Меню

Начальное просадочное давление грунта формула

Начальное просадочное давление

Начальное просадочное давление представляет собой минимальное давление от фундамента или собственного веса грунта, при котором начинает проявляться при полном водонасыщении просадка грунта. По своей сущности это давление, нарушающее природную структурную прочность грунта в водонасыщенном состоянии, в результате чего фаза нормального уплотнения переходит в фазу просадки, сопровождающуюся перестройкой структуры грунта и интенсивным уплотнением.

Из определения начального просадочного давления следует, что величина его должна приниматься при значении относительной просадочности, близком к нулю. Однако исследования показали, что за величину начального просадочного давления по результатам компрессионных испытаний целесообразно принимать давление, при котором относительная просадочность равна той же величине, ниже которой грунты считаются непросадочными. Испытания грунтов в лабораторных условиях для определения начального просадочного давления выполняют методами двух кривых, комбинированным или упрощенным.

Величина начального просадочного давления в полевых условиях для случаев, когда напряженное состояние грунта зависит в основном от нагрузки фундаментов, определяется но комбинированному или упрощенному методам. Суть первого метода состоит в том, что на каждом- участке испытания проводят двумя штампами стандартных размеров, установленными на расстоянии 3—4 м один от другого. В первом пункте штамп устанавливают на просадочный грунт естественной влажности, отдельными ступенями загружают до заданного давления на грунт (обычно 0,2—0,3 МПа), после чего грунт в основании штампа замачивают до стабилизации просадки. Во втором пункте грунт предварительно водонасыщается на глубину 0,8—1 м и в дальнейшем штамп нагружают ступенями по 0,025—0,05 МПа до заданной нагрузки с непрерывным замачиванием грунта.

Исследования, выполненные в различных районах России, показали, что на конечной ступени загрузки суммарные осадки и просадки по методам одной и двух кривых практически совпадают. Расхождение между ними обычно не превышает 5—10%.

По упрощенному методу испытание просадочного грунта при естественной влажности и в водонасыщенном состоянии проводят в одном пункте. Вначале штамп нагружают отдельными ступенями по 0,025—0,05 МПа при естественной влажности грунта до давления, близкого к начальному просадочному. Затем при этом давлении лессовый грунт замачивают до полного водонасыщения на глубину не менее 0,8—1 м; после этого продолжается загрузка штампа при непрерывном замачивании до заданной нагрузки.

По результатам испытаний грунтов штампами величина начального просадочного давления определяется по графику зависимости осадки от нагрузки для водонасыщенного состояния и принимается численно равной условному пределу пропорциональности, характеризующему переход фазы нормального уплотнения водонасыщенного грунта в фазу просадки.

Приведенные методики испытаний просадочных лессовых грунтов при минимальном количестве опытов позволяют определить практически все их деформативные характеристики, а именно: модули деформации при естественной влажности и в водонасыщенном состоянии; величину начального давления; возможную величину просадки штампа при любом давлении по его подошве; степень изменчивости сжимаемости основания при его водонасыщении, а также сопоставить просадки штампа на конечной ступени нагрузки, получаемые по методам одной и двух кривых.

Сопоставление величин начального просадочного давления, определенных по рекомендованным выше методикам, показало, что полевые испытания обычно дают на 10—40% большие значения по сравнению с лабораторными.

Выполненные исследования показали, что для различных районов СССР величина начального просадочного давления лессовых грунтов изменяется от 0,02 до 0,3 МПа. Обычно же для лессовых грунтов УССР, РСФСР и др. районов она равняется 0,08—0,12 МПа, а просадка грунта от собственного веса начинается с глубины 5—7 м. В некоторых районах, сложенных лессовидными суглинками повышенной структурной прочности в водонасыщенном состоянии и по своим физико-механическим характеристикам приближающимися к глинам, величина начального давления повышается до 0,15—0,3 МПа, а просадка от собственного веса начинается с глубины 8—15 м.

Наряду с этим для отдельных предгорных районов Средней Азии, Северного Кавказа и др. величина начального просадочного давления лессовых грунтов часто снижается до 0,02— 0,06 МПа, т. е. просадка от собственного веса происходит с глубины 1,0—3,5 м. В этих районах распространены лессы и легкие лессовидные суглинки, по своим физико-механическим характеристикам приближающиеся к супесям, имеющие естественную влажность 0,03—0,08, объемную массу скелета 1,18—1,3 т/м 3 и низкую структурную прочность.

Читайте также:  Почему когда мне холодно поднимается давление

Начальное просадочное давление, как показали результаты выполненных лабораторных и полевых исследований, зависит в основном от степени плотности и влажности грунта. С увеличением объемной массы скелета и степени влажности грунта начальное просадочное давление возрастает, и эта зависимость по данным испытаний просадочных грунтов штампами площадью 0,5 м 2 имеет практически прямолинейный характер.

Начальное, просадочное давление широко используется в практике проектирования и строительства для: назначения расчетного давления на просадочный грунт, при котором просадка его будет отсутствовать; определения величины деформируемой зоны, т. е. зоны, в пределах которой происходит просадка грунта от нагрузки фундаментов; назначения необходимой глубины уплотнения просадочных грунтов или толщины грунтовой подушки, полностью устраняющих просадку от нагрузки фундаментов; определения глубины, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса на площадках со II типом грунтовых условий; расчета возможных величин просадок фундаментов и грунтов от их собственного веса и во многих других случаях.

Источник

Характеристики просадочных свойств.

К числу основных характеристик относится относительная просадочность , начальное просадочное давление , начальная просадочная влажность .

Относительная просадочность определяется по результатам испытаний грунтов в компрессионных приборах с замачиванием образцов.

Она представляет собой относительное сжатие грунта при заданых давлениях и степени повышения влажности и определяется по формуле:

– применяется при природном W, после замачивания

— примняется после замачивания

— применяется при природном W,после обжатия

Грунт считается просадочным при условии 0.01

Относительная просадочность зависит от давления, степени плотности грунта природной влажности и его состава, степени повышения влажности.

Начальное просадочное давление — это давление, при котором относительная просадочность , т.е. при котором грунт считается просадочным.

легко устанавливается из графика зависимости от давления Р (рис.15.9. б), который в свою очередь строится при испытаниях образцов лессового грунта в компрессионных испытаниях с замачиванием при различных нагрузках. Эта характеристика является очень важной при расчете просадок.

За начальную просадочную влажность по аналогии принимается влажность, при которой в условиях заданных давлений относительная просадочность равна 0.01.

При расчете оснований и фундаментов на просадочных грунтах по II предельному состоянию требуется выполнение условия : , при этом давление зависимости от предпологаемого состояния грунтов по влажности, т.к. замачивание приводит к значительному снижению прочностных характеристик, а следовательно, существенному уменьшению их расчетного сопротивления и несущей способности.

Так например, за счет разрушения структурных связей особенно резко (в 6…10 раз) снижается сцепление при относительно небольшом (в 1,05…1,2 раза) уменьшении угла внутреннего трения.

6.2.а. Принципы строительства на просадочных грунтах

В первую очередь при проектировании оснований и фундаментов зданий на просадочных грунтах учитывают возможность их умачивания и возникновения просадочных деформаций.

Надежность и нормальная эксплуотация зданий достигается применением одного из следующих принципов:

Осуществление комплекса мероприятий, включающего подготовку основания, (в водозащитные и конструктивные мероприятия входят: компановка генплана; планировка застраиваемых территорий; устройство под зданиями маловодопроницаемых экранов; качественная засыпка водонепроницаемых котлованов и траншей; устройство вокруг зданий водонепроницаемых отмосток; отвод аварийных вод за прделы зданий и в ливнесточную сеть.)

Конструктивные мероприятия объединяют в группы по составу и способам осуществления традиционных, для строительства, в особых грунтовых условиях.

Для жестких зданий:

эта разрезка зданий осадочными швами на отсеки

устройство железо – бетонных поясов и армированных швов

усиление фундаментно – подвальной части путем применения монолитных или сборно – монолитных фундаментов

Для податливых и гибких зданий:

мероприятия по дополнительному увеличению потдатливости (введение гибких связей;повышение площади операния)

Читайте также:  Очиститель высокого давления aquatak 115 plus

место, обеспечивающие нормальную эксплуотацию зданий при возможных, часто неравномерных просадок. Для этого применяют конструктивные решения, позволяющие в короткие сроки восстановить после неравномерных просадок нормальную эксплуотаию кранов, лифтов, оборудования, путем рихтовки подкрановых путей и направляющих лифтов, поднятия опор домкратом.

6.2.б. Улучшение строительных свойств просадочных грунтов

достигается их уплотнением или закреплением, устройством грунтовых подушек.

Эффективным способом является уплотнение тяжелыми трамбовками. Но следует помнить, что удары тяжелых трамбовок создают колебания в грунтовом массиве и учитывать при уплотнении грунта внутри существующих зданий.

Устройство грунтовых подушек обеспечивает создание в основании фундаментов слоя непросадочного грунта.

Двухслойное уплотнение путем сочетания поверхностного уплотнения тяжелой трамбовкой и устройства по верху уплотненного слоя грунта грунтовой подушки

Могут устраиваться и фундаменты в вытрамбованных котлованах, фундаментов в виде пирамидальных свай и забивных блоков.

Применяются поверхностное уплотнение подводными взрывами.

Уплотнение предварительным замачиванием (на больших территориях вновь застраиваемых площадках)

Широко используют уплотнение оснований пробивкой скважин (грунтовые сваи) и глубинными взрывами

Для закрепления просадочных грунтов применяют матоды однорастворной силикатизации или термообжига.

Прорезка просадочных грунтов обычно осуществляется с помощью свайных фундаментов.

Целесообразно применение забивных и, особенно, конических и пирамидальных свай, а также набивных свай в пробитых или полученных путем уплотнения грунтов взрывами зарядов в скважинах.

Сваи должны полностью прорезать просадочную толщу и опираться на подстилающие грунты повышенной сложности и НС (плотные глинистые грунты, гравий, плотные пески).

Неполная прорезка просадочных грунтов сваями допускается лишь в тех случаях, если расчетные деформации не превышают допустимых величин.

НС свай в просадочных грунтах определяют, как правило, путем статических испытаний, возможно воспользоваться также и данными статического зондирования. В обоих случаях перед началом испытаний грунт замачивают до полного водонасыщения.

Определение типа грунтовых условий по просадочности:

Одним из наиболее важных вопросов инженерно-геологических изысканий на площадках, сложенных просадочными грунтами, является правильное установление типа грунтовых условий по просадочности, который может быть определен:
а) на основе анализа общего инженерно-геологического строения рассматриваемого участка и местного опыта строительства;
б) по данным лабораторных испытаний грунтов на просадочность;
в) замачиванием опытных котлованов.
При определении типа грунтовых условий по просадочности по пункту а) одновременно анализируют:
географическое расположение и климатические условия исследуемой площадки;
форму рельефа, наличие суффозионно-просадочных явлений и просадочных блюдец, которые обычно свидетельствуют о происшедших просадках грунтов от собственного веса и возможности II типа грунтовых условий на соседних участках;
генезис и литологическое строение исследуемой толщи грунтов с учетом того, что для II типа грунтовых условий наиболее характерно залегание супесей и суглинков с числом пластичности до 0,12—0,14 и в меньшей степени — глин и песков;
состав, степень плотности, влажность грунтов и изменение их по глубине, имея при этом в виду, что повышенное содержание быстрорастворимых солей, низкая влажность и степень плотности свидетельствуют о более высокой просадочности и возможности II типа грунтовых условий по просадочности;
наличие давнего или современного орошения, при котором полностью завершаются просадки грунтов от собственного веса;
результаты исследований просадочных свойств грунтов, опытного и производственного замачивания их на соседних площадках с подобными грунтовыми условиями;
данные по условиям эксплуатации, характеру деформаций существующих зданий и сооружений, просадок грунтов от собственного веса, источника замачивания и т. п.
На основе совместного анализа перечисленных выше материалов выявляется возможность проявления просадки грунтов от собственного веса, предполагаемый тип грунтовых условий по просадочности, объем необходимых лабораторных исследований по уточнению типа грунтовых условий и необходимость проведения замачивания опытных котлованов.
При расчетных просадках грунтов от их собственного веса от 5 до 20—25 см фактические просадки в натуре, особенно при просадочных толщах более 15—20 м, часто отсутствуют или не превышают 5 см. В то же время нередки случаи, когда при этом диапазоне изменения расчетных просадок фактические их величины превышают 5 см, что свидетельствует о наличии II типа грунтовых условий по просадочности.

Читайте также:  Автоматический клапана компенсации давления

6.1. Просадочные грунты

6.1.2. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, следует учитывать возможность повышения их влажности за счет:

а) замачивания грунтов — сверху из внешних источников и (или) снизу при подъеме уровня подземных вод;

б) накопления влаги в грунте вследствие инфильтрации поверхностных вод и экранирования поверхности.

6.1.3. Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью esl и начальным просадочным давлением psl. Нормативные значения esl и psl вычисляют как средние значения результатов их определений, а расчетные значения допускается принимать равными нормативным (gg = 1).

6.1.4. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, должны учитываться:

а) просадки от внешней нагрузки ssl,p, происходящие в пределах верхней зоны просадки hsl,p, измеряемой от подошвы фундамента до глубины, где суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта равны начальному просадочному давлению или сумма указанных напряжений минимальна (см. 6.1.15);

б) просадки от собственного веса грунта ssl,g, происходящие в нижней зоне просадки hsl,g, начиная с глубины, где суммарные вертикальные напряжения превышают начальное просадочное давление psl или сумма вертикальных напряжений от собственного веса грунта и внешней нагрузки минимальна, и до нижней границы просадочной толщи;

в) неравномерность просадки грунтов Dssl;

г) горизонтальные перемещения основания usl в пределах криволинейной части просадочной воронки при просадке грунтов от собственного веса;

д) потеря устойчивости откосов и склонов;

е) дополнительные нагрузки вследствие образования в грунтовой толще водных куполов;

ж) дополнительные осадки подстилающего просадочную толщу грунтов, происходящие за счет изменения напряженного состояния грунтового массива (см.6.1.7).

Примечание — Просадку грунтов учитывают при относительной просадочности esl ³ 0,01.

6.1.5. При определении просадок грунтов и их неравномерности следует учитывать:

характер планировки территории (наличие выемок и срезки или насыпей и подсыпок, которые оказывают влияние на напряженное состояние грунтов основания, а также на вид и размер просадок);

возможные виды, размеры и места расположения источников замачивания грунтов; конструктивные особенности сооружения, в частности наличие тоннелей, подвалов под частью сооружения и т.п.;

дополнительные нагрузки на глубокие фундаменты, уплотненные и закрепленные массивы от сил негативного трения, возникающих при просадках грунтов от собственного веса.

Кроме того, необходимо учитывать, что при замачивании сверху больших площадей (ширина замачиваемой площади Bw равна или превышает толщину слоя просадочного грунта — просадочную толщу Hsl) и замачивании снизу за счет подъема уровня подземных вод полностью проявляется просадка от собственного весаssl,g а при замачивании сверху малых площадей (Bw psl (см. рисунок 6.1, в);

толщине нижней зоны просадочной толщи hsl,g при определении просадки грунта от собственного веса ssl,g (см. 6.1.4, 6.1.5), т.е. начиная с глубины zg, где sz =psl, или значение sz минимально, если sz,min > psl, и до нижней границы просадочной толщи.

6.1.16. При отсутствии опытных определений начального просадочного давления суммирование по формуле (6.1) производят до глубины, на которой относительная просадочность esl от давления pi равна 0,01.

6.1.17. Для расчета просадки грунта от нагрузки фундамента просадочную толщу разбивают на отдельные слоиhi в соответствии с литологическим разрезом и горизонтами определения esl,i. При этом толщина слоев должна быть не более 2 м, а изменение суммарного напряжения в пределах каждого слоя не должно превышать 200 кПа.

При расчете просадок по формуле (6.1) учитывают только слои грунта, относительная просадочность которых при фактическом напряжении esl ³ 0,01. Слои, в которых esl

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы

Источник

Adblock
detector