Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Изменение осадок во времени





Полную осадку основания можно разделить на две части: строительную и эксплуатационную. Строительной называют осадку, которая происходит в период строительства и она, как правило, не является опасной. Эксплуатационной называют осадку, которая проявляется после окончания строительства сооружения; такая осадка часто представляет опасность для нормальной эксплуатации сооружения, а иногда даже и для его сохранности.

Осадка основания вызывается уплотнением грунта под нагрузкой; при этом объем пор в грунте уменьшается, а содержащаяся в них несвязанная вода отжимается. В крупнообломочных и песчаных грунтах, обладающих высоким коэффициентом фильтрации, отжатие несвязанной воды протекает сравнительно быстро, поэтому осадка песчаных оснований стабилизируется еще в процессе строительства сооружений. Осадка глинистого, особенно водонасыщенного грунта, является длительным процессом, процесс стабилизации осадки может протекать в течение многих лет, десятилетий, и происходит по закону фильтрационной консолидации. Предпосылки закона сводятся к следующему:

1. Скелет грунта линейно деформируемый, т. е. линейно деформируется после приложения к нему нагрузки и вязкими связями не обладает.

2. Страховочной прочностью грунт не обладает, давление в первый момент полностью передаётся на воду.

3. Грунт полностью водонасыщен, вся вода в грунте гидравлически непрерывна.

По теории фильтрационной консолидации осадку до любой h в промежуток времени t определяют по формуле:

;

S – полная конечная стабилизированная осадка, определяемая расчётом:

U – степень консолидации, указывает на то, какая часть полной осадки произошла к данному моменту времени (безразмерная величина), изменяется от 0 до 1:

 

График зависимости S от t.

 

 

8. Фундаменты на естественном основании. Классификация фундаментов мелкого заложения. Конструкции фундаментов и их виды

 

Фундаменты на естественном основании предназначены для передачи нагрузок от несущих конструкций сооружения на грунты основания. На фундаменты возлагается задача так распределять давления по подошве, чтобы возникающие при этом деформации основания и, самое главное, их неравномерность не превосходили предельных значений, устанавливаемых нормами.

Фундаменты на естественном основании подразделяются на несколько видов – отдельные, ленточные, сплошные, массивные.

Отдельные фундаменты устраивают под колонны, опоры рам, ферм, столбы и стены в комбинации с фундаментами–балками (рандбалками); эти фундаменты развиваются в ширину и в длину.

Ленточные фундаменты применяют для передачи, как правило, погонной нагрузки. Ленточные фундаменты под стены, простирающиеся вдоль стен, можно развивать только по ширине, их длина обусловлена длиной стен или длиной ряда колонн. Ленточные фундаменты под колонны, воспринимающие давление от ряда колонн; ленты делают и в двух направлениях – фундаменты из перекрестных лент.

Ленточные фундаменты подразделяются на параллельные и перекрещивающиеся.

Широкое применение имеют сборные ленточные фундаменты, которые состоят из нижней ленты (подушки) и вертикальной стены (подвальная стена).

Экономически целесообразным следует считать применение прерывистых сборных ленточных фундаментов, у которых блоки–подушки укладывают не сплошной лентой, а с разрывом, который определяется расчетом.

Сплошные фундаменты в виде железобетонных плит, в частности, под сетку колонн и под стены, в виде оболочек или коробчатой формы рекомендуются при значительных нагрузках и слабых грунтах основания, когда применение параллельных и перекрестных ленточных фундаментов становится нецелесообразным; при необходимости снижения неравномерности осадок зданий или сооружений.

Массивные фундаменты в виде жесткого массива под всем сооружением применяют под тяжело нагруженные опоры искусственных сооружений (мостовые опоры, мачты и т.д.); эти фундаменты могут развиваться в плане в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

 

9. Выбор глубины заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов - это расстояние от подошвы фундамента до уровня планировки грунта срезкой или подсыпкой. Абсолютную отметку подошвы фундамента определяют в следующей последовательности:

1 По назначению и конструктивным особенностям проектируемого сооружения: наличие подвала, приямков, каналов, сопряжение колонны и стены с фундаментом.


Для определения минимально возможной глубины заложения фундамента по п.1 необходимо выполнить рисунок 4.

а- для фундаментов под колонну, б - для фундаментов под стену.

В случае применения железобетонных колонн верхний обрез фундамента проектируют на 150мм ниже отметки чистого пола 1-го этажа или подвала. Минимальную глубину заделки сборных колонн в стакане фундамента принимают равной для сборных колонн сплошного сечения Н3 = (1…1,5)hк, где hк – больший размер сечения колонны. Можно использовать унифицированные размеры подколонников по найденной серии.

2. По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории.

При спокойном рельефе ограничений нет; при резком изменении рельефа сооружение разделяют осадочными швами на отдельные отсеки.

3. По глубине заложения фундаментов существующих сооружений.

4. По нагрузкам и воздействиям на основания и фундаменты.

5. По инженерно-геологическим и гидрогеологическим условиям площадки строительства.

6. По глубине сезонного промерзания грунтов.

Глубина заложения внутренних отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания. Кроме того, в скальных, крупнообломочных с песчаным заполнением грунтах, крупных и средней крупности песках глубина заложения фундаментов не зависит от сезонного промерзания и назначается произвольно. Нормативная глубина промерзания принимается по данным многолетних наблюдений за максимальным сезонным промерзанием грунта на открытой, оголенной от снега поверхности. В случае отсутствия данных таких наблюдений нормативная глубина может быть принята по схематической карте нормативных глубин промерзания или по формулам.

Определив нормативную глубину промерзания dfn, вычисляем расчетную глубину промерзания по формуле d f= khdfn,

где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов наружных стен (таблица 13).

Затем по таблицам СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» определеяем глубину заложения фундаментов по условиям морозного пучения грунтов, в зависимости от уровня подземных вод и вида грунтов в условиях возможного их промерзания.

Для сборных фундаментов глубина заложения дополнительно определяется принятой конструкцией и размещением по высоте фундаментных блоков и подушек.

 

 

10. Определение размеров подошвы центрально и внецентренно загруженных фундаментов

Размеры подошвы фундамента в основном зависят от механических свойств грунтов оснований и характера нагрузок, передающихся фундаменту, от особенностей несущих конструкций, передающих нагрузку фундаменту.

