Строительство на лессовых грунтах

Строительство на лессовых грунтах

В строительстве пользуются единым названием (лессовые грунты), подразделяя их по гранулометрическому составу на супеси, суглинки, глины. Изменение влажности лессовых грунтов по сезонам года серьезно сказывается на основных строительных свойствах – сжимаемости , просадочности и сопротивлении сдвигу.Среди лессовых пород по характеру влияния на них увлажнения различают набухающие, непросадочные и просадочные. Набухающие породы встречаются редко . Обычно это плотные и наиболее глинистые разновидности . Непросадочные лессовые породы при замачивании и приложении нагрузок просадочных свойств не проявляют. Такие породы свойственны пониженным частям рельефа и наиболее северным районам распространения лессовых отложений. Непросадочными являются нижние части лессовых толщ и участки, ранее претерпевшие значительное обводнение.

Просадочность — явление, характерное для многих лессовых пород. Просадка связана с воздействием воды на структуру пород с последующим её разрушением и уплотнением под весом самой породы или при суммарном давлении собственного веса и веса объекта. Уплотнение пород приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания водой. Форма опускания зависит от особенностей источника замачивания . Структура лессовых пород по своей прочности неодинакова. В одних случаях она разрушается после водонасыщения и при одновременном приложении к ней нагрузки от объекта. Такие породы относят к 1 типу по просадочности., другие лессовые породы разрушаются уже при водонасыщении только под собственным весом. Это породы 2 типа по просадочности. Для 1-го типа мощность слоя просадочных пород составляет 8-10 м. Просадочные породы до глубины 10-25 м типичны для 2-го типа. Просадочные свойства с глубиной снижаются и переходят в непросадочные. Важное значение в проявлении просадочного процесса имеет структурная прочность лессовых грунтов. При слабых и легкорастворимых структурных связях просадка возникает через несколько часов, что характерно для грунтов 1-го типа. Стуктуры грунтов этого типа более прочнее. Для их разрушения по мимо воздействия воды, необходимо более высокое давление. Это давление назвали начальным просадочным давлением и для пород 1-го типа оно составляет 0.13-0.2 МПа, для 2-го типа 0.08-0.12 МПа. При определении величины просадочной деформации породы не следует забывать об осадке. Под весом сооружения грунт уплотняется, происходит осадка сооружения. Величина осадки в значительной степени зависит от природной влажности грунта-чем больше влажность грунта, тем больше он сжимается и тем больше величина осадки. Просадка появляется уже как дополнительное к осадке уплотнение .

Строительство на лессовых просадочных породах.

В настоящее время применяют целый комплекс методов .Это связано с многообразием свойств лессовых грунтов. Ни один метод нельзя назвать универсальным.Современные способы строительства на лессовых породах позволяют успешно противодействовать возникновению просадочных явлений, особенно в породах 1-го типа.. Все методы разделяют на три группы. *Водозащитные-предусматривают планировку строительных площадок для отвода поверхностных вод, гидроизоляцию поверхности земли, устройство водонепроницаемых полов , покрытий, предохранение зданий от утечек воды из водопроводов. *Конструктивные- рассчитаны на приспособление объектов к возможным неравномерным осадкам, повышение жесткости стен и прочности стыков, армирование зданий поясами, применение свайных, а также уширенных фундаментов, передающих давление на грунт меньше,чем начальное просадочное. Наибольшее число методов связано с устранением просадочных свойств. Их подразделяют на две группы: — улучшение пород с применением механических методов и физико-химические способы улучшения

Механические методы преобразуют породы либо с поверхности, либо в глубине толщ. Поверхностное уплотнение производят трамбовкой или замачиванием под своим весом или весом сооружения. В клубине толщ уплотнение производят с помощью свай, взрывов в скажинах, применяются песчаные и грнтовые подушки, грунто-цементные опоры.

К физико-химическим способам относят:обжиг грунтов через скважины, пропитку цементными и глинистыми растворами, обработку различными солями, укрепление органическими материалами (битум, смолы и др

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; Нарушение авторского права страницы

Схема 50 вариантов возможного выбора глубины заложения фундаментов в лёссовых (просадочных) грунтах

Если фундамент мелкого заложения получает Sпр + S > Su, то увеличивают глубину заложения фундамента.

Фундамент с большей глубиной заложения (меньшей просадочной толщей под подошвой).

Фундамент глубокого заложения (опора подошвы на непросадочный грунт).

Прорезка просадочного грунта сваями (необходимо учитывать отрицательное трение).

Сжимаемую зону под фундаментом искусственно делаем непросадочной.

