Вопрос 34

Последовательность способа определения несущей способности свай по грунту

Определение несущей способности сваи (Fd1) целесообразно выполнять в следующей последовательности:

1. Построение расчетной схемы (см. рис. 4.5), определение расчетной длины сваи. Если мощность какого-либо слоя h,> 2 м, производят деление этих слоев на участки hi< 2 м.

2. Вычисление глубины погружения нижнего конца сваи Zr и глубины залегания середины отдельных слоев Z₁, Z₂-..Zn. Все вычисления производят начиная с го­ловы сваи и до ее острия, т. е. сверху вниз.

3. Определение с помощью таблиц 1 и 2 СНиП 2.02.03-85* значение R и fi в зависи­мости от глубины залегания середины отдельных слоев Zi и глубины погруже­ния нижнего конца сваи Zr (при пользовании табл. 1 и 2 необходимо внима­тельно изучить примечания к таблицам).

4. Несущую способность свай специальной формы (пирамидальные, с уширением и т. п.) смотри п. 4.4-4.13 СНиП 2.02.03-85*.

Вопрос 49

Защита заглубленных частей сооружения от воздействия подземных вод

Характер предупредительных мероприятий весьма разнообразен. Он определяется, с одной стороны, рельефом площадки, гидрогеологическими условиями данной территории (обводненностью), а с другой, - конструктивными характеристиками (характером застройки и типом подземных сооружений).

Меры предупреждения от капиллярного подсоса влаги из грунта и воздействия подземных вод (в общем):

• надлежащая организация стока поверхностных вод (инженерная подготовка территории);

• искусственное повышение планировочных отметок (подсыпка) территории;

• тщательное устройство водопроводно-канализационных коммуникаций и со­оружений и правильная их эксплуатация;

• устройство защитной гидроизоляции (пассивный метод);

• устройство профилактических (систематических, головных, кольцевых, плас­товых, комбинированных) дренажей (активный метод);

• применение плотного монолитного бетона со спец. пластифицирую­щими водоотталкивающими материалами.

Основные способы предохранения зданий и сооружений от воздействия подземных вод и восстановление нарушенной гидроизоляции (в частности):

• Восстановление проектных вертикальных отметок земли: срезка культурного слоя;

• Предотвращающие поступления влаги:

  1. дренажи: общеплощадочные, пристенные, пластовые, вентиляционные, дренирующие прослойки

  2. завесы: водонепроницаемые з., отсасывающие трубы, гидроизоляционные рубашки

• Механические способы гидроизоляции: поверхностная гидроизоляция, греющие плиты, горизонтальные пропилы в кладке, вентиляционные галереи и «дрены», локальное вытрамбовывание (пропилы), сквозное вытрамбовывание (высверливание);

Физико-химические способы гидроизоляции: электроосмос, пропитка хим. реагентами, инъектирование раствора.

Вопрос 64

Фундаменты, устраиваемые методом «стена в грунте»

79 Явления в грунтах оснований, происходящие при возведении свайных фундаментов

При устройстве свайных фундаментов из забивных или набивных свай в грунтах оснований наблюдается ряд специфических явлений, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве.

В результате погружения свай происходит вытеснение некоторого объема грунта, вызывающего его последующее уплотнение, что приводит к незначительному поднятию дна котлована в пределах свайного поля. Это явление наблюдается в рыхлых песках и песках средней плотности, а также в пылевато-глинистых грунтах, слабо насыщенных водой.

В насыщенных водой глинах и суглинках уплотнение происходит в основном в результате отжатая поровой воды, как правило, достаточно медленно. Поэтому в процессе погружения сваи уплотнение грунта вокруг нее незначительно и происходит в основном вследствие отжатая воды из пор вверх вдоль ствола сваи. Основная зона деформаций грунта в рассматриваемом случае находится на некотором расстоянии от оси сваи и характеризуется смещением частиц в стороны и вверх в результате частичного выпора, вызывающего поднятие дна котлована. Частичный выпор пылевато-глинистых грунтов приводит к их перемятию, что нарушает природную структуру, тем самым снижая несущую способность. Динамические воздействия, передаваемые пылевато-глинистыми грунтами при погружении свай забивкой или вибрированием, также приводят к снижению несущей способности.

Поднятие дна котлована приводит к вертикальному перемеще­нию ранее забитых свай, что требует их дальнейшей последующей добивки до проектного положения при устройстве фундаментов.

Наиболее существенное снижение несущей способности грунта основания наблюдается у боковой поверхности свай, так как вода, отжимаемая из пор грунта, перемещаясь по стволу свай, приводит к резкому снижению трения по боковой поверхности, увеличивая погружение свай при ударах.

Величина погружения сваи от одного удара молота или работы вибропогружателя в течение одной минуты называется отказом.

При погружении в насыщенные водой глины и суглинки отказ увеличивается по мере забивки. Очевидно, что чем меньшее сопро­тивление оказывает грунт погружению сваи, тем больше отказ, а следовательно, и меньше несущая способность сван.

Практика забивки свай показывает, что для восстановления несущей способности необходимо дать свае «отдохнуть», т. е. не прикладывать к ней статические и динамические воздействия в течение определенного промежутка времени. За время «отдыха» вода, находящаяся в зоне контакта сваи с грунтом, переместится в окружающий грунт, а тиксотропные свойства грунта восстановят прочность грунта около сваи. За время отдыха отказ резко уменьшается. Такой отказ называют действительным в отличие от производственного отказа, имеющего место сразу же после забивки, который часто называют еще и «ложным отказом».

В песчаных грунтах «ложный отказ» часто бывает меньше действительного из-за образования под острием сваи ядра сильно уплотненного грунта, сопротивляющегося погружению сваи. За время «отдыха» происходит релаксация напряжений в песчаном грунте и отказ увеличивается.

Продолжительность «отдыха» свай зависят от вида грунта на строительной площадке. Для супесей и песков длительность «отдыха» одна неделя, в суглинках — две, для глин — более трех недель.

В чистых песчаных, гравелистых и ненасыщенных водой пылевато-глинистых грунтах отказ по мере внедрения сваи уменьшается, а «отдых» практически не влияет на его величину.

При погружении свай в водонасыщенные песчаные грунты рекомендуется применять вибрирование, так как оно способствует виброуплотнению песков, повышая несущую способность свай по сравнению с забивкой.

При изготовлении набивных свай несущая способность грунта во многом зависит от способа выполнения работ и применяемой технологии.

Бурение не способствует увеличению несущей способности грунта, так как не приводит к его уплотнению вокруг сваи, как это имеет место при забивке. Существенное снижение несущей способности наблюдается у буронабивных свай, если в забое имеется некоторое количество шлама, остающегося после бурения в скважине. Повы­сить несущую способность таких свай можно путем уплотнения грунта под сваями и между ними за счет применения камуфлетных взрывов и механического трамбования.

47,Определение природных напряжений в массиве грунта

Верхние слои грунта оказывают давление на нижние, что необходимо учитывать при расчете фундаментов и подземных сооружений. Напряжение от собственного веса грунтов на глубине z от поверхности естественного рельефа для однородного слоя грунта определяется по формуле: удельный вес, h – толщина слоя.

В случае, если часть грунта находится на водоупоре, то ниже УГВ удельный вес грунта принимается с учетом взвешивающего действия воды, а напряжения на верхней границе водоупора увеличиваются на величину давления воды;

Обычно глины являются водоупором и воспринимают дополнительное давление воды: ,

14. Силы морозного пучения, действующие при промерзании на заглубленные фундаменты.

Увеличение объема промерзающего грунта сопровождается, как правило, развитием значительного напряжения (давления) в зоне промерзания сил морозного пучения.

Закономерности взаимодействия фундаментов с пучинистым грунтом непосредс­твенно связаны с условиями, при которых возникают деформации пучения.

Заглубленный фундамент является инородным телом для окружающих его грунтов. Между поверхностью фундамента и грунтом всегда существуют контактные связи. Поэтому пучащийся грунт при промерзании стремится вывести фундамент из состо­яния неподвижности и переместить вверх, а фундамент оказывает сопротивление пе­ремещению мерзлого грунта. В этот момент возникают касательные напряжения (τ_fh) и соответственно деформации (Δh_f). Для решения практических вопросов строительс­тва в пучинистых грунтах важно иметь четкое представление о деформациях и сило­вых воздействиях (удельных силах пучения}, возникающих при промерзании. В общем случае на заглубленный фундамент в промерзающем пучащемся грунте могут действовать силовые воздействия. Под воздействием отде­льных составляющих сил или их различном сочетании подземные конструкции со­оружений могут неравномерно перемещаться вверх, отклоняться от вертикали и т. п.

Виды силового воздействия (силы морозного пучения: 1) τ_fh – удельные касательные силы морозного пучения по боковой поверхности фундамента; 2) Pf – удельные нормальные силы морозного пучения, действующие по подошве фундамента и на выступающие (за плоскость фундамента) части; 3) P_f ^БОК – удельные нормальные силы морозного пучения к боковой поверхности фундамента; 4) Q_A – удерживающие (анкерные) силы на выступающие части фундамента (за пределы фундаментных блоков или стены).