Взвешивающее действие воды на фундамент

Обновлено: 28.03.2024

Илы - водонасыщенные современные осадки водоемов (морские, лагунные, озерные, речные, болотные илы), образовавшиеся при микробиологических процессах. Структура илов легко разрушается при статических нагрузках, превышающих структурную прочность, и особенно при воздействии динамических нагрузок. Со временем водноколлоидные связи в илах восстанавливаются и уплотненный илистый грунт упрочняется.

Ленточные глины–грунты, состоящие из прослаивания тонких прослоев песка, супеси, суглинка и глины. Их слоистая структура вызывает анизотропию свойств.

Делается фильтрующая пригрузка. Эффективным является применение песчаных и бумажных дрен. При небольшой толще биогенных грунтов их следует заменить другими.

Плавающими называются фундаменты мелкого заложения, передающие на грунт давление, не превышающее давления от вынутого грунта, т.е. очень небольшое давление.

Проектирование и строительство фундаментов на илах представляют собой трудную задачу в связи с тем, что илы отличаются очень малой плотностью и как следствие этого большой сжимаемостью и незначительной прочностью.
В случаях, когда мощность илов велика и нет возможности опереть фундамент (даже свайный) на грунты, их подстилающие, приходится прибегать к упрочнению их. Уплотнение нагрузкой создается отсыпкой на поверхность илов песчаной подушки. Под весом этой подушки происходит уплотнение ила, увеличивается его прочность и уменьшается сжимаемость.Такие песчаные подушки отсыпаются заблаговременно и постепенно, отдельными небольшими слоями с таким расчетом, чтобы у краев образующей ниши не происходило, нарушения устойчивости ила и выпора его изпод подушки. По мере наращивания толщины подушки идет уплотнение и упрочнение ила. что позволяет через некоторое время уложить на поверхность песчаной подушки каменную наброску, на которую в дальнейшем можно будет опереть фундамент сооружения.

Применяют бескаркасные конструкции простой конфигурации, разрезку осадочными швами на короткие жесткие блоки, устройство армированных швов и поясов в нескольких уровнях. Предусматривается рихтовка подкрановых путей. Вводы коммуникаций должны обеспечить их безаварийную эксплуатацию при существенных деформациях.
Возведение сооружений на ленточных глинах без принятия специальных мер вызывает неравномерные осадки вследствие нарушения природного сложения.
При устройстве под фундаменты подготовки из крупного песка или гравия слоем толщиной 10—15 см совершенно не допускается ее трамбовать; не допускается также сбрасывать бутовый камень в котлованы (необходимо спускать его по наклонным доскам).
При конструировании сооружений, возводимых на ленточных глинах, необходимо:

  • при сложном плане делить сооружение на отдельные жесткие блоки простой конфигурации;
  • избегать устройства отдельных фундаментов с резко отличающимися друг от друга и от фундаментов стен формой, размерами площади подошвы и давлением на грунт;
  • применять продольное армирование бутовых и бетонных фундаментов, а кирпичные стены снабжать армированными швами, железобетонными поясами и т. п., обычно устраиваемыми в цоколе и на уровнё пола последнего этажа.

усиление фундамента


а — армирование подушки фундамента и железобетонного пояса;
б — армированные швы;
в — железобетонный пояс в стене;
г — стенной армированный шов

В отдельных случаях целесообразно применять сплошные вертикальные осадочные швы. При производстве фундаментных работ на ленточных глинах важнейшим требованием является сохранение природной структуры этих грунтов.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Особенности устройства фундаментов зданий и сооружений на илах и ленточных глинах

Особенности устройства фундаментов зданий и сооружений на илах и ленточных глинах

Особенности устройства фундаментов зданий и сооружений на илах и ленточных глинах

Во всех инженерно-геологических изысканиях есть фраза о риске утечки воды из коммуникаций и весенней верховодке, которые могут вызвать подъём УВГ.

