Петраков и др. Осн.ифунд. в СИГУ

Рис. 14.3 Развитие осадки подстилающего слоя грунта от веса насыпи во времени

1 – период отсыпки насыпи; 2 – период возведения здания

Для учета самоуплотнения несложившихся насыпных грунтов и отходов производств к значениям дополнительного напряжения от внешней нагрузки zp в пределах насыпного слоя добавляется вертикальное напряжение zy , где k fs =0,4 – для несложившихся насыпных

грунтов из песков, шлаков и т.п. и k fs =0,6 – для пылеватых песков, пылевато-глинистых

грунтов, золошлаков и т.п.

При расчете осадок фундаментов учитывается осадка подстилающих грунтов от веса насыпи путем добавления к значениям Zp ниже кровли подстилающих грунтов

вертикального напряжения Hg (рис. 14.4) от веса вышележащих слоев насыпного грунта. Дополнительная осадка насыпных грунтов и отходов производства от разложения

органических веществ (0,03<Iom<0,1) при неполном водонасыщении грунтов определяется по формуле:

kom - коэффициент, учитывающий возможность разложения органических включений,

принимается равным 0,4;

Iom - относительное содержание по массе органических веществ;

d , S - соответственно прочность сухого грунта и частиц грунта; h - толщина насыпного слоя, содержащего органические включения.

Рис. 14.4 Схема к расчету осадки фундамента

Расчетное сопротивление основания, сложенного насыпными грунтами, определяется по обычной методике с использованием специальных значений коэффициентов С1 , С2:

-для насыпей – без изменений;

Предварительные размеры фундаментов сооружений, возводимых на насыпных грунтах, допускается назначать, исходя из значений расчетных сопротивлений насыпных грунтов R0 основания по приложению 3 (таб. 3) СНиП 2.02.01-83. По этой таблице минимальное расчетное сопротивление грунта основания для неслежавшейся свалки без уплотнения составляет 64кПа, максимальное (планомерно возведенная насыпь с уплотнением, слежавшаяся) – 250 кПа.

Давления у края и под углом внецентренно нагруженного фундамента должны превышать:

-для насыпей – соответственно 1,2R и 1,5R (т.е. как для обычных условий);

-для отвалов и свалок – соответственно 1,08R и 1,35R.

При уплотнении насыпных грунтов, устройстве песчаных, гравиевых подушек и т. п. необходимо проверить напряжение на кровле неуплотненного песчаного грунта от нагрузок на фундаменты и собственного веса уплотненного грунта (подушки).

При проектировании зданий и сооружений на насыпных грунтах может предусматриваться:

1)использование насыпных грунтов и отходов производства в качестве естественно сформировавшихся оснований;

2)устройство из насыпных грунтов и отходов производств искусственных оснований, подушек, насыпей и т.д.;

3)применение строительных мероприятий по снижению сжимаемости насыпных грунтов и отходов производств;

4)прорезка насыпных грунтов и отходов производств глубокими, в т.ч. свайными, фундаментами.

При расчетных деформациях основания, сложенного насыпными грунтами, больше предельной или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться следующие мероприятия:

1)поверхностное уплотнение основания тяжелыми трамбовками, вибрационными машинами, катками;

2)глубинные уплотнения грунтов сваями, гидровиброуплотнение;

3)устройство грунтовых подушек – песчаных, гравиевых, щебневых и т.п.;

4)прорезка насыпных грунтов и отходов производств глубокими, в т.ч. свайными, фундаментами;

5)конструктивные меры защиты фундаментов и сооружений от неравномерных осадок основания.

Размеры уплотняемой площади должны превышать размеры подошвы фундамента не менее чем на 0,2 диаметра трамбовки.

k- коэффициент, принимаемый равным:

-для крупнообломочных, щебневых, гравиевых грунтов, песков крупных и средней крупности, шлаков – 2,2;

-песков мелких, хвостов обогатительных фабрик, формовочной земли – 2,0;

-песков пылеватых, супесей, суглинков, золошлаков – 1,8;

-глин и шлаков – 1,5.

d - диаметр тяжелой трамбовки.

Гидровиброуплотнение применяется для уплотнения насыпных грунтов и отходов производств (хвостов обогатительных фабрик, формовочной земли, золошлаков) с содержанием по массе глинистых частиц не более 0,05 и степени влажности Sr>0,7 в случае необходимости уплотнения на глубину до 6м.

Плотность подушки должна быть не менее 0,95 максимальной плотности, получаемой путем опытного уплотнения грунтов при оптимальной влажности в полевых или лабораторных условиях.

Модуль деформации уплотненных тяжелыми трамбовками насыпных грунтов ориентировочно допускается определять по таблице 14.2.

Глубокие уплотнения грунтовыми сваями используются для песчаных грунтов и отходов производств при степени влажности Sr>0,7 и относительном сцеплении

органических веществ Iom <0,1. Устройство грунтовых свай предусматривается на всю

толщу насыпного слоя с доуплотнением верхнего разуплотнившегося (буферного) слоя тяжелыми трамбовками. Толщина буферного слоя hb определяется по формуле:

kb - коэффициент, принимаемый равным:

-для крупнообломочных, щебневых, гравиевых грунтов – 2,0;

-для песков и шлаков – 3,0;

-для супесей – 4,0;

-для суглинков – 5,0;

-для глин – 6,0;

d - диаметр грунтовых свай.

Конструктивные мероприятия при строительстве зданий и сооружений на насыпных грунтах и отходах производств применяются в тех случаях, когда осадки фундаментов, как по абсолютной величине, так и степени их неравномерности превышают предельно допустимые значения. В основном они корреспондируются с ранее рассмотренными конструктивными мероприятиями защиты фундаментов и сооружений от неравномерных осадок оснований. Наиболее распространенными мероприятиями по повышению прочности

иобщей пространственной жесткости зданий и сооружений являются:

разрезка зданий и сооружений осадочными швами на отдельные отсеки;

устройство железобетонных поясов или армированных швов (рис 14.5);

Рис. 14.7 Укрепление перекрытий

а – укрепление плит перекрытий анкерами во внешних стенах; б – увеличение площади опирания плит перекрытий;

1 – болт стяжки; 2 – швеллер; 3 – плиты перекрытий; 4 – стена.

усиление фундаментно-подвальной части зданий и сооружений применением монолитных, сборно-монолитных фундаментов (рис. 14.8).

1 – железобетонный пояс; 2 – железобетонный фундамент; 3 – песчаная подушка; 4 – утрамбованный щебень с раствором.

На рис. 15.2 представлена классификация закарстованных территорий, для которых характерными поверхностными деформациями являются провалы. Параметрами этой классификации являются число прогнозируемых карстовых провалов на 1км2 площади территории в год и прогнозируемый (средневероятный) диаметр провала d.

Приведенная классификация распространяется на следующие группы городских территорий:

I – селитебные, промышленные зоны, магистральные железные работы, аэродромы, автовокзалы;

II – зоны коммунально – складских сооружений и внешнего транспорта (кроме указанных выше);

III – территории санитарно-технических устройств, питомников. и т.п.

строительство допускается без ограничений

Рис. 15.2 Общие рекомендации по строительству в карстовых районах применительно к отдельным группам территорий

обеспечение рентабельности строительства с учетом возможного ущерба от карстовых явлений и расходов на специальные изыскания и противокарстовые мероприятия.

Противокарстовые мероприятия обычно предусматривают решение следующих групп задач:

1)изменение в нужном направлении естественного развития карстовых процессов;

2)уменьшение вредного влияния хозяйственой деятельности человека на карстовые

процессы;

3)защита строительных объектов планировочными, конструктивными решениями или контролем за прочвлением карстовых процессов.

К 1–й группе относятся мероприятия, предусматривающие уменьшение интенсивности растворения карстующихся пород (создание фильтрационных завес, осушение карстующегося массива, регулирование поверхностного стока), заполнение карстовых пустот грунтами и тампонажными растворами, закрепление покрывающей толщи пород (армирование грунта, использование корневидных буронабивных свай) ипр.

Мероприятия 2-й группы в основном связаны с предотвращением утечек воды и сброса технологических, химически агрессивных вод, с ограничением откачки подземных вод, снижением уровня динамических воздействий от сооружения на основание и т.п.

К мероприятиям 3-й группы относится использование рациональных архитектурнопланировочных решений.

Конструктивная защита зданий и сооружений от опасных деформаций, вызванных карстовыми провалами включает в себя: повышение жесткости здания путем устройства монолитных фундаментов, армированных стоек и горизонтальной рамы на уровне перекрытия первого этажа и т.п.).

Устройство противокарстовых фундаментов.

Характерной особенностью проектирования фундаментов на карстоопасных территориях являектся то, что они тдолжны обеспечивать возможность восприятия дополнительных усилий (изгибающих моментов, поперечных сил) в условиях почти полной неопределенности мест появления возможных провалов, их числа и размеров. Поэтому строительство зданий и сооружений на отдельно стоящих столбчатых фундаментах на таких территориях не допускается.

Наиболее распространены в этих условиях монолитные ленточные, перекркстные и плитные фундаменты. Для уменьшения дополнительных силовых воздействий в фундаментых конструкциях устраивают консольные выпуски за пределы периметра стен.

Эффективными также являются сваи – стойки и глубокие опоры с прорезкой карстующихся пород.

При проетировании фундаментовиз висячих свай, расположенных в покрывающей толще грунтов, количество свай и их поперечное сечение должны назначаться с учетом выхода из строя некоторого числа свай вследствие возможного образования под ними карстового провала. Аналогичная ситуация должна быть рассмотрена при опирании свайстоек на карстующиеся породы, которые могут содерожать ослабленные зоны или полости.

Заделка голов свай в ростверк должна обеспечивать возможность их свободного выпадения при образовании провала (рис. 15.3). В противном случае (при жесткой заделке)