Анализ исследований методов проектирования оснований и фундаментов на лессовых просадочных грунтах - Учет климатических условий при строительстве зданий повышенной этажности в г. Костанай

Принцип проектирования оснований по предельным состояниям взамен принятого по допускаемым давлениям, исходя из условий совместной работы всей конструкции в целом с основанием, т. е. с учетом особенностей физико механических свойств лессовых грунтов основания и специфики работы конструкции данного здания впервые был предложен проф. Ю. М.Абелевым. Этот принцип положен в основу современного проектирования конструкций и оснований зданий и сооружений.

Защита от замачивания просадочных лессовых грунтов в основаниях зданий и сооружений является очень сложным вопросом. Об этом свидетельствует результаты анализа многочисленных аварий и деформаций гражданских зданий и промышленных сооружений на лессовых просадочных грунтах.

Для предотвращения аварий и деформаций зданий и сооружений были разработаны водозащитные мероприятия и методы приспособления надземных конструкций промышленных и гражданских зданий к неравномерным осадкам фундаментов. Было предложено пять вариантов проектирования оснований фундаментов зданий и сооружений, где дополнительно к вышеуказанному предлагалось устранение просадочных свойств грунтов, применение искусственных оснований, прорезка просадочной толщи глубокими фундаментами и т. д. (8, 9, 10, 11, 129, 131).

Для водонасыщенных лессовых грунтов расчет времени уплотнения (консолидации) грунтов основания производится также как и для водонасыщенных глинистых грунтов. Следовательно, суммарная деформация просадочных лессовых грунтов основания и обусловленная ею максимально возможная осадка и просадка зданий зависят от толщины слоя просадочного грунта, его особых свойств, величины начального просадочного давления, длительности и условий замачивания, от состава замачиваемых жидкостей и т. д. (2, 29, 61, 71, 75, 99, 101, 258, 276, 277).

Научные исследования по изучению напряженно деформированного состояния грунтов в основании жестких штампов впервые были выполнены Г. И.Кравцовым. На основании этих исследований был сделан вывод о том, что происходит концентрация напряжений в пределах сжимаемой зоны, однако возможно применять теорию упругости для описания напряженного состояния в основании штампа.

Под руководством проф. М. Ю.Абелева [9] были проведены ценные исследования для определения напряженно деформированного состояния в лессовых грунтах с малой влажностью и в водонасыщенных лессовых грунтах под жесткими фундаментами и штампами в гг. Грозный и Георгиевск. Анализ результатов исследования контактных напряжений под жестким фундаментом показал следующее. Распределение контактных напряжений под жесткими фундаментами на маловлажных лессовых грунтах до достижения среднего давления под подошвой фундамента 0,30,35 МПа удовлетворительно соответствует аналитическим решениям по теории упругости. Во всех опытах на маловлажных лессовых фунтах максимальные напряжения возникли под краями штампа. До давления 0,35 МПа эпюры контактных напряжений не изменялись. Для водонасыщенных фунтов при исследовании распределения контактных напряжений в основании круглого жесткого штампа было установлено, что первоначально распределение контактных напряжений происходит с небольшим отклонением от решения И. Я.Штаермана (теория упругости). Начиная с определенного значения среднего давления под подошвой штампа, которое численно равно давлению, определяемому по формуле Пузыревского, с учетом развития пластических зон под краями штампа на глубине 0,250,35 ширины штампа, наблюдается трансформация эпюры контактных напряжений. При нагрузках на штамп, близких к предельным, т. е. когда наблюдается потеря устойчивости штампа на водонасыщенных лессовых фунтах, эпюра контактных напряжений приобретает параболическую форму с максимальной ординатой под центром штампа (9, 128).

Исследования распределения вертикальных деформаций показали, что деформации в основании жесткого штампа на водонасыщенных лессовых грунтах распространяются на значительно большую глубину, чем это прогнозируется расчетами по существующим нормативным документам. Глубина зоны распространения вертикальных деформаций в основании фундаментов увеличивается по мере увеличения нагрузки на фундамент. Исследования распределения горизонтальных напряжений под жесткими штампами показали, что эти напряжения распределяются более концентрированно относительно вертикальной оси, проходящей через центр жесткого штампа, по сравнению с распределением напряжений по теории упругости. Концентрация напряженных и деформированных зон вдоль центральной оси под подошвой жесткого круглого штампа может быть объяснена тем, что при больших давлениях на фундаменты возникают нелинейные соотношения между напряжениями и деформациями лессовых грунтов. Исследованиями было установлено, что применение теории упругости для расчета фундаментов на лессовых грунтах возможно до определенных давлений под подошвой фундамента, равных расчетному сопротивлению грунта.

Похожие статьи




Анализ исследований методов проектирования оснований и фундаментов на лессовых просадочных грунтах - Учет климатических условий при строительстве зданий повышенной этажности в г. Костанай

Предыдущая | Следующая