Реферат - Особенности проектирования фундаментов на набухающих грунтах - файл n1.doc

Реферат - Особенности проектирования фундаментов на набухающих грунтах
скачать (72.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc73kb.21.10.2012 21:58скачать

n1.doc

Содержание:

  1. Введение…………………………………………………………….3

  2. Особенности проектирования фундаментов на набухающих грунтах………………………………………………………………4

    1. Определение характеристик набухающих грунтов……….…5

    2. Расчёт деформации основания………………………….…….7

    3. Конструктивные мероприятия по уменьшению и

выравниванию деформации основания……………………....7

  1. Подготовка проектирования усиления грунтов………………11

  2. Список используемой литературы…………………………….. 12


  1. Введение

В настоящее время на основе внедрения достижений науки и техники в строительство совершенствуются конструкции фундаментов и технологии их возведения, это позволяет обеспечить надежность их работы под нагрузкой и снизить стоимость строительства в целом. Но перед процессом самого проектирования и строительства фундаментов существует ряд вопросов, касаемо самих грунтов. В первую очередь выбор типа фундамента под то или иное сооружение зависит от характеристик грунта, на котором данное строительство планируется производиться. В данной работе рассмотрены особенности проектирования и строительства фундаментов на набухающих грунтах. Рассмотрению подверглись общие вопросы особенностей проектирования при данном качестве грунтов, без использования различных формул, дабы не превращать данную работу в подобие свода правил. Цель работы ознакомить читателя с общими сведениями и особенностями проектирования в столь не простых условиях фундаментостроения.



  1. Особенности проектирования фундаментов на набухающих грунтах

Набухающими называют пылевато-глинистые грунты, которые при замачивании водой увеличиваются в объеме.

При проектировании фундаментов на набухающих грунтах необходимо учитывать возможное набухание при подъеме уровня грунтовых вод; набухание и усадку грунтов в результате изменения водно-теплового режима, усадку грунтов в процессе их высыхания.

На величину набухания оказывают влияние влажность и плотность грунтов. Увеличение начальной влажности способствует уменьшению набухания; с увеличением начальной плотности линейно возрастает набухание грунта.

Основными характеристиками набухающих грунтов являются давление набухания, влажность набухания, относительное набухание при заданном давлении; относительная усадка при высыхании.

Нормативные значения относительного набухания и относительной усадки определяют по результатам лабораторных опытов при невозможности бокового расширения или по данным полевых испытаний.

Деформации основания в результате набухания или усадки грунта должны определяться путем суммирования деформаций отдельных слоев основания .

При расчете оснований из набухающих грунтов деформации уплотнения основания от внешней нагрузки и возможную осадку от уменьшения влажности суммируют.

Подъем основания при набухании грунтов рассчитывают в предположении полной стабилизации осадок уплотнения грунтов от внешней нагрузки.

Относительное набухание esw, давление набухания psw и относительную усадку esh определяют по результатам лабораторных испытаний (ГОСТ 24143) с учетом причин набухания или усадки. Эти характеристики могут быть получены также по данным полевых испытаний грунтов штампом (за исключением слабонабухающих грунтов).

Нормативные значения характеристик esw и esh набухающих грунтов вычисляют как средние значения результатов их определений (ГОСТ 20522). Расчетные значения этих характеристик допускается принимать равными нормативным (gg = 1).

 Если расчетные деформации оснований больше допустимых, то вводят водозащитные мероприятия (планировку территории со стоком атмосферных вод в канализацию, организованный отвод воды с кровель, устройство отмосток с уклоном не менее 3° и др.); предварительное замачивание набухающих грунтов в пределах всей зоны или ее части; устройство компенсирующих песчаных подушек; замену набухающего грунта не набухающим полностью или частично; полную или частичную прорезку фундаментами слоя набухающих грунтов.

При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах допускается предусматривать как полную прорезку сваями всей толщи набухающих грунтов (с опиранием нижних концов на не набухающие грунты), так и частичную прорезку (с опиранием нижних концов непосредственно в толще набухающих грунтов).

