Меню

Начальное просадочное давление на грунт

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.

Читайте также:  Пониженное систолическое давление при беременности

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.

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

О начальном давлении просадочных грунтов Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Калачук Т.Г., Юрьев А.Г., Карякин В.Ф., Выскребенцев В.С.

В статье изложены результаты полевых исследований по изучению характера деформаций просадочных грунтов в основании фундаментов. Приведена методика определения начальной просадочной влажности в лабораторных условиях, полученные величины начальной просадочной влажности исследуемого грунта .

Читайте также:  Боль в руках в ногах и повышение давления

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Калачук Т.Г., Юрьев А.Г., Карякин В.Ф., Выскребенцев В.С.

Текст научной работы на тему «О начальном давлении просадочных грунтов»

Калачук Т. Г., канд. техн. наук, доц., Юрьев А. Г., д-р техн. наук, проф., Карякин В. Ф., канд. техн. наук, проф.

Выскребенцев В. С., аспирант Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

О НАЧАЛЬНОМ ДАВЛЕНИИ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ gkadast@mail.ru

В статье изложены результаты полевых исследований по изучению характера деформаций просадочных грунтов в основании фундаментов. Приведена методика определения начальной проса-дочной влажности в лабораторных условиях, полученные величины начальной просадочной влажности исследуемого грунта.

Ключевые слова: грунты, начальное просадочное давление, полевые исследования, лессовые грунты, напряжения._

На юге России и Украины широкое распространение имеют слабопросадочные (Брбк = 15 см) и среднепросадочные (15 50 см) — Н = 14-39 м, п = 40-51%, 5„„ = 0,01-0,065.

Начальное давление просадочности Рпр для слабопросадочных толщ лессовых грунтов составляет 0,085-^0,125 МПа, для среднепросадоч-ных — 0,06-^0,08 МПа, для сильнопросадочных -0,035-^0,05 МПа, но чаще Рпр находится в пределах от 0,07 до 0,012 МПа. Следует особо подчеркнуть, что приведенные числовые значения по просадке имеют место при инфильтрации. При подъеме подземных вод абсолютная просадка лессовых грунтов часто оказывается меньше. Это объясняется тем, что при подъеме подземных вод происходит повышение влажности грунта до полного водонасыщения, препятствующего проявлению просадочных свойств грунтов. Также не образуется расклинивающее упругое ядро, которое имеет место при инфильтрации.

Полевые исследования позволили изучить характер деформации просадочных грунтов в основании фундаментов. Выявлено, что в общем случае просадочные грунты основания подразделяются на 3 характерные зоны.

Зона I — деформируемая (активная), в которой просадка проявляется при совместном действии нагрузки фундамента и собственного веса грунта; распространяется от подошвы фундамента до глубины, где вертикальное напряжение от нагрузки, передаваемой сооружением и весом грунта равно величине начального просадочного давления (Рсум = Рпр). При суммарном давлении на грунт с меньшей величиной начального про-садочного давления и при недостаточном увлажнении, когда влажность оказывается меньше начальной (Жп) влажности, просадки фундаментов не проявляются.

При определении величины начальной про-садочной влажности в лабораторных условиях за критерий принималась относительная проса-дочность 5Р„ = 0,01.

Читайте также:  Каталог топливных насосов высокого давления

Методика определения начальной проса-дочной влажности в лабораторных условиях основывалась на компрессионных испытаниях грунта по методу двух кривых (из монолита вырезали 4-5 образцов). Один образец испытывали при природной нагрузке с нагружением отдельными ступенями до максимального давления. Остальные образцы испытывались в компрессионном приборе после предварительного повышения их влажности от исходной величины до полного водонасыщения на более или менее равные интервалы. Предварительно влажность образцов грунта повышалась путем заливки в них расчетного количества воды. По полученным результатам компрессионных испытаний строились графики зависимости относительного сжатия от нагрузки при различных значениях влажности. На эти же графики нанесены вспо-

могательные кривые (пунктирные линии), параллельные кривым относительного сжатия при влажности 5Р„ = 0,01. По точкам пересечения этих кривых с кривыми относительного сжатия лессового грунта при различной влажности определялось давление на грунт, при котором величина начальной просадочной влажности равнялась влажности исследуемого грунта. Полученные величины начальной просадочной влажности и соответствующего им давления на грунт, использованы для построения графика зависимости относительной просадочности при этих давлениях от степени повышения влажности и величины начальной просадочной влажности от давления.

На рис. 2 приводится график зависимости начальной просадочной влажности от давления при различной пористости грунтов.

Необходимо знать вид структуры лессового грунта. Величины давления, соответствующие меньшему значению изменений 8, когда структурные связи преодолены, названы структурной прочностью сжатия — Рстр. Деформируемая зона ограничивается глубиной, где Рг + Р„2 = Рстр, либо глубиной лабораторной, когда Р- = Рспю. Р, МПа

0,12 0,16 0,2 0,24 0,28

Рис. 2 График зависимости начальной просадочной влажности от давления для грунтов с пористостью п: 1 — 40-44%; 2 — 44-46%; 3 — 48-50% В пределах активной зоны лессовые грунты деформируются не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлениях. На данное явление указывает ряд авторов [1,2,5,6], С.С. Са-ватеевым установлено, что при замачивании под штампами имеет место параболическая или даже колоколообразная эпюра контактных напряжений. По мере затухания деформаций и упрочнения грунта, эпюры контактных напряжений постепенно возвращаются к первоначальному виду. Такие изменения напряжения над штампами (фундаментами) скажутся в первую очередь на проявлении боковых деформаций. Данное обстоятельство подтверждается и нашими опытами. Глубина деформируемой зоны зависит от размеров фундаментов, глубины их залегания, передаваемого давления на грунт и величины его начального просадочного давления. Размеры деформируемой зоны в горизонтальном направлении зависят от тех же величин. Зависи-

размер подошвы фунда-

мента, от удельного давления для вертикального направления представлена на рис. 3, а для гори-

Источник

Adblock
detector