- •Передмова
- •Вступ
- •Частина перша
- •1. ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗЕМЛЮ. МІНЕРАЛИ І ГІРСЬКІ ПОРОДИ
- •1.1. ЗЕМЛЯ У СВІТОВОМУ ПРОСТОРІ, ЇЇ ПОХОДЖЕННЯ І БУДОВА
- •1.2. МІНЕРАЛИ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ І ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
- •1.3. ГІРСЬКІ ПОРОДИ, ЇХ ПОХОДЖЕННЯ ТА ВІДМІТНІ ОЗНАКИ
- •1.4. ВІК ГІРСЬКИХ ПОРІД І ШКАЛА ГЕОЛОГІЧНОГО ЧАСУ
- •2. ГЕОЛОГІЧНІ ТА ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ
- •2.2. РУХИ ЗЕМНОЇ КОРИ ТА ДИСЛОКАЦІЇ
- •2.3. МАГМАТИЗМ І ВУЛКАНИ
- •2.4. ЗЕМЛЕТРУСИ
- •2.5. ВИВІТРЮВАННЯ ТА ЕЛЮВІАЛЬНІ ВІДКЛАДИ
- •2.7. ГЕОЛОГІЧНА РОБОТА ЛЬОДОВИКІВ І ЛЬОДОВИКОВІ ВІДКЛАДИ
- •2.8. ГЕОЛОГІЧНА РОБОТА ВІТРУ ТА ЕОЛОВІ ВІДКЛАДИ
- •2.9. ГЕОЛОГІЧНА РОБОТА МОРЯ І МОРСЬКІ ВІДКЛАДИ
- •2.10. ВІДКЛАДИ ОЗЕР І БОЛІТ
- •2.11. ЧЕТВЕРТИННІ ТА КОРІННІ ВІДКЛАДИ
- •2.12. ПЛИВУНИ ТА ОСОБЛИВОСТІ ЗВЕДЕННЯ НА НИХ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД
- •2.13. СУФОЗІЯ
- •2.14. КАРСТ
- •2.15. ЗСУВИ
- •3. ОСНОВИ ГІДРОГЕОЛОГІЇ
- •3.1. КРУГООБІГ ВОДИ В ПРИРОДІ
- •3.2. ПОХОДЖЕННЯ І ФОРМУВАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД
- •3.3. ВИДИ ВОДИ В ПОРАХ ГІРСЬКИХ ПОРІД
- •3.4. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ХІМІЧНИЙ І БАКТЕРІАЛЬНИЙ СКЛАД ПІДЗЕМНИХ ВОД ТА ЇХ АГРЕСИВНІСТЬ
- •3.5. КЛАСИФІКАЦІЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД
- •3.6. ХАРАКТЕРИСТИКА ПІДЗЕМНИХ ВОД
- •3.7. РУХ ВОДИ В ГІРСЬКИХ ПОРОДАХ
- •3.8. РОЗРАХУНОК ВИТРАТ ПОТОКУ ҐРУНТОВИХ ВОД ТА ПРИПЛИВУ ВОДИ ДО ВОДОЗАБІРНИХ СПОРУД
- •3.9. ВЗАЄМОДІЯ СВЕРДЛОВИН І ОРГАНІЗАЦІЯ ВОДОЗНИЖЕННЯ
- •3.10. ГІДРОГЕОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
- •3.11. ЗАПАСИ ПІДЗЕМНИХ ВОД ТА ЇХ ОХОРОНА
- •4. ОСНОВИ ҐРУНТОЗНАВСТВА
- •4.1. СКЛАДОВІ КОМПОНЕНТИ ТА СТРУКТУРНІ ЗВ’ЯЗКИ ҐРУНТІВ
- •4.2. ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ҐРУНТІВ
- •4.3. КЛАСИФІКАЦІЯ ҐРУНТІВ
- •4.4. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ҐРУНТІВ
- •4.5. СТИСЛИВІСТЬ ҐРУНТІВ, ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК СТИСЛИВОСТІ. ЗАКОН УЩІЛЬНЕННЯ
- •4.6. МІЦНІСТЬ ҐРУНТІВ, ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МІЦНОСТІ. ЗАКОН КУЛОНА
- •4.7. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ҐРУНТІВ
- •4.8. ЗВ’ЯЗОК МІЖ ФІЗИЧНИМИ ТА МЕХАНІЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ҐРУНТІВ
- •4.9. ДИЛАТАНСІЯ ҐРУНТУ
- •4.10. АНІЗОТРОПІЯ ҐРУНТУ
- •4.11. РЕОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ҐРУНТІВ
- •4.12. ДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ҐРУНТІВ
- •5. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
- •5.1. СКЛАД І ОБ’ЄМ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
- •5.2. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА РЕКОГНОСЦИРОВКА
- •5.3. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА ЗЙОМКА
- •5.4. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА РОЗВІДКА
- •5.5. ГІРСЬКІ ТА БУРОВІ ВИРОБКИ
- •5.6. ПОЛЬОВІ ДОСЛІДНІ РОБОТИ
- •5.7. ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ
- •5.8. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА
- •5.9. КАМЕРАЛЬНІ РОБОТИ
- •5.10. ОСОБЛИВОСТІ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У РАЙОНАХ РОЗВИТКУ НЕБЕЗПЕЧНИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
- •5.11. ВИКОРИСТАННЯ ГЕОФІЗИЧНИХ МЕТОДІВ
- •Частина друга
- •6. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •6.1. ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ ПРО ҐРУНТ І РОЗВИТОК МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •6.2. ФАЗИ НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ҐРУНТУ
- •6.3. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ПРО РОЗПОДІЛ НАПРУГ І ДЕФОРМАЦІЙ У ТОЧЦІ МАСИВУ ҐРУНТУ
- •6.4. МОДЕЛІ, ЩО ОПИСУЮТЬ СТАН ҐРУНТУ
- •7.2. РОЗПОДІЛ НАПРУГ ВІД ВЛАСНОЇ ВАГИ ҐРУНТУ
- •7.3. РОЗПОДІЛ НАПРУГ ПО ПІДОШВІ ФУНДАМЕНТІВ
- •7.4. МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ НАПРУГ У ҐРУНТАХ
- •7.5. ВИДИ ДЕФОРМАЦІЙ ҐРУНТІВ І ПРИЧИНИ, ЯКІ ЇХ ЗУМОВЛЮЮТЬ
- •7.6. ВИЗНАЧЕННЯ ОСІДАННЯ ШАРУ ҐРУНТУ ПРИ СУЦІЛЬНОМУ НАВАНТАЖЕННІ (ОСНОВНА ЗАДАЧА)
- •7.7. ПРАКТИЧНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ОСІДАНЬ ОСНОВИ
- •7.8. УРАХУВАННЯ ВПЛИВУ ЗАВАНТАЖЕННЯ СУСІДНІХ ФУНДАМЕНТІВ
- •8. ТЕОРІЯ ГРАНИЧНОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ҐРУНТІВ І ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ
- •8.1. РІВНЯННЯ ГРАНИЧНОЇ РІВНОВАГИ ДЛЯ СИПУЧИХ ТА ЗВ’ЯЗНИХ ҐРУНТІВ
- •8.2. ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРШОГО КРИТИЧНОГО ТИСКУ НА ҐРУНТ
- •8.3. ВИЗНАЧЕННЯ ДРУГОГО КРИТИЧНОГО ТИСКУ НА ҐРУНТ
- •8.4. ВПЛИВ РІЗНОМАНІТНИХ ФАКТОРІВ НА ХАРАКТЕР РУЙНУВАННЯ ОСНОВ І ГРАНИЧНИЙ ТИСК
- •8.5. СТІЙКІСТЬ УКОСІВ ҐРУНТУ
- •8.6. ВИЗНАЧЕННЯ ТИСКУ ҐРУНТІВ НА ОГОРОЖІ
- •9. ГРАНИЧНИЙ НАПРУЖЕНИЙ СТАН АНІЗОТРОПНИХ ОСНОВ
- •9.1. УМОВИ ГРАНИЧНОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ АНІЗОТРОПНОГО ЗА ОПОРОМ ЗРУШЕННЮ ҐРУНТУ І РОЗРАХУНКОВА МОДЕЛЬ
- •9.2. ВИРІШЕННЯ ЗАДАЧ ДЛЯ АНІЗОТРОПНОЇ ЗА ОПОРОМ ЗРУШЕННЮ ОСНОВИ
- •9.3. ВИРІШЕННЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАДАЧ ДЛЯ АНІЗОТРОПНОГО ЗА ОПОРОМ ЗРУШЕННЮ ҐРУНТУ.
- •10. ЗАСТОСУВАННЯ ТЕОРІЇ НЕЛІНІЙНОГО ДЕФОРМУВАННЯ ДЛЯ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •10.1. СУЧАСНІ УЯВЛЕННЯ ПРО НЕЛІНІЙНУ ДЕФОРМАТИВНІСТЬ ҐРУНТІВ
- •10.2. ТЕОРІЇ, ЯКІ ОПИСУЮТЬ НЕЛІНІЙНІ ДЕФОРМАЦІЇ ҐРУНТІВ
- •10.3. ПРАКТИЧНІ МЕТОДИ УРАХУВАННЯ НЕЛІНІЙНОЇ ДЕФОРМАТИВНОСТІ ҐРУНТІВ У РОЗРАХУНКАХ ОСНОВ
- •10.4. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЧИСЛОВИХ МЕТОДІВ
- •10.5. ЧИСЛОВІ МЕТОДИ У ЗАДАЧАХ МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •10.6. ВИКОРИСТАННЯ РІШЕНЬ ТЕОРІЇ ФІЛЬТРАЦІЙНОЇ КОНСОЛІДАЦІЇ ҐРУНТІВ ДЛЯ ПРОГНОЗУ ОСІДАННЯ ОСНОВ У ЧАСІ
- •10.7. ПРИКЛАДНА ТЕОРІЯ ПОВЗУЧОСТІ ҐРУНТІВ У РОЗРАХУНКАХ ДЕФОРМАЦІЙ ОСНОВ У ЧАСІ
- •10.8. ПРОГНОЗ РОЗВИТКУ ДЕФОРМАЦІЙ ОСНОВИ З ЧАСОМ ЗА ДАНИМИ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ ЗА НИМИ
- •11. ОСНОВИ ТЕОРІЇ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.1. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ПРО УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ ТА ЇХ ОПТИМАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
- •11.2. СТАНДАРТНИЙ МЕТОД УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.3. ДИНАМІЧНИЙ МЕТОД УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.4. ПОЛЬОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.5. ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЩІЛЬНЕННЯ З УРАХУВАННЯМ ПАРАМЕТРІВ МЕХАНІЗМІВ ДЛЯ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТУ
- •11.6. ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК УЩІЛЬНЕННЯ ЗА УМОВИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТРИВАЛОЇ МІЦНОСТІ ҐРУНТІВ
- •11.7. ОСОБЛИВОСТІ УТВОРЕННЯ В ҐРУНТІ УЩІЛЬНЕНИХ ЗОН
- •Частина третя
- •12. ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •12.2. ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ ЗА ГРАНИЧНИМИ СТАНАМИ
- •12.3. ВЗАЄМОДІЯ ФУНДАМЕНТІВ І ШТУЧНИХ ОСНОВ ІЗ ҐРУНТОМ, ЩО ЇХ ОТОЧУЄ
- •12.4. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •12.5. ЗАВДАННЯ ВАРІАНТНОСТІ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •12.6. ВИБІР ГЛИБИНИ ЗАКЛАДАННЯ ФУНДАМЕНТІВ
- •13. ФУНДАМЕНТИ ТА ШТУЧНІ ОСНОВИ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬ ІЗ ВИЙМАННЯМ ҐРУНТУ
- •13.1. КОНСТРУКЦІЇ ФУНДАМЕНТІВ НЕГЛИБОКОГО ЗАКЛАДАННЯ
- •13.2. РОЗРАХУНОК ФУНДАМЕНТІВ НЕГЛИБОКОГО ЗАКЛАДАННЯ ВІД ДІЇ ВЕРТИКАЛЬНОГО І ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
- •13.4. ФУНДАМЕНТИ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ З ВИКОРИСТАННЯМ БУРІННЯ
- •13.5. ОПУСКНІ КОЛОДЯЗІ І КЕСОНИ
- •13.6. ФУНДАМЕНТИ ТИПУ “СТІНА В ҐРУНТІ”
- •13.7. ПІЩАНІ І ҐРУНТОВІ ПОДУШКИ
- •14. ФУНДАМЕНТИ І ШТУЧНІ ОСНОВИ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •14.3. ВИЗНАЧЕННЯ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ ПАЛЬ І ФУНДАМЕНТІВ
- •14.4. ОСОБЛИВОСТІ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ОСНОВ ПРИ ВЛАШТУВАННІ І РОБОТІ ФУНДАМЕНТІВ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •14.5. ПРОЕКТУВАННЯ ФУНДАМЕНТІВ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •14.6. РІЗНОВИДИ ШТУЧНИХ ОСНОВ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬ МЕТОДОМ УЩІЛЬНЕННЯ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •15. ШТУЧНІ ОСНОВИ, ЯКІ УТВОРЮЮТЬ ЗА ДОПОМОГОЮ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
- •15.1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
- •15.2. ПОЛІПШЕННЯ ҐРУНТУ ОСНОВИ ЧЕРЕЗ НАГНІТАННЯ В’ЯЖУЧОЇ РЕЧОВИНИ
- •15.3. ТЕРМОЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
- •15.4. ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
- •16. ФУНДАМЕНТИ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД У СКЛАДНИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВАХ
- •16.1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
- •16.2. ФУНДАМЕНТИ НА ЛЕСОВИХ ПРОСАДОЧНИХ ҐРУНТАХ
- •16.3. ФУНДАМЕНТИ НА ҐРУНТАХ, ЯКІ ЗДАТНІ ДО НАБУХАННЯ
- •16.4. ФУНДАМЕНТИ НА СЛАБКИХ ҐРУНТАХ
- •16.5. ФУНДАМЕНТИ НА НАСИПНИХ І НАМИВНИХ ҐРУНТАХ
- •16.6. ФУНДАМЕНТИ НА ЗАСОЛЕНИХ ҐРУНТАХ
- •16.7. ФУНДАМЕНТИ В УМОВАХ СЕЗОННОЇ І ВІЧНОЇ МЕРЗЛОТИ
- •16.8. ОСНОВИ І ФУНДАМЕНТИ В УМОВАХ ПІДТОПЛЕНИХ ТЕРИТОРІЙ
- •16.9. УЛАШТУВАННЯ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ НА ДІЛЯНКАХ, ПІД ЯКИМИ Є ПІДЗЕМНІ ВИРОБКИ
- •16.10. ФУНДАМЕНТИ В КАРСТОВИХ РАЙОНАХ
- •16.11. ПРОЕКТУВАННЯ ФУНДАМЕНТІВ В УМОВАХ ТЕХНОГЕННОГО ВПЛИВУ
- •16.12. ФУНДАМЕНТИ НА ЗСУВНИХ ТЕРИТОРІЯХ
- •17. ФУНДАМЕНТИ ПРИ ДИНАМІЧНИХ ВПЛИВАХ
- •17.1. ОСОБЛИВОСТІ ДИНАМІЧНИХ ВПЛИВІВ НА СПОРУДИ І ҐРУНТОВІ ОСНОВИ
- •17.2. ТИПИ ФУНДАМЕНТІВ ПІД МАШИНИ Й ОБЛАДНАННЯ З ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ
- •17.3. РОЗРАХУНКИ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ ПРИ ДИНАМІЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ
- •17.6. ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ СЕЙСМОСТІЙКИХ ФУНДАМЕНТІВ І СПОРУД
- •18.1 ВЗАЄМОДІЯ ФУНДАМЕНТІВ З ОСНОВОЮ
- •18.2. МЕТОДИ ВРАХУВАННЯ СПІЛЬНОЇ РОБОТИ СИСТЕМИ “ОСНОВА–ФУНДАМЕНТ–БУДІВЛЯ”
- •18.3. РОЗРАХУНКОВІ МОДЕЛІ ҐРУНТОВОЇ ОСНОВИ
- •18.4. КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ ОСНОВИ ПРИ НЕРІВНОМІРНОМУ СТИСКУ І ЗРУШЕННІ. КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ ПАЛЬОВИХ ОСНОВ. КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ ПРОСАДОЧНОЇ ОСНОВИ. РЕОЛОГІЧНІ КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ
- •18.5. РОЗРАХУНОК БАЛОК І ПЛИТ НА ДЕФОРМОВАНІЙ ОСНОВІ
- •18.6. РОЗРАХУНОК РАМ НА ДЕФОРМОВАНІЙ ОСНОВІ
- •18.7. КОНТИНУАЛЬНІ КІНЦЕВО-ЕЛЕМЕНТНІ РОЗРАХУНКОВІ СХЕМИ ФУНДАМЕНТІВ І СПОРУД НА ДЕФОРМОВАНІЙ ОСНОВІ.
- •19. ОСНОВИ НАДІЙНОСТІ ТА ЕКОНОМІЧНОСТІ ФУНДАМЕНТОБУДУВАННЯ
- •19.1. ЧИННИКИ ТЕОРІЇ НАДІЙНОСТІ СИСТЕМИ “ОСНОВА – ФУНДАМЕНТ – СПОРУДА”
- •19.2. РОЗРАХУНОК ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ НА НАДІЙНІСТЬ ТА ВИКОРИСТАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАДІЙНОСТІ В ПРАКТИЦІ ЇХ ПРОЕКТУВАННЯ
- •19.3. ПРИЧИНИ ЗНИЖЕННЯ І ЗАХОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАДІЙНОСТІ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •19.4. МЕТОДИ ОЦІНЮВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РІЗНОВИДІВ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •19.5. ЕКОНОМІЯ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ І ВЛАШТУВАННІ ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ
- •19.6. ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ ВЛАШТУВАННІ ФУНДАМЕНТІВ
- •Список рекомендованої літератури
ного складу ґрунтів конкретних будівельних ділянок, а також вірогідних змін його внаслідок будівництва і подальшої експлуатації будівель та споруд. В основу методики слід покласти принципи екологічної безпеки навколишнього середовища. Цього можна досягти, коли весь луг повністю нейтралізується за рахунок реакції з компонентами ґрунту (Кузьменко І. В., 2000).
Смолізація, тобто нагнітання в ґрунт карбамідної смоли з соляною або щавлевою кислотою, використовується для закріплення піщаного ґрунту різної крупності. Технологія робіт аналогічна тій, яку застосовують при силікатизації. Деякою перевагою смолізації перед силікатизацією є можливість досягнення більшої міцності закріпленого масиву. Залежно від коефіцієнта фільтрації ґрунту радіус закріплення r під час смолізації коливається від 0,3 до 1 м. Між ін’єкторами відстань приймають ℓd=1,5…1,7r. Таке розміщення ін’єкторів дає можливість створити суцільне закріплення масиву як при смолізації, так і при силікатизації ґрунту.
Для закріплення ґрунту, що має велику водопроникність (вивітрілі скельні породи, гравій, галька, гравійні та крупні піски), іноді застосовують цементацію. Вона полягає в нагнітанні в ґрунт суміші цементу, води і добавок у в и- гляді дрібного піску, кам’яного борошна, іноді бентонітової глини, а також хімічних речовин для прискорення або, навпаки, сповільнення тужавіння розчину.
Обладнання для цементації використовують те ж саме, що й для силікатизації або смолізації. Для того, щоб виключити просочування розчину через свердловину нагору, верхню її частину влаштовують більшого діаметра і заповнюють цементним розчином, а потім після його тужавіння та утворення цементного стовпа через нього знов пробурюють свердловину. Для цементації використовують розчинонасоси. Радіус закріплення визначають дослідом.
Якщо розчин в конструкції фундаменту відсутній, або зруйнувався, то для підвищення його міцності через похилі шпури й ін’єктори у фундамент під тиском 0,2-0,6 МПа подають цементний розчин, який проходить у порожнини і заповнює їх. Після тужавіння розчину міцність фундаменту підвищується, а водопроникність зменшується. Залежно від мети цементування на одну частину цементу беруть 10-50 частин (за масою) води.
Для зниження водопроникності масиву іноді застосовують нагнітання розплавленого бітуму або бітумної емульсії в скельну породу. В цьому випадку ін’єктори розташовують на відстані 0,8-2 м. Для того, щоб бітум не холонув під час закачування його в ін’єктори, останні обігрівають за допомогою електроструму.
Закачування бітумної емульсії такого обігрівання не потребує. Бітумізацію використовують також для утворення водонепроникних завіс.
15.3. ТЕРМОЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
У 1934 році М. О. Осташев запропонував для закріплення ґрунту використовувати нагріте до температури 350…500 °С повітря, яке нагнітається під тиском у свердловини. Пізніше роботи над цим способом продовжив проф.
418
1 |
3 |
4 |
|
|
І. М. Литвинов. У сучасному будів- |
||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
7 |
6 |
5 |
ництві термічну обробку застосову- |
||||
|
|
ють у товщах лесових ґрунтів, котрі |
|||||||
|
|
|
|
NL |
|||||
|
|
|
|
віднесено до ґрунтових умов II типу, |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
для усунення просідання перед бу- |
||||
|
|
8 |
|
|
дівництвом об’єктів або для ліквіда- |
||||
|
|
|
|
|
ції аварійного стану існуючих спо- |
||||
|
|
|
|
|
руд. |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
ℓs |
Суть |
термічного |
закріплення |
||
|
|
|
|
H |
ґрунту полягає в спалюванні рідко- |
||||
|
|
|
|
|
го, твердого або газоподібного па- |
||||
|
|
10 |
|
|
лива, яке через форсунку під тиском |
||||
|
|
|
|
подають |
у |
заздалегідь |
пробурені |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
свердловини. Одночасно в свердло- |
||||
|
|
|
|
B.SL |
вину за допомогою компресора че- |
||||
Рис. 15.2. Схема термічного закріплення лесово- |
рез трубу подають повітря, щоб за- |
||||||||
го ґрунту: |
|
|
|
|
безпечити горіння факела. Після пі- |
||||
1 – компресор; 2 – трубопровід холодного пові- |
двищення |
температури |
в свердло- |
||||||
тря; 3 – місткість для пального; 4 – трубопровід |
вині до 400 °С починається активне |
||||||||
для пального; 5 – насос для нагнітання пально- |
|||||||||
го; 6 – форсунка; 7 – камера згорання; 8 – сверд- |
випалювання лесового ґрунту по її |
||||||||
ловина; 9 – зона термічного випалення лесового |
стінках. |
|
|
|
|
||||
ґрунту; 10 – лесовий ґрунт |
|
|
Випалювання |
продовжується |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
протягом 5...10 діб із регулюванням рівня тиску та місця обмежуючого сальни- |
|||||||||
ка в свердловині. У кінці процесу створюється стовп випаленого ґрунту діамет- |
|||||||||
ром 1,5...3 м. Найбільша висота стовпа становить 18-19 м. |
|
|
|||||||
Дуже важливо постійно підтримувати ефективну температуру в зоні ви- |
|||||||||
палення. Якщо вона буде нижче ніж 400 °С, то усунення просадочності не від- |
|||||||||
будеться. Якщо температура буде вищою за 900 °С, то виникне спікання ґрунту |
|||||||||
та спливання його вниз по стінках свердловини. |
|
|
|
|
|||||
У Запорізькому філіалі НДІБК було розроблено і впроваджено у вироб- |
|||||||||
ництво модифікацію методу термічного закріплення ґрунту з використанням |
|||||||||
електричних приладів нагрівання повітря у свердловинах (Тригуб А. С., 1991). |
|||||||||
В Україні цей спосіб закріплення ґрунту широко використовувався в |
|||||||||
Дніпропетровську, Запоріжжі, Нікополі. Так, у 1956 р. були закріплені основи |
|||||||||
трьох 100-метрових димових труб та коксових батарей на глибину 11-12 м ни- |
|||||||||
жче від підошви фундаменту. За роки їх подальшої експлуатації, незважаючи |
|||||||||
на значне підвищення рівня ґрунтової води, осідання не перевищило 40 мм. |
|||||||||
Термічне закріплення ґрунту успішно було застосоване під час будівниц- |
|||||||||
тва обласної друкарні, шкіл, універмагу “Україна”. На рис. 15.2 показана прин- |
|||||||||
ципова схема термічного закріплення. |
|
|
|
|
|
419
15.4. ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
Якщо коефіцієнт фільтрації слабкого ґрунту менший за 0,2 м/добу, застосовувати силікатизацію неможливо, як і інші з розглянутих вище прийомів закріплення. Відомо, що при пропусканні через ґрунт постійного електроструму виникає рух вільної та зв’язної води від позитивного електрода (анода) до негативного (катода). Це явище одержало назву електроосмосу. Якщо відкачувати воду, котра скупчується біля катода, можна значно зменшити вологість ґрунту. Якщо розмістити електроди паралельними рядами на відстані 0,5-3 м і підключити до одного ряду позитивний полюс генератора постійного струму, а до другого – негативний, то, використовуючи як катоди звичайні голкофільтри, можна порівняно легко осушити глинисті ґрунти з малими коефіцієнтами фільтрації, з яких інакше відкачати ґрунтову воду неможливо. На рис. 15.3 показана схема обладнання для використання явища електроосмосу.
Удосконалюючи таку схему, можна і позитивні електроди (аноди) зробити перфорованими й нагнітати через них у ґрунт рідке скло та коагулятори. Одночасно з рухом ґрунтової води в цьому випадку відбувається закріплення ґрунту. Відстань між електродами приймають таку ж, як і для електроосмосу, а щільність струму визначають дослідним шляхом.
Ґрунти вперше були оброблені постійним електричним током К. Енделем у 1936 році. Ним було встановлено, що ґрунт, закріплений шляхом пропускання крізь нього постійного електричного струму, набуває водостійкості, у процесі осушення й ущільнення стає більш міцним і при наступному зволоженні зберігає набуті якості. В тому ж 1936 році Л. Казагранде використав цей метод для збільшення несучої здатності паль. У наш час проблемою збільшення несучої здатності паль за допомогою електрозакріплення ґрунту займалися фахівці Ро-
3
5 4
|
NL |
|
1 |
WL |
|
6 |
||
|
||
|
2 |
Рис. 15.3. Осушення та електрохімічне закріплення ґрунту:
1 – голкофільтри (катоди); 2 – ін’єктори для нагнітання сольових розчинів (аноди); 3 – насоси для відкачування ґрунтової води; 4 – насос для нагнітання розчину; 5 – генератор постійного струму; 6 – депресійна крива
420
|
Вертикальне статичне навантаження |
сії |
(Трушинський М. Ю., |
|
1996) |
та |
|||||||
|
|
на палю, F, кН |
|
України (Алпатов Ю. В., 2001). |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
0 |
100 |
|
200 |
300 |
|
Електрохімічний спосіб закріп- |
||||||
|
|
|
|
|
|
лення ґрунту базується на спромож- |
|||||||
,см |
1 |
|
|
|
|
ності іонів заліза, дисоційованих при |
|||||||
|
|
|
|
|
пропусканні постійного електричного |
||||||||
,S |
2 |
|
|
|
|
струму, вступати в реакцію з ґрунтом |
|||||||
Осідання |
|
|
4 |
|
|||||||||
|
|
3 |
|
і |
утворювати |
з |
ним |
цементуючі |
|||||
3 |
|
|
|
||||||||||
1 |
|
|
|
з’єднання. Після пропускання елект- |
|||||||||
4 |
|
|
5 |
ричного струму |
навкруги |
сталевих |
|||||||
|
2 |
|
|
|
паль міцність ґрунту підвищується за |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
5 |
|
|
|
|
рахунок: |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 15.4. Залежність “осідання-навантаження” |
|
- спроможності електролітично |
|||||||||||
при кількості енергії на 1 м.п. палі: 1 – без |
асоційованого |
заліза |
утворювати |
у |
|||||||||
закріплення; |
2 – 9 |
кв/год; 3 – |
18,6 кв/год; |
ґрунті цементуючі новоутворення; |
|
||||||||
4 – 28,4 кв/год; 5 – 32,4 кв/год |
|
|
- участі реакційно спроможного |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
кремнезему, який міститься у ґрунтах, і теж утворює цементуючі з’єднання |
|||||||||||||
внаслідок проходження постійного електричного струму. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Результати впливу електрохімічного закріплення грунту було перевірено |
||||||||||||
на дослідному майданчику. У водонасичені лесові ґрунти на глибину 9,5 м були |
|||||||||||||
занурені 25 металевих паль. Відстань між палями становила 1 м. Їх було прийн- |
|||||||||||||
ято за аноди, як катоди використовували занурені на ту ж глибину арматурні |
|||||||||||||
стрижні з сталі А-І Ø=20 мм. Як джерело постійного струму застосовували зва- |
|||||||||||||
рювальний випрямлювач електричного струму ВС-600. У період обробки ґрун- |
|||||||||||||
ту електричним струмом робоче напруження складало 60 В, а сила струму – бі- |
|||||||||||||
ля 100 А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усі дослідні палі були розділені на 5 груп залежно від кількості струму, |
||||||||||||
який пройшов крізь ґрунт біля кожної палі: без обробки струмом, витрати сту- |
|||||||||||||
му 90, 186, 284, 324 кВт/год. Статичні випробовування паль проводилися за до- |
|||||||||||||
помогою гідравлічного домкрата відповідно до вимог ДСТУ Б В.2.1-1-95. “Ґру- |
|||||||||||||
нти. Методи польових випробовувань палями”. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
На рис. 15.4 наведені демонстраційні графіки по одному з кожної групи. |
||||||||||||
Характерним є загальне окреслення графіків. Зі збільшенням кількості електро- |
|||||||||||||
енергії воно стає крутішим, тобто чіткіше фіксується зрив палі. Це свідчить про |
|||||||||||||
те, що міцність ґрунту забезпечується за рахунок його зчеплення. Чим більше |
|||||||||||||
електроенергії, тим більше зчеплення ґрунту, тим чіткіше фіксується зрив палі, |
|||||||||||||
тобто момент втрати її несучої здатності. |
|
|
|
|
|
|
|
|
15.4. УЩІЛЬНЕННЯ ВОДОНАСИЧЕНОГО СЛАБКОГО ҐРУНТУ ЗА ДОПОМОГОЮ ОСУШЕННЯ
При здійсненні водозниження в слабких водонасичених ґрунтах можливе поступове ущільнення водоносного шару. Пояснити таке ущільнення можна, якщо згадати, що в піщаних та деяких глинистих ґрунтах, які лежать нижче від рівня підземної води, існує так звана виважена дія води. З урахуванням виваже-
421
ної дії питому вагу ґрунту можна |
1 |
|
|||||
наближено встановити за форму- |
DL |
3 |
|||||
лою |
|
γ sb = γ −γ w , |
|
(15.2) |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||
де |
γ w |
– |
питома |
вага |
води, |
|
|
γ w =10 кН\м3. |
|
|
|
|
4 |
||
|
Таким чином, якщо на буді- |
|
|||||
вельному |
майданчику |
влаштувати |
|
|
|||
водозниження, то осушення масиву |
Рис. 15.5. Схема ущільнення водонасиченого |
||||||
буде супроводжуватися його комп- |
ґрунту за допомогою штучних дрен та з викорис- |
||||||
ресійним самоущільненням. Швид- |
танням додаткового навантаження: |
|
|||||
1 – додаткове навантаження насипом; 2 – верти- |
|||||||
кість такого самоущільнення зале- |
кальні дрени; 3 – піщаний дренаж; 4 – щільний |
||||||
жить від швидкості відкачування. |
підстильний ґрунт |
|
|||||
|
Слід мати на увазі, що у гл и- |
|
|
||||
нистих ґрунтах із малим коефіцієнтом фільтрації процес самоущільнення може |
|||||||
тривати десятиліттями. Це стосується насамперед дуже пористих водонасиче- |
|||||||
них глин і суглинків, а також торфів. Для прискорення ущільнення таких ґру |
н- |
||||||
тів використовують додаткове навантаження шару слабкого водонасиченого |
|||||||
ґрунту насипом і улаштуванням водозбірних дрен в шарі слабкого водонасиче- |
|||||||
ного ґрунту (рис. 15.5). |
|
|
|
|
|||
|
Дренування полягає в створенні штучних пор для руху ґрунтової води в |
||||||
завчасно передбаченому напрямі (у більшості випадків – угору). Для цього по- |
|||||||
верхню ділянки планують зі схилом від середини до краю, на неї укладають |
|||||||
шар матеріалу, що добре фільтрує. У товщі слабкого ґрунту влаштовують пі- |
|||||||
щані палі або з допомогою механізмів занурюють картонні дрени заводського |
|||||||
виготовлення. План розміщення дрен, їх переріз та відстань між ними встанов- |
|||||||
люють розрахунком, виходячи з умови 90%-ної консолідації деформацій основ |
|||||||
або залежно від строку ущільнення ґрунту будівельного майданчика. Дрени ро- |
|||||||
зміщують у вершинах квадратів або рівнобічних трикутників із відстанями між |
|||||||
піщаними стовпами 1,5-3 м, а між дренами заводського виготовлення – 0,5-2 м. |
|||||||
|
Далі з місцевого ґрунту влаштовують штучний насип, який являє собою |
||||||
навантаження товщі слабкого ґрунту, що спричиняє в ґрунтовій воді поровий |
|||||||
тиск, а потім і рух води по палях або дренах угору й по фільтруючому шару за |
|||||||
межі ділянки. В міру витиснення води поступово відбувається ущільнення. |
|
||||||
|
Проф. М. Ю. Абелєв, який запропонував такий метод та теорію роботи |
||||||
дренованих основ, указав, що його доцільно використовувати при невеликій |
|||||||
структурній міцності слабкого ґрунту та початковому градієнті напору підзем- |
|||||||
ної води. |
|
|
|
|
|
|
422