Исследований деформативности водонасыщенных глинистых грунтов: Вы точно человек? – Вы точно человек?

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАТИВНОСТИ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЯХ

Добровольская А.О., аспирант, Кравец В.Г., д.т.н., проф. НТУУ «КПИ» ИЕЕ, г. Киев, Украина

Добровольская А.О., аспирант, Кравец В.Г., д.т.н., проф. НТУУ «КПИ» ИЕЕ, г. Киев, Украина Материалы конференции Перспективы развития строительных технологий УДК 681.2.621 Добровольская А.О., аспирант, Кравец В.Г., д.т.н., проф. НТУУ «КПИ» ИЕЕ, г. Киев, Украина ИЗУЧЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Подробнее

ρ = ( т-т 1 - т 2 )/V

ρ = ( т-т 1 - т 2 )/V

Министерство образования Российской Федерации Дальневосточный государственный технический университет Строительный институт Кафедра теории сооружений Лаборатория механики грунтов, оснований и фундаментов

Подробнее

РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Программа расчета физико-механических свойств грунтов GRUNT ОАО ГПИстроймаш, 1997-1999 гг. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Брянск, 1999 СОДЕРЖАНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ...3 ЗАПУСК ПРОГРАММЫ...3 РАБОТА СО СПРАВОЧНИКОМ...3

Подробнее

Механические свойства грунтов.

Механические свойства грунтов. Механические свойства грунтов. Механическими называются те свойства грунтов, которые характеризуют их поведение под нагрузкой. Все механические характеристики грунта делятся на 3 группы: I гр. для оценки

Подробнее

ГОСТ ОБЗОР ИЗМЕНЕНИЙ

ГОСТ ОБЗОР ИЗМЕНЕНИЙ ГОСТ 12248-2010 ОБЗОР ИЗМЕНЕНИЙ ВЗАМЕН ГОСТ 12248-96 «ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ И ГОСТ 24143-80 «ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

Подробнее

INNOVATIVE VIEWS OF YOUNG SCIENTISTS

INNOVATIVE VIEWS OF YOUNG SCIENTISTS SWorld 19-26 April 2016 http://www.sworld.education/conference/molodej-conference-sw/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/april-2016 INNOVATIVE VIEWS OF YOUNG SCIENTISTS 2016 Искусствоведение,

Подробнее

Компрессионные испытания грунта

Компрессионные испытания грунта

ООО «Геотек» стр. 1 18.04.2006 Компрессионные испытания грунта Испытание грунта методом компрессионного сжатия по ГОСТ 12248-96 проводят для определения следующих характеристик деформируемости: коэффициента

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ. Гомель, 2016 г.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ. Гомель, 2016 г. Рэспублiка Беларусь Адкрытае акцыянернае таварыства «Буравая кампанiя «Дэльта» 27511, вул. Трудавая, 36а, в. Баршчоўка, Рэчыцкi раѐн, Гомельская вобласць, Беларусь тел. +375 232 73 19 76, факс: +375 17

Подробнее

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ Механические свойства грунтов Под механическими свойствами подразумеваются прочностные и деформационные свойства грунта. Прочностные свойства грунта характеризуют

Подробнее

Модули деформации. Болдырев Г.Г.

Модули деформации. Болдырев Г.Г. Модули деформации Болдырев Г.Г. Касательный модуль Теория упругости и модули упругости Секущий и касательные модули деформации Напряжение Секущий модуль Одноосное нагружение Модуль деформации Деформация

Подробнее

Прайс-лист ООО «СТАНДАРТ КАЧЕСТВА»

Прайс-лист ООО «СТАНДАРТ КАЧЕСТВА» 410062, РФ, г. Саратов, ст. Трофимовский-2, площадка 2 Телефон, факс: 8(8452) 46-40-44, 8(8452) 60-60-96, e-mail: [email protected], www.stkasar.ru ИНН 6453142205, КПП 645301001, ОГРН 1156451017910 р/с 40702810409000305213

Подробнее

I. Бетоны и растворы

I. Бетоны и растворы

Расценки на основные виды работ (услуг), осуществляемых Центральной строительной лабораторией ООО «ЭЛГАД ТОП» при научно-техническом сопровождении и мониторинге строительства п/п 1 2 3 4 5 Наименование

Подробнее

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВАНИЯ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВАНИЯ СОВЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ВЗАИМОПОМОЩИ СТАНДАРТ СЭВ СТ СЭВ 384-76 СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВАНИЯ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ Цена 3 коп. вологодское кружево фото 1979 Постановлением Государственного

Подробнее

Геолог 5. Оглавление. Выпуск август 2019 г

Геолог 5. Оглавление. Выпуск август 2019 г Геолог 5 Выпуск август 2019 г Оглавление 1 Лабораторный опыт «Срез по поверхности смерзания»... 2 2 Лабораторный опыт «Компрессионное сжатие мерзлого грунта»... 3 3 Модификация принципа работы с природной

Подробнее

Soils. Laboratory methods for determining the strength and strain

Soils. Laboratory methods for determining the strength and strain Межгосударственный стандарт ГОСТ 12248-96 "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости" (введен постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-56) Soils. Laboratory

Подробнее

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ | Опубликовать статью РИНЦ

Хасанов Р.Р.1, Смирнова А.Р.2

1Доцент кафедры оснований, фундаментов, динамики сооружений и инженерной геологии, кандидат технических наук, 

2студент,

Казанский государственный архитектурно-строительный университет, Россия, г.Казань

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ

Аннотация

Свойства грунтов, особенно пылевато-глинистых, существенным образом зависят от объемного содержания в них воды. Для точной прогнозной оценки характеристик грунта при возможном замачивании в процессе эксплуатации необходимо правильно оценивать возможность насыщаемости грунта водой в условиях сложившегося в них напряженного состояния при обжатии нагрузкой от здания или природным давлением. Приведены результаты экспериментальных лабораторных исследований оценки степени влияния давления, предварительно приложенного на грунт и имитирующего природное давление либо давление, возникающее под подошвой фундаментов зданий или сооружений, на возможность достижения полного водонасыщения грунта. Выполнен анализ результатов исследований, и установлена эмпирическая зависимость степени влажности от давления обжатия грунта.

Ключевые слова: грунт, замачивание, предварительное обжатие, коэффициент водонасыщения, показатель текучести.

Khasanov R.R.1, Smirnova A.R.2

1Associate professor of the Department of Foundations, Dynamics of Structures and Engineering Geology, PhD in Engineering, 2Student,

Kazan State University of Architecture and Civil Engineering, Kazan, Russia

EXPERIMENTAL RESEARCH OF PHYSICAL CHARACTERISTICS OF PRELIMINARY COMPRESSED CLAY SOIL AT MOISTENING

Abstract

The properties of soils, especially silty-clayey ones, essentially depend on the water content in them. For the accurate predictive assessment of soil characteristics with possible moistening during operation, it is necessary to correctly assess the possibility of soil saturation with water under the conditions of the stressed state with loading from the building or by natural pressure.

The results of experimental laboratory studies of the influence evaluation of pressure degree, previously applied to the ground and imitating the natural pressure or pressure arising under the foundation bases of buildings or structures, to the possibility of achieving full water saturation of the soil are presented in the paper. The analysis of the research results is performed, and the empirical dependence of the humidity degree on the ground compression pressure is established

.

Keywords: soil, moistening, preliminary reduction, water saturation index, flow index.