Размеры фундамента необходимо подобрать такими, чтобы выполнялось условие S £ SU, т.е. расчетные осадки не должны превышать допустимые. Выполнение этого условия реализуется при соблюдении следующих условий:

а) для центрально-сжатых фундаментов Pср £ R;

б) для внецентренно сжатых фундаментов Рср £ R; Рmax £ 1,2R; Рmin > 0.

Если нагрузка от веса наземных конструкций FV по обрезу фундамента известна, то давление под подошвой фундамента будет ,

где А- площадь подошвы фундамента,м; G гр, G ф- вес обратной засыпки и вес фундамента.

В практических расчетах, осредняя вес грунта и вес фундамента, давление определяют по формуле , где gср=20кН/м3 – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

Максимальное и минимальное давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента ,

где W – момент сопротивления подошвы фундамента, м3.



а - Мy=0; Fv¹0;

б - ;

в - ;

г -

 

 


Расчетное сопротивление грунта R характеризует предельный уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой, и определяется по формуле

,

где: gС1 и gС2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов; k – коэффициент, принимаемый: k=1 – если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями и k = 1,1 – если они приняты по нормативным таблицам;

kZ – коэффициент принимаемый kZ=1 при b<10 м; kZ = z0/b + 0,2 при b ³ 10 м; b – ширина подошвы фундамента, м; gII и - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м3; СII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20м и глубиной более 2 м принимается db = 2м, при ширине подвала В > 20 м принимается db = 0); Мg, Мq, Мс – безразмерные коэффициенты; d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d1 = hS + hcfgсf/ , м; hcf – толщина конструкции пола подвала, м; gcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.

 

11. Проверка несущей способности подстилающего слоя грунта.

При проектировании фундаментов иногда встречаются случаи, когда по многим причинам подошву фундаментов, низ свай, оболочек целесообразно расположить на пласте грунта небольшой мощности, но с высокой несущей способностью, который подстилается слоем грунта с более низкой несущей способностью.

За слабый принято считать грунт с модулем деформации Е ≤ 5 МПа. Наличие в пределах сжимаемой толщи слоя грунта менее прочного, чем грунт под подошвой фундамента, требует проверки условия sZp + sZq £ Rz,

где sZp и sZq – вертикальные нормальные напряжения, в грунте на глубине Z от подошвы фундамента соответственно дополнительные от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта, кПа;

RZ – Расчетное сопротивление грунта а кровле слабого слоя для условного фундамента шириной bz, м, определяемой по выражению

где ; ; N – вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

ℓ и b – длина и ширина фундамента, м.

Для ленточного фундамента

Для квадратного

 
 

В том случае, если условие sZp + sZq £ Rz не удовлетворяется, необходимо увеличить принятую ширину фундамента. Если условие не будет выполняться при ширине фундамента более 3 м, необходимо рассмотреть другой вариант фундамента, например, приняв свайный с прорезкой слабого слоя грунта сваями.

 

12. Основы проектирования гибких фундаментов

Гибкие фундаменты обладают способностью изгибаться в одном или обоих направлениях подошвы. Реактивные давления по подошве определяются исходя из совместной работы фундамента и основания и зависят от прогиба фундамента. К гибким могут быть отнесены фундаменты, у которых отношение высоты к их длине составляет менее 1/3. Такими фундаментами являются:

–ленточные фундаменты под колонны ГПЗ;

–сплошные железобетонные плиты высотных зданий, элеваторов, градирен, атомных и тепловых электростанций;

–фундаменты из перекрестных лент;

–коробчатые фундаменты;

–кольцевые фундаменты дымовых труб.

Расчет гибких фундаментов производится в основном двумя методами: 1) местных упругих деформаций, учитывающих осадки только под фундаментом здания или сооружения, который получил широкое распространение при устройстве фундаментов на сильносжимаемых и малой мощности сжимаемых грунтах; 2) общих упругих деформаций, учитывающих осадки не только под загруженной площадью, но и за ее пределами, который используется при наличии достаточно плотных грунтов и не слишком больших по размерам площадок.

Предварительные размеры фундаментов в плане и по высоте находят как для жесткой фундаментной балки шириной b = 1 м и длиной 2ℓ исходя их линейного распределения реактивных давлений по подошве фундамента.

P = где N – сумма всех вертикальных нагрузок на фундамент; А – площадь подошвы фундамента; М – момент всех сил относительно центра тяжести подошвы фундамента.

Определив реактивное давление, находим изгибающий момент в каждом сечении фундамента, по величине которого определяют необходимый по условию прочности момент сопротивления фундамента, а по нему – требуемое сечение и жесткость EJ.

 

13. Свайные фундаменты. Общие сведения. Виды свай и свайных

фундаментов

 

Свайные и столбчатые фундаменты сооружают в тех случаях, когда в верхних слоях грунтовой толщи залегают грунты, имеющие низкую прочность и высокую сжимаемость. Их сооружают также в плотных грунтах, залегающих у поверхности, но при большой глубине воды. В практике строительства известно более 150 видов свай. Группа свай, объединенная сверху (по «головам» свай) распределительной плитой, называемой ростверком, образует свайный фундамент.

Основным конструктивным элементом свайного фундамента являются сваи – относительно длинные конструктивные элементы, располагаемые в грунте в вертикальном или наклонном положении и предназначенные для передачи нагрузки на лежащие ниже плотные слои грунта. Сваи передают на грунты нагрузки от сооружения и обеспечивают его устойчивость и жесткость.

В зависимости от материала, формы, конструкции, способа изготовления и условий работы можно выделить следующие виды свай.

1. По материалу – сваи могут быть деревянными, железобетонными, бетонными и стальными, а также комбинированными из стальной оболочки (трубы), заполненной сваи называют сталебетонными. Иногда применяют сваи, составленные по длине из разных материалов, преимущественно из дерева в нижней части и из железобетона или стальных труб, заполненных бетоном, в верхней части.

2. По форме поперечного сечения – сваи могут быть круговыми, прямоугольными, квадратными, многоугольными и кольцевыми. Значительно реже встречаются более сложные формы сечения, например двутавровые, коробчатые, тавровые.

3. По форме продольного сечения – сваи могут быть пирамидальными (а), ромбовидными (б), коническими, цилиндрическими, призматическими (в), а также неправильного очертания, меняющегося по длине сваи. Нижний конец сваи может быть плоским, иметь механическое (пяту–г) или камуфлетное (д) уширение, или заострен (е) (рис. 5.2)

 

а) б) в) г) д) е)

Формы продольного сечения свай

 

4. Ствол сваи может быть сплошным или пустотелым. Пустотелые железобетонные и стальные сваи после погружения обычно заполняют бетоном, реже – песчаным грунтом или оставляют незаполненными.

5. По способу изготовления:

а) забивные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств;

б) сваи–оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполненные частично или полностью бетонной смесью;

в) набивные бетонные и железобетонные, песко– и грунтобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения грунта;

г) буровые железобетонные, бетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин грунтовой смесью или установки в них железобетонных элементов;

д) винтовые.

6. По условиям взаимодействия с грунтом основания:

а) сваи–стойки, передающие нагрузку на грунт нижним концом и опирающиеся на скальные и малосжимаемые грунты, к которым относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности, а также грунты твердые с модулем деформации Е ≥ 50 МПа;

б) висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом;

в) сваи трения, передающие нагрузку только трением по боковой поверхности (анкерные, воспринимающие растягивающие усилия);

г) сваи уплотнения с наклонной боковой поверхностью (канонические, пирамидальные, клиновидные).

7. По характеру действующего усилия – сжатые и растянутые, а также работающие на изгиб. Кроме того, сваи могут испытывать выдергивающие усилия. Выдергиванию свай, называемых в этом случае анкерными, оказывают сопротивление силы трения, а при уширенном конце – и вес вышележащего грунта. Сопротивление выдергиванию значительно меньше сопротивления сжатию.

8. По направлению погружения – вертикальные и наклонные. Наклонное расположение применяют для увеличения жесткости (в горизонтальном направлении) свайного фундамента.

Деревянные сваи. Деревянные сваи изготовляют из деревьев хвойных пород, преимущественно из сосны, не ниже второго сорта диаметром в тонком отрубе 160…340 мм. Рекомендуется применять лес зимней рубки. Влажность леса не ограничивается. Бревна очищают от коры, сучьев и наростов. Длина свай обычно составляет от 4,5 до 8,5 м. Сваи погружают в грунт тонким концов. Если сваю забивают в плотные грунты или грунты, содержащие твердые включения (прослойки гравия, гальки и пр.), острие сваи защищают от повреждений стальным трехгранным башмаком. Верхний конец сваи (голову) обрезают перпендикулярно к продольной оси и при забивке молотами одиночного действия укрепляют от раскалывания и размочаливания бугелем из полосовой стали размером 50х12–100х20 мм. Бугель насаживают на голову сваи в горячем состоянии с тем, чтобы, остывая, он плотно сжал древесину. При отсутствии длинномерного леса бревна наращивают в торец, используя стяжные хомуты, а также стальные или деревянные накладки на болтах.

При необходимости забивки длинных свай (до 25 м) большой несущей способности применяют пакетные деревянные сваи, сплоченные из трех или четырех бревен, которые соединяют между собой болтами или нагелями.

Деревянные сваи должны быть всегда погружены в грунт ниже уровня грунтовых вод, так как в условиях переменной влажности древесина быстро загнивает, (особенно в песчаных грунтах); при низком уровне грунтовых вод это может привести к столь глубокому заложению плиты фундамента, что применение деревянных свай станет невыгодным.

Недостатками деревянными свай являются ограниченная длина, сравнительно небольшая несущая способность, трудность погружения в плотные грунты.

Стальные сваи применяют преимущественно в сложных геологических условиях, когда непосредственное заглубление железобетонных свай невозможно, например в галечно–валунные отложения, в грунты, имеющие твердые включения в виде валунов, заиленных предметов и т.п. Сваи необходимой длины получают сваркой встык отдельных секций. Недостаток – большая коррозийность, дефицит металла и высокая его стоимость, поэтому применяют ограничено.

Железобетонные сваи. Преимущественно применяют железобетонные призматические сваи сплошного сечения и сваи цилиндрические полые.

Цилиндрические полые сваи делают сборными из железобетонных центрифугированных звеньев длиной от 8 до 12 м. Сваи центрифугированного изготовления имеют более плотный бетон по сравнению с призматическими, что особенно важно для фундаментов, находящихся в агрессивной среде.

Если учесть, что одна полая свая по несущей способности может заменить две–три сваи сплошного сечения, то очевидно преимущество таких свай.

Сплошные сваи делают с обычной или напрягаемой арматурой из бетона не ниже В15 (С 12/15) для обычных свай и В22,5 (С 18/22,5) для предварительно напряженных. Сечение свай квадратное размерами 20х20, 25х25, 30х30, 35х35 и 40х40 см – без поперечного и с поперечным армированием.

В сваях без предварительного напряжения, изготовляемых длиной от 3 до 6 м с интервалом 0,5 м, от 6 м и более – через 1 м, продольная (рабочая) арматура ставится в количестве от 4 до 12 стержней диаметром от 12 до 28 мм класса А–II (С 400). Защитный слой арматуры – не менее 3 см.

Поперечная арматура в виде спирали имеет шаг у концов сваи 50 мм, у середины – 100–200 мм. Армирование свай, используемых для фундаментов на восприятие сжимающих нагрузок, определяют расчетом на изгиб при подъеме свай на копер от воздействия их веса с коэффициентов динамичности 1,25 при расчете на прочность и 1,5 на трещиностойкость.

В средней части сваи располагают две строповочные петли для захвата свай при выемке из пропарочной камеры, их транспортировании и складировании. Места установки петель определяются расчетом на изгиб от собственной массы сваи, но не менее 0,2L от концов сваи.

Поперечную арматуру, строповочные петли, сетки в голове сваи обычно изготовляют из малоуглеродистой стали диаметром не меньше 5 мм.

