ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ОСНОВАНИИ СООРУЖЕНИЙ И В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВАНАХ - Инженерно-геологические явления в основании сооружений и в строительных котлованах

Цель Инженерно-геологического изучения оснований промышленных, городских, транспортных и гидротехнических сооружений - Оценка деформируемости и сдвига пород, Обоснование расчетов устойчивости сооружений и выбора укрепительных мероприятий. Задача исследований - Прогноз Отрицательных гидрогеологических и инженерно-геологических Процессов в котлованах в период строительства, обоснование мер защиты, производства работ и Предотвращение опасных последствий.

Воздействие сооружения и строительных работ на породы и подземные воды основания Проявляется в виде: Статических и динамических нагрузок; изменения режима, движения и напоров подземных вод; изменений напряженного состояния, свойств и теплового режима пород дна и откосов котлована.

Влияние сооружений на геологическую среду должно быть Оценено и учтено в проектах, конструкциях, укрепительных мероприятиях и методах ведения строительства.

При строительстве и эксплуатации сооружений, в зависимости от их вида и инженерно-геологических условий, В основаниях и котлованах возникают:

    - Деформации пород основания в виде уплотнения, сдвига и выпора под действием статических и вибрационных нагрузок; - Выпор (пучение) в глинистых и отпор (отслаивание) в трещиноватых скальных породах вызванные разгрузкой напряжений, выветриванием и обводнением; - Изменения прочностных и деформационных свойств пород, обусловленные разуплотнением, выветриванием, суффозией и выщелачиванием в связи с измененным режимом подземных вод; - Плывуны в котлованах, Прорывы подземных вод, Водопритоки и "взламывание" дна выемок под давлением напорных вод; - Нарушение устойчивости откосов котлованов, образование оползней, оплывин, осыпей, размыв ливневыми водами и мерзлотные деформации пород; - Усадка глинистых пород в основании сооружений в результате их высыхания и Просадки в лессах.

Развитие процессов различно по интенсивности и параметрам в разных комплексах пород и в зависимости от глубины, размеров, длительности и способов проходки котлованов. Их значение неодинаково для разных видов и конструкций сооружений, имеющих допустимые величины осадок и крена при неравномерном уплотнением пород основания.

В СНиП II-15-74 указаны предельно допустимые величины совместных деформаций грунтов оснований и промышленно-жилых зданий.

Различия в механизме и степени деформируемости пород оснований определяют Методику их инженерно-геологического изучения и составления Геомеханических (расчетных) схем.

По деформируемости и прочности Пород в основании сооружений можно выделить 10 основных групп (илы, плывуны, торфы; лессовидные разности; пески и ледниковые образования; глины; полускальные грунты; растворимые грунты; карбонатные и терригенные породы; скальные породы; щебнисто-глыбово-глинистые склоновые образования).

При составлении инженерно-геологических расчетных схем Следует оценивать Состояние пород (недоуплотненное, разгруженное и т. д.); Степень и характер обводненности; Трещиноватость, закарстованность и выветрелость; мерзлое состояние.

Распределение и величины дополнительных напряжений от веса сооружения зависят от: размеров жесткости и формы фундаментов; неравномерности приложения нагрузки по площади; особенностей литологического разреза и механических свойств пород; положения уровней подземных вод, геологического строения, деформируемости, слоистости и трещиноватости пород.

Предотвращение осадок, недопустимых для устойчивости сооружений, их крена и сдвига обеспечивается Мероприятиями по стабилизации (упрочнению) пород оснований и Конструкций сооружений.

Неравномерность осадОк сооружений в случаях неоднородного основания Устраняется: 1) заложением фундаментов отдельных частей здания на различные глубины, на которых находятся породы с примерно одинаковой или большей несущей способностью; 2) уширением фундаментов, созданием песчано-гравийных подушек в пределах более деформируемых грунтов; 3) особыми типами фундаментов для различно действующих частей сооружения. 4) укреплением пород основания инъекциями растворов.

Расчеты осадок сооружений

Предельная нагрузка, которую можно передать на естественное основание сооружения, Определяется переходом естественного основания и выстроенного на нем сооружения В предельные состояния.

Предельным называется такое Состояние массива грунта, когда малейшее увеличение нагрузки может сделать возведенное сооружение непригодным для дальнейшей эксплуатации.

Различают 2 предельных состояния: 1 - По прочности или устойчивости и 2 - По деформациям. 1 - характеризуется образованием в основании поверхностей скольжения (или пластических зон), по которым может произойти сдвиг части основания вместе с сооружениями; 2 - деформациями основания таких размеров, которые вызывают недопустимые повреждения строительных конструкций.

При расчете по предельным состояниям различают Нормативные и расчетные нагрузки.

Нормативные - наибольшие нагрузки, которые установлены нормами и допускают нормальную эксплуатацию конструкций и их оснований. Расчетные Получают путем умножения нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузки (от 1.1 до 1.4).

Прочностные и деформационные свойства грунтов также характеризуются Нормативными и расчетными показателями.

Нормативные показатели вычисляются как средние из серии параллельных испытаний (не менее 7), Расчетные - путем умножения на коэффициент однородности (обычно 0.8-0.95) или путем вычисления с помощью статистических методов.

Расчеты уплотнения пород основания и осадок сооружений производятся по двум схемам: I -- по деформациям и II -- по несущей способности (первое предельное состояние).

Согласно СНиПу, расчеты по деформациям оснований проводятся для условий совместной работы основания и сооружения. Расчет по деформациям исходит из условия S<SПp, где S -- величина совместной деформации основания и сооружения; SПp -- предельно допустимая величина совместной деформации для данного вида конструкции, эксплуатационного режима работы и расположения комплекса сооружений. Целью pасчета оснований По дефоpмациям является огpаничение абсолютных и относительных пеpемещений фундаментов и надфундаментных констpукций такими пpеделами, пpи котоpых гаpантиpуется ноpмальная эксплуатация сооpужения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кpенов, изменений пpоектных уpовней и положений констpукций, pасстpойств их соединений и т. п.).

Деформации основания Подразделяются на: осадки, просадки, Подъемы и осадки, оседания, горизонтальные перемещения, провалы

Осадка фундамента отдельного сооружения S определяется методом послойного суммирования уплотнения отдельных слоев, исходя из представлений о линейно-деформируемом полупространстве. Принимается, что осадка фундамента шириной или диаметром менее 10 м вызывается дополнительным напряжением, равным разности среднего давления от массы сооружения и природного давления Р. Суммарная (конечная) осадка сооружения на слоистой толще S определяется по формуле

S = ,

Где П -- число слоев сжимаемой толщи; HI -- мощность I-Гo слоя грунта; EI -- модуль деформации I-гo слоя грунта; РI -- среднее дополнительное давление I-гo слоя; -- безразмерный коэффициент, равный 0,8.

Для особых типов оснований, сложенных грунтами просадочными лессовыми, набухающими, заторфованными, засоленными, мерзлотно-пучащимися и неоднородно-обломочными элювиальными СНиПом предусмотрены дополнительные рекомендации и расчетные способы оценки деформаций.

Основание строительный деформируемость

Расчеты по несущей способности выполняются, когда: в породах основания действуют или на них передаются горизонтальные напряжения; сооружение расположено на скальных породах на склоне (откосе) или вблизи его бровки; основание сложено водонасыщенными малопрочными илами, песчано-глинистыми и торфяными грунтами.

Расчеты Предназначаются Для обеспечения устойчивости сооружений и недопущения сдвига фундамента по подошве и его опpокидывания с учетом возможности горизонтальных перемещений отдельных фундаментов или здания в целом и производятся для нескальных пород исходя из условия N<Ф/ КН , где N -- расчетная нагрузка на основание, определяемая в соответствии с рекомендациями СНиПа П-15-74; Ф -- несущая способность основания; КН -- коэффициент надежности, устанавливаемый в зависимости от ответственности и характера эксплуатации сооружения, инженерно-геологических условий, но не менее 1,2.

Сила пpедельного сопpотивления основания, сложенного нескальными гpунтами, должна опpеделяться исходя из условия, что соотношение между ноp-мальными и касательными напpяжениями по всем повеpхностям скольжения, соответствующее пpедельному состоянию основания, подчиняется зависимости

= tg 1 + c1,

Где 1 И C1 - соответственно pасчетные значения угла внутpеннего тpения и удельного сцепления гpунта.

Похожие статьи




ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ОСНОВАНИИ СООРУЖЕНИЙ И В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВАНАХ - Инженерно-геологические явления в основании сооружений и в строительных котлованах

Предыдущая | Следующая