15.Искусственные основания. Виды устройства.

При наличии слабых грунтов целесообразно применение свайных фундаментов, рационально также искусственно улучшать работу и свойства грунтов в основании: работу грунтов улучшают конструктивными методами, а их свойства – уплотнением и закреплением.

К конструктивным методам улучшения работы грунтов оснований относятся

Устройство грунтовых подушек, применение шпунтового ограждения, создание боковых пригрузок, армирование грунта.

Для уплотнения грунтов применяют следующие методы: поверхностное уплотнение, глубинное виброуплотнение, камуфлетные взрывы, устройство грунтовых и песчаных свай, уплотнение либо статической нагрузкой с применением дрен, либо водопонижением.

К методам устройства искусственно улучшенных оснований с уплотнением грунта относят также сооружение фундаментов в вытрамбованных котлованах.

Из методов закрепления грунтов широко известны следующие: цементация, химические, электрохимические способы, смолизация, термический метод, битумизация и глинизация.

16. Мерзлые и вечномерзлые грунты (последними называют грунты, находящиеся в мерзлом состоянии многие годы — века) являются типичными 4-компонентными системами частиц, т к к обычным 3 компонентам грунтов (твердой, жидкой и газообразной) прибавляется идеально пластичная компонента — лед, образующийся из поровой воды при температуре замерзания.

Однако поровая вода в грунтах замерзает далеко не вся при 0^е, а как бы по категориям: свободная вода (в крупных порах) замер­зает при температуре, близкой к 0°, слои связанной воды замерзают при отрицательных температурах, все более низких по мере увели­чения связанности воды минеральными частицами; некоторое же количество связанной воды при любой отрицательной температуре в дисперсных грунтах всег­да остается в незамерзшем состоянии.

М ерзлые грунты - грунты, имею­щие отрицательную или 0-ю температуру, в кот. хотя бы часть со­д. воды замерзла, т. е.превратилась бы в лед, цементируя частицы. Рис. 11.36. Кривые содержания незамерзшей воды W_нз в мерзлых грунтах в зависимости от величины их отрицательной температуры (-0°) 1 - глина; 2 - суглинок; 3 - супесь; 4 - песок

Различные грунты в зависимости от их состава (г. о. от величины удельной поверхности минеральных частиц) содержат даже при одной и той же отрицатель­ной температуре различное количество незамерзшей воды (рис. 11.36), причем каждый грунт имеет свою характерную кривую незамерзшей воды.

Как показывают соответствующие опыты, количество незамерзшей воды и льда в мерзлых грунтах не остается постоянным, а изменяется под влиянием внешних воздействий (отрицательной температуры, внешнего давления и пр.), находясь с ними в динамическом равновесии.

Высказанное положение формулирует известный в механике мерз­лых грунтов принцип равновесного состояния воды и льда в мерзлых грунтах , являющийся основной физической базой исследования физико-механических свойств мерзлых грунтов.

Взаимосвязь показателей основных физических свойств мерзлых грунтов

Для единицы объема грунта будет справедливо равенство

g_d + g_л + g_w = γ (11.47)

Таким образом, для оценки физических свойств мерзлых грунтов необходимо знать 4 хар-ки: объемный вес γ; удельный вес γ_s суммарную влажность ω_с и влажность за счет незамерзшей воды w_m.

Величину длительного сцепления C_~ опр. по методу шарового штампа по формуле

где S_~— длительная осадка мерзлого грунта под шаровым штампом диаметром D при нагрузке Р.

Величину коэффициента оттаивания А_о можно определить при испытании на осадку оттаивающего грунта (в шурфе площадью 1—2 м²) под действием только его собственного веса (без нагрузки).

(11.49)

где s₀ — осадка слоя оттаивающего грунта; h — глубина оттаивания.