  1. В каких случаях не следует учитывать взвешивающее действие воды (далее ВДВ)? Если нет коммуникаций? Или ВДВ учитывается всегда и везде?
  2. Если ВДВ учитывается всегда и везде, то «обычные» удельные веса грунта - никчёмные характеристики?
  3. Существуют ли специальные мероприятия, выполнение которых позволить не учитывать ВДВ?
  4. Вода с кровли может поднять УГВ у фундаментов вблизи водосброса (и вызвать необходимость учёта ВДВ)?

учитывается, но по геологии (устан. уровень и амплитуда)
. если здание или сооружение на холме, то откуда там высокий УГВ?

. этот разбор для вычисления R?

Есть зафиксированный уровень грунтовых вод, есть установившийся. Есть возможное поднятие (выше установившегося) в неблагоприятные периоды года, либо из-за утечек из коммуникаций - это как коэф. спокойного сна у геологов. На этих отметках воду и надо учитывать, и они должны быть прописаны в изысканиях.
Верховодка - отдельная тема. Все знают что она есть, но никто ее не видел ))). Ни один геолог не даст отм. верховодки, т.к. это плавающая величина и она имеет временный характер. На выбор типа гидроизоляции, расчеты и пр. она никак не влияет (все уже заложено коэф. спокойного сна). По сути - это просто красивые фразы в отчете.

Существуют ли специальные мероприятия, выполнение которых позволить не учитывать ВДВ?

- R и 1 ГПС, них в первую очередь. Для осадок в СП есть некоторые уточнения в зависимости от коэффициента фильтрации.

----- добавлено через ~4 мин. -----

да. в подавляющем большинстве случаев в нашем районе геологи дают амплитуду близкую к дневной поверхности.
даже если угв низкий, gII' я принимаю не боле 14кПа
это всего лишь R, есть работа и за пределами R если есть запас по осадкам Offtop: . сплошная эмпирика, чего только стоит упоминание про ширину подвала 20 метров

Если стоит конкретная отметка, либо возможный подъем от конкретной отметки, то игнорить не стоит. В остальных же случаях - да можно игнорировать, иначе придется все объекты двумя слоями наплавляемой гидроизоляции закатывать, все подряд на всплытие считать и т.д., мало ли что.

Фраза из контекста вырвана.
Суть в том, что геологи пытаются себя полностью обезопасить в случае чего. Но если нет конкретных отметок воды, то не может быть и конкретных мероприятий по исключению ее влияния.

- т. е. отсутствие конкретных отметок подъёма УГВ - достаточное условие условие игнора подобных фраз? Может следует делать официальный запрос к изыскателям для указания конкретных отметок подъёма, иначе проектант станет крайним, если сам примет УГВ у дневной поверхности?

Само собой.
Но если при бурении воду не вскрыли и нет архивной геологии, что то новое в отчете вряд ли появится. Иначе геолог может стать крайним в растрате денег заказчика.

- а если проектант испугавшись страшной фразы и без запроса конкретных отметок примет УГВ у поверхности, то он станет крайним за перерасход.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Вообще, во всех подобных спорных моментах нужно требовать геологов прописывать конкретные рекомендации в выводах. И для избежания недоразумений сразу ставить в известность заказчика.

Может в задание на геологию прописывать что-то типа: «Указать конкретные отметки возможных колебаний УГВ»?

Продажа навыков и умений

Может в задание на геологию прописывать что-то типа: «Указать конкретные отметки возможных колебаний УГВ»?

Они не будут этого делать, так как скажут - не велись режимные наблюдения. По крайней мере я уже не первый раз спрашиваю у геологов - получаю такой ответ. Поэтому везде стандартная фраза - возможно замачивание грунтов грунтовыми водами типа верховодка от снеготаяния и порыва водонесущих коммуникаций. Поэтому я в расчетах учитываю наихудшую расчетную ситуацию (например при определении расчетного сопротивления показатели текучести больше 0,5 и т.п.).
И вот перед глазами прямо интересный объект - существующее одноэтажное здание с подвалом и кирпичными стенами и ленточными фундаментам, реконструкция. Грунтовые воды далеко. Но вот под частью здания супеси сухие с показателем текучести меньше 0, а под одной стеной - та же супесь, только замоченная до пластинчатой консистенции. Показатель текучести 0,7. И самое интересное - одно стена треснула как раз в месте перехода от сухих грунтов до замоченных. И та же стандартная фраза - верховодка.