В верхней части сваи – «голове», непосредственно воспринимающей удар молота, для исключения их повреждения при забивке в тяжелые грунты размещают от трех до пяти сеток из стержней диаметром 5 – 8 мм. Первую сетку устанавливают на расстоянии 30 – 50 мм от торца, а затем через каждые

50 мм друг от друга с ячейками до 5 см.

 

14. Расчет свайных фундаментов по предельным состояниям

Расчёт свайных фундаментов и их оснований производится по двум группам предельных состояний:

1) по первой группе предельных состояний определяют несущую способность сваи по грунту, прочность материала свай и ростверков, по несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями грунта. Расчёт ведётся на основные и особые сочетания расчётных нагрузок с использованием расчётных характеристик материалов и грунтов. Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания рассчитывают исходя из условия:

;

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (наиболее невыгодное сочетание), кН;

γк – коэффициент надежности;

Pсв – расчётная нагрузка, допускаемая на сваю, кН;

Fd – расчётная несущая способность грунта основания одиночной сваи или материала;

2) по второй группе предельных состояний рассчитываются осадки оснований фундаментов, горизонтальные перемещения свай и свайных фундаментов, образование или раскрытие трещин в элементах железобетонных конструкций. Расчет по деформациям необходимо выполнять на основные сочетания нагрузок. При расчете по второй группе предельных состояний (по деформациям) должно удовлетворяться условие:

S ≤ SU

где S – расчетная величина осадки, перемещения свай или фундамента, определяемая расчетом;

SU – предельно допустимая величина деформации, устанавливаемая нормами (СНБ) или заданием на проектирование.

15. Определение несущей способности свай–стоек

После определения и подбора длины сваи рассчитывается несущая способность свай.

Несущую способность свай–стоек определяют по материалу и по грунту.

Несущая способность Fd, кН, железобетонной призматической забивной сваи по материалу определяется по формуле:

Fd = gcв∙ φ(Rb∙A + RS · АS); (5.4)

где g– коэффициент условия работы = 0,85, если сечение сваи < 30х30 см, g=1 если сечение сваи > 30х30 см;

φ – коэффициент, учитывающий продольный изгиб сваи;

Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, кПа;

А – площадь поперечного сечения сваи, м2;

АS – площадь поперечного сечения всех продольных стержней арматуры, м2.

При определении несущей способности свай по материалу расчетное сопротивление бетона осевому сжатию Rb следует определять с учетом коэффициента условий работы γсв = 0,85.

Несущая способность свай–стоек по грунту Fd, кН, определяется по формуле:

Fd = gc∙R∙A, (5.5)

где gc – коэффициент условия работы сваи в грунте, принимаемый gc =1

R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кН, принимаемое для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и крупнообломочные (валунные, галечниковые, щебенистые, гравийные и дресвяные), грунты с песчаным заполнителем, а также пылевато-глинистые грунты твердой консистенции, если эта величина для них не задана в проекте R = 20000 кПа (20 МПа).

А – площадь опирания на грунт сваи, м2

16. Практический метод определения несущей способности висячих свай.

Несущая способность Fd, кН, висячей забивной сваи и сваи-оболочки, погружённой без выемок грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчётных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на её боковой поверхности:

Fd = gc∙(gcR∙R∙A+∑Ui·gcf ∙hi ·Rfi),

 


 

 

 

где gc – коэффициент условия работы сваи в грунте, принимаемый gc= =1, а для грунтов первого типа по просадочности и для биогенных грунтов gc = 0,8; gcr, gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления; R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А – площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто, м2;

Ui – усредненный периметр поперечного сечения сваи в i –ом слое

грунта, м;


hi – толщина i –го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

Rfi – расчётное сопротивление (прочность) i – го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа.

 

17. Динамический метод определения несущей способности

Испытание свай динамической нагрузкой. Испытания свай динамической нагрузкой проводят для определения возможной глубины их погружения и изменения величины отказов, а также для оценки несущей способности свай.

 


 

 

Силу предельного сопротивления погружению сваи Fu определяют в зависимости от значения погружения сваи Sа (отказ сваи) от одного удара молота. Энергию падающего молота Э (рис.5.8), равную QH, можно выразить уравнением:

QH = Fu Sа + δс QH + Eу,

где Q – вес ударной части молота;

H – высота падения молота;

Fu Sа – полезная работа, расходуемая на преодоление сопротивления Fu погружению сваи на значение отказа Sа;

δс QH – работа, которая тратится на преодоление вредных сопротивлений;


δс – коэффициент, показывающий, какая часть общей работы затрачивается на преодоление вредных сопротивлений;


Несущую способность сваи находят по формуле Fd = . Число испытаний должно быть не менее 6, поэтому значения Fu необходимо определять методами математической статистики по ГОСТ 205222–75.

Частное значение предельного сопротивления сваи Fu при измеренных остаточных отказах Sel ≥ 0,002 м следует определять по формулам СНиП:

18. Испытание свай статической нагрузкой

Испытание свай статической нагрузкой. Сущность этого метода испытаний, называемого иногда методом пробных нагрузок, заключается в непосредственном определении величины (предельного значения) нагрузки, воспринимаемой испытуемой сваей в момент начала резкого увеличения ее деформаций. Этот метод обеспечивает получение наиболее достоверных данных о несущей способности испытанных свай. Испытания проводят одной из трех видов статических нагрузок: осевой вдавливающей, горизонтальной; осевой выдергивающей.

Основными задачами испытаний свай являются:

– определение их несущей способности и деформаций (перемещений);

– проверка возможности их погружения;

– контрольная проверка или уточнение несущей способности и деформаций погруженных свай.

В зависимости от поставленных задач испытания проводят до начала или в период проектирования и строительства фундаментов.

Если необходимо уточнить только несущую способность, то испытывают отдельные сваи возводимого фундамента: сваи, не давшие расчетного отказа и сваи, которые в период эксплуатации сооружения будут воспринимать наибольшие нагрузки.

Наиболее распространенным является испытание сваи статической осевой сжимающей нагрузкой. Нагрузку на сваю прикладывают ступенями, составляющими 1/10…1/15 от ожидаемого значения предельной нагрузки. К следующей ступени нагрузки переходят после того, как произойдет затухание осадок от предыдущей ступени. Нагрузку, при которой осадка сваи длительно (1 сут. и более) не затухает или резко возрастает (по сравнению с осадкой за предыдущую ступень), называют критической, а нагрузку на одну ступень меньше критической – предельной Fu.

