Грунтовые условия.

Грунтовые условия и конструкция фундамента

Очевидно, что на конструкцию фундамента оказывают влияние инженерно-геологические и гидрогеологические условия, выбранная глубина заложения фундамента, наличие смежных строений.

Рассмотрим, как и в какой степени проявляются эти влияния.

Инженерно-геологические и гидрогеологические условия

Они характеризуются типом грунта, расположением пластов и уровнем грунтовых вод. Пласты грунта могут располагаться по трем основным схемам.

Грунт сложен одним или несколькими слоями надежных грунтов, которые способны нести большую нагрузку (Рисунок 37, а). Эту схему можно считать наиболее распространенной. Глубина заложения фундамента принимается минимальной, рассчитанной из условия промерзания грунта и конструктивных особенностей сооружения.

– На скалистых и круннообломочных грунтах фундамент можно не заглублять: достаточно выровнять поверхность, удалить фрагменты плодородного слоя и выветренные слабые фракции грунта.

– На гравелистых и крупнозернистых песках глубина заложения фундамента может быть около 0,3 м.

– На песке средней крупности глубина заложения фундамента – около 0,3…0,5 м.

– На пылеватых и мелких песках, на супеси, суглинке и глине глубина заложения фундамента зависит от влажности грунта и глубины его промерзания.

Рисунок 37. Схемы расположения пластов грунта:
А – схема 1; Б – схема 2; В – схема 3;
1 – надежный грунт; 2 – слабый грунт

При уровне грунтовых вод ниже 2 м глубины промерзания глубина заложения фундамента – не менее 0,5 м.

При уровне грунтовых вод ниже глубины промерзания не более чем на 2 м глубина заложения фундамента – не менее 0,7 м.

При уровне грунтовых вод меньше глубины промерзания глубина заложения фундамента – не менее глубины промерзания.

Сверху расположен грунт со слабой несущей способностью, а снизу – грунт с высокой несущей способностью (Рисунок 37, б). Глубина заложения фундамента и его конструкция зависят от мощности и толщины слоя слабых грунтов, а также – от веса конструкции здания и схемы выбранного фундамента:
– с опорой на надежный грунт (Рисунок 38, а);
– с опорой на слабый грунт при снижении действующего на него давления (Рисунок 38, б, в);
– свайный фундамент (Рисунок 38, г);
– замена слабого грунта на песчаную (гравийную) подушку (Рисунок 38, д);
– закрепление слабого грунта (Рисунок 38, е).

Рисунок 38. Варианты устройства фундаментов при расположении пластов грунта по схеме 2:
1 – сильный грунт; 2 – слабый грунт

Слабонесущий грунт располагается между прочными грунтами (Рисунок 37, в). Предлагается следующие конструкции фундамента:
– с опорой на верхний прочный слой при развитой подошве фундамента (Рисунок 39, а);
– свайный фундамент (Рисунок 39, б);
– с опорой на щебеночную подсыпку (Рисунок 39, в);
– замена слабого грунта на песчаную подушку (Рисунок 39, г);
– закрепление слабого грунта (Рисунок 39, д).

Рисунок 39. Варианты устройства фундаментов при расположении пластов грунта по схеме 3:
1 – сильный грунт; 2 – слабый грунт

Один из вариантов создания фундамента, где под торфяным грунтом (толщина слоя – до 1,2 м) находится слабонесущий слой плывуна большой толщины. Если забивка свай до несущего грунта невозможна, то фундамент с увеличенной площадью подошвы опирают на сам плывун (Рисунок 40). Вес строения желательно ограничить. Здесь учитывают свойство плывуна снижать свою подвижность в замкнутом ограниченном объеме.

Рисунок 40. Устройство фундамента на торфе с плывуном:
А – установка опалубки; Б – создание опоры; В – опора с лентой-ростверком;
1 – торф; 2 – плывун; 3 – опалубка; 4 – бетон; 5 – арматура; 6 – асбоцементная труба; 7 – лента-ростверк; 8 – опора

Заглубленный фундамент создается с применением погружной несъемной щитовой опалубки, исключающей заполнение скважины плывуном. Вариант создания опоры на плывуне предусматривает использование асбоцементной или щитовой трубы, образующей вертикальную часть опоры.

После создания опоры выполняется обратная засыпка существующим грунтом.

Особенности возводимого и смежного сооружений

Определенную роль в выборе фундамента оказывает наличие около будущего здания ранее возведенного смежного сооружения. Главное в этом – не дать грунту-основанию под существующим домом просесть. Это обеспечивается следующими способами:
– Подошвы фундаментов обеих строений располагают на одном уровне и на некотором расстоянии друг от друга (Рисунок 41, б).
– Подошва нового фундамента располагается ниже подошвы существующего строения (Рисунок 41, в). Уклон линии, соединяющей подошвы смежных фундаментов, не должен быть больше 1 : 2 или не должен превышать 30°.
– При близком расположении фундаментов грунт закрепляют внедрением в него разделительных шпунтов (Рисунок 41, г).
– Подошву нового фундамента располагают выше, чем у существующего сооружения (Рисунок 41, а).

Рисунок 41. Схемы устройства фундаментов смежных строений:
А – подошва выше чем у смежного строения; Б – подошва обоих фундаментов на одном уровне; В – подошва ниже чем у смежного строения; Г – подошва – вблизи и на одном уровне со смежным строением;
1 – существующий фундамент; 2 – новый фундамент; 3 – разделительный шпунт

Если не учитывать фундамент существующего строения, то близко расположенный котлован для фундамента нового строения может стать причиной разрушения (Рисунок 42).

Рисунок 42. Котлован вблизи дома – причина разрушения фундамента

Из городской жизни.

Строительство домов около существующих строений – достаточно распространенное явление в жизни крупных мегаполисов. Высокая себестоимость жилья в обжитых районах – веская причина такого внедрения крупных застройщиков. В отдельных случаях в стенах некоторых домов, наиболее близких к строительной площадке, возникают трещины закритических размеров, отваливается штукатурка, разрушаются магистрали водоснабжения, отопления и канализации. Ослабление несущей способности грунта и вибрации от строительных машин и механизмов приводят существующие строения в аварийное состояние.

Если предполагается возводить сооружение около уникального строения, то этот факт может сказаться не только на выборе фундамента и глубины его заложения, но и, возможно, поставит под вопрос реальность выполнения строительства в такой близости от архитектурного шедевра.

– При устройстве ленточного фундамента на склоне высоту уступов делают около 0,5…0,6 м, а длину уступов – не менее 1…1,2 м (Рисунок 43). Ступени подошвы фундамента можно выполнить и более крупными. Если же они будут слишком “мелкими”, то грунт может сгладить их, и строение соскользнет вниз.

Рисунок 43. Ступенчатая подошва под ленточным фундаментом на склоне

– Если предполагается соединить фундамент и стены основного и смежного с ним строений, то это можно выполнить только после возведения стен, и лучше – после весны, после того, как в грунте пройдет состояние наименьшей несущей способности (Рисунок 44).

Рисунок 44. Соединение смежных строений по этапам:
А – выпуск арматуры из основного строения; Б – создание фундамента смежного строения;
В – возведение стен смежного строения; Г – бетонирование соединения строений;
1 – фундамент основного строения; 2 – арматура; 3 – фундамент смежного строения; 4 – стены смежного строения; 5 – бетон

Способ производства работ при рытье котлована и возведении фундамента

Если технологией возведения фундамента предусмотрено рытье котлована, то фундамент желательно закладывать выше уровня грунтовых вод. Это позволит сохранить структуру грунта под основание и избежать лишних хлопот, связанных с организацией водоотвода. Этим можно существенно сократить сроки строительства. Если же по проекту дно котлована находится ниже уровня грунтовых вод, то без устройства дренажа здесь не обойтись.

Иные факторы, влияющие на глубину закладки фундамента

– При строительстве на пучинистых грунтах в домах с постоянным проживанием грунт под домом зимой прогревается, и расчетную глубину промерзания в зоне жилого дома можно уменьшить на 15…20%.

– С уменьшением габаритов дома (в плане) глубина заложения фундамента может быть уменьшена, т.к. при малых габаритах дома (меньше 6×6 м) неравномерность деформаций грунта по периметру снижается.

– Для домов со стенами малой жесткости (бревенчатый, брусовой, щитовой…), допускающими определенный уровень деформаций, глубина заложения фундамента может быть уменьшена.

Фундамент по технологии ТИСЭ

При создании столбчатого или столбчато-ленточного фундамента с использованием фундаментного бура ТИСЭ-Ф многие застройщики “на всякий случай” бурят глубже, неоправданно усложняя себе работу. На этот счет хотелось бы поделиться следующими соображениями.

Дело в том, что грунт-основание, испытывающее высокое давление непосредственно под опорой, сильно уплотняется весом дома; частички грунта смещаются, максимально сближаются и ориентируются в том положении, при котором грунт приобретает наибольшую плотность. Л, как известно, степень пучинистости грунта тем меньше, чем меньше пор в грунте. Именно поэтому слой грунта толщиной 0,3…0,5 м непосредственно под опорой можно рассматривать как слабопучинистый грунт, как продолжение самой опоры (Рисунок 45 и Рисунок 25, б).

Рисунок 45. Естественное уплотнение грунта под фундаментной опорой

Такой подход к назначению глубины заложения фундамента полезен при расчетной глубине промерзания 1,8…2,2 м или при наличии иных ограничений, не позволяющих бурить скважину ниже глубины промерзания.

Мелкозаглубленный ленточный фундаменту у которого площадь подошвы относительно большая, не создает высокую степень уплотнения грунта под собой и на подобное уменьшение глубины заложения претендовать не может (Рисунок 25, а).

Определившись с тем, как влияют грунтовые условия на выбор конструкции фундамента, следует более подробно остановиться на особенностях устройства фундаментов разной глубины заложения. Оценка преимуществ и недостатков, свойственных той или иной разновидности фундамента, поможет застройщику принять правильное решение в этом сложном и ответственном вопросе.

Отличие расчета просадки 1 и 2 типа грунтов

Уважаемые господа проектировщики! Помогите разобраться с расчетами деформации грунта, точнее с расчетом просадки основания.
Имеем на руках геологию: первый ИГЭ – супесь макропористиая, просадочная, высота слоя 8,3м тип грунтовых условий по просадочности – первый.
второй ИГЭ – супесь комковатая непросадочная.
Имеем здание каркасное железобетонное, следовательно осадка+просадка д.б. не более 8см.
Просадку устраняем только в верхеней зоне, заменяем местным суглинком с послойным уплотнением, высота подушки 2м + глубина заложения фундаментов 3,38м.
Замачивание не принимается во внимание как вариант, так как застройка в стесненных условиях, сваи в нашем регионе не применяют, нет
специалистов и оборудования.
Это не главное, помогите разобраться с трактовкой СНиП основания зданий и сооружений.
п. 3.4. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, должны учитываться:

а) просадки от внешней нагрузки ssl,p , происходящие в пределах верхней зоны просадки 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;
б) просадки от собственного веса грунта ssl ,g , происходящие в нижней зоне просадки, 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;
и вотрое: п.3.6 Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса, подразделяются на два типа:
I тип – грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;
II тип – грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и размер ее превышает 5 см.

т.е. если у нас 1 тип просадки, то я делаю расчет просадки только от внешней нагрузки, т.е. п.3.4. а) (просадки от собственного веса не происходит)
если у нас 2 тип просдаки, то я делаю расчет просадки еще + п.3.4 б) и вместе складываю.
Я правильно рассуждаю? Это очень важно для меня!!
Объясню почему. Начальное просадочное давление мало, всего 10 т/м2, и у нас сумма от напряжений превосходит начальное просадочное давление (приложение 2 рисунок 4в)
И расчет грунтов первого типа и второго не различаются. Если вы подтвердите мои рассуждения, я смогу для первого типа отбросить дополнительный расчет по п.3.4б)
и осадка + просадка составят у меня 8,09см, если нет, то просадка составляет 17,96см!!

22.03.2009, 16:33

первый тип просадочности подразумевает просадку от собственного веса до 5 см и допускается ее не учитывать, но я учитывал ее все равно!

это все по Пособию к “Осн. и фунд” пункт не помню, пишу по памяти

22.03.2009, 17:451 |#3

Основания и фундаменты, геотехнологии

и нужно бы добавить, а относительная разность осадок и просадок не более 0,002 для этого случая, так как именно это требование для просадочных грунтов является, как правило, определяющим.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ

Кубанский государственный технологический университет

Кафедра «Строительные конструкции и

РАСЧЕТ ПРОСАДОЧНОГО ОСНОВАНИЯ

Методические указания по курсовому и дипломному

проектированию по курсу «Основания и

фундаменты» для студентов всех форм обучения

специальностей: 290300 – «Промышленное и

гражданское строительство», 290400 – «Гидротехническое

строительство», 290500 – «Городское строительство

и хозяйство» направления 653500 «Строительство»

Краснодар

Составители: канд. техн. наук П.А.Ляшенко,

канд. техн.наук Б.Ф.Турукалов

Расчет просадочного основания. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400 – «Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство» направления 653500 «Строительство»/ Сост.: П.А.Ляшенко, Б.Ф.Турукалов; Кубан. гос. технол. ун-т. Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения». – Краснодар: Изд-во КубГТУ 2003. – 14с.

Предназначены для учебного проектирования просадочного основания фундамента, составлены в соответствии со СНиП 2.02.01-83; содержат необходимые нормы и правила, исходные данные для просадочных грунтов и пример расчета деформации основания.

Печатаются по решению Редакционно-издательского совета Кубанского государственного технологического университета.

заведующий кафедрой «Оснований и фундаментов» Кубанского госагроуниверситета д-р геол.-мин.наук, проф. К.Ш. Шадунц;

доцент кафедры «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения», канд. техн. наук С.И.Дизенко

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

I. Основания, сложенные просадочными грунтами, должны проектироваться с учетом их особенности, заключающейся в том, что при повышении влажности выше определенного (для каждого грунта своего) уровня они дают дополнительные деформации просадки от внешней нагрузки и (или) от собственного веса.

Расчетным состоянием просадочных грунтов по влажности при возможности их замачивания является полное водонасыщение (S_r>0,8).

Просадочные грунты характеризуются:

– относительной просадочностью ξ_sl (табл. I);

– начальным просадочным давлением P_sl , т.е. значением
давления на образец в компрессионном приборе, при котором
ξ_sl=0,01;

– расчетным сопротивлением R_o (табл. 2).

2. Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными
грунтами, подразделяются на два типа:

I тип – просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см,

II тип – возможна просадка от собственного веса грунтов и размер ее превышает 5 см.

3. При проектировании просадочного основания фундамента
должны учитываться:

а) просадка от внешней нагрузки S_sl,p в пределах сжимае-
мой толщи под фундаментом;

б) просадка от собственного веса грунта S_sl,,q в просадоч-
ной толще с глубины, где вертикальные напряжения от собствен­
ного веса превышают P_sl или сумма напряжений от собственного
веса и внешней нагрузки минимальна, до нижней границы проса-
дочной толщи.

Таблица 2 Расчетные сопротивления замоченных просадочных грунтов

(CНиП 2.02.0I-83*)

Примечание: Для промежуточных значений плотности скелета грунта использовать линейную интерполяцию

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ

4. Для расчета просадки грунта просадочная толща разби­-
вается на отдельные слои hi , в соответствии с литологи-
ческим разрезом (взятым для учебного проектирования, основания
в структурно-устойчивых грунтах). При этом толщина каждого
слоя должна быть не более 2 м. При расчете просадки основания
учитываются только те слои грунта, относительная просадоч –
ность которых при фактическом напряжении ξ_sl ≥0.01 .

Построить графики зависимости относительной просадочно­сти от давления по данным табл. I для заданного номера вари­анта и следующих за ним строкам табл. I по числу дренирующих слоев грунта (т.е. для суглинков и супесей). Для каждого гра­фика определить значение начального просадочного давления P_sl,i , при котором ξ_sl =0,01.

5. Рассчитать просадку грунтов от собственного веса при
замачивании всей просадочной толщи по формуле:

где ξ_sl – относительная просадочность i-го слоя, прини­маемая студентом по табл. I: для первого от по­верхности слоя грунта – по заданному номеру ва­рианта, для последующих слоев грунтов – по сле­дующим за заданным номером варианта строкам табл. I. Для промежуточных значений давления σzg значения ξ_sl определяются интерполяцией между столбцами табл. I;

hi – толщина i -го расчетного слоя, принимаемая не более 2 м;

ksl,i– коэффициент, принимаемый равным I.

Давление грунта от собственного веса, т.е. природное дав­ление σzg , необходимо рассчитывать по плотности грунта в водонасыщенном состоянии, т.е. при Sp = 1,0, но без учета взвешивающего действия воды (в случае поднятия уровня грунто­вых вод). Эпюру природного давления и таблицу значений просад­ки можно совместить на одном рисунке (рис. I).

6. Определить тип грунтовых условий по просадочности по п. 2 и сделать вывод о возможности применения фундамента на естественном основании.

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.

Наиболее достоверным путем определения типа грунтовых условий по просадочности является замачивание опытных котлованов, которое выполняют, как правило, на вновь осваиваемых площадках массовой застройки при необходимости уточнения:
типа грунтовых условий по результатам лабораторных исследований грунтов в случаях, когда грунтовые условия относятся ко II типу, но достаточно близки к I типу, т. е. при величине расчетной просадки от собственного веса грунта от 5 до 20—25 см;
величины просадки грунтов от их собственного веса;
величины просадочной толщи грунтов;
глубины, с которой происходит просадка грунтов от его собственного веса;
величины начального просадочного давления грунта при просадке его от собственного веса.

Опытное замачивание грунтов производят в котлованах с размерами сторон, равными величине просадочной толщи, но не менее 15 м и глубиной 0,4—1 м, отрываемых за счет снятия растительного и насыпного слоев.

Опытные котлованы располагают, как правило, на незастраиваемой территории в пунктах с наибольшими расчетными просадками грунтов и величиной просадочной толщи.

Замачивают грунт на опытном котловане с поверхности дна котлована или для ускорения замачивания через дренирующие скважины. Для предотвращения возможности заиливания дна котлована при замачивании его дно покрывают дренирующим слоем из песка, мелкого гравия и т. п. толщиной 6—10 см.

Для наблюдений за просадкой грунтов на дне котлована и за его пределами на расстоянии до (1,5—2) H устанавливают поверхностные, а в центре котлована глубинные марки. Поверхностные марки устанавливают по двум — четырем поперечникам через 2—4 м одна от другой, а глубинные марки через 2—3 м по глубине в пределах всей величины просадочной толщи. Кроме этого, замер на поверхности горизонтальных перемещений осуществляется по поверхностным маркам мерной лентой, для чего в створе по 1—2 поперечникам устанавливают за пределами зоны развития просадок опорные знаки.

Замачивают грунты в опытном котловане до полного промачивания всей толщи просадочных грунтов и условной стабилизации просадки, за которую принимается прирост ее не более 1 см за 10 дней.

В процессе замачивания замеряют количество залитой воды в грунт и через 5—7 дней производят нивелировку поверхностных марок относительно системы временных реперов, расположенных за пределами зоны развития просадок.

По результатам замачивания грунта в опытном котловане строят графики: суточного и общего расхода воды по времени; просадки глубинных и наиболее характерных поверхностных марок во времени; изменения просадки и относительной просадочности отдельных слоев грунта по глубине, а также линии равных просадок поверхности грунта в замоченном котловане и за его пределами; поперечных профилей просадки поверхности грунта.

Необходимость замачивания опытных котлованов больших размеров в плане приводит к значительному увеличению объемов работ, потребного количества воды, сроков их выполнения, трудоемкости и стоимости. При чаще всего применяемых размерах котлованов 20X20 м замачивание обычно выполняют в течение 1,5—3 месяцев, при этом расходуется около 3—4 тыс. м 3 воды, подача которой часто затруднена из-за отсутствия близко расположенного источника замачивания. Существенно упростить работы и сократить расход воды и времени можно при значительном уменьшении размеров опытных котлованов. Однако при этом необходимо учитывать взаимодействие увлажненного и неувлажненного массивов грунта и, в связи с этим, зависимости просадки грунта от его собственного веса от ширины замачиваемой площади.

Для исключения влияния окружающего неувлажненного массива на просадку грунта ранее применяли обуривание замачиваемых котлованов часто расположенными по периметру глубокими скважинами. В начале 70-х годов этот метод был использован КазГИИЗом при замачивании опытных котлованов размером в плане 2X2 м. Более детальные исследования по влиянию отрезки путем проходки часто расположенных скважин на просадки грунтов, выполненные НИИОСП, позволили разработать метод ускоренного замачивания опытных котлованов небольшой площади.

Сущность метода ускоренного замачивания опытных котлованов небольшой площади состоит в частичном, не менее чем на 60% уменьшении контакта между замачиваемым котлованом и окружающим грунтом путем бурения часто расположенных скважин по периметру котлована.

Площадь опытных котлованов при ускоренном их замачивании в зависимости от величины начального просадочного давления принимается равной 3—10 м 2 , а глубина 0,3—0,8 м.

Рис. 29. План опытного котлована (а) и профиль просадки поверхности грунта (б): 1 — контурные скважины, засыпанные супесью; 2 — дренажные скважины, засыпанные песком; 3 — куст глубинных марок; 4 — поверхностные марки.

В котлованах для ускоренного замачивания устраивают (рис. 29): контурные скважины, расположенные по периметру котлована и предназначенные для частичной отрезки замачиваемого котлована от окружающего его грунта природной влажности, и дренажные скважины, расположенные в средней части котлована и предназначенные для равномерного увлажнения просадочного грунта под котлованом.

Глубина контурных и дренажных скважин, как правило, равна величине просадочной толщи, их диаметр при площади котлована F≥ 3—4 м 2 . рекомендуется принимать равным 150 мм, а при большей — 200 мм. Расстояния между контурными скважинами по периметру котлована должны быть в свету не более 0,8 их диаметра, а между дренажными скважинами 0,8—1 м. Контурные и дренажные скважины на всю их глубину засыпают дренирующим материалом, имеющим низкое значение угла внутреннего трения и сцепления (например, мелким хорошо окатанным песком, керамзитом и т. п). При отсутствии хорошо окатанного песка засыпку контурных скважин через одну по периметру производят местным песком, а оставшиеся скважины засыпают местным размельченным супесчаным грунтом или суглинком с числом пластичности I≤ 0,10.

Для наблюдения за просадкой грунтов в пределах котлована равномерно по всей площади устанавливают 4—8 поверхностных марок, а за пределами — по 1—2 поперечникам через 1—2 м на расстоянии до 6—10 м от края котлована. Глубинные марки устанавливают в центре котлована через 3—4 м по глубине и, как правило, струнные, при которых обеспечивается минимальное нарушение структуры грунта внутри котлована.

Обработка результатов ускоренного замачивания опытных котлованов небольшой площади выполняется так же, как и обычных котлованов с размером сторон не менее величины просадочной толщи.

Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник , страница 53

Расчет по вертикальным деформациям (осадкам) производится как для фундаментов мелкого заложения.

Допустимая величина вертикального и горизонтального перемещения стены устанавливается в задании на проектирование из условия нормальной эксплуатации самой стены. Величина горизонтального перемещения определяется расчетом стены как балки, взаимодействующей с грунтом.

8. ФУНДАМЕНТЫ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

8.1. Проектирование фундаментов на просадочных грунтах

8.1.1. Общие сведения о просадочных грунтах

Главная отличительная особенность просадочных грунтов заключается в их способности в напряженном состоянии от собственного веса или внешней нагрузки от фундамента давать при замачивании дополнительные осадки, называемые просадками.

К просадочным грунтам относятся лессовидные супеси и суглинки, иногда оструктуренные мелкие и пылеватые пески, а так же насыпные грунты. Все они объедены в один тип грунтов и называются лессовидными грунтами.

Просадочные грунты на территории России занимают около 15%. Особенно широко они распространены в Забайкалье, Северном Кавказе и Западной Сибири. Мощность просадочных толщь грунтов доходит до 25…30 м.

Основными внешними признаками лессов является макропористость структуры содержание большого количества пылеватых частиц и их агрегатность. Под макропористостью грунтов следует понимать наличие в них видимых на глаз пор, размеры которых значительно превышают размеры минеральных зерен.

Существует несколько гипотез происхождения лессовидных грунтов. Наиболее распространенная – эоловая гипотеза Обручева и почвенная гипотеза Берга.

Свойства просадочных грунтов обусловлены их естественной недоуплотненностью и недоувлажненностью. Степень влажности (s_r) природных лессовых грунтов обычно меньше 0.8. Поскольку недоуплотненность и недоувлажненность в разных грунтах выражены неодинаково, различной будет и степень проявления просадочных свойств грунта. Величина просадки зависит как от степени просадочности грунтов, так и от мощности всей просадочной толщи и степени ее увлажнения.

Грунтовые условия строительных площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов подразделяются на два типа. При проектировании фундаментов на просадочных грунтах должен быть установлен тип грунтов по просадочности.

Первый тип по просадочности – такие просадочные грунты, когда просадка s_sl грунта происходит в основном в пределах деформируемой зоны основания от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса грунта практически отсутствует или не превышает 5 см.

Второй тип просадочности – когда просадка происходит преимущественно в нижней части просадочной толщи. При наличии внешней нагрузки просадка происходит помимо этого и в верхней части просадочной толщи.

Тип грунтовых условий по просадочности определяется на основе лабдраторных исследований или в полевых условиях путем замачивания грунтов в опытных котлованах.

Количественными показателями, характеризующими просадочные свойства грунтов являются:

– относительная просадочность e_sl – относительное сжатие грунтов при заданном давлении после их замачивания;

– начальное просадочное давление p_sl – минимальное давление, при котором проявляются просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении;

– начальная просадочная влажность w_sl – минимальная влажность, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

Относительная просадочность грунта e_sl определяется из лабораторных компрессионных испытаний методом одной или методом двух кривых [24]. Грунты относятся к просадочным при относительной просадочности e_sl ≥0.01. За начальное просадочное давление принимается давление, при котором e_sl = 0.01.

8.1.2. Основные положения проектирования оснований и фундаментов на просадочных грунтах

При проектировании фундаментов на просадочных грунтах должны быть установлены: тип грунтовых условий по просадочности; относительная просадочность; начальное просадочное давление; начальная просадочная влажность; модули деформаций в естественной влажности и при водонасыщении; параметры прочности (угол внутреннего трения и удельное сцепление) при естественной влажности и при водонасыщении.

Деформация оснований фундаментов мелкого заложения определяется суммированием осадок и просадок исходя из условия:

s – осадки основания определяются без учета просадочных свойств грунтов исходя из деформационных характеристик грунтов природной влажности (см. раздел 3);

s_sl – величина деформации основания, вызванная просадкой грунта;

s_u – предельно допустимая величина деформации основания.

Величина предельно допустимой осадки s_u составляет обычно несколько сантиметров 5…10 см. Величина же просадок в просадочных грунтах при их значительной мощности от внешней нагрузки и собственного веса достигает до одного метра и более. Просадки возникают тогда, когда основания под зданием или сооружением замачиваются за счет аварийного замачивания в период их эксплуатации. В последнее время проблема строительства на просадочных грунтах сильно осложнилась. Дело в том, что с интенсивной застройкой территорий, особенно в крупных городах начал повсеместно наблюдаться подъем уровня грунтовых вод и просадочные грунты, бывшие ранее пониженной влажности, оказываются частично или полностью замоченными.

При расчете необходимо проверять, чтобы давление под подошвой фундаментов не превышало расчетного сопротивления грунтов (3.6), (3.38). Если предполагается уплотнение или закрепление грунтов, расчетное сопротивление R определяется с использованием характеристик φ₁₁ и с₁₁, полученных при испытании уплотненных или закрепленных грунтов.

Величину просадки основания от внешней нагрузки и собственного веса грунта определяют по величине относительной просадочности [22]. Для этой цели строят эпюры суммарных напряжений под подошвой фундамента от собственного веса грунта szg и от давления фундамента pz, а также график изменения начального просадочного давления psl,z по глубине просадочной толщи (рис. 8.1). Просадочная толща разбивается на отдельные слои h_i не более 2 м.

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 266
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 602
• БГУ 153
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 962
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 119
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1967
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 300
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 409
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 497
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 130
• ИжГТУ 143
• КемГППК 171
• КемГУ 507
• КГМТУ 269
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2909
• КрасГАУ 370
• КрасГМУ 630
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 139
• КубГУ 107
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 367
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 330
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 636
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 454
• НИУ МЭИ 641
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 212
• НУК им. Макарова 542
• НВ 777
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1992
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 301
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 119
• РАНХиГС 186
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 243
• РГГМУ 118
• РГПУ им. Герцена 124
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 122
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 130
• СПбГАСУ 318
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 147
• СПбГПУ 1598
• СПбГТИ (ТУ) 292
• СПбГТУРП 235
• СПбГУ 582
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 193
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 380
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1655
• СибГТУ 946
• СГУПС 1513
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2423
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 324
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 306

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Почвенно-грунтовые условия произрастания лесокультур

Насаждения на лесной территории, которые создаются посевом и посадкой деревьев и кустарников с учетом лесорастительных районов, условий произрастания (плодородность и компоненты почвы, ее тип и количество питательных элементов) и видов лесов, называются лесными культурами, а территория, на которой они произрастают называется лесокультурной.

Разведением лесов называется выращивание лесных культур на территориях, на которых раньше не росли естественные леса. А восстановление лесов называется выращивание лесных культур на территориях, на которых ранее уже росли леса. Причем восстановление лесов должно непрерывно и качественно восполнять древесные запасы, но при этом еще и сохранять, и повышать все полезные характеристики леса, которые благоприятны окружающей среде. Одним из главных показателей продуктивности и устойчивости лесных культур является их густота. От нее зависит интенсивность прореживания деревьев, очищение стволов от сучков, объем кроны, качество получаемой древесины.

Лесорастительные районы – это лесистые части страны, которые разделяют по условиям климата и почвы (например, районы лесозаготовок и защитных насаждений).

Характеристики почвы

Почвенно-грунтовые условия влияют на рост и сохранение молодых лесных культур.

Гранулометрические компоненты почвы (важный физический параметр почвы, он определяется содержанием в ней механических элементов, которые объединяются в группы) влияют на состояние и продуктивность лесных насаждений.

Механические компоненты грунта влияют на образование почвы и ее эксплуатацию, а еще влияют на физические, водные, воздушные, тепловые характеристики, окислительно-восстановительный процесс, способность впитывания различных веществ, накопление гумуса, элементов золы и азота.

Характеристики почв (грунта) таковы:

1. Почвенный воздушный режим обеспечивает растительные корни кислородом. Эта почвенная характеристика напрямую зависит от механических компонентов грунта (чем больше сами почвенные частицы, тем больше проницаемость для воздуха). Воздух хорошо проникает в песочный грунт, а в глинистую почву он почти не проходит.
2. Водный режим почвы характеризует объемом влаги в грунте, которая доступна растениям. Такую влагу разделяют на доступную для растений капиллярную влагу и недоступную для них физически и химически связанную влагу. Не всегда достаточный либо даже избыточный объем влаги в грунте доступен для растений. Тогда имеет место физиологическая сухость грунта (например, грунт в тундре богат влагой, но имеет низкую температуру, у них достаточно большая кислотность, слабое насыщение воздухом и есть токсические вещества).
3. Кислотность почвы развивается, когда увлажнение грунта чрезмерное. К примеру, грунт ельника более кислый, чем грунт широколиственного леса.
4. Количество питательных веществ влияет на плодородие грунта и на питание растений.
5. Наличие солей в почве характерно и для засушливых территорий страны, и для берегов морей и океанов.

Песчаный грунт, например, имеет хорошую проницаемость для воды и воздуха, быстро прогревается, но для него характерна малая влагоемкость, малое количество гумуса (главный компонент почвы органического происхождения, в котором содержатся питательные вещества для растений) и питательных компонентов, также мала способность к поглощению. Из-за чего растения, посаженные на песчаной почве, особенно если есть сухие условия произрастания, не очень продуктивны и не отличаются особым разнообразием.

Обрабатывание грунта перед высаживанием лесных культур

Чтобы выращивать лесные культуры, грунт следует обработать. Иначе культуры могут не прижиться либо плохо расти. Обрабатывание грунта для высаживания лесных культур производится механическим, химическим либо термическим методом. Механическое обрабатывание грунта в настоящее время стало самым популярным, его производят особой техникой и орудиями. Грунт степей и лесостепей почти на сто процентов обрабатывают механическим способом, а лесной грунт – на семьдесят пять процентов.

Грунт обрабатывают для улучшения его физических качеств, водного и теплового режима, питания лесных культур влагой и минералами, активирования жизнедеятельности грунтовых микроскопических организмов, а еще для предотвращения негативного воздействия на лесные культуры различных видов травы.

Обычно перед механическим обрабатыванием почвы следует создать условия для обрабатывания грунта и последующего аграрного ухода. С этой целью расчищают лесокультурные территории от остатков древесины после вырубки, небольших пеньков, валежника, камней, ненужной растительности, удаление корней. Бывают случаи, когда нужно выполнить планировку, засыпать ямы, осушить либо обводнить территорию, предварительно использовать территорию для сельскохозяйственных нужд.

Перед тем, как высаживать лесные культуры, грунт нужно обрабатывать строго зонально по определенным условиям, а именно: условиями произрастания лесных насаждений, состоянием и происхождением лесных территорий, биологическими и экологическими характеристиками высаживаемых пород деревьев. Обрабатывание грунта должно гарантировать выращивание качественных лесных культур с малыми затратами человеческой работы и денег.

Ученые установили, что в степях и лесостепях на территориях для выращивания лесных культур почвенные свойства очень похожи (либо даже одинаковы) на почвенные характеристики сельскохозяйственного грунта. Из-за этого методы обрабатывания грунта для создания лесных питомников и для выращивания лесных культур применяют такие же, как и для сельскохозяйственных культур.

В хвойных, смешанных и лиственных лесах выпадает больше осадков, чем испаряется влаги, а тепла мало. В данном случае водный режим грунта является промывным и недостаточно минералов для питания растений. На лесном грунте накапливается много органических веществ (лесная подстилка). На многих территориях произрастания лесных культур грунт имеет избыток увлажнения либо избыток увлажнения в определенные периоды. Вот почему на этих территориях почва подзолистая и дерново-подзолистая.

Главными типами лесокультурных территорий стали вырубки (новые – от одного года до трех лет, а старые – от трех лет и больше). На таких территориях много пней, поверхность почвы нарушена, характерно большое количество микроскопических повышений бессточных микроскопических впадин. Поэтом обычные методы обработки почвы при восстановлении лесов непригодны. А некоторые виды обрабатывания грунта механическим методом (рыхление и перемешивание на слишком влажном подзолистом или дерново-подзолистом грунте) ведут к ухудшению физических характеристик грунта и вредят культурам леса.

Вырубание лесных деревьев в степях и лесостепях ведет к пересыханию и перегреванию верхней части грунта в летний период. А в тайге многие вырубки превращаются в болота либо имеют избыток увлажнения. Поэтому здесь для обрабатывания грунта нужно делать микроскопические повышения, которые следует окружить бороздами для отвода избыточной влаги.

При достаточном уровне увлажнения (леса, на которых растут только деревья с листьями, и северная лесостепь) обрабатывать почву следует вровень с ее поверхностью, возможно понадобятся и микроскопические понижения (борозды, сделанные плугом, для посева либо высаживания лесных культур).

На территориях со скудным уровнем увлажнения (южная лесостепь, степь, полупустыня либо пустыня) грунт для высаживания лесных культур нужно обрабатывать так, чтобы накапливалась и сохранялась влага.

Каждой территории, на которой растут леса, и каждому виду условий произрастания лесных культур на такой территории должна соответствовать собственная аграрная техника и собственное обрабатывание грунта.

Из всего выше сказанного можно сделать следующий вывод: характеристики самого грунта сильно влияют на произрастание лесокультур, (на их рост, развитие, сохранение и распространение на всей планете). Различные виды растений по-разному участвуют в формировании почвенного слоя. Части отмерших растений и перегной, например, формируют гумус. А сама структура почвы образуется при помощи корней растений. Лесные культуры лучше высаживать на участках, которые заранее были подготовлены обработкой почв.