Одним из отрицательных факторов, связанных с хозяйственной деятельностью человека и существенно влияющих на свойства грунтов, является их замачивание.

Причины, способствующие замачиванию грунтов на стадиях строительства и эксплуатации зданий и сооружений, могут быть:

  • создание искусственных барьеров на пути движения грунтовых вод;
  • вскрытие водоносных горизонтов;
  • протечки из водонесущих коммуникаций;
  • ошибки при водопонижении на строительных площадках;
  • подтопление застроенных территорий.

Известно, что свойства всех разновидностей грунтов, особенно пылевато-глинистых, существенным образом зависят от состава и содержания в них воды. Изменение физического состояния грунтов при обводнении прежде всего выражается в повышении их объемной массы и показателя консистенции. Изменение механических свойств грунтов приводит к тому, что в процессе обводнения уменьшаются величины модуля общей деформации и параметров сопротивления сдвигу.

С учетом вышеизложенного, действующие строительные нормы предписывают при выполнении соответствующих расчетов несущей способности или деформаций осадок определять характеристики глинистых грунтов при их возможном полном водонасыщении, принимая коэффициент водонасыщения Sr = 0,9 – 1,0. Прогнозируемый теоретический показатель текучести глинистого грунта при этом определяется по формуле (9.1) [8]:

19-02-2018 17-24-19     (1)

Однако факторы, влияющие на возможность или невозможность достижения полного водонасыщения, данная формула не учитывает. Как показывает практика, степень увлажнения грунта в условиях поднимающегося уровня грунтовых вод зависит от величины приложенной на грунт нагрузки. С увеличением нагрузки способность грунта к увлажнению снижается, следовательно, грунты, обжатые нагрузкой, будут содержать меньше воды. К тому же, практически всегда грунты в той или иной степени испытывают вертикальное давление, создаваемое либо собственным весом грунтов, либо нагрузкой, передаваемой фундаментами.

Для возможности составления прогноза изменения физико-механических свойств грунтов исследуемой территории застройки очень важно наличие большого количества экспериментов по рассматриваемой теме с разными видами грунтов. Поэтому в целях оценки степени влияния давления, приложенного на грунт, имитирующего природное давление либо давление, возникающее под подошвой фундаментов зданий или сооружений, на возможность достижения полного водонасыщения грунта в лаборатории грунтоведения кафедры оснований, фундаментов, динамики сооружений и инженерной геологии КГАСУ были проведены экспериментальные исследования глинистых грунтов с предварительным замачиванием под нагрузкой и с последующим определением их физико-механических характеристик.

В качестве испытуемого образца грунта была принята супесь твердая нарушенной структуры со следующими физическими характеристиками [1]: ρ = 1,8 г/см3; ρs = 2,7 г/см3; WL = 21 %; WP = 14 %; = 8 %, I= 7 %; I= -0,86; e = 0,61, Sr 0,35. Образцы грунтов изготавливались в соответствии с [2], испытания проводились в соответствии с [3].

Эксперименты проводились в приборе для компрессионных испытаний полевой лаборатории Литвинова с трубками для подачи и отвода воды, схема которого представлена на рис. 1. Испытуемый образец грунта заключался в металлическое кольцо диаметром 57 мм и высотой 20 мм. Кольцо с грунтом устанавливалось на перфорированное днище, сверху закрывалось перфорированным штампом для приложения давления. Перфорация давала возможность воде свободно проникать в поры грунта, а также просачиваться через него на поверхность.

В процессе экспериментальных исследований было проведено 6 серий испытаний. В каждой серии грунты, имеющие изначально идентичные физико-механические характеристики, подвергались предварительному обжатию определенным вертикальным давлением, после чего подвергались продолжительному интенсивному замачиванию. Давление обжатия на образец грунта создавалось посредством перфорированного штампа с помощью рычажной системы и гирь (рис. 1).

19-02-2018 17-25-16

Рис. 1 – Схема прибора: 1 – образец грунта; 2 – режущее кольцо; 3 – перфорированный поршень; 4 – перфорированное дно; 5 – рычаг с грузами; 6 – емкость для воды; 7 – грузы; 8 – регулирующие винты; 9 – индикатор

 

Первая серия экспериментальных исследований содержала в себе испытания по определению характеристик замоченного грунта при отсутствии давления на образец, в последующие серии давление увеличивалось от 30 до 200 кПа. Давление под штампом со второй по шестую серии составляло соответственно: 30; 50; 100; 150; 200 кПа. По окончании процесса замачивания повторно определялись характеристики образца грунта.

Перед началом замачивания образец грунта выдерживался под давлением, соответствующим серии испытаний, до условной стабилизации осадок, которая контролировалась индикатором часового типа 9 (рис. 1). За условную стабилизацию осадок принято увеличение деформации образца грунта не более чем на 0,01 мм за 1 час наблюдений. Затем через трубку к нижней части образца подавалась вода, которая просачивалась через поры грунта и заполняла пространство над верхним перфорированным штампом. По мере падения уровня в емкость 6 (рис. 1) периодически добавлялась вода для поддержания постоянного гидравлического напора. В таком состоянии грунт выдерживался в течение 2 суток, после чего прибор разбирался, и определялись основные физические характеристики замоченного грунта, а именно, влажность W и плотность ρ, на основании которых вычислялись такие производные характеристики как коэффициент пористости е, коэффициент водонасыщения Sr и показатель текучести IL.

На рис. 2. представлен график изменения влажности грунта при замачивании под разными значениями давления предварительного обжатия. Примечательно, что теоретическая полная возможная влажность Wsat = 22,6% при замачивании практически была достигнута (на 96%) только при отсутствии давления на образец.

19-02-2018 17-26-40

Рис. 2 – Полная возможная (Wsat) и фактическая (W) влажности грунта при замачивании в зависимости от давления, прикладываемого на образец

 

Известно, что между коэффициентом пористости и водопроницаемостью грунта существует прямая нелинейная зависимость, и чем меньше пористость, тем грунт менее водопроницаем, что, безусловно, влияет на способность грунта к водонасыщению.

На рис. 3 представлено изменение коэффициента пористости e грунта после замачивания в зависимости от давления, которое прикладывалось на поверхность образца. Установлено, что при отсутствии давления на поверхность грунта (1-я серия испытаний) после подачи воды пористость грунта увеличилась, т. е. происходило определенное разуплотнение грунта, которое возможно связано с взвешивающим действием воды или набуханием грунта. В последующих сериях приложение давления на образец грунта сопровождалось его некоторым уплотнением, т. е., соответственно, коэффициент пористости уменьшался по сравнению с первоначальным значением до 12%.

19-02-2018 17-27-45

Рис. 3 – Изменение коэффициента пористости (e) грунта после замачивания в зависимости от давления, прикладываемого на поверхность образца

 

По результатам всех 6 серий испытаний грунтов построен обобщенный график зависимости коэффициента водонасыщения Sr испытуемого образца грунта от вертикального давления σ, предварительно приложенного на грунт, который представлен на рис. 4.

Проанализировав результаты проведенных эскпериментов, можно установить, что замачиваемость глинистого грунта действительно зависит от величины предварительного обжатия вертикальным давлением. Как видно из графика на рис. 4, поры грунта, обжатого вертикальным давлением, после замачивания содержат меньшее количество воды по сравнению с грунтом, не испытывающим давления.

