32. Расчет просадки основания. Типы оснований по просадочности. Меры борьбы с просадкой основания. Учет негативного трения при расчете несущей способности свай.

Просадочностью при замачивании под нагрузкой обладают высокопористые, слабоувлажненные, преимущественно глинистые грунты. Природные просадочные грунты (лессовые и лессовидные) имеют широкое распространение и приурочены обычно к верхним толщам водораздельных пространств. Вблизи водотоков просадочные грунты могут встретиться на склонах высоких террас. В руслах и на пойменных участках рек грунты просадочными свойствами не обладают.

Грунтовые условия строительных площадок по просадочности подразделяют на два типа: I тип — когда просадка от собственного веса грунтов просадочной толщи не проявляется или не превышает 5 см; II тип — когда просадка от собственного веса грунта превышает 5 см.

В природном состоянии просадочные грунты обладают сравнительно высокой несущей способностью (не хуже аналогичных непросадочных грунтов). При дополнительном увлажнении их несущая способность значительно снижается и в них развиваются быстротекущие дополнительные деформации, связанные с изменением структуры этих грунтов (просадка).

Замачивание грунтов основания в плане и профиле может быть местным (из локального источника), приводящим к просадке на ограниченной площади, или интенсивным с промачиванием всей просадочной толщи на больших площадях сверху (при затоплении территории) или снизу (при подъеме уровня грунтовых вод), вызывающим полное проявление просадки основания.

В условиях, исключающих замачивание просадочных грунтов основания, проектирование фундаментов выполняют как на обычных непросадочных грунтах с ориентацией на их природную влажность w, если она выше влажности на пределе раскатывания w_p, и на w_p, если w < w_p.

Расчетным состоянием просадочных грунтов по влажности при возможности их замачивания считают состояние их полного водонасыщения (S_r  0,8), исходя из которого назначают предварительные размеры фундаментов. В этом случае определяют возможную просадку основания при его замачивании. Если сумма этой просадки и осадки уплотнения основания до замачивания, а также степень неравномерности этих суммарных деформаций не превышает их предельных значений для данного сооружения, то никаких дополнительных мероприятий не требуется. В противном случае нормальную эксплуатацию сооружения можно обеспечить устранением просадочных свойств грунтов в пределах всей или части просадочной толщи путем поверхностного или глубинного уплотнения, укреплением грунтов силикатизацией или термическим способом и т. д. (см. гл. 6). При большой мощности просадочной толщи осуществляют ее прорезку фундаментами глубокого заложения с опиранием на непросадочные грунты.

Величину просадки основания под фундаментом определяют по формуле

(10.9) где _sl,i — относительная просадочность грунта i-го слоя, определяемая опытным путем, при давлении p_i, равном сумме давлений от фундамента и собственного веса грунта в середине слоя толщиной h_i; k_sl,i — коэффициент, который для фундаментов шириной более 12 м принимают равным 1, а при b  3 вычисляют по формуле (10.10) где p — среднее давление фундамента на грунт в плоскости его подошвы; p_sl,i — начальное просадочное давление i-го слоя грунта; p₀ = 100 кПа.

Суммирование по формуле (10.9) выполняют до уровня залегания непросадочных грунтов с _sl < 0,01.

Для вычисления просадки основания строят эпюры суммарных напряжений в нем от собственного веса грунта _zg и от давления фундамента p_z, а также график изменения начального просадочного давления p_sl,z по глубине просадочной толщи (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Схема к расчету просадок основания: 1 — эпюра _zg; 2 — эпюра (_zg + p_z); 3 — график изменения p_sl; 4 — нижняя граница просадочной толщи

При интенсивном замачивании основания просадка может совершаться либо в пределах всей просадочной толщи, либо ее части, что зависит от соотношения суммарных напряжений (_zg + p_z) и начального просадочного давления p_sl,z по глубине этой толщи (на рис. 10.6 просадка основания в средней зоне отсутствует).

При местном замачивании основания из источника, расположенного в стороне от фундамента, просадку учитывают лишь в нижней части просадочной толщи с учетом растекания воды из источника под углом 35–45° к вертикали.

При проектировании фундаментов мостов просадочную толщу грунтов основания обычно прорезают, например, сваями. При этом в случае возможного замачивания просадочных грунтов несущую способность свай или столбов определяют с учетом негативного трения просадочных и вышележащих грунтов по боковой поверхности несущего элемента по аналогии с формулой (10.5). В грунтовых условиях II типа по просадочности несущую способность свай на сжимающую нагрузку определяют по результатам их испытания статическими нагрузками, как разность между F_d свай полной длины и их несущей способностью на выдергивание F_du при длине, равной мощности просадочной толщи. Динамический метод испытания свай и метод зондирования грунтов при оценке F_d в просадочных грунтах не допускаются.

+ предпоследняя лекция