Другие мероприятия, сюда относиться (согласно СНиП):

дренаж вокруг сооружения (повышенные требования);

прокладка инженерных коммуникаций по схеме труба в трубе (снижение риска замачивания лёссового грунта в случае возможной протечки);

повышенные требования к планировке застраиваемой территории (расположение сооружений с повышенным риском утечки воды – водонапорных башен в пониженных местах) (см. схему);

различные мероприятия, уменьшающие возможность замачивания грунта под фундаментами (уширенная отмостка вокруг здания, повышенный уклон от здания самотечных инженерных трубопроводов и т.д.).

Схема 51 применения различных инженерных мероприятий по снижению возможности развития просадки в лёссовом основании

Просадочностью называется способность лёссового макропористого грунта очень быстро размокать, терять прочность и уплотняться (под нагрузкой).

В качестве примера проявления просадочности, ниже приведена схема образования продольных трещин вдоль оросительного канала, проложенного в лёссовых грунтах. Причина появления подобных трещин – утечки воды из канала и замачивание лёссового основания.

Читайте также:  Как построить подвал в сарае

Схема 52 образования продольных трещин вдоль оросительного канала, проложенного в лёссовых грунтах

Ширина раскрытия трещин составляла 30 – 40 см, а величина просадки 0,3 – 2 м. Явления просадки наблюдались в г. Грозном – у смотровых колодцев в результате переполнения их водой (то же в г. Запорожье и т.д.).

Ниже схематично показаны характерные виды аварийных ситуаций, которые возникли на заводе «Запорожсталь» (30-е годы прошлого столетия), по причине попадания воды в лёссовое основание возведённых сооружений.

Схемы 53 характерных виды аварийных ситуаций, которые возникли на заводе «Запорожсталь» (30-е годы прошлого столетия)

Как и от чего происходит просадка лёссового основания? Для ответа на этот вопрос следует обратить внимание на физические свойства лёсса, который имеет преимущественно такие характеристики:

g = 14…16 кН/м 3 (объёмный вес);

W = 6 – 15 % (вода в виде пленочной влаги);

П = 45 – 55% (пористость).

Большое наличие макропор в виде трубчатых канальцев диаметром 0,1…4 мм (преимущественно вертикальное положение) (см. схему).

Вследствие наличия крупных пор эти грунты иногда называют макропористыми.

Просадочные лёссовые грунты обладают следующими свойствами: они состоят в основном из пылеватых частиц, имеют большую пористость (около 50 %) и малую влажность. В грунте содержится значительное количество карбонатов. При замачивании они быстро размокают и теряют первоначальную структуру.

Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью, начальным просадочным давлением и начальной просадочной влажностью.

Относительная просадочность — это относительная деформация грунта при его замачивании под нагрузкой. Она устанавливается при испытаниях грунтов при разных напряжениях, вызванных нагрузкой от фундамента и от собственного веса грунта.

В зависимости от условий проявления просадочности лёссовых грунтов различают два типа грунтовых условий:

• I тип грунтовых условий, при которых просадка происходит в основном от действия внешней нагрузки,

а просадка от собственного веса либо не происходит, либо ее значение не превышает 5 см;

• II тип грунтовых условий, при которых просадка происходит от внешней нагрузки и собственного веса при значении просадки более 5 см.

Для определения ожидаемой просадки необходимо иметь следующие исходные материалы:

• напластование грунтов, относительная просадочность каждого слоя при любом интересующем давлении, положение уровня грунтовых вод;

• размеры фундамента, глубина его заложения, давление по подошве.

Затем обычными методами определяются напряжения от собственного веса грунта и от дополнительной нагрузки, передаваемой фундаментом.

При определении просадки от собственного веса промежуточные значениях определяют интерполяцией (Интерполя́ция,— способ нахождения промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений).

Проектирование фундаментов на просадочных грунтах осуществляется в следующей последовательности: а) оцениваются инженерно-геологические условия, свойства грунтов, определяется тип грунтовых условий по просадочности: б) рассматриваются варианты устранения просадочных свойств грунтов, прорезки всей толщи грунтов глубокими фундамента ми, комплекс водозащитных и конструктивных мероприятий; в) выбирается глубина заложения фундамента; г) определяются размеры фундамента на естественном основании; д) определяется возможная просадка основания; е) уточняются тип основания, глубина заложения, тип фундамента, размеры фундамента; е) в случае необходимости рассчитывается искусственное основание; ж) производится конструктивный расчет фундамента.

При I типе просадка возможна только от веса сооружения при попадании воды непосредственно под фундаменты. Для исключения возможности такой просадки устраняют просадочность грунта в пределах деформируемой зоны. При II типе требуется осуществить дополнительные водозащитные или конструктивные мероприятия и устранить просадочные свойства грунта на всю глубину просадочной толщи. При выборе глубины заложения фундаментов учитывают, что верхняя часть лёссовых грунтов часто разрыхлена землероями. Эту зону прорезают и закладывают фундаменты на отметке, где число ходов землероев — не больше двух на 1 м2 дна котлована.

При проектировании учитывают, что прорезка всего просадочного слоя снижает просадку до нуля.

При проектировании фундаментов в грунтовых условиях II типа по просадочности применяют полный комплекс мероприятий по устранению просадочности, в том числе водозащитные и конструктивные мероприятия. Применяют следующие способы и мероприятия:

устройство свайных фундаментов с прорезкой толщи просадочных грунтов;

закрепление всей толщи просадочных грунтов различными методами;

уплотнение грунтов грунтовыми сваями;

устройство фундаментов из набивных свай с уширенной пятой, заведенных в нижележащий слой непросадочного грунта;

уплотнение грунтов с помощью предварительного замачивания и подводных взрывов при последующем уплотнении трамбованием верхнего слоя грунта;

водозащитные мероприятия для уменьшения вероятности замачивания оснований. При возведении легких зданий и сооружений можно полностью исключить возможность проникновения в основания фундаментов дождевых, хозяйственных и подземных вод путем планировки территории, устройства дерновых и асфальтовых покрытий. Для отвода дождевых вод в дождевую канализацию устраивают кюветы, канавы, лотки. Особое внимание следует обратить на удаление воды от фундаментов. Для этого обратную засыпку фундаментов тщательно трамбуют и устраивают водонепроницаемую отмостку, с которой вода отводится с помощью лотков в кюветы и канализацию;

конструктивные мероприятия должны назначаться для исключения влияния неравномерных деформаций на здание: повышение прочности и пространственной жесткости или увеличение податливости зданий в стыках и швах.

Читайте также:  Папка для свидетельства о браке фото

В условиях природной влажности лессовые грунты являются являются надежным основанием, однако возможность их просадки обуславливает необходимость борьбы с этим процессом.

Основные мероприятия по защите сооружений можно разделить на 4 группы:

1. Борьба с поверхностными водами путем планировок, устройства отмосток, ликвидации утечек из канализации и т.д.

2. Борьба с подземными водами устройством различных систем дренажей.

3. Устранение просадочных свойств грунтов путем трамбования, вибрации, замачивания (предварительно или после аварии), силикатизация, обжиг, пропитка цементным раствором и т.д.

4. Конструктивное усиление зданий, чтобы приспособить их к неравномерным просадкам.

Набуханием называется процесс увеличения глинистых грунтов в объеме при замачивании. Обратным процессом является усадка грунта – уменьшение объема при уменьшении влажности (особенность глинистых минералов).

Оба этих процесса приводят к деформациям различных сооружений.

При замачивании набухающих грунтов возникает давление, которое воздействует на фундамент и ведет к деформациям сооружений.

Усадка грунтов происходит по сооружениями с горячим технологическим режимом: печей, дымовых труб и т.д.

Основные характеристики этих процессов:

1. Давление набухания – давление, которое возникает при замачивании образца без возможности бокового расширения

2. Относительное набухание

Строительство на набухающих грунтах

Для предотвращения вредного воздействия набухающих грунтов применяются:

1. Устранение набухающих свойств грунтов путем замачивания. Долго, дорого, снижает свойства.

2. Применение компенсирующих песчаных подушек.

3. Замена слоя набухающих грунтов ненабухающим грунтом.

4. Прорезка набухающих грунтов сваями

Оседания поверхности земли, вызванные откачками воды, нефти и газа, а также подземными горными выработками.

При откачках воды, нефти и газа падение давления в пластах вызывает оседание поверхности земли. Величина оседания может достигать 10 м, а площадь достигает 1000 км 2 (США)

Этот процесс приводит к смещению поверхности земли ниже уровня моря, заболачиванию, подтоплению, деформациям зданий и сооружений, землетрясениям.

Для борьбы с этими процессами ограничивают объем откачиваемой воды, осуществляют обратную закачку морских вод. Кроме того, применяют искусственный подъем поверхности земли намывом или подсыпкой.

Деформации поверхности над подрабатываемыми территориями

При подземном строительстве и разработке полезных ископаемых над горными выработками могут возникать оседания земной поверхности, провалы поверхности земли.

Величина прогиба измеряется метрами, ширина – километрами.

При строительстве над подработанными территориями, в том числе при строительстве метро, следует учитывать возможность подобных явлений.

ПРОЦЕССЫ, СВЯЗАННЫЕ С ДВИЖЕНИЕМ ГРУНТОВ НА СКЛОНАХ

1. Обвалы и осыпи

Ананьев, стр. 175-182

Маслов, стр. 180-196

Обвалами называются обрушения крупных масс грунтов с крутых склонов, которые сопровождаются опрокидыванием массива и его дроблением.

Факторы, влияющие на образование обвалов:

1. Высота и крутизна склона

2. Трещиноватость грунтов (результат выветривания)

3. Сейсмические толчки.

Со строительной точки зрения обвалы представляют опасность для населенных пунктов в горных районах, для различных сооружений – на дорогах, в котлованах и т.д.

Иногда они запруживают горные реки, с образованием озер и иногда затоплением населенных пунктов. Озеро Рица.

Меры борьбы с обвалами заключаются в цементации трещин, закреплении отдельных частей массива, устройство подпорных стенок. Надзор за состоянием горных склонов, уполаживание откосов, устройство противообвальных сооружений, подпорные стенки, сооружаемые вдоль дорог.

Осыпи – это скопления рыхлого материала, в основном щебня, который образуется у подножия склона в процессе осыпания грунта при выветривании. При нарушении их устойчивости они приходят в движение, засыпают дороги, строительные котлованы и в целом осложняют нормальную эксплуатацию сооружений. Движение осыпи происходит без участия воды, но во время ливней, а также осыпи начаться могут в результате землетрясения.

Борьба с ними зависит от защищаемого объекта, а также от размеров осыпи. Расчистка крупных осыпей приводит к постоянному ее пополнению сверху, поэтому не всегда целесообразна. Чаще всего закрепляют временными или постоянными подпорными стенками. Иногда крупную осыпь выгоднее обойти туннелем.

Оползнями называется смещение грунтов по склону под действием силы тяжести и при участии поверхностных и подземных вод.

Они широко распространены на склонах долин рек, берегов морей. Кроме того, они часто возникают в откосах котлованов, траншей, других искусственных выемок.

Оползни имеют громадное значение для строительства, т.к. часто являются причиной разрушения зданий, сооружений, железных и автомобильных дорог и т.д.

При изучении оползней различают следующие элементы оползневого склона:

1. Поверхность скольжения, по которой происходит отрыв и скольжение оползня.

2. Подошва оползня – линия пересечения поверхности смещения со склоном (базис оползня).

3. Бровка срыва – участок, где произошел отрыв оползня.

4. Оползневое тело – весь массив оползня.

5. Оползневые террасы – которые образуются при ступенчатом движении оползня.

Признаки оползней

1. Оползневые трещины в оползневом массиве.

2. Оползневой цирк – выемка на склоне, которая образуется в результате отрыва (амфитеатр).

3. Плоскость срыва.

4. Оползневые уступы

5. Заболоченность, из-за того, что при оползании нарушаются водоносные горизонты и образуются новые участки разгрузки подземных вод.

Читайте также:  Таймер розеточный электронный sq1506 0002 инструкция

7. Взбугренность тела оползня.

8. Нарушение условий залегания грунтов.

9. Деформации сооружений.

Факторы, влияющие на образование оползней

1. Высота и крутизна склона – чем выше и круче склон, тем более вероятно образование оползня.

2. Геологическое строение склона, особенно наклон слоев в сторону базиса.

3. Состав и свойства грунтов. Обычно оползни связаны с глинами. Кроме того, чем меньше прочность грунтов, тем более вероятен оползень.

4. Гидрогеологические условия, влияние которых сказывается в уменьшении прочности грунтов, и создание гидродинамического давления на склон.

5. Эрозионная деятельность рек.

6. Инженерная деятельность человека

Причины образования оползней

бывают естественные и искусственные, которые можно разделить на 3 группы, определяющих характер и размеры мероприятий по борьбе с оползнями

а) колебание базиса эрозии, например, падение уровня воды в реке

б) размыв берегов рекой или волнами моря

в) подрезка склона искусственными выемками.

2-я группа приводит к изменению строения и физ.-мех. свойств слагающих склон грунтов

а) выветривание грунтов склона

б) увлажнение грунтов

в) частичное или полное разрушение отдельных блоков пород.

г) выщелачивание солей

д) вынос частиц суффозией

3-я группа причин — вызывающие дополнительное давление на склон

а) искусственное нагружение склона при строительстве

б) динамические нагрузки на склон

в) сейсмические удары при землетрясениях

В целом образование оползней происходит из-за комплекса причин.

Расчет устойчивости склонов

Для определения возможности образования оползней на склонах, в бортах котлованов и т.д. выполняют расчет устойчивости склонов

Меры борьбы с оползнями

Сложный комплекс мероприятий по борьбе с оползнями подразделяется на пассивные и активные меры.

Пассивные меры – это предупредительные меры. К ним относятся:

1. Запрещение подрезки склонов

2. Запрещение подсыпок и строительства в оползневой зоне

3. Запрещение производства взрывных работ

4. Ограничение скорости движения поездов вблизи оползневой зоны

5. Запрещение сброса на склон поверхностных вод

6. Запрещение уничтожения растительности на склоне.

Активные меры заключаются в инженерных способах борьбы. Они подразделяются на четыре группы.

1. Борьба с процессами, вызывающими оползание, т.е. с разрушающей работой морских волн и речной эрозией, замачиванием склонов поверхностными и подземными водами.

Для этого применяют берегоукрепительные работы, перехват поверхностных вод и подземных вод дренажными системами. Для повышения устойчивости склонов осуществляют их планировку.

2. Вторая группа активных мер направлена на удержание оползающих оползневых масс.

К ним относятся сваи, которые прорезают оползневое тело и входят в устойчивую часть склона. Чтобы не нарушить устойчивость склона при забивке, сваи погружают через пробуренные скважины. Сваи располагают в шахматном порядке.

3. Третья группа методов направлена на увеличение прочности грунтов на склоне. К ним относятся замораживание, силикатизация, цементация, др. методы. Эти методы применяются сравнительно редко.

4. Четвертая группа методов – это съем оползневых масс до устойчивых грунтов, иногда это наиболее эффективно. Метод довольно дорогой и трудоемкий. Применяется обычно для небольших оползней.

1. Тектонические движения земной коры.

2. Тектонические нарушения

Ананьев, стр. 21-38

Маслов, стр. 39-65, 217-235

Эндогенные геологические процессы, обусловленные силами внутренней динамики Земли, изучаются в разделе геологии, который называется тектоникой.

Тектонические (колебательные) движения земной коры

Поверхность земли находится в постоянном движении. Одни участки суши испытывают подъем, другие – опускание. Например, подъем суши в районе Баку составил за последние столетия 16 м, а в районе Севастополя древнегреческий город Херсонес опустился ниже уровня моря. Значительная часть Голландии также находится ниже уровня моря.

Большие области погружения находятся на территории Западной Сибири и Прикаспийской низменности.

Помимо региональных, т.е. площадных движений, существенную роль имеют локальные движения на отдельных небольших тектонических структурах. Например, на территории Прикаспийской низменности существенную роль играют соляные купола, которых здесь около 2000.

Соляные купола – это особые структуры, образованные выдавленной с больших глубин каменной солью. Толщина слоя соли на куполах может достигать 10 км. На таких куполах, как Эльтон, Баскунчак, Челкар и др. соль достигла поверхности земли. Скорость роста куполов может достигать более 1 см в год, а соседние участки земли одновременно испытывают погружение. Поэтому при строительстве в районе соляных структур нельзя размещать сооружения на участках, где движения имеют различный знак.

Тектонические (складчатые) нарушения

Осадочные горные породы при их образовании залегают горизонтально, а в результате тектонических движений эти условия залегания нарушаются, образуются тектонические нарушения.

Они подразделяются на складчатые нарушения и разрывные нарушения.

Складчатые нарушения имеют следующие основные формы: моноклиналь, синклиналь, антиклиналь, флексура.

Моноклиналь – это наиболее простая структура, при которой слои имеют наклон в одну сторону.

Антиклиналь – волнообразная складка, обращенная вершиной вверх.

Синклиналь – волнообразная складка, обращенная вершиной вниз.

Флексура – коленоподобная складка.

Дата добавления: 2015-06-28 ; Просмотров: 2337 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ссылка на основную публикацию
Строим зимний курятник своими руками
Построить зимний курятник своими руками сможет каждый птицевод, если с самого начала продумает всё до мелочей. Сначала нужно составить проект,...
Столб из клееного бруса
Компания Гринсайд на собственном заводе в Санкт-Петербурге производит деревянные клееные столбы и балки различных сечений. Клееные столбы могут использоваться в...
Столбы для веранды из дерева
Компания «Конструктор Лестниц» изготавливает и продает готовые элементы, а также под заказ (ступени, перила, балясины, тетивы и столбы-колонны) для деревянных...
Строитель на есенина каталог
Курьерская доставка по Москве и ближнему Подмосковью (за МКАД): Товар доставляется в согласованный с клиентом день и временной интервал (интервал...
Adblock detector