Аппроксимирующую кривую зависимости между коэффициентом водонасыщения Sr и давлением на грунт σ, полученную в результате обработки и анализа экспериментальных данных (рис. 4), для рассмотренного в рамках исследований грунта (супеси твердой) можно описать в виде следующего логарифмического уравнения:

19-02-2018 17-28-35  (2)

где σ – давление на грунт в кПа.

Величина достоверности аппроксимации при этом составляет R2=0,95.

19-02-2018 17-29-25

Рис. 4 – Обобщенный график зависимости коэффициента водонасыщения (Sr) от вертикального давления предварительного обжатия грунта (σ)

 

Кроме коэффициента водонасыщения контролировался и показатель текучести грунта IL при замачивании под разными вертикальными давлениями (рис. 5). Как и следовало ожидать, график его изменения получился практически идентичным графику изменения коэффициента водонасыщения Sr (рис. 4), так как зависимость между ними прямая (1).

В 1-ой серии экспериментов, когда давление отсутствовало, грунт после замачивания становился водонасыщенным, он очень быстро размокал, и его консистенция практически сразу переходила из твердого состояния в текучее (IL > 1). В остальных же сериях экспериментов с наличием давления на образец, перехода консистенции грунта после замачивания в текучее состояние не наблюдалось, во всех экспериментах она становилась только пластичной (рис. 5).

Следует отметить, что при определении показателя текучести грунта IL на основе формулы (1), используя значение коэффициента водонасыщения Sr, найденное по выражению (2), можно получить весьма хорошую сходимость теоретических и экспериментальных данных (в пределах 8%).

19-02-2018 17-30-36

Рис. 5 – Изменение показателя текучести грунта IL после замачивания в зависимости от давления (σ), прикладываемого на поверхность образца

 

По результатам проведенной работы, которая включала в себя как проведение эксперимента, так и анализ процессов, возникающих в грунтах при их взаимодействии с водой, можно сделать следующие выводы:

  • Наличие давления, возникающего в грунте от собственного веса или от возводимого сооружения, учет которого на стадии проектирования сооружений не регламентирован нормами, является одним из немаловажных факторов, оказывающих влияние на возможность полного водонасыщения и изменяемость физико-механических свойств грунтов при замачивании.
  • После обжатия грунтов их возможность впитывать в себя воду снижается. Данный процесс, можно объяснить увеличением количества в глинистом грунте неустранимых замкнутых пузырьков воздуха при обжатии, которые не позволяют воде полностью заполнить весь объем пор.
  • По результатам проведенных лабораторных испытаний получена эмпирическая зависимость, позволяющая определить прогнозный коэффициент водонасыщения супесей в зависимости от давления предварительного обжатия грунта, учет которого позволяет получить наиболее приближенные к реальности значения показателя текучести, величина которого напрямую влияет в дальнейшем на все физико-механические характеристики грунта.

Список литературы

  1. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. – М.: Стандартинформ. – 42 с.
  2. ГОСТ 30416-2012. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. – М.: Стандартинформ. – 15 с.
  3. ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. – М.: Стандартинформ. – 23 с.
  4. ДорджиевА. А. Методы определения прочностных характеристик лессовых просадочных грунтов при замачивании / А. А. Дорджиев // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Стр-во и архитектура. – 2008. – Вып. 10 (29). – С. 58-63.
  5. Дорджиев А. А. Прогноз деформаций оснований фундаментов существующей застройки в процессе их эксплуатации / А.А. Дорджиев, А. Г. Дорджиев // Водные ресурсы и водопользование в бассейнах рек западного Каспия: сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. – Элиста: Изд-во КалмГУ, 2008. – С.109-111.
  6. Сафин Д. Р. Исследование деформативности водонасыщенных глинистых грунтов, армированных вертикальными армирующими элементами / Д. Р. Сафин // Известия КГАСУ. – Казань: 2008, №2 (10). – С. 81-84.
  7. Сафин Д. Р. Исследование несущей способности слабых водонасыщенных глинистых грунтов, армированных вертикальными армирующими элементами / Д.Р. Сафин, В. А. Груздева // Сб. ст. Междунар. научно-практич. конф. «Методы проектирования и оптимизации технологических процессов». – Уфа: ОМЕГА САЙНС, 2017. – С. 54-56.
  8. СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. Минрегион России. – М.:НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, 2011. – 90 с.
  9. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов / З. Г. Тер-Мартиросян. М.: АСВ, 2005. – 488 c.
  10. ХасановР. Р. Экспериментальные исследования деформативности водонасыщенных глинистых грунтов при циклических нагружениях / Р. Р. Хасанов, Р. Р. Гиниятуллин // Известия КГАСУ. – Казань: 2008, № 2 (10). – С. 85-89.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. GOST 25100-2011. Grunty. Klassifikacija [ Classification]. – M.: Standartinform. 2013. – 42 p. . [in Russian]
  2. GOST 30416-2012. Grunty. Laboratornye ispytanija. Obshhie polozhenija [Soils. Laboratory tests. General Provisions]. – M.: Standartinform. 2013. – 15 p. . [in Russian]
  3. GOST 5180-2015. Grunty. Metody laboratornogo opredelenija fizicheskih harakteristik [Soils. Methods for laboratory determination of physical characteristics]. – M.: Standartinform. 2016. – 23 p. . [in Russian]
  4. Dordzhiyev A. A. Metody opredelenija prochnostnyh harakteristik lessovyh prosadochnyh gruntov pri zamachivanii [Methods for determining strength characteristics of loess subsidence soils while wetting] / A. A. Dordzhiyev // Vestnik VolgGASU. Ser.: Str-vo i arhitektura. [Bulletin of Volgograd State Univercity of Arhitecture and Engeneering. Ser.: Construction and architecture]. – 2008. – №.10 (29). – P. 58-63. [in Russian]
  5. Dordzhiyev A. A. Prognoz deformacij osnovanij fundamentov sushhestvujushhej zastrojki v processe ih jekspluatacii [Forecast of deformations of foundations of existing buildings during their operation] / A. Dordzhiyev, A. G. Dordzhiyev // Vodnye resursy i vodopol’zovanie v bassejnah rek zapadnogo Kaspija: sb. st. Vseros. nauch.-prakt. konf [Water resources and water use in the basins of the Western Caspian: dig. art. of All-Russian scientific-practical conference]. – Elista: Publishing house of KalmSU, 2008. – P.109-111. [in Russian]
  6. Safin D. R. Issledovanie deformativnosti vodonasyshhennyh glinistyh gruntov, armirovannyh vertikal’nymi armirujushhimi jelementami [Vertically reinforced water-saturated argillir soil body deformability studies] / D. R. Safin // Izvestija KGASU [Izvestiya KGASU]. – Kazan: 2008, № 2 (10). – P. 81-84. [in Russian]
  7. Safin D. R. Issledovanie nesushhej sposobnosti slabyh vodonasyshhennyh glinistyh gruntov, armirovannyh vertikal’nymi armirujushhimi jelementami [A study of the bearing capacity of weak water-saturated clayey soils reinforced by vertical reinforcing elements] / D. R. Safin, V. A. Gruzdeva // Sb. st. Mezhdunar. nauchno-praktich. konf. «Metody proektirovanija i optimizacii tehnologicheskih processov» [Dig. art. of International scientific-technical conference. «Methods for the design and optimization of technological processes»]. – Ufa: OMEGA SCIENCE, 2017. – P.54-56. [in Russian]
  8. SP 24.13330.2011 «Svajnye fundamenty» Aktualizirovannaja redakcija SNiP 2.02.03-85 [“Pile foundations” Actualized edition of SNiP 2.02.03-85]. Minregion Rossii [Ministry of Regional Development of Russia]. – M.: NIIOSP im. N.M. Gersevanova, 2011. – 90 p.
  9. Ter-Martirosyan Z. G. Mehanika gruntov [Soil mechanics] / Z. G. Ter-Martirosyan. M.: ASV, 2005. – 488 p.
  10. Khasanov R. Jeksperimental’nye issledovanija deformativnosti vodonasyshhennyh glinistyh gruntov pri ciklicheskih nagruzhenijah [Experimental studies of deformation of water-saturated clayey soils under cyclic loads] / R. R. Khasanov, R. R. Ghiniatullin // Izvestija KGASU [Izvestiya KGASU]. – Kazan: 2008, № 2 (10). – Р. 85-89. [in Russian]

