Причины развития неравномерных осадок в сооружении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Причины развития неравномерных осадок в сооружении

Равномерная осадка сооружений обычно никаких трудностей не вызывает.

(Известны отечественные сооружения, получившие осадку 50…60 см и более и прекрасно существующие.) В Китае в г. Шанхае эксплуатируется здание с равномерной осадкой в 120 см.

В общем случае суммарная осадка сооружения слагается из 5 составляющих, каждая из которых вызывается различными причинами:

фундамент осадка грунт

S = S_упл. + S_выпир. + S_{разупл.} + S_расст. + S_экспл.

S_упл. - осадка, развивающаяся вследствие уплотнения грунтов;

S_выпир. - осадка выпирания, возникающая за счет развития пластических деформаций грунтов в основании (выпирание грунта из-под подошвы фундамента);

S_{разупл.} - осадка за счет разуплотнения грунта, приводящая к поднятию дна котлована при разгрузке грунтов основания во время выполнения земляных работ (снятие бытового давления);

S_расст. - осадка за счет нарушения структуры (расструктуривания) грунтов основания во время строительства (зависит от производства работ);

S_экспл. - осадка, возникающая при эксплуатации здания.

Неравномерность осадки фундамента вызывает дополнительные напряжения в надземных конструкциях здания и, как следствие, их деформации.

Причины развития неравномерных осадок уплотнения

Сложное (неоднородное) напластование грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выклинивание слоев Линзообразное залегание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Не одинаковая мощность слоев

Если m_v1 > m_v2 - выгиб

Если m_v2 > m_v1 - прогиб

Не однородный грунт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Неодинаковое загружение фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

b₂ > b₁ S = h_э m_v p = Abm_vp;

S₂ > S₁

Влияние загружения соседних фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Неодновременность загружения фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Неполная загрузка фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Неравномерность консолидации грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Не одинаковый характер нагрузки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Не одинаковый несущий слой грунта в основании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Причины развития неравномерных осадок выпирания

Данные осадки возникают за счет появления зон пластических деформаций оснований и выдавливания грунта в стороны.

При давлении Р = R глубина зон пластических деформаций достигает ј в. Чем слабее грунт, тем более глубина развития данных зон пластики. Дополнительная осадка для квадратного фундамента за счет развития зон пластических деформаций достигает до 20% от общей величины.

Данные осадки в основном неравномерно по тем же причинам, что и осадки уплотнения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Причины развития неравномерных осадок разуплотнения

S_{разупл.} - развивается под действием нагрузки, не превышающей величину природной, т.е. нагрузки, равной весу вынутого грунта при откопке котлована. Эти деформации приводят к поднятию дна котлована.

Пример: Вьетнам. Работы производились вручную, грунт носили корзинками и высыпали на бровку.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Днем выкопают, а утром котлован на той же самой отметке, или даже ещё выше. Происходило выдавливание грунта за счет дополнительной пригрузки краев.

В большинстве случаев при возведении зданий и промышленных сооружений на фундаментах, имеющих заглубление не более 5 метров, осадки разуплотнения незначительны.

В Москве при строительстве высотных зданий эти осадки составляли 4-6 см. Как учитывать эти деформации? И надо ли их учитывать?

Эти осадки нас интересуют только, если пригрузка от фундамента меньше, чем природное давление грунта на этой глубине.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Р < h S_разупл

При Р=h - “плавающий фундамент”

Р_доп

Если же возникает Р_доп.- что чаще бывает, то осадки разуплотнения не учитываем, т.к. Р_доп = Р - h

Другое дело для зданий глубокого заложения (зданий с подземными этажами, заглубленных емкостей и т. д.), где вес от нагрузки меньше веса вынутого грунта.

Причины развития неравномерных осадок расструктуривания

Наибольшее влияние на развитие общих осадок могут оказать осадки расструктуривания, S_{расстр.} вызванные нарушением структуры грунтов основания при отрывке котлованов и устройстве фундаментов.

К причинам развития неравномерных осадок расструктуривания грунтов основания относится:

Метеорологические факторы.

а) действие мороза (замерзание и оттаивание, пучение).

Замерзая, а затем, оттаивая грунт, превращается в разжиженную массу (резко снижает своипрочностные характеристики). В результате выпор грунта - неравномерные деформации.

Оттаивание промороженного основания, как правило, происходит тоже неравномерно (сначала с южной стороны, затем с северной) - это также способствует неравномерным осадкам.

а)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- нормальные силы пучения;

- касательные силы пучения

б) увлажнение грунта (осадки)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поэтому при отрывке котлована необходимо всегда иметь на готове насос и приступать к осушению немедленно. Кроме этого оставлять недобор грунта на дне котлована.

в) высыхание грунта (действие солнечной радиации).

Характерно для районов Средней Азии, Индии, Африки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Грунтовые воды.

а) гидростатическое действие воды.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Если Н > h - поднятие основания - возможен прорыв воды в котлован. Аналогичное влияние могут оказать и обычные воды при наличии ленточной глины в 50…100 раз.

Избавиться от этого можно искусственным понижением У.Г.В.

б) гидродинамическое действие воды.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидродинамическое давление действует вверх и, преодолевая силы тяжести песка, производит его разжижение. Необходимо В > А - для уменьшения градиента давления, или осушения из зумфа. При наличии водоупора (шпунт тогда необходимо забивать в водоупор).

в) суффозия химическая и механическая (вымывание грунта в котлован вместе с водой).

Химическая суффозия связана с наличием растворимых солей и встречается очень редко.

Размещено на http://www.allbest.ru/

“вулканчик” - механическая суффозия - вымывание грунта, таким образом, нарушается структура основания. Были случаи, когда диаметр “вулканчика” составлял до 20 м и высотой 70 см.

Динамические воздействия.

а) перемещение тяжелых механизмов по дну котлована (опасно при структурно-слабых грунтах).

Происходит нарушение структуры грунта при динамических воздействиях.

Размещено на http://www.allbest.ru/

б) удары тяжелых механизмов по дну котлована.

При ударе ковша драглайна об ленточные глины она разрушается на 20…30 см.

Размещено на http://www.allbest.ru/

в) разрыхление мерзлого грунта (клин и шар бабой - динамическим воздействием).

Пример:

Размещено на http://www.allbest.ru/

При разработке котлована зимой использовали клин бабу, а в 5 м от электрического кабеля разработку вели вручную с применением отбойного молотка (требования техники безопасности).

Уже при строительстве здание получило крен (при надстройке только 3-х этажей горизонтальные отклонения составили 21 см. Здание пришлось разобрать).

г) динамические воздействия при забивке свай.

Пример:

Кировский театр оперы и балета в Ленинграде 1960 год (Мариинский Театр)

Размещено на http://www.allbest.ru/

При строительстве пристроев забивали 24 - метровые сваи. Образовались трещины размером 2…3 см - результат динамического воздействия при забивке свай. Перешли на правую половину - стали опускать железобетонные оболочки вдавливанием. Вынимали грунт из оболочки и заполнили её бетоном, но трещины продолжали развиваться. При вдавливании оболочек происходило выдавливание грунта, т.е. его перемятие - своего рода динамическое воздействие. Пришлось срочно делать усиление здания металлическими тяжами.

Грубые ошибки строителей.

а) перебор грунта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Если даже - всё равно грунт потеряет структурную первоначальную прочность.

б) обводнение котлована производственными водами (возможно при аварии водопровода и т. п.

Причины развития неравномерных осадок в период эксплуатации

1. Уплотнение грунтов после начала эксплуатации S_экспл. сооружения:

деформации ползучести грунта и процесс фильтрационной консолидации;

постепенное увеличение полезней нагрузки до проектной;

увеличение нагрузки сверх проектной.

2. Изменением положения у.г.в.

3. Ослабление грунтов основания подземными и котлованными выработками.

Динамические воздействия и активность геологических процессов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru