Основные характеристики просадочных грунтов

Основные характеристики просадочных грунтов

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

К просадочным грунтам относятся лессы, лессовидные супеси, суглинки и глины, некоторые виды покровных суглинков и супесей, а также в отдельных случаях мелкие и пылеватые пески с повышенной структурной прочностью, насыпные глинистые грунты, отходы промышленных производств (колосниковая пыль, зола и т. п.), пепловые отложения и др.

Просадочные и основные их представители — лессовые грунты широко распространены на территории нашей страны и занимают около 15% ее площади в том числе на значительной части (более 80%) территории УССР, Центральной Черноземной зоны, Северного Кавказа, Закавказья, Поволжья, Средней Азии, Казахстана, Восточной и Западной Сибири и др. сложены лессами.

За рубежом значительные площади заняты лессовыми грунтами в СРР, НРБ, ВНР, СФРЮ, Испании, странах Северной Африки, Китае, Иране, Афганистане, странах Южной Америки, США и др.

Просадочность грунтов обуславливается особенностями процесса формирования и существования толщ этих грунтов, в результате чего они находятся в недоуплотненном состоянии. Недоуплотненное состояние лессового грунта может сохраняться на протяжении всего периода существования толщи, если не произойдет повышения влажности и нагрузки. В этом случае может произойти дополнительное уплотнение грунта в нижних слоях под действием его собственного веса. Но так как просадка зависит от величины нагрузки, недоуплотненность толщи лессовых грунтов по отношению к внешней нагрузке, превышающей напряжения от собственного веса грунта, сохранится. Возможность последующего уплотнения лессового грунта, находящегося в недоуплотненном состоянии от внешней нагрузки или собственного веса, при повышении влажности определяется соотношением снижения его прочности при увлажнении и величиной действующей нагрузки.

Недоуплотненность грунтов выражается в их низкой степени плотности, характеризующейся объемной массой скелета в пределах обычно 1,2—1,5 т/м 3 , пористостью 0,6—0,45 и коэффициентом пористости 0,65—1,2. С глубиной степень плотности чаще всего повышается.

Наряду с недоуплотненностью просадочные грунты обычно характеризуются низкой природной влажностью, пылеватым составом, повышенной структурной прочностью. Влажность их в южных засушливых районах обычно составляет всего лишь 0,04—0,12, степень влажности 0,1—0,3, а в районах УССР, Молдавии, Средней полосы, Сибири и др. 0,12—0,20 при степени влажности 0,3—0,6.

Структурная прочность лессовых и др. просадочных грунтов обусловливается в основном цементационным сцеплением. При повышении влажности происходит снижение прочности грунта. Как было установлено Б. В. Дерягиным, тонкие пленки воды могут оказывать расклинивающее действие, которое сказывается одновременно с прониканием воды в толщу грунта. Пленки воды, играя роль смазки, облегчают скольжение частиц и содействуют более плотной их укладке под воздействием давления. Сцепление увлажненного лессового грунта в этом случае будет определяться только влиянием сил молекулярного притяжения, величина которых, как известно, зависит в основном от состава и степени плотности грунта.

Просадка грунта — это сложный физико-химический процесс. Основным его проявлением является уплотнение грунта за счет перемещения и более компактной укладки отдельных частиц и их агрегатов, благодаря чему понижается общая пористость грунта до состояния, соответствующего действующему давлению. В связи с повышением степени плотности грунта после просадки прочностные характеристики его несколько возрастают. При дальнейшем увеличении давления процесс уплотнения лессового грунта в водонасыщенном состоянии продолжается, а вместе с этим увеличивается и его прочность.

Изложенное выше показывает, что необходимыми условиями для проявления просадки грунта являются: а) наличие нагрузки от собственного веса грунта или фундамента, способной при увлажнении преодолевать силы связности грунта; б) достаточное увлажнение, при котором в значительной степени снижается прочность грунта. Под совместным влиянием этих двух факторов и происходит просадка грунта.

Характер протекания деформаций во времени на просадочных грунтах определяется их влажностью. В связи с тем что просадочные грунты обычно находятся в маловлажном состоянии, деформация сжатия их от внешней нагрузки происходит в течение сравнительно короткого времени. Просадка грунта, а в равной степени и осадка в водонасыщенном состоянии, протекают в течение более длительного времени, так как эти процессы связаны с фильтрацией воды через толщу грунта.

Источник:
http://www.stroitelstvo-new.ru/fundament/1.shtml

Просадочность грунтов

Начальное просадочное давление должно быть рассчитано на этапе проектировки. В противном случае строение может попросту провалиться в грунт: это грозит не только серьезным финансовым ущербом. Но и человеческими жертвами – если дело касается жилой недвижимости. При расчете просадочности грунтов учитывается множество параметров. В том числе тип почвы, наличие иных факторов.

Характеристики просадочности грунта по схеме «одной кривой» и по схеме «двух кривых»

Определение просадочности грунтов точнее всего определяется с применением специальных приборов, в лабораторных условиях. Существует 2 основные схемы, в соответствии с которыми должны проходить испытания:

Характеристики просадочности грунта по схеме «одной кривой» определяются просто: требуется только заданная величина давления. Погрешность при использовании исправного оборудования будет минимальна. Степень просадочности грунтов определяется с учетом природной влажности. Практикуется ступенчатое изменение давления – до нужного параметра. Обозначается давление как «Р». Важно принимать его равным сумме двух параметров нагрузок-давлений:

  • от массы самого грунта;
  • от массы фундамента – расчет для которого выполняется.

Допустимая погрешность составляет 10%. Важно закладывать определенный запас прочности при проектировании. Он должен составлять не менее 30%. В качестве исходных данных выступают результаты проводимых испытаний. В частном случае может учитываться только 1 параметр – масса самого грунта. Существует стандартный перечень категории просадочности грунтов – определенных ГОСТ. В процессе испытаний важно соблюдать технологию: по завершении стабилизации образца важно смочить его жидкостью. Только после этого продолжить процесс измерений.

Характеристики просадочности грунта по схеме «двух кривых» определяются несколько иным способом. Потребуется сразу два образца почвы – они должны быть вырезаны из одного монолита. Нюансы испытания:

  • первый образец оценивается согласно описанной выше схеме – «одна кривая»;
  • второй образец – обязательно смачивается водой до начала его испытания, причем водонасыщение должно составить 100% без использования арретира.

Относительная просадочность грунта измеряется в течение различных отрезков времени. Все зависит от категории почвы:

  • не менее 3 часов – если испытываются просадочные супесы, на первой ступени давления;
  • не менее 6 часов – если проводятся испытания глин различных категорий.

После осуществления рассматриваемой процедуры образец нагружается до заданной величины Р – при этом замачивание должно продолжаться. Рассматриваемый параметр нужно использовать в заданном ранее диапазоне: от 0.2…0.4 МПа/см2.

Важно не забывать учесть при дальнейших расчетах вес используемого фундамента, а также типы грунтов по просадочности. Основным нормативным документом является ГОСТ 23161-2012. Для оценки просадочности лессовых грунтов используется специальное оборудование.

Относительная просадочность при различных давлениях

Вычисление параметра требуется при возведении строений в лесной полосе. Относительная деформация просадочности грунтов определяется обычно для грунтов глинистого типа. Количество примесей органического типа в породе этого рода составляет 2-5%. Сам грунт легко напитывается жидкостью, размокает. Длительность распада составляет не более 1 минуты.

Грунты, к которым применяется метод относительной просадочности при разных давлениях, можно отнести к категории I. Просадочность лессовых грунтов определяется обычно по схеме «двух кривых». Одним из важных параметров является остаточная дисперсия. Чем меньше будет данная величина – тем точнее полученные в результате испытаний и расчетов данные. Проводимый эксперимент имеет особенности. Грунт делится на категории:

  • с минимальным содержанием влаги;
  • сильноувлажненный.

Определяется корреляционная зависимость от относительной просадочности, а также величина вертикального давления почвы. Используются стандартные формулы – вне зависимости от типа почвы. Таблица просадочности грунтов позволит упростить расчеты, сделать их более точными и избежать стандартных ошибок.

Далее при вычислении показателя просадочности грунта учитывается этот параметр: зависимый от механических, а также других физических параметров. Причем они могут сочетаться по-разному. Учитываемые характеристики:

Характеристики просадочности грунтов при расчетах таким способом будет иметь некоторую погрешность. Необходимо её учитывать при проектировке фундамента, несущих конструкций здания. Разобраться самому, как определить просадочность грунта, затруднительно. Стоит обратиться к специалистам.

Начальное просадочное давление

ГОСТ просадочности грунтов должен учитываться в обязательном порядке. Начальное давление – это минимальная нагрузка в Паскалях, создаваемая фундаментом или собственным весом грунта. Подразумевается при 100% насыщении грунта водой. Фактически, подразумевается состояние, когда нарушается стандартная структура грунта, при отсутствии большого количества жидкости.

Результатом является переход в состояние «просадки». Коэффициент просадочности грунта в таком случае определяется стандартным образом. После проведения лабораторных испытаний было выяснено, что величина начального давления данного вида соответствует параметру, при котором грунт будет отнесен к категории непросадочных. Размягчаемость и просадочность грунтов – параметры, вычисление которых обязательно на этапе проектировки, строительства:

  • при назначении расчетного давления – при определенной его величине просадка просто будет отсутствовать;
  • определения величины заглубления фундамента;
  • вычисление возможной просадки.

Например, для грунта 2 типа просадочности мероприятия по укреплению обязательные.

Предел прочности при одноосном сжатии

Предел прочности при одноосном сжатии используется для работы с горными породами. Основным нормативным документом является ГОСТ 21153.2-84. Применяется стандартная формула для расчетов:

ƍ=Р/С, где

  • Р – сила разрушения, измеряется в Ньютонах, Н;
  • С – площадь поперечного сечения грунтового среза, измеряется в м2.

Важно помнить: определение предела прочности осуществляется на образцах правильной формы. Они должны быть в форме призмы или цилиндрической.

Читайте также  Как украсить варежки стразами

В некоторых случаях строительство должно обязательно осуществляться в определенном месте. Но характеристики почвы по каким-то причинам не подходят для конкретного проекта. Для устранения просадочности лессового грунта рекомендуется использовать методы:

  • применять грунтовые подушки (например, просадочность грунтов 1 типа минимальная – они хорошо подойдут для этих целей);
  • установка железобетонных свай – прорезается вся толща грунта для их монтажа;
  • использование свай грунтового типа.

Просадочность грунтов 2 типа под собственным весом отсутствует. Имеется небольшая деформация под воздействие фундаментов, свай. Самостоятельно разобраться с процессом расчетов, определением характеристики просадки проблематично. Стоит обратиться к специалистам – по телефону или в письменной форме.

Источник:
http://geo-analiz.ru/prosadochnost-gruntov/

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 (sr) 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 ssl 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 esl — относительное сжатие грунтов при заданном давлении после их замачивания;

— начальное просадочное давление psl — минимальное давление, при котором проявляются просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении;

— начальная просадочная влажность wsl — минимальная влажность, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

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

Источник:
http://studopedia.ru/15_126179_obshchie-svedeniya-o-prosadochnih-gruntah.html

Просадочные грунты: типы и характеристики. Метод определения плотности грунта

При проектировании фундаментов зданий и сооружений необходимо учитывать множество факторов. Особое внимание следует уделять составу и структуре почвы. Некоторые ее виды способны при повышении влажности в напряженном под собственной массой или от внешней нагрузки проседать. Отсюда и название таких грунтов – «просадочные «. Рассмотрим далее их особенности.

К рассматриваемой категории относят :

  • Лессовые грунты (суспеси и лессы).
  • Глины и суглинки.
  • Отдельные виды покровных суспесей и суглинков.
  • Насыпные производственные отходы. К ним, в частности, относят золу, колосниковую пыль.
  • Пылевато-глинистые грунты с высокой структурной прочностью.

На начальном этапе организации строительства необходимо провести исследование почвенного состава участка для выявления вероятных деформаций. Их возникновение обуславливается особенностями процесса формирования почвы. Слои находятся в недостаточно уплотненном состоянии. В лессовом грунте такое состояние может сохраняться в течение всего времени его существования.

Повышение нагрузки и влажности вызывает, как правило, дополнительное уплотнение в нижних слоях. Однако поскольку деформация будет зависеть от силы внешнего воздействия, недостаточная уплотненность толщи относительно внешнего давления, превышающего напряжения от собственной ее массы, сохранится.

Возможность закрепления слабых грунтов определяется при лабораторных испытаниях по соотношению снижения прочности при увлажнении к показателю действующего давления.

Кроме недоуплотненности, для просадочных грунтов характерны низкая естественная влажность, пылеватый состав, высокая структурная прочность.

Насыщение почвы водой в южных районах, как правило, составляет 0,04-0,12. В районах Сибири, средней полосы показатель находится в пределах 0,12-0,20. Степень влажности в первом случае – 0,1-0,3, во втором – 0,3-0,6.

Структурная прочность

Она обуславливается преимущественно цементационным сцеплением. Чем больше влаги поступает в землю, тем ниже прочность.

Результаты исследований показали, что тонкие водяные пленки обладают расклинивающим воздействием на пласты. Они выступают в качестве смазки, облегчают скольжение частиц просадочного грунта. Пленки обеспечивают более плотную укладку слоев под внешним воздействием.

Сцепление насыщенного влагой просадочного грунта определяется влиянием силы молекулярного притяжения. Эта величина зависит от степени плотности и состава земли.

Характеристика процесса

Просадка является сложным физико-химическим процессом. Проявляется она в виде уплотнения грунта вследствие перемещения и более плотной (компактной) укладки частиц и агрегатов. За счет этого снижается общая пористость слоев до состояния, соответствующего уровню действующего давления.

Повышение плотности приводит к некоторому изменению отдельных характеристик. Впоследствии под воздействием давления уплотнение продолжается, соответственно, продолжает повышаться и прочность.

Для возникновения просадки необходимы:

  • Нагрузка от фундамента или собственной массы, которая при увлажнении будет преодолевать силы сцепления частиц.
  • Достаточный уровень влажности. Он способствует снижению прочности.

Эти факторы должны воздействовать совместно.

Влажность определяет продолжительность деформации просадочных грунтов . Как правило, она происходит в течение относительно короткого времени. Это обусловлено нахождением земли преимущественно в маловлажном состоянии.

Деформация в водонасыщенном состоянии продолжается дольше, поскольку происходит фильтрация воды сквозь толщу почвы.

Методы определения плотности грунта

Относительную просадочность определяют по образцам ненарушенной структуры. Для этого используется компрессионный прибор — плотномер для грунта . При исследовании применяются следующие методы:

  • Одной кривой с анализом одного образца и его замачиванием на конечной ступени действующей нагрузки. С помощью этого метода можно определить сжимаемость почвы при заданной или естественной влажности, а также относительную склонность к деформации при определенном давлении.
  • Двух кривых с испытанием 2 образцов с равной степенью плотности. Один исследуется при природной влажности, второй – в насыщенном состоянии. Данный метод позволяет определить сжимаемость при полном и природном увлажнении, относительную склонность к деформации при изменении нагрузки от нулевой до конечной.
  • Комбинированный. Этот метод является модифицированным сочетанием двух предыдущих. Испытание проводится на одном образце. Его сначала исследуют в естественном состоянии до показателя давления в 0,1 Мпа. Использование комбинированного метода позволяет проанализировать те же свойства, что и метод 2 кривых.

Важные моменты

В ходе испытаний в плотномерах для грунта при использовании любого из вышеуказанных вариантов необходимо учесть, что результаты исследований отличаются значительной вариативностью. В этой связи некоторые показатели даже при испытании одного образца могут отличаться в 1,5-3, а в ряде случаев и в 5 раз.

Такие существенные колебания связаны с небольшим размером проб, неоднородностью материала из-за карбонатных и прочих включений либо наличием больших пор. Значение для результатов имеют и неизбежные ошибки при исследовании.

Факторы влияния

В ходе многочисленных исследований установлено, что показатель склонности почвы к проседанию зависит преимущественно от:

  • Давления.
  • Степени плотности почвы при природном увлажнении.
  • Состава просадочного грунта .
  • Уровня повышения влажности.

Зависимость от нагрузки отражается на кривой, по которой при повышении показателя величина относительной склонности к изменениям сначала тоже достигает своего максимального значения. При последующем усилении давления она начинает приближаться к нулевой отметке.

Как правило, для лессовидных супесей, лессов, суглинков давление составляет 0,2-0,5 Мпа, а для лессовидных глин – 0,4-0,6 Мпа.

Зависимость вызвана тем, что в процессе нагрузки просадочного грунта при природном насыщении на определенном уровне начинается разрушение структуры. При этом отмечается резкое сжатие без изменения водонасыщенности. Деформация по ходу усиления давления будет продолжаться, пока слой не достигнет предельно плотного своего состояния.

Зависимость от состава почвы

Она выражается в том, что при повышении числа пластичности показатель относительной склонности к деформации снижается. Проще говоря, большая степень изменчивости структуры характерна для суспесей, меньшая – для глины. Естественно, для выполнения этого правила прочие условия должны быть равными.

Начальное давление

При проектировании фундаментов зданий и сооружений осуществляется расчет нагрузки конструкций на грунт. При этом определяется начальное (минимальное) давление, при котором начинается деформация при полном насыщении водой. Оно нарушает естественную структурную прочность почвы. Это приводит к тому, что процесс нормального уплотнения нарушается. Эти изменения, в свою очередь, сопровождаются перестройкой структуры и интенсивным уплотнением.

Читайте также  Чем подкормить укроп и петрушку: внесение удобрений до и после посадки, видео

Учитывая вышесказанное, представляется, что на этапе проектирования при организации строительства величину начального давления следует принимать близкой к нулю. Однако на практике это не так. Указанный параметр следует использовать такой, при котором толща считается по общим правилам непросадочной.

Назначение показателя

Начальное давление используется при разработке проектов фундаментов на просадочных грунтах для определения:

  • Расчетной нагрузки, при которой изменений не будет.
  • Размера зоны, в границах которой будет происходить уплотнение от массы фундамента.
  • Требуемой глубины деформации почвы или толщины почвенной подушки, полностью исключающих деформации.
  • Глубины, от которой начинаются изменения от массы грунта.

Начальная влажность

Ею называют показатель, при котором грунты в напряженном состоянии начинают проседать. За нормальное значение при определении начальной влажности принимается относительная величина, составляющая 0,01.

Метод определения параметра базируется на компрессионных лабораторных испытаниях. Для исследования необходимо 4-6 образцов. Используется метод двух кривых.

Один образец испытывают при естественной влажности с загрузкой до максимального давления отдельными ступенями. При нем грунт замачивается до стабилизации просадки.

Второй образец сначала насыщают водой, а затем при непрерывном замачивании загружают до предельного давления теми же ступенями.

Увлажнение остальных образцов осуществляется до показателей, которые разделяют предел влажности от начального до полного водонасыщения на относительно равные промежутки. Затем их исследуют в компрессионных приборах.

Повышение достигается за счет заливки в образцы расчетного объема воды с дальнейшим выдерживанием на протяжении 1-3 суток до стабилизации уровня насыщения.

Деформационные характеристики

В качестве них выступают коэффициенты сжимаемости и ее изменчивости, модуль деформации, относительное сжатие.

Модуль деформации используют для расчета вероятных показателей осадок фундамента и их неравномерности. Как правило, его определяют в полевых условиях. Для этого образцы почвы испытывают статическими нагрузками. На значение модуля деформации влияют влажность, уровень плотности, структурная связность и прочность грунта.

При повышении массы почвы этот показатель повышается, при большем насыщении водой снижается.

Коэффициент изменчивости сжимаемости

Он определяется как отношение способности к сжатию при установившейся или естественной влажности и характеристик грунта в водонасыщенном состоянии.

Сопоставление коэффициентов, полученных при полевых и лабораторных исследованиях, показывает, что различие между ними несущественное. Оно находится в пределах 0,65-2 раза. Следовательно, для применения на практике достаточно определить показатели в лабораторных условиях.

Коэффициент изменчивости зависит преимущественно от давления, влажности, уровня ее повышения. При повышении давления показатель увеличивается, при увеличении естественной влажности – снижается. При полном насыщении водой коэффициент приближается к 1.

Прочностные характеристики

Ими являются угол внутреннего трения и удельное сцепление. Они зависят от структурной прочности, уровня насыщенности водой и (в меньшей степени) от плотности. При повышении влажности сцепление уменьшается в 2-10 раз, а угол – в 1,05-1,2. При увеличении структурной прочности сцепление усиливается.

Типы просадочных грунтов

Всего их существует 2:

  1. Просадка происходит преимущественно в пределах деформируемой зоны основания под действием нагрузки фундамента или иного внешнего фактора. При этом деформация от своего веса почти отсутствует или составляет не более 5 см.
  2. Возможна просадка почвы от своей массы. Она происходит преимущественно в нижнем слое толщи и превышает 5 см. Под действием внешней нагрузки может возникнуть просадка и в верхней части в границах деформируемой зоны.

Тип просадки используется при оценке условий строительства, разработке противопросадочных мероприятий, проектировании оснований, фундамента, самого здания.

Дополнительная информация

Просадка может возникнуть на любом этапе возведения или эксплуатации сооружения. Проявиться она может после повышения начальной просадочной влажности.

При аварийном замачивании грунт проседает в границах деформируемой зоны достаточно быстро – в пределах 1-5 см/сут. После прекращения поступления влаги спустя несколько суток просадка стабилизируется.

Если первичное замачивание имело место в границах части зоны деформации, при каждом последующем водонасыщении будет происходить просадка до полного увлажнения всей зоны. Соответственно, она будет увеличиваться при повышении нагрузки на почву.

При интенсивном и непрерывном замачивании просадка грунта зависит от продвижения вниз слоя увлажнения и формирования водонасыщенной зоны. В таком случае просадка начнется, как только фронт увлажнения достигнет глубины, на которой грунт проседает от собственного веса.

Источник:
http://fb.ru/article/350237/prosadochnyie-gruntyi-tipyi-i-harakteristiki-metod-opredeleniya-plotnosti-grunta

Просадочные грунты;

Лекция 6

Просадочныминазывают пылевато-глинистые грунты, которые при замачивании дают просадку (дополнительную вертикальную деформацию). В отличие от обычной осадки, просадка приво­дит к коренному изменению структуры грунта. Просадка свойственна, прежде всего, лессовым суглинкам и супесям. Лишь в отдельных случаях она может возникать в пылеватых песках с высокой структурной прочностью, а также в не­которых техногенных грунтах (отходы промышленного производ­ства, насыпные грунты и др.).

Лессовые грунты – рыхлые, несвязные грунты, занимающие значительные площади в Европе и Азии — около 13 млн. км 2 . Почти сплошным покровом лессовые породы лежат на большей части территории юга европейской части России (Нижний Дон, Предкавказье, Заволжье и др.), а также на юге Западной Сибири и в ряде других степных районов.

Лессовые грунты нередко служат причиной деформаций зданий и сооружений, что во многих случаях связано с недостаточным учетом их специфических особенностей и в первую очередь — просадочности.

Среди лессовых отложений различают типичный лесс, преиму­щественно эолового (ветрового) происхождения, и лессовидные суг­линки (переотложенные первичные образования). Резкую границу между ними проводить затруднительно, поэтому в инженерно-гео­логических целях их обычно объединяют единым термином «лессо­вые породы» или «лессовые грунты».

Условия залегания лессовых пород достаточно однообразны. Не­зависимо от гипсометрического положения отдельных положитель­ных форм рельефа, они покрывают плоские водоразделы, их скло­ны, поверхность высоких террас и т. д. ‘

Мощность лессовых толщ изменяется от первых метров (в се­верной части зоны их распространения) до 20—30 м в южных рай­онах нашей страны, реже до 80 м и более (юго-восточная часть Предкавказья, Западная Сибирь). В мире известны районы, где мощность лессовой толщи достигает 150—200 м и даже 400 м (лес­совое плато в Центральном Китае).

Отличительные признаки лессовых грунтов следующие: 1) жел­то-бурая и палево-желтая окраска; 2) высокая пылеватость (содер­жание пылеватой фракции (0,05—0,005 мм) свыше 50% при не­большом количестве глинистых частиц); 3) повышенная пористость (40—55%) с сетью макропор (размером 1—3 мм), видимых невоо­руженным глазом; 4) невысокая природная влажность (Sr = 0,4— 0,5), поэтому лессовый грунт, помещенный в воду, быстро размо­кает; 5) способность держать вертикальный откос (до 10 м); 6) высокая карбонатность; 7) однородная (неслоистая) тек­стура, прерываемая прослоями погребенной почвы.

Еще одна отличительная особенность лессовых пород — циклич­ность. Проявляется она в ритмичном чередовании типичных лессов с погребенными почвами и непросадочными лессовидными суглин­ками.

Минеральный состав лессовых грунтов характеризуется наличи­ем водоустойчивых минералов (кварца, полевых шпатов и др.) — до 50—60%, глинистых (гидрослюды, а также каолинита, монтморил­лонита и др.) — до 15—30% и водорастворимых минералов (хлори­ды, сульфаты, карбонаты и др.) — до 5—15%.

Механизм просадки может быть представлен следующим обра­зом. Вода, проникая в маловлажную высокопористую пылеватую лессовую породу, разрушает водонеустойчивые структурные свя­зи, при этом происходит ее доуплотнение, пористость уменьшает­ся и приходит в соответствие с напряженным состоянием. Круп­ные агрегаты распадаются, и формируется более плотная упаковка частиц.

Внешне этот процесс выражается в уменьшении объема лессо­вых пород и неравномерном оседании поверхности земли. На по­верхности водоразделов, сложенных лессовыми породами, при ув­лажнении их атмосферными осадками часто формируются проса-дочные блюдца размерами до 50—100 м в поперечнике и глубиной от долей метра до 1—2 м.

Несравненно больше просадочные деформации лессовых пород выражены при техногенном замачивании (утечки воды из ороситель­ных каналов, водохранилищ, водонесущих коммуникаций, при ин­тенсивном поливе парков и садов и т. д.)

Количественная оценка просадочностипроизводится с помощью следующих показателей: 1) относительной просадочности; 2) начального просадочного давления и 3) начальной просадочной влажности. Для целей проектирования зданий и сооружений необходимо также определение типа грунтовых условий по просадочности (I или II типа).

Эти показатели определяют как в лаборатории с помощью ком­прессионных приборов, так и в полевых условиях путем наблюдения за осадкой специальных штампов и дна опытных котлованов, заполненных водой.

Согласно СНиП 2.02.01—83, грунтовые условия строительных площадок, сложенных лессовыми просадочными грунтами, подраз­деляются на два типа:

I тип— грунтовые условия, в которых просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5 см; просадка возможна в основном от внешней нагрузки.

II тип— грунтовые условия, в которых, помимо просадки грунтов от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственного веса и величина ее превышает 5 см.

Строительство на лессовых просадочных грунтах. Согласно СНиП 2.02.01—83* «Основания зданий и сооружений», при возмож­ности замачивания грунтов основания следует предусматривать одно из следующих мероприятий:

а) устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной толщи;

б) прорезку просадочной толщи глубокими фундаментами, в том числе свайными и массивами из закрепленного грунта;

в) комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных свойств грунтов, а также водозащитные и конструктивные мероприятия.

Просадочные свойства грунтов устраняют с помощью уплотне­ния (трамбование тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек, предварительным замачиванием грунтов, вытрамбованием котлованов под фундаменты), закрепления (хи­мическим, термическим, буро-смесительным и другими способами) и армирования (введение специальных пленок, сеток и т. п.).

Читайте также  У коляски начали скрипеть колеса: что делать

К водозащитным мероприятиям относят планировку строи­тельных площадок для отвода поверхностных вод, предотвра­щение утечек из водонесущих коммуникаций, устройство отмосток вокруг зданий и т. д. Конструктивные меры должны быть направлены на снижение чувствительности сооружения к воз­можным просадочным деформациям (устройство железобетон­ных или армокаменных поясов, применение гибких конструк­ций, разрезка сооружения на отдельные отсеки и т. п.).

Источник:
http://studopedia.su/2_6046_prosadochnie-grunti.html

Отличие расчета просадки 1 и 2 типа грунтов

Основания и фундаменты

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!!

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

Сообщение от :
Имеем здание каркасное железобетонное, следовательно осадка+просадка д.б. не более 8см.

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.

Что касается расчетов и полученных вами просадок , то навскидку, могу сказать, что вы где-то ошибаетесь. Такой большой разницы при 8 метровой просадочной толще (8,09см и 17,96см) не должно быть. Из опыта могу сказать, что чаще всего ошибаются при расчете коэффициента Ksl при определении верхней просадочной зоны.
По нормам вы не должны для 1 типа делать расчет просадок нижней просадочной зоны, так как они не превышают 5 см. Однако в некоторых грунтовых условиях при просадочных толщах свыше 10 м, например в грунтовых условиях Вологодонска, недоучет просадки в условиях 1 типа при отн. просадосности менее 0,01 может привести к ошибочным результатам (см. п.266 http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=27591&page=14)
И здесь Sid Barret где-то прав.
И уточните, какая глубина заложения фундаментов у вас и нагрузка. Сколько просадочного грунта остается?

Сообщение от :
Всего просадочная толща 8,5м, глубина заложения фундамента 3,38 от планировочной отметки. В той ветке, которую Вы мне указали, я нашел свою ошибку: Ksl для просадки от собств веса грунта, принял 1., для сигма зет пэ, получается 1,157. В общем, я так понял, считать нужно не обращая внимания на тип просадочности. Хорошо, спасибо большое.

Почти правильно. Только по Кsl различаться будут.

Сообщение от :
И еще, в расчетных программах, по-моему в фундаменте, есть различие в расчете просадки от собственного веса и дополнительной нагрузки, когда осваивал эту программу, я так и посчитал что это и есть различие в расчетах 1 и 2 типа грунтов, т.е. если убрать галочку с расчета просадки от собственного веса грунта, то это будет расчет по 1 типу.

Здесь не подскажу, не пользуюсь этой программой. Специально сейчас заглянул в нее. Не знаю, зачем они разделили эти расчеты, ведь просадку мы должны считать на суммарную нагрузку, включающую собственный вес грунта. Могу предположить, что они это сделали, чтобы правильно учесть коэффициент Кsl в верхней (расчетом) и нижней (равный 1) зонах просадок. Или для анализа? Птички-галочки должны обе быть по смыслу.

Сообщение от Kalhaman:
Еще, один вопрос. Если среднее давление под подошвой меньше начального просадочного давления, то коэффициент ка эс эль получается с минусом, т.е. следует принимать ка эс эль как абсолютное число, с положительным знаком. Знаю, что так, потому, что как иначе? Спрашиваю, потому, чтобы быть уверенным что все правильно делаю.

Сдаётся, что если среднее давление под фундаментом менее начального давления, то и считать далее ничего не требуется ни с плюсом, ни с минусом.

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!![/quote]

Это у вас интересно как получается:Если не учитывать просадку от собственного веса грунта просадка оставит 8,09 см,а если учитывать 17,96 см,ТАКИМ ОБРАЗОМ просадка от собственного веса грунта 17,96-8,09=9,9 см,это больше 5 см,т.е. уже не Iтип,а II тип по просадочности,это уже должно было насторожить!

Сообщение от :
Сдаётся, что если среднее давление под фундаментом менее начального давления, то и считать далее ничего не требуется ни с плюсом, ни с минусом.

Подскажите пожалуйста, начальное просадочное давление 0,14 Мпа, 1-я категория, расчетное сопротивление грунта без учета просадки получается 0,19-0,20 Мпа. Можно ли посчитать ширину монолитной ленты фундамента на R=0,14 МПа и тем самым не заморачиваться с просадками?

Сообщение от aal1200:
Можно ли посчитать ширину монолитной ленты фундамента на R=0,14 МПа и тем самым не заморачиваться с просадками?

нельзя, в любом случае расчетом нужно показать, что в пределах сжимаемой толщи вы не превысили начальное просадочное давление.

падение дополнительного напряжение с глубиной может быть медленнее роста напряжения от веса самого грунта и в сумме может получиться превышение начального просадочного давления, это зависит и от соотношения сторон фундамента. для ленточного фундамента, скореее всего такого не будет

Сообщение от :
роста напряжения от веса самого грунта и в сумме может получиться превышение начального просадочного давления

в геологии сказано, что «просадка от собственного веса грунта отсутствует. Напряжение от собственного веса грунта ниже начального просадочного давления»
Грунтовые условия I-типа по просадочности.
Расчет я как раз сделал, подобрал ширину подушки таким образом что в пределах сжимаемой толщи давление ниже чем начальное просадочное, или о каком еще расчете идет речь?

Спасибо за ответ. Фундамент находится в просадочном слое, ниже слои непросадочные, соотв. у меня получается что нет дополнительных напряжений от веса грунта? (под центральными стенами по крайней мере, есть подвал).

В СП 22.13330.2011 п. 6.1.8
«Расчетное сопротивление грунта основания R при возможном замачивании просадочных грунтов (см. 6.1.2, а) принимают равным начальному просадочному давлению psl при устранении возможности просадки грунтов от внешней нагрузки путем снижения давления по подошве фундамента.»
Т.е. если снизить давление под подошвой увеличив ее, принимаем R и считаем осадки, просадочность уже непричем

Источник:
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=32150