Особенности строительства на просадочных грунтах

Виды слабых структурно неустойчивых грунтов, усложняющих условия строительства объектов

Cтруктурно-неустойчивыми называют грунты, у которых при определенных условиях резко нарушается природная структура. К ним относят грунты:

лессовые,структура к-ых нарушается при замачивании их под нагрузкой; мерзлые и вечномерзлыеструктура к-ых нарушается при их от­таивании; рыхлые пески, резко уплотняющиеся при динамических воздействи­ях; илы и чувствительные глинистые грунты, деформационные и прочно­стные св-ва к-ых резко изменяются при перемятии;набухаю­щие, к-ые при увлажнении способны существенно увеличиваться в объеме даже под нагрузкой.

Лессовые отложения, обычно залегающие под растительным слоем, они имеют небольшую влаж­ность (0,08—0,16) и сравнительно небольшой коэф-т водонасыщенности, обычно не превышающий 0,5. При замачивании загруженного лессового грунта наблюдается резкое уменьшение его объема, что приводит к просадки дневной поверхности и возведенных соор-ий. Просадка – это быстро развивающая осадка, вызванная резким изменением структуры грунта.

Наличие в мерзлом грунтенезамерзшей воды существенно отражается на его св-вах (прочность, деформативность и др.) При строител-ве часто приходится учитывать возможность увеличения объема грунта при промерзании - его морозное пучение.

Вечномерзлые грунтымогут находиться в твердомерзлом, пластичномерзлом, сыпучемерзлом состоянии.

Рыхлые пескиприродная структура легко нарушается при динамических возд-й ( вибр-и или сотрясении)

Илы и чувствительные глинырезко меняют свои прочностные и деформационные характеристики при нарушении их природной структуры даже без изменения влажности. Поэтому при разработке котлованов и возведении фундаментов в таких грунтах иногда прим-т специальные меры для сохранения их природной структуры.

Набухающие грунты.Многие глинистые грунты меняют свой объем с изменением влажности. Набухающие грунты при высыхании дают усадку к-ая может приводить к деформации сооружений, особенно выделяющее тепло.

Особенности строительства на просадочных грунтах

Обеспечение прочности и нормальной эксплуатации зданий и сооружений на просадочных грунтах достигается применением соответствующих принципов и методов строительства, которые основываются на учете природы, механизма просадочности, закономерности развития просадочных деформаций.
При проектировании оснований, фундаментов и зданий на просадочных грунтах прежде всего учитывают возможность их замачивания и возникновения просадочных деформаций. Поэтому в тех случаях, когда исключается замачивание просадочных грунтов сверху или вследствие подъема уровня грунтовых вод и возможно лишь медленное повышение влажности до установившейся за счет застройки территории, основания и фундаменты проектируют как на обычных непросадочных грунтах. Подобные условия обычно имеют место при строительстве зданий и сооружений, необорудованных водопроводом и канализацией, у которых внешние сети и возможные источники замачивания расположены на расстояниях, больших полуторной величины просадочной толщи.
При возможности и неизбежности замачивания просадочных грунтов в основании прочность и нормальная эксплуатация зданий и сооружений достигаются применением одного из следующих принципов:
а) устранения просадочных свойств грунтов;
б) прорезки просадочных грунтов глубокими фундаментами;
в) комплекса мероприятий, включающего подготовку основания, водозащитные и конструктивные мероприятия.
Устранение просадочных свойств грунтов достигается применением различных методов уплотнения и закрепления и направлено на изменение природной структуры, повышение плотности, прочности, исключение просадочности грунтов и превращение их в обычные непросадочные грунты с более высокими значениями прочностных и деформационных характеристик. Основными методами уплотнения просадочных грунтов с I типом грунтовых условий по просадочности являются: поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, вытрамбовывание котлованов, устройство грунтовых подушек, а на площадках со II типом: предварительное замачивание, в том числе с глубинными взрывами, глубинное уплотнение пробивкой скважин (грунтовыми сваями) и др. Закрепляют просадочные грунты однорастворной силикатизацией и обжигом.
Прорезка просадочных грунтов глубокими фундаментами предусматривает передачу нагрузки от фундаментов на подстилающие грунты и тем самым полное или частичное исключение влияния просадочности грунтов на осадки фундаментов. Она выполняется свайными фундаментами из забивных или набивных свай различных конструкций, столбами из закрепленного грунта.
Комплекс мероприятий направлен на частичное снижение величин просадок грунтов и приспособление конструкций зданий и сооружений к возможным просадкам грунтов в основании. При этом подготовка оснований выполняется путем уплотнения грунтов различными методами с целью полной или частичной ликвидации просадок грунтов в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов и создания в основании маловодопроницаемого экрана из уплотненного грунта, препятствующего замачиванию нижележащих просадочных грунтов и промачиванию всей просадочной толщи. Водозащитные мероприятия направлены на снижение возможности замачивания грунтов, промачивания всей просадочной толщи и тем самым снижение максимальных просадок до минимально возможных величин. Конструктивные мероприятия выполняются с целью приспособления зданий и сооружений к возможным просадкам грунтов и принимаются по расчету конструкций на неравномерные просадки в основаниях.
При выборе принципов и методов их осуществления по обеспечению прочности и нормальной эксплуатации зданий и сооружений на просадочных грунтах учитывают тип грунтовых условий по просадочности, вероятность замачивания основания на всю величину просадочной толщи или ее части, возможную величину просадки, взаимосвязь проектируемых зданий и сооружений с соседними объектами и коммуникациями и т. п. на основе, технико-экономического обоснования.
На просадочных грунтах с I типом грунтовых условий по просадочности вполне возможно применять частичное устранение просадочных свойств грунтов, а также неполную прорезку просадочных грунтов глубокими фундаментами, но с обязательным обеспечением того, чтобы суммарные величины осадок и просадок не превышали предельно допустимых для зданий и сооружений величин как по их абсолютному значению, так и степени неравномерности. В отличие от этого на просадочных грунтах со II типом грунтовых условий в связи с необходимостью учета сил нагружающего трения должно применяться только полное устранение просадочных свойств грунтов и их полная прорезка.
Устранение просадочных свойств грунтов обычно целесообразно применять для зданий и сооружений, осадки фундаментов которых на уплотненных и закрепленных грунтах не превышают допустимых для них величин, а прорезку просадочных грунтов — в грунтовых условиях, характеризующихся наличием ниже просадочной толщи слоев грунта с повышенной плотностью и несущей способностью. Комплекс мероприятий применяется, как правило, при проектировании и привязке малочувствительных к неравномерным деформациям оснований зданий и сооружений с несущими продольными и поперечными стенами.

3.Особенности строительства зданий на набухающих грунтах

При проектировании фундаментов надо решить две задачи: исключить воздействие набухания и усадки слоя сезонного увлажнения и высыхания и обеспечить неизменность объема грунта под фундаментами или добиться, чтобы перемещения фундаментов при набухании указанного грунта были меньше предельно допустимых.

Снижения интенсивности набухания удается добиться за счет максимального сокращения сроков работ по возведению фундаментов, используя при этом водонепроницаемые материалы и слабо фильтрующие обратные засыпки, а также применяют компенсирующие песчаные подушки, позволяющие частично сглаживать неравномерное набухание грунта вследствие более раномерного распределения давления на большую площадь. В некоторых случаях прибегают к предварительному замачиванию в пределах толщи набухающих грунтов. Исключить влияние неблагоприятных воздействий от набухания или усадки удается с помощью полной или частичной замены слоя набухающего грунта ненабухающим.

Применение свайных фундаментов с частичной прорезкой толщи набухающих грунтов приводит к существенному уменьшению поднятия фундаментов в случае, если нижележащий слой набухающего грунта имеет небольшую мощность и загружен значительной нагрузкой от прорезаемой толщи. При прорезке сваями набухающего грунта следует учитывать развитие сил трения по их боковым поверхностям. Если эти силы окажутся больше нагрузки, приходящейся на сваи, то фундамент может подняться, вызвав деформацию сооружения. Для полного исключения влияния возможных сезонных вертикальных колебаний поверхности грунта часто устраивают фундаменты из буронабивных свай с уширением.Основания, сложенные насыпными грунтами, необходимо проектировать с учетом их неравномерной сжимаемости, значительной неоднородности по составу, возможности самоуплотнения, особенно при динамических воздействиях, изменения гидрогеологических условий, а также возможности разложения органических включений. Насыпные грунты из шлаков и глин следует рассчитывать с учетом возможности набухания при замачивании водой.

При определении деформаций основания осадка его от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться. Подъем основания в результате набухания грунта определяется в предположении, что осадки основания от внешней нагрузки стабилизировались

Помимо требований II группы предельных состояний насыпные грунты должны удовлетворять основным условиям расчета и по несущей способности (I группа предельных состояний).