 

 


Рисунок 5.7. График статического испытания свай

По результатам наблюдений строят графики зависимости осадки от нагрузки S = f (N) и осадки во времени S = f (t) (рис. 5.7).

 


Несущую способность Fd, кН, определяют делением предельной нагрузки

Fu на коэффициент надежности gg, т.е.

Fd = (5.7)

где gс – коэффициент условия работы (для вдавливающих нагрузок = 1).

Fu,n – нормативное значение силы сопротивления сваи, определяемое по величине частных значений предельных сопротивлений свай Fu в зависимости от количества испытаний свай

После достижения критической нагрузки обычно производят разгрузку сваи. При этом нагрузку, приложенную к голове сваи, уменьшают ступенями в 2–3 раза большими, чем при загружении сваи (нижняя кривая на рис. 5.7). Каждую нагрузку выдерживают до стабилизации перемещения (подъема) головы сваи

 

19. Расчетный отказ и выбор оборудования для погружения свай

Забивка свай сопровождается изменением естественной структуры грунта, что может увеличить или уменьшить его прочность, а следовательно, и несущую способность сваи. Большое значение при этом имеют не только свойства самих грунтов, но и способы погружения свай.

При погружении свая должна вытеснять грунт в объеме, равном объему сваи. Это происходит за счет уплотнения грунта и частичное выпирание его на дневной поверхности, достигающего не редко 10–40 см.

Погружение сваи путем забивки. Сваи забивают в грунт специальными снарядами ударного или вибрационного действия, или, весьма ограничено, задавливанием.

Снаряды ударного действия называются молотами, которые бывают подвесные, паровоздушные, дизельные и гидравлические.

Простейшим типом является подвесной молот, который представляет собой металлическую отливку массой от 0,25 до 4,0 т. Подвесной молот прост по конструкции, ни производительность его мала, поэтому его редко для погружения свай небольших размеров или когда отсутствует более совершенное оборудование.

Паровоздушные молоты по конструкции и принципу действия подразделяют на молоты одиночного и двойного действия. В молоте одиночного действия под давлением пара поднимается только ударная часть, а удары по свае производятся при свободном ее падении. Такие молоты бывают с ручным и автоматическим управлением. В молоте двойного действия давлением пара или сжатого воздуха поднимается не только ударная часть, но и ускоряется ее падение и увеличивается энергия удара. Такие молоты более производительны и работают автоматически, но имеют меньшую ударную часть, что ограничивает их применение при забивке тяжелых свай.

Паровоздушными молотами одиночного и двойного действия можно забивать сваи с наклоном до 1:1.

Дизель–молоты работают по принципу двухтактных дизельных двигателей. По конструкции различают штанговые и трубчатые дизель–молоты.

Трубчатыми дизель–молотами можно забивать сваи с наклоном до 1:3, а штанговыми – с наклоном до 1:4.

При свайных работах для подъема и направления свай и подвешивания молотов применяют копры или краны В акваториях сваи забивают с применением плавучих копров. Успешная забивка свай обеспечивается правильным выбором типа и веса молота по отношению к весу, несущей способности и размером свай. Механизмы ударного действия следует выбирать по величине минимальной энергии по формуле:

E ³ 1,75α∙Рсв

где Е – требуемая энергия удара молота, Дж;

Рсв – расчётная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

α – коэффициент, равный 25Дж/кН;

В зависимости от требуемой величины энергии удара определяют сваебойный агрегат.

Принятый тип молота проверяют по коэффициенту применяемости

k ³ ,

где Gn – полный вес молота, кН;

q – масса сваи (включая массу наголовника и подбабка), кН;

Еd – расчётное значение энергии удара, кДж.

При молотах ударного действия интенсивность погружения принято измерять величиной перемещения сваи от одного удара. Это перемещение носит название отказа сваи (среднее арифметичсекое значение осадки от серии ударов – «залога».

При забивке свай длиной 25м определение расчетного отказа сваи Sa (при условии, что Sa ³ 0,002м) возможно по формуле:

Sa = ,

где М – коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия, равный I;

h– коэффициент, принимаемый в зависимости от материала сваи: для железобетонных свай с наголовником 1500кН/м2; деревянных свай: с подбабком – 800кН/м2; без подбабка - 1000кН/м2;

А – площадь поперечного сечения сваи в м2;

Еd – расчётная энергия удара молота, кДж;

Fd – несущая способность свай, кН;

m1 – полная масса молота, т;

m2 – масса сваи с наголовником, т;

m3 – масса подбабка, т;

e2 = 0,2 – коэффициент восстановление удара.

По величине отказа можно судить о качестве забивки сваи: чем меньше отказ, тем очевидно, больше ее несущая способность по грунту.

Интенсивность погружения сваи характеризуется величиной ее перемещения от воздействия сваебойного механизма. В начале свая погружается быстро, затем по мере возрастания сил трения и сопротивления грунта под нижним концом погружение замедляется и, наконец, практически прекращается.

Грунт, окружающий сваю, уплотняется тем легче, чем он рыхлее, а в водонасыщенных грунтах чем больше и его водопроницаемость.

Маловлажный или сухой песчаный грунт, особенно плотного сложения, оказывает значительное сопротивление погружению. При некоторой глубине забивки отказ практически становится равным нулю и дальнейшая попытка забить сваю приводит к разрушению ее ствола. При этом сопротивление грунта часто носит временный характер, и в результате релаксации (рассеивания) внутренних напряжений оно постепенно снижается, Поэтому, если возобновить забивку сваи через два–три дня, она опять легко погружается в грунт, Это явление носит название ложного отказа. При погружении свай в пески и супеси нужно через несколько дней производить повторную добивку контрольных свай, на основе которой устанавливают истинный отказ, характеризующий действительную несущую способность свай в фундамента.

В песчаные грунты сваю значительно легче погрузить частыми ударами и вибрацией. Кроме того, в песчаных грунтах эффективен подмыв.

Чем крупнее частицы несвязного грунта (песчано–гравийного и т.п.) и чем больше его плотность, тем труднее погрузить сваю, тем большую мощность должны иметь сваебойные снаряды и подмывные устройства.

Погружение свай в глинистые грунты в большей степени зависит от их консистенции. В текучие, текучепластичные и пластичные грунты сваи погружаются легко. Забивка свай в такие грунты сопровождается тиксотропными явлениями: нарушением связности (разжижением) и последующим восстановлением ее. Практически это выражается в том, что грунт, разжиженный забивкой сваи, слабо сопротивляется ее погружению, но после прекращения забивки, в течение некоторого времени происходит упрочнение грунта, и несущая способность свай возрастает в несколько раз (в 1,5…2 раза и более). Происходит явление, называемое засасыванием сваи.

В водонасыщенных глинах поры полностью заполнены свободной водой и уплотнить их можно только за счет вытеснения воды. Так как коэффициент фильтрации глины весьма мал и скорость движения воды внутри грунтового массива низка, на ее вытеснение требуется некоторое время. В этих условиях больший эффект можно ожидать от задавливания сваи статической нагрузкой, чем от забивки.

Истинный отказ сваи, забитой в слабые глинистые грунты, нужно определять после ее «отдыха». Продолжительность «отдыха» зависит от вида грунта: для супесей она составляет 5…10сут., для суглинков – 15…20 сут., для глин – 25…30 сут. и более (для тощих глин меньше, для жирных больше).

Низкая уплотняемость и разжижение глин определяют выбор сваебойного снаряда: как правило, рекомендуется забивать сваи в глинистые грунты молотами одиночного действия с большим весом ударной части и небольшой частотой ударов.

В глинах с неполным водонасыщением уплотнение происходит за счет свободных пор. В процессе забивки свай часть связной воды переходит в свободную, которая уменьшает силы трения между грунтом и сваей. При этом нарушаются внутренние связи между частицами грунта и грунт разжижается, значительно теряя свою несущую способность.

В полутвердых и твердых связных грунтах явления засасывания почти не наблюдается. Из–за высокой плотности таких грунтов забивка в них свай происходит со значительными трудностями. Учитывая большую несущую способность таких грунтов, обычно ограничиваются заглублением в них низа свай на 1…3 м.

 

20. Расчет центрально и внецентренно нагруженных свайных фундаментов

Одиночную сваю в составе фундамента по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия N ≤ = Pсв, где N - расчётная нагрузка, передаваемая на сваю (наиболее невыгодное сочетание), кН;

= Pсв – расчётная нагрузка, допускаемая на сваю, кН; gк – коэффициент надёжности.

После приведения нагрузок к уровню подошвы ростверка, определяют необходимое, ориентировочное, количество свай n по формуле

n = k∙ ,

где k – корректирующий коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента, принимается k=1,1…1,4;

N – максимальное нормальное усилие в уровне подошвы ростверка, кН;

Gp – вес ростверка (предварительно определённый), кН.

Число свай в фундаменте, их расположение и глубина погружения зависит от внешних нагрузок, действующих на фундамент, и геологических условий.

Расстояние между сваями зависит от вида свай. При забивных висячих сваях, в процессе забивки которых значительно уплотняется грунт, расстояние между осями в уровне нижних концов должно быть определено из условия a ≥ 3d (d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи).

Сваи можно размещать в рядовом или шахматном порядке.

После размещения свай и конструирования ростверка находят фактический вес ростверка Gр и грунта Gгр, определяют фактическую нагрузку на каждую сваю:

– для центрально нагруженных свайных фундаментов

Nср =

– для внецентренно центрально нагруженных свайных фундаментов

Nср =

где Nd – расчетная сжимающая сила, кН;

Mx. My – расчетные изгибающие моменты относительно главных центральных осей Х и У плана свай в плоскости подошвы ростверка, кН∙м;

n – число свай в фундаменте, шт.;

Хi, Уi – расстояние от главных осей до оси каждой сваи, м;

Х, У – расстояние от главных осей до оси, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

Если условие не выполняется, то необходимо выбрать другой тип сваи, имеющей более высокую несущую способность и повторить расчет.

 

21. Расчет свайного фундамента по второй группе предельным состояниям. Определение размеров условного свайного фундамента

 

При сваях стоечного типа, опирающихся на прочные твердые грунты, осадки мало заметны и во многих случаях они практически отсутствуют, а потому их здесь не определяют.

Свайные фундаменты из висячих свай, так же как фундаменты различных других видов, подвержены осадкам под нагрузкой от сооружений. Эти осадки происходят в основном за счет деформации грунтов, залегающих ниже острия свай. Они развиваются аналогично деформациям основания обычных фундаментов. При работе в грунте забивных и набивных свай напряженные зоны от них сливаются на некоторой глубине, поэтому осадку определяют исходя из осадки условного фундамента.

Границы условного сплошного фундамента определяют следующим образом (рисунок 1):

а) снизу – плоскостью ВГ, проходящей через нижние концы свай;

б) с боков – вертикальными плоскостями АГ и БВ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h∙tg(j /4), но не более двух диаметров или меньших сторон поперечного сечения сваи в случаях, когда под нижними концами свай залегают пылевато-глинистые грунты с показателем текучести JL > 0,6;

в) сверху – поверхностью планировки грунта.

Рисунок 1 – К определению границы условного фундамента.

 

Значение jII,mt - осреднённое расчётное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

jII,mt = , где jII,i – расчётные значения углов внутреннего трения грунта по второй группе предельных состояний в пределах слоёв h i; h i - глубина погружения сваи в грунт, считаем от подошвы ростверка, м.

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включается вес свай и ростверка, а также вес грунта в объёме условного фундамента. Найдя размеры подошвы условного фундамента АБВГ, включающего в себя грунт, сваи и ростверк, а также глубину его заложения dусл определяют для центрально загруженного фундамента среднюю интенсивность давления по подошве условного фундамента:

P = £ Rусл. 1

Для внецентренно загруженного фундамента:

 

Pmin/max = £ 1,2Rусл , 2

где FVOII, Gр , Gгр – соответственно, нагрузка по обрезу фундамента FVOII, вес ростверка Gр и грунта на его уступах Gгр, в пределах условного фундамента, кН;

ayсл = a1 + 2∙h∙tg(j II,mt/4), byсл = b1 + 2∙h∙tg(j IImt/4) – соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента, м,

М = МОII + F hОII, ·dусл , кН∙м – расчетный момент, действующий в уровне нижних концов свай, т.е. по подошве условного свайного фундамента;

W – момент сопротивления подошвы условного свайного фундамента, м3.

Rусл – расчётное сопротивление грунта в плоскости подошвы условного фундамента, кПа.

Если условия (1) или (2) не выполняются, то необходимо либо увеличить количество свай, либо изменить расстояние между сваями, либо изменить размеры свай.

 

 

22. Проектирование искусственных оснований.

Искусственно улучшенные основания устраивают в тех случаях, когда естественные основания оказываются недостаточно прочными или сильно сжимаемыми и их использование является технически и экономически нецелесообразным.

Таблица 1 – Область применения методов искусственного улучшения оснований

Вид метода Грунтовые условия Примечание
     
Устройство грунтовых подушек Слабые сильносжимаемые грунты (илы, связные грунты в текучем состоянии, торфы, заторфованные грунты) То же, а также просадочные грунты Песчаные подушки   Грунтовые подушки из связного грунта
Устройство насыпей Слабые грунты, обводненные илы Пригрузка насыпи отсыпкой
Поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками Макропористые, просадочные грунты, рыхлые песчаные, свежеуложенные связные и насыпные грунты при Sr < 0,7
Поверхностное уплотнение легкими трамбовками, катками и др. механизмами и транспортными средствами Макропористые, просадочные грунты, рыхлые песчаные, свежеуложенные связные и насыпные грунты при Sr < 0,7
Виброуплотнение Рыхлые песчаные грунты
Глубинное уплотнение пробивкой скважин Макропористые, просадочные грунты Рыхлые пылеватые и мелкие пески, слабые сильносжимаемые заторфованные грунты Грунтовые сваи   Песчаные сваи
Глубинное уплотнение предварительным замачиванием (ПЗ) Макропористые, просадочные грунты  
Глубинное виброуплотнение Рыхлые песчаные грунты

Все методы улучшения грунтовых оснований можно подразделить на конструктивные, механические и физико-химические.

К конструктивным методам улучшения работы грунтов основания относятся: устройство грунтовых подушек, применение шпунтового ограждения, создание боковых пригрузок, армирование грунта и др.

К механическим методам улучшения свойств грунтов основания относятся поверхностное и глубинное уплотнение и предварительное обжатие грунтов.

Физико-химический метод включает закрепление слабых грунтов.

В курсовом проекте в качестве искусственных оснований рекомендуется принимать:

а) песчаные подушки - если основание сложено сильносжимаемыми и насыпными грунтами.

К сильносжимаемым грунтам относятся водонасыщенные супеси (е > 0,7), суглинки (е > 1,0), глины (е > 1,1), рыхлые пески и т. д. Характерными признаками большинства этих грунтов являются:

- высокая степень влажности Sr ≥ 0,8;

- большая сжимаемость Е ≤ 5 МПа в интервале давлений, свойственных для фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений;

- для связных грунтов показатель текучести IL > 0,5;

б) поверхностное уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками - если основание сложено рыхлыми песчаными или насыпными грунтами;

в) глубинное уплопление грунтов песчаными или грунтовыми сваями, если основание сложено водонасыщенными рыхлыми мелкими или пылеватыми песками, лессовыми просадочными грунтами.

В результате технико-экономического сравнения конкурентноспособных вариантов выбирается вид основания и способ его устройства.

Область применения тех или иных методов улучшения оснований для курсового проекта приведена в таблице 2.1.

 

 

23. Методы уплотнения грунтов основания. Уплотнение слабых грунтов грунтовыми и песчаными сваями. Виброуплотнение. Уплотнение с помощью искусственного водопонижения

Песчаные сваи применяются для глубинного уплотнения сильносжимаемых глинистых грунтов, рыхлых и слабых мелких и пылеватых песков, заторфованных грунтов и водонасыщенных глинистых и песчаных грунтов и не являются прочными несущими стержнями, как, например, бетонные сваи, а служат лишь средством уплотнения и улучшения грунтов основания.

При устройстве песчаных свай в грунт с помощью вибропогружателя внедряется инвентарная трубчатая свая диаметром 325…500 мм, снабженная раскрывающимся наконечником. При погружении сваи грунт вокруг сваи уплотняется, затем внутрь трубы засыпается крупный или средней крупности песок с содержанием пылеватых частиц не более 3 % и при работающем вибраторе наконечник раскрывается, а труба постепенно извлекается из грунта. Песок высыпается в скважину, в результате чего образуется песчаная свая.

Песчаные сваи, как правило, устраивают под всем зданием и располагают на площади таким образом, чтобы их крайний ряд находился за краем фундамента на расстоянии (0,2…0,3) ширины подошвы фундамента по всему периметру. Площадь уплотняемого основания принимается равной площади оконтуренной песчанными сваями.

На уплотненном основании фундамент возводят как на естественном, порядок проектирования при этом принимается следующий.

1 По данным изысканий определяют характеристики грунта.

Производят пробное уплотнение грунта. Средняя плотность сухого грунта в уплотненном основании должна составлять ρd,s = 1,65…1,70 т/м3, после чего определяют:

– Коэффициент пористости уплотненного основания: где ρs, ρd,s – соответственно плотность твердых частиц, сухого грунта после уплотнения, т/м3.

– Степень влажности Sr уплотненного грунта по формуле: Sr =

где ω – естественная влажность грунта, в долях единицы; ρω – плотность воды,

после чего дают классификационную оценку уплотненного слоя грунта

2 Определяем размеры фундамента в плане.

3 Выполняем расчет осадок основания фундамента.

4 Определяем значение площади уплотненного основания:

Во всех случаях крайний ряд песчаных свай должен находится за краем фундамента на расстоянии 0,2…0,3 ширины подошвы фундамента по всему периметру.

В дальнейшем площадь уплотненного основания уточняется из условия размещения песчаных свай. Песчаные сваи в пределах уплотненной площади следует размещать в шахматном порядке по вершинам равностороннего треугольника.

Независимо от полученного по расчету числа песчаных свай, число рядов их по длине и ширине фундамента должно быть не менее трех, при этом крайние ряды свай должны выступать за границу уплотняемой площади не менее чем на 1,5·d– расстояние между центрами песчаных свай

5. Устанавливаем расстояние между центрами песчаных свай из условий, чтобы грунт в процессе его уплотнения приобрел проектную плотность во всем уплотненном массиве. В этом случае: ℓ = 0,95 d где е – коэффициент пористости грунта природного сложения; еупл – коэффициент пористости грунта в уплотненном массиве; d – диаметр сваи, м, (d = 0,325…0,5 м);

6. Определяем необходимое число песчаных свай ncв = Ω Aс / Aсв;,

где Ω = (е- еупл)/(1 +е), Aс – площадь уплотняемого основания, м2св – площадь поперечного сечения одной сваи, м2; е – коэффициент пористости грунта до его уплотнения; еупл – коэффициент пористости грунта после его уплотнения.

Для пробивки скважин и уплотнения засыпаемого в них грунта применяются станки ударно-канатного бурения BC-IM или BC-2 и навесное оборудование к крану-экскаватору. Станки BC-IM имеют штангу (ударный снаряд) весом 26…32 кН с наконечником диаметром 325…425 мм и обеспечивают 44…52 удара в минуту с высоты 0,9…1,1 м при которых достигается пробивка скважин диаметром 0,5…0,55 м и создается уплотненная зона радиусом 0,7…0,9 м.

Грунтовые сваи обычно применяют для улучшения строительных свойств просадочных макропористых или насыпных неводонасыщенных глинистых грунтов. Глубина устройства до 20 м. Уплотнение грунтовыми сваями производять в пределах всей деформируемой зоны. Оптимальная влажность ωопт = ωр – (1…3) %.Обычно грунт становится непросадочным, если ρd > 1,6 т/м3. Средняя плотность сухого грунта в уплотненном основании должна составлять ρd,s = 1,65…1,70 т/м3.

Коэффициент пористости уплотненного грунта

 

ес = (ρs – ρd)/ ρd,

 

Ширина зоны из уплотненного грунта в плане должна выступать за контур фундамента во все его стороны не менее 0,1b, где b – ширина фундамента, но не менее 0,5 м.

Тогда площадь уплотняемого основания, м2:Aс = (b+2с/)(ℓ + 2с/),где с/ – ширина полосы уплотненного грунта вокруг фундамента, м.

Для грунтов, у которых просадки проявляются даже при незначительных давлениях – с/ = 0,2b, а при ΙΙ типе грунтовых условий по просадочности – не менее 0,5·Нs, где Нs = величина просадочной толщи.

Так как при уплотнении массива грунта верхняя его часть, называемая «буферным слоем», разуплотняется, этот слой перед устройством фундаментов снимают или доуплотняют. Толщина буферного слоя принимается равной:

 

Hb=kb·dc, где dc – диаметр скважин (грунтовых свай); kb – коэффициент пропорциональности.

Размеры уплотняемого котлована должны превышать на 3 м в каждую сторону контуры уплотняемой площади.

После частичной срезки буферного слоя его доуплотняют тяжелыми трамбовками на глубину не менее 1,5 м

 

Рисунок 2 - К расчету грунтовых свай

 

Дальше расчет аналогичен расчету песчаных свай.

 

24. Поверхностное и глубинное уплотнение. Уплотнение грунта статической нагрузкой

Поверхностное уплотнение грунтов чаще всего производиться тяжелыми трамбовками. Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками применяется с целью увеличения плотности грунтов, обеспечения равномерности осадок зданий и сооружений, возводимых на сильно и неравномерно сжимаемых естественных насыпных основаниях, рыхлых песчаных грунтах, устранения просадочных свойств макропористых глинистых грунтов, для уплотнения слабых глинистых, уменьшения водопроницаемости глинистых грунтов в основаниях бассейнов, резервуаров для воды и т.д.

Уплотнение тяжелыми трамбовками применяется при степени влажности Sr ≤ 0,6…0,7 и плотности сухого грунта ρd ≤ 1,55 т/м3. Крупнообломочные грунты уплотняются при любой влажности.

Уплотнение грунтов производится при оптимальной влажности. Оптимальную влажность глинистых грунтов, уплотняемых трамбованием, при отсутствии данных непосредственного ее определения рекомендуется принимать: ωо = ωр – (1…3) %. Для песков крупных и средней крупности ωо = 8…12 %, для песков мелких и пылеватых ωо = 12…18 %.

Если естественная влажность ω меньше оптимальной влажности, т. е

ω < ωопт, количество воды V, т/м3 для заливки котлована или траншеи для получения оптимальной влажности на 1 м2 уплотняемого основания определяется по формуле где ωо – оптимальная влажность в процентах; и ω – естественная влажность в процентах; ρs – плотность частиц грунта; H – глубина уплотняемой зоны.

В тех случаях, когда естественная влажность превышает оптимальную

(ω > ωопт), грунт перед уплотнением подсушивают так, чтобы ω = ωопт.

Трамбование производится сбрасыванием трамбовки массой от 2 до 10 т и более с высоты 4…8 м и более по всей площади сооружения или в отдельных котлованах под фундаменты. Трамбованием создается уплотненный слой толщиной от 1,5 до 6 м и более.

Уплотняемая площадь основания должна превышать площадь фундамента за счет полосы, шириной не менее чем 1 м, выступающей за пределы фундамента.

После определения размеров фундамента в плане определяем параметры уплотненного основания.

Не рекомендуется оставлять слабый слой небольшой мощности в пределах сжимаемой толщи.

Глубина уплотнения тяжелыми трамбовками hs определяется по приближенной формуле hs = k·d, где d – диаметр основания трамбовки, м; k – коэффициент, принимаемый по данным экспериментальных исследований.

Понижение трамбуемой поверхности (или недобор грунта до проектной отметки заложения фундаментов Δh) определяется по формуле:

Δh = 1,2 hупл (1 – ), где hs – толщина уплотненного слоя, м; ρd – плотность сухого грунта до уплотнения, т/м3d,упл– плотность сухого грунта после уплотнения, т/м3.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных