблюдались в г. Грозном - у смотровых колодцев в результате переполнения их водой (в Запорожье и т.д.).

В массовом количестве с подобными явлениями сталкивались впервые уже в конце 20-х годов при строительстве Западно-Сибирского Металлургического комбината. Большие исследования тогда поэтому вопросу провел Абелев Ю.М. (завод «Запорожсталь»)

Рис. 3

Отчего происходит просадка?

Лесс имеет преимущественно такие характеристики:



1. = 14…16 кН/м3;

2. W = 6 - 15 % (вода в виде пленочной влаги);

3. n = 45 - 55%.

Большое наличие макропор в виде трубчатых канальцев = 0.1 … 4 мм (преимущественно вертикальное положение)

Рис. 4

Рис. 5



Характеристика просадочности лессовых грунтов

На компрессионном приборе, в лаборатории можно промоделировать просадку.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6

В соответствии со СНиП - коэффициент относительной просадочности определяется следующим образом:

h - высота (см) образца природной влажности обжатого давлением Р1 равным давлению от всего сооружения и собственного веса вышележащего грунта.

hI - высота (см) того же образца грунта после пропуска через него воды при сохранении давления Р1

h0- высота (см) того же образца грунта природной влажности, обжатого давлением равным природному.

Если дпр < 0,01 - лесс не просадочен

Если дпр > 0,01 - лесс просадочен



Рис. 7

Р^н - начальное давление

0 - Р^н - лессовый грунт не просадочен - связи прочны

Определение просадки основания

1. Изучают инженерно-геологический разрез

Рис. 8

2. На инженерно-геологический разрез наносят различные фундаменты зданий c различной глубиной залегания.

3. Определяют просадку для самого мелко заглубленного фундамента.

4. Строят эпюры для этого фундамента Pz, Pдz

5. По обычным правилам определения осадок, разделяют всю толщу на слои (h1, h2 …hi), определяют давления в каждом слое (P1 P2 …Pi) - учитывая и собственный вес грунта

6. По таблицам и графикам дпр = f(p) - из геологического отчета определяют просадку всей сжимаемой толщи, как сумма просадки отдельных слоев.

Рис. 9

Sпр = h1 дпр1 + h2 дпр2 + …+ hiдпрi

n - число сжимаемости слоев

гc - коэффициент условия работы

Затем сравнивают Sпр с [Su] и судят о деформациях сооружения.

На вновь застроенной территории определяют тип просадочности путем проведения опытных работ.

В результате замачивания грунт начинает проседать. Деформации определяют геодезическим способом. Весь процесс может длиться несколько недель.

Рис. 10



В результате устанавливают два типа просадочности грунтов:

1 тип - просадка грунта от собственного веса при замачивании практически отсутствует или не превышает 5 см.

2 тип - просадка грунта от собственного веса при замачивании > 5 см.

При проектировании сооружений на лессовом грунтах необходимо внимательно относиться к геологии.

В 1970 в Средней Азии возводилось сооружение башенного типа - труба h = 120 м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 11

В геологическом отчете - эта территория характеризовалась просадочными «блюдцами» и была дана величина дпр = 0,02

Необходимо знать, где заложены скважины?

Скважина была пробурена на уже несколько просевшем грунте. Пробурили новую скважину и получили дпр = 0,04. Не учет этого привел бы к недопустимым осадкам. Проектирование фундаментов на просадочных макропористых грунтах Оценка инженерно-геологических условий

Определение осадки + просадки

Размещено на http://www.allbest.ru/



При соблюдении этого условия - расчет обычен.

Но как быть в противном случае?

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 12

1 - фундамент не проходит Sпр > Su;

2 - увеличиваем глубину заложения фундамента;

3 - фундамент глубокого заложения - просадки вообще нет;

4 - прорезка просадочного грунта сваями (необходимо учитывать отрицательное трение);

5 - сжимаемую зону под фундаментом делаем не просадочной;

6 - другие мероприятия. Сюда относиться (согласно СНиП):

- дренаж;

- прокладка инженерных коммуникаций (труба в трубе);

- правильная планировка застраиваемой территории;

- различные мероприятия, уменьшающие возможность замачивания грунта под фундаментами.



Рис. 13

Возможная утечка воды приводит к замачиванию грунта и просадке - деформации зданий. Все эти мероприятия четко оговорены в СНиП.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 14

Устранение просадочности лессовых грунтов



А) Предварительное замачивание лессовых грунтов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 15

- в основании сооружения укладывают песчаный слой (до 20 см);

- первые ряды блоков возводят в сухом котловане;

- в блоки закладываются трубы;

- производится боковая засыпка, затем в слой песка по трубам подается вода.

Обжатие происходит интенсивно под весом сооружения и боковой засыпки. Осадки сооружения в строительный период не страшны и всегда могут быть легко выровнены.

Б) Поверхностные уплотнения грунтов (возможно, поскольку лес имеет крупные поры)

Лес уплотняется (уменьшается количество пор)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 16



Удлиняется путь воде. В результате мы добиваемся только частичного эффекта, путем прорезки верхней зоны и уплотнением, тем самым уменьшаем дпр.

Недостатки: - дпр - устраняется частично

- в зимних условиях не применяется

В) Глубинное уплотнение лесса грунтовыми сваями

(песчаные сваи делать нельзя, т. к. они будут дренировать воду)

Рис. 17

основание просадка фундамент грунт

Г) Устройство грунтовых подушек

Рис. 18



Способ этот прост и довольно дешевый, иногда его комбинируют с уплотнением.

Д) Силикатизация грунтов (см. искусственные основания)

Применяют однорастворный метод.

Этот метод дорогой, 1 м3 закрепленного грунта - стоит почти также как бетон - поэтому его применяют в основном в аварийных случаях.

Применение в Одессе. Там «Оперный театр» периодически проседал. Провели силикатизацию за 2 года - укрепили грунт, обеспечив его неподвижное существование.

Е) Термическая обработка грунта

При температуре = 400°С - лесс теряет свои просадочные свойства. (Некоторая аналогия с обжигом кирпича).

Рис. 19

Существует несколько методов обжига лесса, наиболее применимый из них - это Харьковский метод.

Внедрение этого способа началось с одной аварии «Запорожье. Коксохимический завод».

Турбина на заводе дала течь, замочила основание, в результате - неравномерная осадка. Ремонт и исправления требовали остановку завода на 1,5 месяца. Но был предложен новый способ, - который за 8 дней - полностью прекратил деформации турбины.



Рис. 20

К - компрессор,

Ф - форсунка,

Н - насос,

Г - горючие (керосин, солярка).

1-пробуривают скважину.

2-в устье скважины - форсунку.

3-горючие + воздух через форсунку до t>1000°с и проходя через скважину в поры лесса, нагревают его. Приблизительно через неделю образуется обожженный массив до 3 м.

Размещено на Allbest.ru