2.1 Определение характеристик набухающих грунтов.
Грунты, способные при увлажнении увеличиваться в объеме, а при понижении влажности давать усадку относятся к набухающим. К набухающим относятся пылевато-глинистые грунты, для которых величина относительного набухания без приложения внешней нагрузки ?0 s? ? 0,04. Кроме относительного набухания при заданном давлении ?s? эти грунты характеризуются давлением набухания рs? , влажностью набухания ?s? и относительной усадкой при высыхании. Для предварительной оценки набухающих грунтов используется показатель П = (еl ?e)/(1+e)(при П > 0,3 грунты относятся к набухающим).

Способностью набухать отличаются также некоторые виды шлаков и глинистых грунтов, замоченных химическими отходами производств (например, серной кислоты). Отмечается, что деформации набухания при замачивании растворами серной кислоты в 3,5 – 4 раза больше деформаций набухания при замачивании водой. Набухание песчаных грунтов может происходить при взаимодействии их с растворами щелочи.

Набухание грунтов в основании возможно за счет подъема уровня грунтовых вод, накопления влаги под сооружением за счет поверхностных и производственных вод, изменения водно-теплового режима. Величина набухания зависит от давления на основание, вида и состояния грунта, площади замачивания, толщины набухающего слоя.

Изменения влажности и вызванные ими неравномерные перемещения грунта часто приводят к трещинообразованию или разрушению. Особенно значительны деформации, вызванные подъемом основания при незначительном давлении на грунт.

Набухающие грунты классифицируются на:

• слабонабухающие 0,04 ? ?0 s? ? 0,08;

• средненабухающие 0,08 ? ?0 s? ? 0,12;

• сильнонабухающие ?0 s? > 0,12,

1) при инфильтрации атмосферных и производственных вод – на глубине, где суммарное давление на слой грунта ?z,tot равно давлению набухания рs?;

2) при наличии подземных вод – на три метра выше установившегося уровня подземных вод, но не ниже установленного по п. 1;

3) при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима – по экспериментальным данным, а при их отсутствии – на глубине пять метров от уровня планировки.
2.2 Расчёт деформации основания.
Расчет оснований сооружений на набухающих грунтах производится по деформациям, как на обычных грунтах, и, при необходимости – по несущей способности. При определении расчетного сопротивления рекомендуется увеличивать его значение в 1,2 раза, если осадка фундамента ? 0,4 [su], что будет способствовать уменьшению величины подъема фундамента при набухании грунта.
2.3 Конструктивные мероприятия по уменьшению и выравниванию деформации основания.
Если определяемая расчетом деформация основания окажется больше допустимой, то должны предусматриваться мероприятия, уменьшающие возможную величину деформаций за счет предварительного замачивания, применения компенсирующих песчаных подушек, замены слоя набухающего грунта другим, не набухающим грунтом. Скважины для предварительного замачивания располагают в шахматном порядке, диаметр скважин 10 - 25 см, глубина – на 0,5 м меньше требуемой по проекту толщины замачивания. Заполняют скважины дренирующим материалом. Процесс замачивания контролируют поверхностными марками. Замачивание прекращают, когда величина подъема поверхности составит 0,8 расчетной.

После замачивания верхний слой грунта снимают и устраивают песчаную подушку толщиной 0,3 - 1 м. Расчет оснований после их предварительного замачивания производится по характеристикам замоченного грунта.

Компенсирующие подушки устраивают на уровне в пределах слоя набухающего грунта только для ленточных фундаментов шириной до 1,5 м при давлении под подошвой не менее 0,1 МПа. При небольших вертикальных нагрузках применяют фундаменты на естественном основании с анкерами, свайные фундаменты из забивных и набивных свай. Наиболее рациональны фундаменты с уширением в пределах слоя набухающих грунтов.

Уменьшение подъема фундамента на естественном основании из набухающих грунтов может обеспечиваться путем анкеровки фундамента с помощью свай, частично или полностью прорезывающих набухающий слой. При этом нагрузка, передаваемая сооружением, воспринимается совместно фундаментом и сваями, а предельные деформации (осадки, подъемы) этой конструкции не должны превышать предельных значений.

К числу конструктивных мероприятий относят увеличение жесткости и прочности сооружения путем разбивки его на отдельные отсеки осадочными швами. Отсек должен иметь правильную геометрическую форму в плане и одинаковую высоту. Увеличение жесткости и прочности достигается также введением железобетонных непрерывных поясов толщиной не менее 15 см, устраиваемых по высоте в нескольких уровнях. Пояса следует армировать каркасами, располагаемыми на уровне перекрытий или верха проема и полностью перекрывающими наружные стены. Пояса предусматривают при частичной прорезке набухающих грунтов; частичной замене набухающего грунта ненабухающим; устройстве компенсирующих подушек; предварительном замачивании набухающих грунтов.

Замену набухающего грунта производят местным ненабухающим грунтом, уплотняемым до заданной плотности. Проектирование оснований сооружений в этом случае должно выполняться как на обычных ненабухающих грунтах.

Допускается использовать набухающие грунты для обратной засыпки пазух и траншей при условии, что горизонтальное давление, вызванное их увлажнением, окажется допустимым для данного сооружения, а возможный подъем грунта засыпки не приведет к ухудшению условий эксплуатации. Уплотнение грунтов производят в соответствии с требованиями, принятыми для устройства грунтовых подушек и обратных засыпок из обычных грунтов.

Снижения интенсивности набухания удается добиться за счет максимального сокращения сроков работ по возведению фундаментов, используя при этом водонепроницаемые материалы и слабо фильтрующие обратные засыпки.

Использование свайных фундаментов с полной прорезкой слоев набухающих грунтов предотвращают вредное воздействие набухания, но не исключает его влияния на полы и конструкции, устраиваемые непосредственно на поверхности грунта. Набухание довольно часто приводит к поднятию полов первого этажа, поэтому для исключения этого явления полы рекомендуется устраивать по перекрытиям. Применение свайных фундаментов с частичной прорезкой толщи набухающих грунтов приводит к существенному уменьшению поднятия фундаментов в случае, если нижележащий слой набухающего грунта имеет небольшую мощность и загружен значительной нагрузкой от прорезаемой толщи.

При прорезке сваями набухающего грунта следует учитывать развитие сил трения по их боковым поверхностям. Если эти силы окажутся больше нагрузки, приходящейся на сваи, то фундамент может подняться, вызвав деформацию сооружения.

Фундаменты из буронабивных свай с уширением

Для полного исключения влияния возможных сезонных вертикальных колебаний поверхности грунта, часто устраивают фундаменты из буронабивных свай с уширением. Заделка нижнего уширенного конца свай в ненабухающий грунт уменьшает вредное воздействие трения по боковой поверхности. Горизонтальное воздействие усадки и набухания устраняют с помощью обратной засыпки пазух песком и укладки в зоне подошвы ростверка продольной арматуры, воспринимающей горизонтальные поперечные разрывающие усилия.


3. Подготовка проектирования усиления грунтов.

Началу проектирования усиления должны предшествовать инженерно-геологические изыскания на участке размещения объекта. Данные этих изысканий должны содержать достаточно полное описание конструкций фундаментов, грунтов основания на требуемую глубину и их физико-механические характеристики, а также сведения о наличии и степени агрессивности грунтовых вод.

 Инженерно-геологические изыскания должны осуществляться в соответствии с техническим заданием организации, выполняющей проектирование усиления.

 В результате проведения инженерно-геологических изысканий должны быть получены следующие данные о:

 - местоположении и рельефе территории объекта усиления, климатических и сейсмических условиях, ранее выполнявшихся исследованиях и проводившихся усилениях существующих фундаментов, грунтов основания;

 - геологическом строении, литологическом составе толщи грунтов, их состоянии и физико-механических свойствах, наблюдаемых неблагоприятных физико-геологических и инженерно-геологических явлениях (карст, оползни, просадки и набухание грунтов, горные подработки и т.п.);

 - гидрогеологических условиях с указанием абсолютных отметок уровней грунтовых вод, в том числе на период промерзания, сезонных и многолетних амплитудах их колебаний и величинах расходов;

 - опыте местного строительства;

 -прогнозе изменения инженерно-геологических условий на участке размещения объекта.


4. Список используемой литературы.

1. Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика.

2. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты

2. http://www.buroviki.ru, Фундаменты на пучинистых и набухающих грунтах

3. СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений

4. СНиП 2.02.01-83* «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации