Файл: Ушкалов, В. П. Строительство в условиях пучинистых и слабых грунтов Севера.pdf

Необходимо защищать грунты от промораживания при от­ копке котлована и подготовительных работах до начала про-* греванпя. Если при выполнении плитного фундамента нет воз­ можности устроить тепляк пли использовать электропрогрев, применяют защиту грунтов котлована по меде его откопки теп­ лоизолирующим материалом. Таким материалом может служить слой сухого песка, шлака, гидрофобного порошка; этот слой служит также подушкой под фундамент. Толщина его устанав­ ливается теплотехническим расчетом. Чтобы не допускать про­ мораживания дна открытого котлована, следует предваритель­ но изготовить опалубку и связать арматуру и затем без за­ держки установить их краном па дно котлована.

В случае сборных фундаментов котлован обычно остается открытым в течение срока, необходимого для зачистки его дна, устройства подсыпки, укладки блоков — в общей сложности не менее суток. В таких случаях достаточной теплоизоляцией для защиты от промерзания грунта в течение ночи при температу­ ре до — 20° может служить слой сухой песчаной подготовки толщиной 10 см.

Защит а г ру нт ов ос нования от п р о м е р з а н и я

и п у ч е н и я п о с л е в о з в е д е н и я ф у н д а м о п т а и в и е- р н о д э к с п л у а т а ц и и з д а и и я. При незаконченном строи­ тельстве, переходящем на зимний период, необходимо защищать грунты от промерзания. Засыпку пазух котлована следует про­ изводить немедленно талым грунтом с тщательным послойным трамбованием; грунт около фундаментов укрывать теплоизоля­ ционными засыпками; поддерживать положительную темпера­ туру в первых этажах или подвалах.

Для защиты грунтов от пучения в период эксплуатации ре­ комендуются следующие конструктивные и мелиоративные ме­ роприятия:

1) обмазка фундаментов смолами, лаками и другими ма­ териалами для уменьшения сил смерзания груптов с фун­ даментами;

2)засыпка пазух котлована иепучшшетыми грунтами;

3)добавление в нучннистые грунты засыпки пазух котло­

23

8) регулирование поверхностного водоотвода для предохра­ нения грунтов от увлажнения путей вертикал).ной планировки строительной площадки [8; 24].

СТРОИТЕЛЬСТВО В У С Л О В И Я Х С ЛА Б Ы Х ГРУН ТО В

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Первостепенное значение в определении слабых грунтов имеют сжимаемость и возможные осадки. Принятыми ранее методами расчета — по допускаемым напряжениям и но раз­ рушающим нагрузкам — не учитывались деформации, возни­ кающие в основаниях под нагрузкой. При слабых грунтах ре­ комендовалось назначать малое давление на грунт иод подош­ вой фундамента (допускаемое давление). В проектной практике укоренилось мнение, что для уменьшения осадки до­ статочно снизить напряжения, передаваемые на грунт, т. е. уширить подошву фундаментов. Однако эго трудно осущест­ вить при слабых грунтах, потому что уширение подошвы при­ водит в итоге к сплошной фундаментной плите. Но и в этом случае не устраняется возможность осадок [1, 2].

Таким образом, при возведении сооружений на сла­ бых грунтах необходимо считаться с осадками и притом нерав­ номерными. Максимальная осадка может быть в 2—2,5 раза больше средней, т. е. 5маис = 2,5 5ср. Зная строительные свойства сжимаемых грунтов оснований, можно принять меры по улуч­ шению грунтов оснований и приспособлению конструкций зда­ ний и сооружений к строительству и эксплуатации в условиях слабых сплытосжимаемых грунтов.

Величина ожидаемых деформаций оснований может быть найдена из деформатпвных характеристик грунтов, определе­ ние которых требует сложных, связанных со значительными затратами врементг, лабораторных и полевых испытаний. Ин­ женерно-геологическими изысканиями деформативные харак­ теристики из-за сложности их определения обычно не выявля­ ются или выявляются в крайне ограниченном количестве. Оп­ ределение их в достаточном объеме возможно по методике, базирующейся на зависимости деформатпвных коэффициентов от основных физических характеристик грунтов. На основании статистического обобщения многочисленных определений деформативных коэффициентов и физических характеристик грунтов нами установлена их взаимозависимость, выведены фор­ мулы и составлены таблицы для получения расчетных значе­ ний этих коэффициентов с фактически допустимой степенью приближения косвенным путем без производства сложпых ис­ пытаний.

24

ОСНОВНЫЕ ДЕФОРМАТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

Основными деформативными характеристиками грунтов яв­

сканиях опытным путем в компрессионном приборе или в но­ левых условиях с помощью штампа. По средней величине этой

Характеристика сжимаемости может быть также определе­ на по коэффициенту пористости е. В этом случае различают грунты [1]:

малосжимаемые (е < 0 ,5 ),

среднесжпмаемые (0,5 ^ е <70,7),

сильносжпмаемые (е > 0 ,7 ).

По СНиП П-Б 1—02 (табл. 2) песчаные грунты различа­ ются (табл. 8). Соответственно для перечисленных категорий сжимаемости плотность грунта уск составляет 1,8; 1,6 и

1,3 г/см3.

В результате статистической обработки многочисленных данных компрессионных и полевых испытаний грунтов под нагрузкой нами разработан косвенный способ определения рас­

сложения грунта или при помощи зондирования.

25

где р — безразмерный коэффициент, корректирующий упро­ щенную схему расчета, принимаемый равным 0,8; Ef — мо­ дуль деформации г-го слоя грунта, определяемый опытным пу­ тем, кГ/см2.

где гп и b — параметры уравнений экспериментальных кривых сжимаемости грунтов под нагрузкой 1—4 кГ/см2, принимаемые по табл. 9; eoi — расчетное значение коэффициента пористости, принимаемое равным

для связных

(35)

Здесь емин — минимальный коэффициент пористости несвязно­ го грунта, соответствующий состоянию его .максимальной плот­ ности; еК|) — коэффициент пористости связанного грунта, соот­ ветствующий влажности на границе раскатывания Wv\

значения гср равны: для суглинка 0,44; супеси 0,34; песка 0,32; гравийного грунта 0,26. Расчетные формулы сведены в табл. 9.

Т а б л и ц а 9

Грунт Расчетные формулы

грунт

26

Т а б л и ц а tO

Нормативные и расчетные значения параметра линейности с (кГ/см2). угла внутреннего трепня (р (град) и модуля де­ формации Е (кГ/см2) (независимо от происхождения и воз­ раста)

П р и м е ч а н и я : 1. Характеристики песчаных грунтов по табл. 10 относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатаниости, содержащим не более 20% нолевого шпата и не бо­ лее 5% в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.),

циентов пористости (&), а для глинистых грунтов и при значениях

степени влажности (G), влажности на границе раскатывания р) или консистенции (В), выходящих за пределы, предусмотренные

запас надежности допускается принимать по соответствующим нижним пределам Е, ср и В. Однако более экономичные решения оснований н фундаментов получаются при определении характери­ стик грунтов с, ср и Е по данным инженерно-геологических ис­ следований.

П р и м е р ы : 1. Определить коэффициент сжимаемости во­ донасыщенного монолита суглинка. Исходные данные: е = 0,85;

е„,р = 0,53; г,= 0,38; у — = 86; е0 = 0,73.

ср

Согласно формуле (36), получим

а,= (0,006-0,73 + 0,007) ^ =0,011 см2/кГ.

2. Определить коэффициент сжимаемости водонасытценного

монолита песка. Данные: е = 0,44; бмв„ = 0,31; £(= 0,30;

ср

= 0,94; ео = 0,41.

27

Т а б л и ц а

Нормативные п расчетные значения удельного сцепления с (кГ/см2) и угла внутреннего трения ф (град) * глинистых грунтов четвертичных] отложений при консистенции 0<-6:57 1

* См. примечание к табл. 10.

* С.м. примечание к табл. 10.