Фундаменты на слабых глинистых водонасыщенных н заторфоваиных грунтах

В эту категорию грунтов включены водонасыщенные супеси, суглинки, глины, илы, ленточные глины, торфы и заторфованные грунты. Отличительными особенностями указанных грунтов явля­ются высокая степень влажности (5'г>0,8) и большая сжимае­мость — модуль деформации, как правило, не превышает 5 МПа в интервале давлений, обычных для фундаментов гражданских и промышленных сооружений.

Вместе с тем в условиях природного залегания эти грунты обладают структурными связями и проявляют повышенную сжимаемость только при давлениях, превышающих прочность стру­ктурных связей оаг. Вследствие того что илы, ленточные глины, заторфованные грунты чаще всего находятся в водонасыщенном состоянии и обладают очень малой водопроницаемостью, их осад­ки развиваются крайне медленно. При уплотнении одновременно протекают процессы фильтрационной консолидации. Для грунтов этой группы характерны нелинейные закономерности деформирова­ния, а также отклонение закономерности фильтрации от закона Дарси вследствие существования начального градиента напора. Это осложняет прогноз конечных осадок оснований и их развития во времени.

Слабые водонасыщенные глинистые грунты и торфы имеют тиксотронные свойства. Тиксотропия проявляется в том, что при механических воздействиях (быстрое приложение нагрузки, пре­вышающей а1!г; перемятие; динамические воздействия и т. п.) струк­турные связи в грунтах разрушаются и резко снижаются харак­теристики прочности и деформируемости. Однако с течением време­ни водно-коллоидные связи, имеющие обратимый характер, вос­станавливаются. Все водонасыщенные глинистые грунты являются сильнопучинистыми при промерзании, что следует учитывать при проектировании оснований и фундаментов.

Указанные грунты имеют низкую прочность. Так, у сапропе- лей (пресноводных илов) угол внутреннего трения <р близок к нулю, а сцепление с в зависимости от степени уплотненности и минерали­зации находится в пределах величин, близких к 0...20 кПа. У погре­бенных торфов в зависимости от степени разложения эти харак­теристики обычно составляют: <р = 10...22°; с = 10...30 кПа. На про­чностные свойства глинистых грунтов сильно влияет содержание органических веществ и консистенция. Их прочностные характери­стики меняются в широком диапазоне: <р = 15...21°, с= 15...50 кПа. Приблизительно в этих же пределах находятся показатели прочно­сти ленточных глин: <р=12..Л9°, с= 10...30 кПа.

Наличие структурных связей обусловливает характерный вид компрессионных кривых для грунтов ненарушенной структуры (рис.

458

15.14, а), получаемых при медленном нагружении образцов неболь- шими ступенями нагрузки. Практически недеформируемые при давлениях ст < аЛг, они сильно уплотняются при больших зна- чениях давлений. Компрессионные кривые существенно нели- нейны.

Предельное сопротивление сдвигу этих грунтов при давлениях а<а„г (рис. 15.14, б) почти полностью обусловлено сопротивлением структурных связей (<р« 0; сф 0). При давлениях, превышающих а^, сцепление снижается и несколько возрастает угол внутреннего тре- ния.

Тиксотропия грунтов создает большие затруднения при изуче- нии их физико-механических свойств. В процессе отбора забивными грунтоносами образцов слабых водонасыщенных грунтов часто разрушается природная структура грунтов. По этой причине всегда существует вероятность того, что лабораторные испытания будут проводиться с грунтами, имеющими более низкие механические показатели, чем в природных условиях. М. Ю. Абелев приводит примеры подобных ошибок при исследованиях илов в основании Каширской ТЭЦ и ленточных глин северо-западного региона. По вышеизложенной причине в первом случае угол внутреннего трения илов был занижен в три раза, а во втором получены модули деформации порядка 0,5...0,8 МПа вместо 3,5...4,5 МПа.

Медленная уплотняемость слабых водонасыщенных глинистых грунтов, в особенности илов, непосредственно влияет на их несу- щую способность. При быстром загружении оснований, представ- ленных такими грунтами, процесс уплотнения может отставать по времени от роста нагрузки. При этом в грунте возникают значи- тельные величины порового давления, препятствующего мобили- зации сил сопротивления сдвигу. В то же время касательные нап- ряжения от внешних нагрузок передаются на скелет грунта не- замедлительно, вследствие чего в основании могут образоваться

обширные области предель- ного равновесия с выпирани- ем грунта из-под подошвы фундамента и потерей устой- чивости.

Из-за низких строитель- ных свойств этой группы грун- тов их использование как естественных оснований ча- ще всего невозможно и тре- буется проведение меропри- ятий по повышению их прочности и снижению де-

459

Рис. 15.14. Зависимости коэффициента по­ристости (а) и предельного сопротивления сдвигу (б) от нормального давления для илов

формируемости. Характеристики грунтов в таких случаях должны устанавливаться с учетом мероприятий по улучшению строитель­ных свойств.

При проектировании фундаментов на медленно уплотняющихся глинистых, биогенных грунтах, илах при степени влажности £ 5=0,85 и коэффициенте консолидации cv< 107 см2/год обязательно произво­дится расчет основания по несущей способности и сила предельного сопротивления основания должна определяться с учетом возмож­ного нестабшшзированного состояния грунтов при незавершенной консолидации за счет избыточного давления в поровой воде. Со­противление сдвигу определяется по зависимости (4.40). Избыточ­ное норовое давление допускается определять методами теории фильтрационной консолидации. Иногда, упрощая задачу, принима­ют избыточное норовое давление равным тотальным нормальным напряжениям а по площадкам скольжения (и=а) или назначают расчетные показатели ср и с, соответствующими нестабилизирован- ному состоянию грунтов, определяя их по схеме быстрого некон­солидированного сдвига.

Расчет по II группе предельных состояний также имеет свои особенности. Наряду с общим требованием ограничения конечных деформаций s допускаемым пределом su часто необходимо прогно­зирование развития деформаций во времени. Эти расчеты позволя­ют определить время стабилизации абсолютных осадок фундамен­тов, а также установить закономерности изменения во времени неравномерностей осадок. Большое значение имеет анализ развития осадок во времени при проектировании предпостроечного уплотне­ния оснований.

Давление под подошвой фундамента р в случае сильносжима- емых грунтов также ограничивается величиной расчетного сопроти­вления грунта R, т. е. требуется выполнение условия p^R. При определении величины R по формуле (9.5) для заторфованных грун­тов принимают пониженные значения коэффициента условий рабо­ты уС1.

Наличие в основании сильносжимаемых грунтов при расчете осадок учитывается назначением нижней границы сжимаемой тол­щи (см. § 7.3). В ряде работ рекомендуется в качестве нижней границы сжимаемой толщи принимать поверхность кровли подсти­лающих средне- или малосжимаемых грунтов.

Если расчетные деформации оснований, сложенных биогенными грунтами, илами и т. п., больше предельных или недостаточна их несущая способность, должны предусматриваться специальные ме­роприятия. Выбор конкретных способов строительства на этой категории грунтов зависит от свойств, глубины залегания и мощ­ности пластов слабых грунтов, а также от конструктивных особен­ностей проектируемых зданий и сооружений и предъявляемых к ним эксплуатационных требований.

460

Предиостроечное уплотнение слабых водонасыщенных глинистых и биогенных грунтов при выдержанной по простиранию толще этих грунтов выполняется фильтрующей пригрузкой. При небольшой по глубине толще уплотнение может быть проведено на всю мощ­ность слоя. Если слабые водонасыщенне грунты залегают на боль­шую глубину, может быть выполнено частичное уплотнение грун­тов основания из расчета, чтобы суммарная осадка уплотненного и нижележащего неуплотненного слоев не превышала предельной величины осадки, допускаемой для данного сооружения. Для уско­рения процесса уплотнения наряду с пригрузкой эффективно приме­нение песчаных, бумажных или комбинированных дрен или извест­ковых свай.

В отдельных случаях, например при небольшой толще биоген­ных грунтов или залегании их в виде прослоев или отдельных линз, производится удаление биогенного грунта, так называемая вытор- фовка, с заменой его минеральным грунтом.

Песчаные, а также гравийные, песчано-гравийные поду­шки устраивают для полной или частичной замены слабых водона­сыщенных грунтов. Применение подушек позволяет уменьшить дав­ления на подстилающие слабые грунты за счет увеличения площади передачи нагрузки. Кроме того, удается уменьшить, а при полной замене слабых грунтов — весьма существенно, расчетные дефор­мации оснований.

Прорезка толщи слабых грунтов глубокими фундаментами. Если в основании сооружения залегает слой слабых водонасыщенных глинистых или биогенных грунтов толщиной менее 12 м, а ниже этого слоя находятся прочные малосжимаемые грунты, часто при­меняют фундаменты из забивных свай, полностью прорезающих слой слабых грунтов и заглубленных в подстилающие прочные грунты. При большей мощности слабых грунтов целесообразно использовать буронабивные бетонные или железобетонные сваи. В исключительных случаях, например при строительстве платформ для нефтедобычи на континентальном шельфе, применяют метал­лические трубчатые сваи. Для сооружений каркасного типа целесо­образно проектировать свайные фундаменты не в виде кустов свай, а устраивать под каждой колонной одну буронабивную сваю с уши- рением. Свайные конструкции позволяют уменьшить осадки соору­жений и повысить их устойчивость. Если ожидаемые деформации сооружений невелики, но требуется увеличить их устойчивость, возможно применение свай, не полностью прорезающих толщу слабых грунтов.

При определении несущей способности свайных фундаментов, прорезающих сильносжимаемые грунты, следует учитывать явление отрицательного (негативного) трения. М. Ю. Абелев приво­дит случаи аварии сооружений, расположенных на слое илов в Риге, Мурманске, Батуми, которые были запроектированы на сваях без

461

учета отрицательного трения. Осадки сооружений, построенных на сваях длиной до 18 м, превышали 40 см.

Возможна прорезка слабых грунтов фундаментными конструк­циями, возводимыми методом «стена в грунте».

При проектировании фундаментов мелкого заложения на искус­ственных или, реже, естественных основаниях, сложенных сипьно- сжимаемыми слабыми грунтами, всегда следует предусматривать возможность развития медленно протекающих во времени, часто неравномерных, осадок. Для уменьшения абсолютных осадок, а следовательно, и их неравномерности надо стремиться ограни­чивать величину передаваемых на основание давлений, применяя фундаменты с большой опорной площадью: плиты, балки, пере­крестные ленты из монолитного железобетона. Применение таких типов фундаментов эффективно для выравнивания осадок за счет общей жесткости фундаментных конструкций. Прй строительстве легких сооружений целесообразно рассматривать вариант устрой­ства плавающих фундаментов, когда давление под подошвой фундаментов не превышает давления от веса вынутого из котлована грунта.

Рассматривая конструктивные мероприятия, следует помнить, что повышение пространственной жесткости здания уменьшает не­равномерность осадок и перераспределяет усилия, возникающие в его элементах. Поэтому предпочтение следует отдавать бескаркас­ным конструкциям сооружений простой конфигурации, а для кар­касных зданий применять плитные или балочные фундаменты.

Чувствительность конструкций к неравномерным осадкам мо­жет быть снижена разрезкой здания на отдельные жесткие отсеки, разделенные осадочными швами. Эффективны традиционные спо­собы увеличения жесткости зданий или их отсеков: устройство армированных швов и поясов в нескольких уровнях в несущих стенах, стенах лестничных клеток и поперечных диафрагмах.

Следует также предусматривать мероприятия по исправлению последствий возможных неравномерных деформаций: рихтовку подкрановых путей, оборудования, направляющих лифтов и т. п. Специальные требования должны соблюдаться также при проклад­ке и вводе различных коммуникаций.

При устройстве котлованов в слабых грунтах должны быть обеспечены устойчивость стенок котлована в процессе производст­ва работ по устройству фундаментов, предохранение грунтов от атмосферных осадков и промерзания, защита грунтов основа­ния от повреждения механизмами и подтопления подземными во­дами.

В результате движения механизмов и транспорта при отрывке котлованов или в процессе устройства искусственных оснований может произойти разрушение природной структуры грунтов, что приведет к резкому ухудшению их механических свойств. Поэтому 462

15.5. Фундаменты на слабых пылевато-глинистых водонасыщенных и заторфованных грунтах

В эту категорию грунтов включены водонасыщенные супеси, суглинки, глины, илы, ленточные глины, торфы и заторфованные грунты. Отличительными особенностями указанных грунтов явля­ются высокая степень влажности (Sr > 0,8) и большая сжимае­мость — модуль деформации, как правило, не превышает 5 МПа в интервале давлений, обычных для фундаментов гражданских и промышленных сооружений.

Вместе с тем в условиях природного залегания эти грунты обладают структурными связями и проявляют повышенную сжимаемость только при давлениях, превышающих прочность стру­ктурных связей str . Вследствие того, что илы, ленточные глины, заторфованные грунты чаще всего находятся в водонасыщенном состоянии и обладают очень малой водопроницаемостью, их осадки развиваются крайне медленно. При уплотнении одновременно про­текают процессы фильтрационной консолидации. Для грунтов этой группы характерны нелинейные закономерности деформирования, а также отклонение закономерности фильтрации от закона Дарси вследствие существования начального градиента напора. Это ослож­няет прогноз конечных осадок оснований и их развития во времени.

Слабые водонасыщенные глинистые грунты и торфы имеют тиксотропные свойства. Тиксотропия проявляется в том, что при механических воздействиях (быстрое приложение нагрузки, пре­вышающей str; перемятие; динамические воздействия и т. п.) струк­турные связи в грунтах разрушаются и резко снижаются харак­теристики прочности и деформируемости. Однако с течением време­ни водно-коллоидные связи, имеющие обратимый характер, вос­станавливаются. Все водонасыщенные глинистые грунты являются сильнопучинистыми при промерзании, что следует учитывать при проектировании оснований и фундаментов.

Указанные грунты имеют низкую прочность. Так, у сапропелей (пресноводных илов) угол внутреннего трения близок к нулю, а сцепление с в зависимости от степени уплотненности и минерали­зации находится в пределах величин, близких к 0...20 кПа. У погре­бенных торфов в зависимости от степени разложения эти харак­теристики обычно составляют: = 10...22°; с = 10...30 кПа. На про­чностные свойства пылевато-глинистых грунтов сильно влияет содержание органических веществ и консистенция. Их прочностные характеристики меняются в широком диапазоне: = 15...21°, с = 15...50 кПа. Приблизительно в этих же пределах находятся пока­затели прочности ленточных глин: = 12...19°, с =10...30 кПа.

Наличие структурных связей обусловливает харак­терный вид компрессионных кривых для грунтов ненару­шенной структуры (рис. 15.14, а), получаемых при медленном нагружении об­разцов небольшими ступеня­ми нагрузки.

Рис. 15.14. Зависимости коэффициента по­ристости (а) и предельного сопротивления сдвигу (б) от нормального давления для илов

Практически недеформируемые при давлениях <str, они сильно уплотняются при больших значениях давлений. Компрессионные кривые существенно нелией­ны и достаточно хорошо описываются полулогарифмическим урав­нением.

Предельное сопротивление сдвигу этих грунтов при давлениях <str (рис. 15.14, б) практически полностью обусловлено сопротив­лением структурных связей (  0; с  0). При давлениях, превыша­ющих str, сцепление резко снижается и несколько возрастает угол внутреннего трения.

Тиксотропия грунтов создает большие затруднения при изуче­нии их физико-механических свойств. В процессе отбора забивными грунтоносами образцов слабых водонасыщенных грунтов часто разрушается природная структура грунтов. По этой причине всегда существует вероятность того, что лабораторные испытания будут проводиться с грунтами, имеющими более низкие механические показатели, чем в природных условиях. М. Ю. Абелев приводит примеры подобных ошибок при исследованиях илов в основании Каширской ТЭЦ и ленточных глин северо-западного региона. По вышеизложенной причине в первом случае угол внутреннего трения илов был занижен в три раза, а во втором получены модули деформации порядка 0,5...0,8 МПа вместо 3,5...4,5 МПа.

Медленная уплотняемость слабых водонасыщенных глинистых грунтов, в особенности илов, непосредственно влияет на их несу­щую способность. При быстром загружении оснований, представ­ленных такими грунтами, процесс уплотнения может отставать по времени от роста нагрузки. При этом в грунте возникают значи­тельные величины перового давления, препятствующего мобилиза­ции сил сопротивления сдвигу. В то же время касательные напряже­ния от внешних нагрузок передаются на скелет грунта незамед­лительно, вследствие чего в основании могут образоваться обшир­ные области предельного равновесия с выпиранием грунта из-под подошвы фундамента и потерей устойчивости.

Из-за низких строительных свойств этой группы грунтов их использование как естественных оснований чаще всего невозможно и требуется проведение мероприятий по повышению их прочности и снижению деформируемости. Характеристики грунтов в таких случаях должны устанавливаться с учетом мероприятий по улучше­нию строительных свойств.

При проектировании фундаментов на медленноуплотняющихся пылевато-глинистых, биогенных грунтах, илах при степени влаж­ности Sr  0,85 и коэффициенте консолидации сv < 107 см2/год обяза­тельно производится расчет основания по несущей способности. Сила предельного сопротивления основания должна определяться с учетом возможного нестабилизированного состояния грунтов при незавершенной консолидации за счет избыточного давления в поровой воде. Сопротивление сдвигу определяется по зависимости (4.40). Избыточное поровое давление допускается определять мето­дами теории фильтрационной консолидации. Иногда, упрощая за­дачу, принимают избыточное поровое давление равным тотальным нормальным напряжениям по площадкам скольжения (и = ) или назначают расчетные показатели и с, соответствующими нестаби­лизированному состоянию грунтов, определяя их по схеме быстро­го неконсолидированного сдвига.

Расчет по II группе предельных состояний также имеет свои особенности. Наряду с общим требованием ограничения конечных деформаций s допускаемым пределом su часто необходимо прогно­зирование развития деформаций во времени. Эти расчеты позволя­ют определить время стабилизации абсолютных осадок фундамен­тов, а также установить закономерности изменения во времени неравномерностей осадок. Большое значение имеет анализ развития осадок во времени при проектировании предпостроечного уплотне­ния оснований.

Давление под подошвой фундамента р в случае сильносжима­емых грунтов также ограничивается величиной расчетного сопроти­вления грунта R, т. е. требуется выполнение условия р R. При определении величины R по формуле (9.5) для заторфованных грун­тов принимают пониженные значения коэффициента условий рабо­ты c1.

Наличие в основании сильносжимаемых грунтов при расчете осадок учитывается назначением нижней границы сжимаемой тол­щи (см. § ,7.3). В ряде работ рекомендуется в качестве нижней границы сжимаемой толщи принимать поверхность кровли подсти­лающих средне- или малосжимаемых грунтов.

Если расчетные деформации оснований, сложенных биогенными грунтами, илами и т. п., больше предельных или недостаточна их несущая способность, должны предусматриваться специальные ме­роприятия. Выбор конкретных способов строительства на этой категории грунтов зависит от свойств, глубины залегания и мощ­ности пластов слабых грунтов, а также от конструктивных особен­ностей проектируемых зданий и сооружений и предъявляемых к ним эксплуатационных требований.

Предпостроечное уплотнение слабых водонасыщенных глинистых и биогенных грунтов при выдержанной по простиранию толще этих грунтов выполняется фильтрующей пригрузкой. При небольшой по глубине толще уплотнение может быть проведено на всю мощ­ность слоя. Если слабые водонасыщенные грунты залегают на большую глубину, может быть выполнено частичное уплотнение грунтов основания из расчета, чтобы суммарная осадка уплотнен­ного и нижележащего неуплотненного слоев не превышала предель­ной величины осадки, допускаемой для данного сооружения. Для ускорения процесса уплотнения наряду с пригрузкой эффективно применение песчаных, бумажных или комбинированных дрен или известковых свай.

В отдельных случаях, например при небольшой толще биоген­ных грунтов или залегании их в виде прослоев или отдельных линз, производится удаление биогенного грунта, так называемая выторфовка, с заменой его минеральным грунтом.

Песчаные, а также гравийные, песчано-гравийные по­душки устраивают для полной или частичной замены слабых водонасыщенных грунтов. Применение подушек позволяет умень­шить давления на подстилающие слабые грунты за счет увеличения площади передачи нагрузки. Кроме того, удается уменьшить, а при полной замене слабых грунтов - весьма существенно, расчетные деформации оснований.

Прорезка толщи слабых грунтов глубокими фундаментами. Если в основании сооружения залегает слой слабых водонасыщенных глинистых или биогенных грунтов толщиной менее 12 м, а ниже этого слоя находятся прочные малосжимаемые грунты, часто применяют фундаменты из забивных свай, полностью прорезающих слой слабых грунтов и заглубленных в подстилающие прочные грунты. При большей мощности слабых грунтов целесообразно использовать буронабивные бетонные или железобетонные сваи. В исключитель­ных случаях, например при строительстве платформ для нефтедобы­чи на континентальном шельфе, применяют металлические трубча­тые сваи. Для сооружений каркасного типа целесообразно проекти­ровать свайные фундаменты не в виде кустов свай, а устраивать под каждой колонной одну буронабивную сваю с уширением. Свайные конструкции позволяют уменьшить осадки сооружений и повысить их устойчивость. Если ожидаемые деформации сооружений невелики, но требуется увеличить их устойчивость, возможно применение свай, не полностью прорезающих толщу слабых грунтов.

При определении несущей способности свайных фундаментов, прорезающих сильносжимаемые грунты, следует учитывать явление отрицательного (негативного) трения. М. Ю. Абелев приво­дит случаи аварии сооружений, расположенных на слое илов в Риге, Мурманске, Батуми, которые были запроектированы на сваях без учета отрицательного трения. Осадки сооружений, построенных на сваях длиной до 18 м, превышали 40 см.

Возможна прорезка слабых грунтов фундаментными конструк­циями, возводимыми методом «стена в грунте».

При проектировании фундаментов мелкого заложения на искусственных или, реже, естественных основаниях, сложенных сильнос­жимаемыми слабыми грунтами, всегда следует предусматривать возможность развития медленно протекающих во времени, часто неравномерных, осадок. Для уменьшения абсолютных осадок, а следовательно, и их неравномерности надо стремиться ограничи­вать величину передаваемых на основание давлений, применяя фундаменты с большой опорной площадью: плиты, балки, пере­крестные ленты из монолитного железобетона. Применение таких типов фундаментов эффективно для выравнивания осадок за счет общей жесткости фундаментных конструкций. При строительстве легких сооружений целесообразно рассматривать вариант устрой­ства плавающих фундаментов, когда давление под подошвой фундаментов не превышает давления от веса вынутого из котлована грунта.

Рассматривая конструктивные мероприятия, следует помнить, что повышение пространственной жесткости здания уменьшает не­равномерность осадок и перераспределяет усилия, возникающие в его элементах. Поэтому предпочтение следует отдавать бескаркас­ным конструкциям сооружений простой конфигурации, а для кар­касных зданий применять плитные или балочные фундаменты.

Чувствительность конструкций к неравномерным осадкам мо­жет быть снижена разрезкой здания на отдельные жесткие отсеки, разделенные осадочными швами. Эффективны традиционные спо­собы увеличения жесткости зданий или их отсеков: устройство армированных швов и поясов в нескольких уровнях в несущих стенах, стенах лестничных клеток и поперечных диафрагмах.

Следует также предусматривать мероприятия по исправлению последствий возможных неравномерных деформаций: рихтовку подкрановых путей, оборудования, направляющих лифтов и т. п. Специальные требования должны соблюдаться также при проклад­ке и вводе различных коммуникаций.

При устройстве котлованов в слабых грунтах должны быть обеспечены устойчивость стенок котлована в процессе производства работ по устройству фундаментов, предохранение грунтов от ат­мосферных осадков и промерзания, защита грунтов основания от повреждения механизмами и подтопления подземными водами.

В результате движения механизмов и транспорта при отрывке котлованов или в процессе устройства искусственных оснований может произойти разрушение природной структуры грунтов, что приведет к резкому ухудшению их механических свойств. Поэтому котлованы разрабатываются с недобором, который составляет при разработке грунта: обратной лопатой - 20 см; бульдозерами или прямой лопатой - 40 см; ковшом типа «драглайн» - 50 см. Выем­ка грунта до проектной отметки производится непосредственно перед началом фундаментных работ средствами малой механиза­ции или вручную.

Откосы котлованов назначаются в соответствии с расчетами устойчивости. При глубине котлованов до 2 м угол откоса может быть принят не более 30°. При необходимости крепления стенок котлованов применяют распорки, оградительные щиты и шпун­товые ограждения. В ответственных случаях устойчивость откосов обеспечивается замороженной стенкой. При высоком уровне под­земных вод для обеспечения устойчивости откосов и создания усло­вий для производства работ используют глубинное водопонижение. Особое внимание следует уделять водозащитным мероприятиям при устройстве котлованов в ленточных глинах, имеющих высокую водопроницаемость в горизонтальном направлении.

Слабые водонасыщенные грунты являются сильнопучинистыми при промерзании. При промерзании и последующем оттаивании значительно уменьшается их прочность и повышается сжимае­мость. Поэтому в процессе производства работ грунты стенок и дна котлована должны быть защищены от промерзания в период произ­водства земляных работ, монтажа фундаментов и подвального помещения до того времени, когда будут засыпаны пазухи кот­лована и подвал будет утеплен.

При эксплуатации зданий и сооружений на слабых водонасыщенных глинистых и биогенных грунтах необходимо исключить мероприятия, которые могут вызвать снижение горизонта подзем­ных вод. При аэрации толщи этих грунтов происходит минерализа­ция содержащихся в них органических веществ. Это может вызвать дополнительные медленно протекающие осадки или оседания и явиться причиной нарушения условий нормальной эксплуатации зданий и сооружений.

Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах.

ОГЛАВЛЕНИЕ (с. 243-245)
Предисловие 3
Глава 1. Свойства слабых водонасыщенных глинистых грунтов 5
1.1. Группа слабых водонасыщенных глинистых грунтов 5
1.2. Распространение слабых водонасыщенных глинистых грунтов на территории СССР и других стран 6
1.3. Особенности проведения инженерно-геологических исследований площадок, сложенных слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами 7
1.4. Деформационные свойства слабых водонасыщенных глинистых грунтов 9
1.5. Прочностные свойства слабых водонасыщенных глинистых грунтов 15
1.6. Фильтрационные свойства слабых водонасыщенных глинистых грунтов 21
1.7. Ползучесть слабых водонасыщенных глинистых грунтов 23
Глава 2. Расчеты осадок фундаментов и искусственных оснований при строительстве на слабых
водонасыщенных глинистых грунтах 41
2.1. Особенности проектирования искусственных оснований на слабых водонасыщенных глинистых грунтах 41
2.2. Расчет консолидации грунтов основания при устройстве песчаной подушки 42
2.3. Расчет нелинейной консолидации слоя грунта основания при устройстве песчаной подушки 45
2.4. Сопоставление результатов расчета консолидации слоя слабых водонасыщенных глинистых грунтов
с данными натурных наблюдений 57
2.5. Методы расчета консолидации грунтов основания при устройстве вертикальных дрен 59
2.6. Уплотнение слабых водонасыщенных глинистых грунтов песчаными и известковыми сваями 66
2.7. Расчет консолидации грунтов основания при применении известковых свай 71
2.8. Расчет консолидации грунтов основания при устройстве вертикальных дренажных прорезей
для случая «свободных» и «равных» деформаций 75
Глава 3. Инженерный прогноз развития осадок сооружений во времени по данным краткосрочных
натурных наблюдений 80
3.1. Методика определения расчетных характеристик грунтового основания в зависимости от осадок
сооружений в строительный период 80
3.2. Методика определения параметров консолидации грунтов основания по данным краткосрочных
натурных наблюдений за осадкой сооружений 91
3.3. Разработка инженерного метода прогноза осадок сооружений в период эксплуатации по данным
наблюдений за строительный период 97
Глава 4. Натурные экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния
основания жестких фундаментов на слабых водонасыщенных глинистых грунтах 104
4.1. Измерительная аппаратура и методика проведения исследований 104
4.2. Методика проведения исследований распределения напряжений, перемещений и порового давления
в основании жестких штампов фундаментов 107
4.3. Результаты исследования напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого
основания жестких штампов 111
Глава 5. Полевые экспериментальные исследования эффективности применения вертикальных
песчаных дрен, известковых и песчаных свай в слабых водонасыщенных глинистых грунтах 123
5.1. Экспериментальные исследования эффективности применения известковых свай в водонасыщенных
лёссовых грунтах 123
5.2. Полевые экспериментальные исследования консолидации слабых водонасыщенных глинистых грунтов
при устройстве песчаных свай 132
5.3. Натурные экспериментальные исследования эффективности применения вертикальных песчаных дрен 136
Глава 6. Свайные фундаменты в слабых водонасыщенных глинистых грунтах 147
6.1. Особенности применения свай в слабых водонасыщенных глинистых грунтах 147
6.2. «Отрицательное» трение по боковой поверхности свай 150
6.3. Производство свайных работ и испытания свай в слабых водонасыщенных глинистых грунтах 153
Глава 7. Особенности строительства сооружений на засоленных водонасыщенных глинистых грунтах 156
7.1. Исследования физических, химических и механических свойств засоленных грунтов 156
7.2. Особенности проектирования оснований и фундаментов на засоленных водонасыщенных грунтах 162
7.3. Защита фундаментов и подземных сооружений от солевой коррозии 167
7.4. Особенности Производства работ нулевого цикла в засоленных грунтах 171
7.5. Новые исследования свойств засоленных глинистых грунтов 177
Глава 8. Особенности строительства на макропористых водонасыщенных глинистых грунтах 180
8.1. Макропористые илы 180
8.2. Физико-механические свойства макропористых илов 183
8.3. Особенность консолидации макропористых водонасыщенных глинистых илов 186
Глава 9. Особенности строительства резервуаров для хранения нефтепродуктов, силосных корпусов
и водонапорных башен на слабых водонасыщенных глинистых грунтах 187
9.1. Анализ работы силосных корпусов и резервуаров на слабых водонасыщенных глинистых грунтах 187
9.2. Инженерно-геологические исследования на площадках строительства резервуаров, силосных корпусов
и водонапорных башен 193
9.3. Проектирование оснований и фундаментов 198
Глава 10. Конструктивные мероприятия 204
Глава 11. Особенности строительства на слабых водонасыщенных глинистых грунтах
в сейсмических районах 212
11.1. Влияние сейсмических воздействий на свойства слабых водонасыщенных глинистых грунтов 212
11.2. Методы устройства оснований сооружений на слабых водонасыщенных глинистых грунтах
в сейсмических районах 215
Глава 12. Гидроизоляция подземных конструкций сооружений в слабых водонасыщенных
глинистых грунтах 218
12.1. Способы гидроизоляции подземных конструкций 218
12.2. Проверка качества гидроизоляционных работ и ремонт гидроизоляции 221
Глава 13. Организация работ по устройству котлованов и искусственных оснований в слабых водонасыщенных глинистых грунтах и контроль качества работ 222
13.1. Организация работ 222
13.2. Устройство котлованов в слабых водонасыщенных глинистых грунтах 223
13.3. Контроль качества работ 220
Глава 14. Особенности эксплуатации промышленных и гражданских сооружений, расположенных
на слабых водонасыщенных глинистых грунтах, и методы восстановления
деформированных сооружений 229
14.1. Эксплуатация промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных
глинистых грунтах 229
14.2. Методы восстановления деформированных сооружений 234
Список литературы 240

Методические рекомендации «Методические рекомендации по опробованию и инженерной оценке меловых и мергелистых грунтов»

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭ

Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений. Абелев М.Ю. 1973 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

В книге рассмотрены свойства слабых водонасыщенных грунтов и методы их определения. Приводятся различные методы строительства на слабых водонасыщенных глинистых грунтах. Описаны существующие теории уплотнения слабых водонасыщенных глин, методы ускорения уплотнения грунтов вертикальными песчаными и картонными дренами и рассмотрены методы проектирования оснований сооружений с вертикальными дренами по предельным состояниям. Приведены технологические схемы устройства вертикальных песчаных дрен и песчаных прорезей и примеры применения вертикального дренирования при строительстве различных сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских, проекных и строительных организаций, работающих в области фундаментостроения.

Введение

Глава I. Инженерно-геологические исследования площадок, сложенных слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами
Распространение слабых глинистых грунтов на территории СССР и других стран
Объем инженерно-геологических исследований
Методы отбора образцов грунта с ненарушенной структурой
Сжимаемость грунтов
Прочность грунтов
Проницаемость грунтов
Структурные свойства грунтов

Глава II, Расчет фундаментов сооружений на слабых водонасыщенных глинистых грунтах
О расчете фундаментов по предельным состояниям
Методы расчета конструкций фундаментов и фундаментных плит на слабых водонасыщенных глинистых грунтах
Экспериментальные исследования распределения напряжений в основании жестких штампов и фундаментов

Глава III. Методы строительства сооружений на слабых водонасыщенных глинистых грунтах
Существующие методы строительства на слабых грунтах
Песчаные подушки
Вертикальные песчаные дрены
Картонные дрены
Песчаные сваи
Известковые сваи
Дренирующие прорези

Глава IV. Расчеты консолидации оснований из слабых водонасыщенных глинистых грунтов при устройстве вертикальных дрену дренажных прорезей, песчаных и известковых свай
О применимости теории фильтрационной консолидации к сильносжимаемым водонасыщенным глинистым грунтам
Методы расчета вертикальных дрен
Расчет вертикальных дрен с учетом начального градиента напора и структурной прочности сжатия грунтов (случай свободных деформаций)
Приближенный расчет вертикальных песчаных дрен с учетом структурной прочности сжатия грунтов и начального градиента напора (случай равных деформаций)
Расчет вертикальных песчаных дрен с учетом структурной прочности сжатия грунта и начального градиента напора (случай равных деформаций)
Расчет вертикальных песчаных дрен с учетом перемятой зоны грунта вокруг дрены (случай свободных деформаций)
Расчет вертикальных песчаных дрен с учетом перемятой зоны грунта (случай равных деформаций)
Расчет консолидации грунтов вокруг вертикальной дрены с учетом неравномерности распределения избыточного порового давления в начале процесса консолидации (песчаная свая)
Расчет вертикальных дренажных прорезей для случая свободных деформаций
Приближенный расчет вертикальных дренажных прорезей для случая равных деформаций
Расчет консолидации грунтов основания при применении известковых свай
Расчет основания по деформациям для случая применения вертикальных дрен и дренирующих прорезей
Расчет прочности основания для случая применения вертикальных песчаных дрен и дренажных прорезей

Глава V. Экспериментальные исследования консолидации слабых водонасыщенных глинистых грунтов при искусственных основаниях
Задачи экспериментальных исследований
Экспериментальный лабораторный стенд
Состав выполненных лабораторных исследований. Методика проведения опытов
Экспериментальное исследование совместной работы песчаной подушки и вертикальной песчаной дрены
Экспериментальное исследование работы вертикальных дрен в грунтах со структурной прочностью сжатия
Исследование изменяемости норового давления во времени
Исследование работы известковой сваи
Полевое исследование работы дренирующей прорези на опытном участке

Литература

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *