Работа грунтов под нагрузкой.



Основания зданий. Инженерно – геологическая оценка условий строительства

Естественные и искусственные основания.

Основанием называется массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Основания бывают двух видов: естественные и искусственные.

Естественные основания

Естественнымоснованием называют грунт, залегающий под фундаментом и способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от возведенного здания.

Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в грунте основания на­пряженное состояние и деформирует его. На рис. 4.1 показана примерная форма напряженного объема грунта. Как видно из рисунка, глубина и ширина напряженной зоны значительно превосходят ширину фундамента.

За b принята величина напряжения под подошвой фундамента в средней её части.

На глубине более 6 b грунт практически не испытывает напряжений.

Действующие нагрузки деформируют основания, вызывая осадку здания.

В соответствии с изложенным грунты, расположенные в основании должны удовлетворять следующим требованиям:

1) Обладать достаточно несущей способностью и малой равномерной сжимаемостью

2) Не подвергаться пучению, т.е. увеличению объема при замерзании влаги, находящейся в его порах

3) Не размывается и не растворяется грунтовыми водами

4) Не допускать просадок и оползней.

Просадки могут произойти при недостаточной мощности грунта, принятого за основание, если под ним залегает слабый грунт.

Оползни могут произойти при наклонном расположении пластов грунта.

Главное же внимание при проектировании уделяется вопросу обеспечения равномерности осадок. При этом необходимо, прежде всего, учитывать, что нагрузка от здания может вызвать разрушение основания при его недостаточной несущей способности. С другой стороны, основание может и не разрушиться, но осадка здания окажется столь неравномерной, что в стенах здания появятся трещины, а в конструкциях возникнут усилия, могущие привести к аварийному состоянию, всего здания или его части.

Грунтовые воды оказывают значительное влияние на структуру, физическое состояние и механические свойства грунтов, понижая несущую способность основания.

Если же в грунте содержатся легко растворимые в воде вещества (например, гипс), возможно выщелачивание его, что влечет за собой увеличение пористости основания и снижение его несущей способности. Для этого в необходимых случаях понижают уровень грунтовых вод. В случаях, когда скорость движения грунтовых вод такова, что возможно вымывание частиц мелкозернистых грунтов, необходимо применять меры по защите основания. Для этого устраивают вокруг здания специальное шпунтовое ограждение или дренаж.

Виды грунтов и их свойства.

Несущая способность грунта зависит от их физических свойств (гранулометрического состава, плотности, влажности) и характеризуется величиной нормативного давления.

В соответствии с нормами принята следующая классификация грунтов:

1) Скальные - каменные породы (известняки, песчаники, кварциты, граниты), залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя.Являются надежными основаниями

2) Крупнообломочные - несвязные грунты содержащие более 50% обломков скальных пород с размерами частиц более 2мм (щебень, галька, дресва, гравий). Являются хорошим основанием

3) Песчаные - сыпучие в сухом состоянии и содержащие менее 50% частиц крупнее 2мм. Разделяется на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые.

4) Глинистые - связные грунты, содержащие в своем составе минеральные частицы плоской формы (чешуйки) с поперечным размером менее 0,005мм и песок.

Пластичность этих грунтов выше, чем больше содержится глинистых частиц.

Глинистые грунты делятся на:

Глины  - с содержанием глинистых частиц более 30%

Суглинки - с содержанием глинистых частиц 10-30%

Супеси  - с содержанием глинистых частиц 3-10%

 Лессовые (макропористые)- глинистые грунты с содержанием большого количества пылеватых частиц и наличием крупных пор (макропор). Эти грунты в сухом состоянии обладают достаточной прочностью, но при замачивании дают большие просадки под нагрузкой.В качестве естественных оснований под здания непригодны.

В строительной практике встречаются также:

1) Органические - (торфянистые, растительные и илистые являются слабыми, сильно сжимаемыми)

2) Плывуны- мелкие пески с глинистыми примесями Непригодны как естественные основания

3) Насыпныеобразованные при засыпке оврагов, прудов, котловановНепригодны как естественные основания.

Все они не могут служить естественным основанием.

 

Если в пределах сжимаемой толщи расположены слабые грунты, не имеющие достаточной несущей способности, их необходимо искусственно укреплять либо использовать фундаменты, перерезающие слабый грунт и передающие нагрузки на более прочное основание.

К слабым грунтам относятся:

· пески мелкие и пылеватые;

· суглинки с большим содержанием органических примесей;

· торфяники;

· лёссы;

· насыпные и намывные грунты.

 

Работа грунтов под нагрузкой.

Упрочнение слабых грунтов оснований достигается путём их уплотнения или укрепления.

Уплотнение грунтов производят поверхностным трамбованием, послойной укаткой, поверхностным или глубинным вибрированием, устройством грунтовых свай, заменой слабых грунтов основания песчаными или гравийно-щебеночными подушками.

Укрепление грунтов оснований производят физико-химическим способами: цементацией, силикатизацией, битумизацией, путём обжига лёссовых грунтов и т. д. или конструктивными способами: устройство грунтовых подушек, армирование и др.

Под действием нагрузок от здания грунты в основании испытывающей сжимающие напряжения в той или иной степени уплотняясь, вызывают осадку здания.

Величина сжатия грунтов и характер уплотнения зависит от вида грунта и его плотности.

Скальный грунт является практически несжимаемым.

Крупнообломочные и песчаные грунты обладают небольшой и быстро протекающей во времени сжимаемостью, которая заканчиваются с возведением здания.

Глинистые грунты имеют большую сжимаемость, чем песчаные и процесс их уплотнения протекает 2-3 года.

Величина осадки проверяется расчетом и не должна превышать допускаемой нормы (8-15 см в зависимости от конструктивной жесткости здания)

Искусственнымоснованием называют искусственно уплотненный или упрочненный грунт, который в природном состоянии не обладает достаточной несущей способностью по глубине заложения фундамента.


Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 102; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