Особенности проектирования свайных фундаментов на набухающихся грунтах

Виды и природа деформации грунтов

Прогноз деформации грунтов и осадок сооружений. Виды деформации грунтов, физческие причины их обуславливающие

Прогноз деформации и осадок сооружений играет огромную роль в проектировании и строительстве сооружений и позволяет определить условия эксплуатации и возведения сооружений.

Деформации происходят от внешней нагрузки, от условий ее изменения, от изменения интенсивности влияния природных факторов и ряда техногенных факторов.

Под действием нагрузки, приложенной к основанию через фундамент, в грунте основания возникает НДС.

Проявляющееся в развитии деформация приводящих к осадке фундамента и поверхности грунта вокруг него.

Поскольку грунт многофазная система и состоит из:

· Твёрдых частиц (минеральная часть)

· Жидкости (воды)

· Газы (воздух и другие газы)

то деформации грунта будут развиваться в зависимости от деформации составляющих.

Виды деформации грунта и физические причины их вызывающие, систематизированы по предложению Н.Н.Цитовича.

Виды деформации	Физические причины деформации
Упругие
Искажение формы	Действие молекулярных сил упругости, развивающихся при структурах решетки тверд. частиц и цементирующего коллоидного вещества.
Изменение обьемов	Действие молекулярных сил или упругости замкнутых пузырьков воздуха, тонких плёнок воды и твёрдых частиц.
Остаточные
Уплотнение	Разрушение скелета грунта и отдельных его частиц в точках контактов, взаимный сдвиг частиц, выдавливание поровой воды, обуславливающее уменьшение пористости грунтов (компрессия грунта)
Пластические	Развитие местных сдвигов в областях предельного НС.
Просадки	Резкое нарушение природной структуры грунта, при изменении условия его существования.
Набухание	Проявление расклинивающего эффекта в результате действия электро-молекулярных сил и выдавливание из поровой воды распаренного газа, при понижении воды.

Набухающиеся считаются грунты с коэффициентом набухания ε_sw^o≥0.04.

Оценка его выполняется по показателю

n = (e₁ – e) / (1 + e)

e₁ – значение коэффициента пористости глинистого грунта в остоянии текучести.

е – коэффициент пористости в состоянии природной влажности.

n>0,8 - набухающие.

0,04≤ε_sw^o≤0,08 – слабонабухающие;

0,08≤ε_sw^o≤0,12 – сильнонабухающие.

При уменьшении влажности набухание грунтов возникает деформация усадки имеющие объёмный характер.

E_sw = (h_sat – h_n) / h_n – коэффициент набухания

H_sat – высота образца испытуемого грунта после набухания.

h_n – высота используемого образца до замачивания. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах допускается предусматривать:

· Как полную прорезку массива набухающих грунтов

(с опирание нижних концов на ненабухающие)

· Так и частичную прорезку

(с опирание нижних концов свай в толще набухающих грунтов)

Расчёт в указанных грунтах следует производить по предельным состояниям имеющих место для других видов грунтов.

При расчёте свайных фундаментов в набухающих основаниях должен производится дополнительный расчет по поднимаю свай в набухающих грунтах.

При расчёте свайных фундаментов по несущей способности значения расчётных сапротивлением под нижним концом R_o и на боковой поверхности f_i свай или сваи-оболочки должны приниматься на основании статических испытаний свай с замачиванием на строительной площадке или прилегающих к строительно площедке территории.

При отсутствии данных о испытаниях значения R и fi для свай и свай оболочек допускается принимать по теблицам, как для ненабухающих грунтов с введением дополнительного коэффициента условий работы грунта, γ=0,5, учитывающего независимо от других коэффициентов.

Предельные значения подьема сооружения, а так же значения подъема набухания грунта и подъема слоя грунта в уровне расположения нижних концов свай определяется в соответственности с требованиями ДБН.

При прорезке сваями набухающих слоев грунта и заглубиение их в ненабух. грунты подъем фундамента будет практически исключен когда, суммарная составляющая от равнодействующих расчётных сил подьема и несущей способности участка свай, расположенного в ненабухающем грунте, при действии выдерживающих нагрузок будет иметь положительное значение.

Подъем свай ∅ >1 м не прорезающих набухающий слои грунта должен определяться, как для фундамента на естественном основании со всеми соответствующими требованиями.

При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах между поверхностью грунта и нижней полностью ростверка должен быть предусмотрен зазор размером равным или более максимального подъема грунта при его набухании.

При толщине слоя набухающего грунта >12 м допускается устраивать ростверк операющейся непосредственно на грунт, при соблюдении расчётного условия, когда баланс равнодействующих сил подъема и несущей способности свай, расположенных в ненабухающем грунте, выполняется.

Дата добавления: 2014-11-29