Добрый день народ. Подскажите как мне найти удельный вес грунта во взвешенном состоянии или под действием подъёмной силы?

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Ну типа прочнист

Ну наверное все таки спрашивали про объемный вес грунта в воде.
Так что при равной плотност, какой бы ни был у вас коэф-т поритости объемный вес во взвешеном состоянии бут одинаковым.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Хочу быть фотографом :)

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Подскажите как мне найти удельный вес грунта во взвешенном состоянии или под действием подъёмной силы?

Если действительно надо узнать вес только грунта во взвешенном состоянии (не пойму только зачем), то считать надо по закону Архимеда.
А если надо найти вес грунта в водонасыщенном состоянии, то
"Гамма водонасыщ"="гамма грунта"*(1-n)+n*"гамма воды", где n- пористость. Подробнее см любой учебник по механике грунтов.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

DEM
Не расстраивайся. Меня тоже иногда такие мысли посещают после посещения форума, когда начитаюсь умных тем. Зато знаю, куда надо стремиться. [/b]

вообще что такое удельный вес.

из родственных источников:

P_ = \sum_^i=n P_ V_ = P_ V_ +P_ V_+ … + P_ V_

получается что Pуд=(Gчастиц грунта*Vчастиц+Gводы*Vпор)

Pуд - удельный вес во взвешенном состоянии
Gчастиц грунта - удельный вес частиц
Gводы -плотность воды

Хочу быть фотографом :)

В общем, формула:

Гамма.sb=(гамма.s-гамма.w)/(1+e)

Где:
Гамма.sb - искомый уд. вес с учетом взвешивания;
гамма.s - уд. вес частиц грунта;
гамма.w - уд. вес воды;
е - коэффициент пористости грунта.

Гамма.sb=(гамма.s-гамма.w)*(1-n)

где n - пористость грунта.

совсем запутался.
вот пример: по геологии дана плотность грунта 2,1т/м3
необходимо найти удельный вес грунта в тех же еденицах измерения (т/м3). если удельный вес это плотность(т/м3) умноженная на ускорение= 10, то получается удельный вес грунта 21т/м3.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

GEODATA Engineering S.p.A.

Неужели так тяжело открыть учебник и прочитать, удельный вес грунтов колеблется в пределах от 13 до 23 кН/м3 или 1.3. 2.3 т/м3.
А формулу для определения удельного веса грунта во взвешенном состоянии совершенно точно указал Om81

Неужели так тяжело открыть учебник и прочитать, удельный вес грунтов колеблется в пределах от 13 до 23 кН/м3 или 1.3. 2.3 т/м3.
А формулу для определения удельного веса грунта во взвешенном состоянии совершенно точно указал Om81

не трудно. просто запутался в переводе едениц.
. а вот еще такой вот вопрос тема навеяла:
предположим уровень грунтовых вод выше подошвы фундамента, фундамент заложен чуть ниже глубины промерзания. так вот, при расчете мы обязаны учитывать взвешивающее действие воды (архимедову силу) на грунты и на сам фундамент! а вот предположим что зимой грунт промерз практически до подошвы! и что тогда. получается что вода (точнее ЛЕД) будет лишь утяжелять слой грунта? как тогда расчитывать?что вы думаете.

Конечно, Вы должны рассмотреть все случаи – и лед, и колебание УГВ как сезонное так и из-за дренажей (взвешивание и разгрузка). А если углубляться в дебри механики грунтов, то тиксотропные грунты (если их не трогать) не взвешиваются (вода вокруг частиц является связной), а при нарушении – взвешиваются. В некоторых визах грунтов имеющих сцепление но с низким ФИ (илы, супеси и суглинки) имеется эффект залипания подошвы подобный эффекту подводной лодке опустившейся на дно. :roll:

совсем запутался.
вот пример: по геологии дана плотность грунта 2,1т/м3
необходимо найти удельный вес грунта в тех же еденицах измерения (т/м3). если удельный вес это плотность(т/м3) умноженная на ускорение= 10, то получается удельный вес грунта 21т/м3.

здесь вы умножили две величины в разных единицах измерения - поэтому получилось малопотребное.
по порядку
1.

Сваи_в_неоднородном_грунте_01.jpg

Вес грунта в уровне острия сваи (основании сваи, ИГЭ №2) = Y’=2.15 т/м 3 , осреднённый вес грунта по длине сваи:
(1.19 м в ИГЭ 2) = γ=1.978 т/м 3 .
(1.5 м в ИГЭ 1) = γ=1.148 кН/м 3 .
(3.31 м в ИГЭ 2) = γ=1.978 кН/м 3 .
Y=(1.19*1.978+1.5*1.148+3.31*1.978)/6=1.771 т/м 3

3. Высотные отметки

Сваи_в_неоднородном_грунте_04.jpg

Отметка рельефа по скважине 1 = 9.86 м, отметка головы сваи = 3.55 м в абсолютных координатах модели грунта. Длину сваи принимаем = 6 м.
Свая целиком находится в ИГЭ №1 и ИГЭ №2
На отметке 2.5-1 м свая насквозь проходит слой ИГЭ №1. Голова сваи находится в ИГЭ №2

Сваи_в_неоднородном_грунте_05.jpg

4. Геометрические размеры

h (глубина заложения нижнего конца сваи от рельефа) = 6.31+6 = 12.31 м
U (периметр) = 4*d = 4*0.35 = 1.4 м
А (площадь) = d 2 = 0.35 2 = 0.1225 м 2

5. Коэффициенты при расчётах

Сваи_в_неоднородном_грунте_06.jpg

Скриншот окна Параметров определения теоретической несущей способности свайного основания СП 24.13330.2011

Yc = 1, для забивных свай, по п.7.2.2;
Ycr = 1 (погружение сплошных свай в предварительно пробуренные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя при её диаметре на 0.05 м менее стороны квадратной сваи), таблица 7.4, п.2 б;
Ycf = 0.6 (погружение сплошных свай в предварительно пробуренные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя при её диаметре на 0.05 м менее стороны квадратной сваи), таблица 7.4, п.2 б;

6. Определение осадки одиночной сваи

Определение осадки сваи от действия единичной силы 1 МН.

Вычисление осреднённых характеристик грунта вдоль ствола сваи:
G1=(1.19*9807+1.5*7692+3.31*9807)/6=9278 кПа
ν1=(1.19*0.35+1.5*0.3+3.31*0.35)/6=0.3375~0.338

Для расчёта осадки принимаем следующие характеристики
G1=9278 кПа – грунт вдоль ствола сваи;
G2=9807 кПа – грунт под нижним концом сваи;
ν1=0.338 – грунт вдоль ствола сваи;
ν2=0.35 – грунт под нижним концом сваи;

Коэффициенты kv, kv1 по формуле (7.35):
v=(ν12)/2=(0.338+0.35)/2=0.344
kv=2.82-3.78*v+2.18*v 2 =2.82-3.78*0.344+2.18*0.344 2 =1.778
kv1=2.82-3.78*ν1+2.18*ν1 2 =2.82-3.78*0.338+2.18*0.338 2 =1.791

расчётный диаметр сваи по формуле (7.37)

Сваи_в_неоднородном_грунте_f1.jpg

Коэффициент β’=0.17*ln(kv*G1*l/G2*d)=0.17*ln(1.778*9278*6/(9807*0.395))=0.551
Коэффициент α’=0.17*ln(kv1*l/d)=0.17*ln(1.791*6/0.395)=0.562

Материал сваи – бетон В25 Размеры сваи 0.35х0.35 м.
Относительная жёсткость сваи
X=E*A/(G1*l 2 )=30000000*0.1225/(9278*6 2 )=11.003

Параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле (7.34)

Сваи_в_неоднородном_грунте_f2.jpg

Коэффициент Betta, определяемый по формуле (7.33)

Сваи_в_неоднородном_грунте_f3.jpg

Осадка сваи, по формуле (7.32):

Сваи_в_неоднородном_грунте_f4.jpg

7. Определение несущей способности сваи при расчёте глубины погружения от рельефа местности

Сваи_в_неоднородном_грунте_07.jpg

Сваи_в_неоднородном_грунте_f5.jpg

Расчётное сопротивление под нижним концом сваи принимается по табл. 7.2 СП 24.13330.2011 R =1569.3 кПа;

Расчётные сопротивления на боковой поверхности сваи принимаются по табл. 7.3 СП 24.13330.2011 f1=31.81 кПа (глубина 6.81), f2=32.405 кПа (глубина 7.405), f3=44*1.3=57.2 кПа (глубина 8), п.3.табл 7.3 Значения расчётного сопротивления плотных песков на боковой поверхности сваи следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведёнными в таблице, f4=44.75*1.3=58.175 кПа (глубина 8.75); п.3.табл 7.3 Значения расчётного сопротивления плотных песков на боковой поверхности сваи следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведёнными в таблице, f5=33.75 кПа (глубина 9.5), f6=34.4 кПа (глубина 10.5), f7=35.2 кПа (глубина 11.5), f8=35.724 кПа (глубина 12.155);

При их обводнении возникают большие часто неравномерные деформации просадки, достигающие 1 м и иногда более. Просадки возникают при увлажнении замачивании грунтов при одновременном действии нагрузки от сооружений и собственного веса грунтов.

Принципы проектирования:

1) принятие водозащитных мер, препятствующих проникновению воды в основание;

2) устранение просадочных свойств грунтов;

3) прорезка просадочных грунтов глубокими фундаментами.

Повышают пространственную жесткость зданий разрезкой на блоки, разделенные осадочными швами, устройством железобетонных поясов, армированием кладки.

Для гибких схем конструкций иногда можно, наоборот, увеличить податливость. Может предусматриваться восстановление зданий в процессе эксплуатации подъем домкратами или, наоборот, допросадка в частях, где просадка оказалась меньшей, чем рядом.

Просадочные свойства можно устранить следующим образом:

1. Уплотнением грунтов тяжелыми трамбовками. При трамбовании механически ломаются структурные связи в грунте. Недостатком данного метода является возникновение сильных колебаний, поэтому вблизи уже построенных зданий его следует использовать с осторожностью.

2. Устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах. По сути, это то же трамбование, но только трамбовками определенной формы с одновременным устройством тела фундамента. Иногда устраивают двухслойное основние, втрамбовывая в нижний слой щебень.

3. Предварительное замачивание в сочетании с подводными взрывами мелкими зарядами. При этом поверхность грунта оседает и требуется выполнить досыпку, уплотнив ее трамбованием и укаткой. При замачивании следует определить необходимое количество воды так, чтобы влажность грунта была выше начальной просадочной влажности.

4. Прорезка просадочного грунта сваями. Это метод является косвенным, так как он напрямую не устраняет просадочные свойства грунтов. Применяются забивные призматические или пирамидальные сваи.

5. Химическое закрепление и термообжиг просадочных грунтов, но они являются наиболее дорогими способами.

Применяются железобетонные забивные сваи, прорезающие толщу просадочных грунтов. Набивные сваи могут применяться с уширением при условии опирания их на плотные слои непросадочного грунта. Пирамидальные короткие сваи применяются при небольшой толще просадочных грунтов и при условии прорезки ими всей просадочной толщи.

Грунтовые сваи применяются это способ усиления основания. В результате их применения получается не свайный фундамент, а искусственное основание. Грунт в этих сваях глинистый, утрамбованный и практически не проводящий влагу. Песчаные сваи не применяются, так как они являются дренами и способствуют увлажнению грунтов основания, следовательно, их просадке.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Читайте также: