Опубликовано: 13 Июнь 2017 23:51:37

Фото для: "Основания землянных сооружений"

Основания землянных сооружений

Поверхность грунта, на которой располагаются земляное сооружение или фундаменты зданий иных инженерных сооружений, называется основанием сооружения. На основание передается вес сооружения и все действующие на сооружение нагрузки, под влиянием которых основание деформируется, вызывая осадку сооружения.

Деформация основания может происходить путем:

1) бокового выпирания грунта и 2) уплотнения и сжатия грунта.

Частицы грунта, находящегося непосредственно под подошвой сооружения, передают испытываемое ими давление соседним частицам, лежащим ниже и с боков. Под влиянием бокового давления некоторые частицы грунта перемещаются в сторону от сооружения, что может в некоторых случаях повести к выпучиванию грунта, вызывающему осадку сооружения. Осадки этого рода протекают быстро. Выпиранием грунта объясняются многие катастрофы и повреждения в сооружениях, просадки высоких насыпей, выпучивание дна в глубоких котлованах и др.

Для того чтобы избежать выпирания грунта, необходимо основывать сооружения, либо назначая столь большую площадь основания, чтобы давление на грунт на его поверхности было ниже допускаемого, либо на известной глубине, определяемой расчетами (в последнем случае величина допускаемого напряжения в грунте может быть увеличена).

Осадка под влиянием уплотнения грунта в сильной степени зависит от природы грунтов основания. Так, в песках эта осадка прямо пропорциональна нагрузке на основание и происходит весьма быстро по времени. В чистых глинах эта осадка продолжается многие годы. Осадка зависит не только от напряжения в грунте, но и от размеров и конфигурации фундамента сооружения.

Сложные напластования грунтов и присутствие в них воды, часто с переменным уровнем, могут создавать разнообразные сочетания грунтовых условий, и таким образом разные части одного сооружения могут давать неравномерную осадку.

Размеры основания должны быть рассчитаны таким образом, чтобы напряжение в нем не превосходило вполне определенных допускаемых для данного грунта величин и чтобы эти напряжения были более или менее равномерны под всей подошвой сооружения.

Рис. 10. Фильтрующая насыпь.

Рис 11. Основные типы защитных земляных сооружений.

В отношении оснований земляных сооружений следует отметить следующие особенности их устройства:

а) основание должно быть надежно защищено от воздействия грунтовых вод;

б) верхние ненадежные или выветрившиеся слои основания для ответственных земляных сооружений должны быть удалены;

в) если сооружение располагается на косогоре (с уклоном более 1/10)> то основание под сооружение устраивается уступами с обязательным удалением растительного покрова (дерна, травы) и верхнего слоя грунта;

г) напряжение в основании сооружения не должно превосходить величин, указанных в табл. 11.

Табл 11 Допустимая нагрузка на основание сооружений.

Простейшие способы определения давления в основании сооружения и соответствующих поверочных подсчетов видны из приводимых ниже примеров.

Пример 1. Определить давление в основании насыпи, возведенной из суглинка, при высоте ее Н=5 м.

Давление на 1 см2 основания будет равно давлению столба грунта высотой 5 м и площадью 1 см1. определим по формуле:

а = у х Н кг/см3,

где объемный вес суглинка y = 1,8 т/м3 = 1 800 кг/м3 = 0,0018 см/м3, Н = 5 м = 500 см;

а = 0,0018 х 500 = 0,9 кг/см3.

Пример 2. Требуется проверить возможность заложения основания на мелком песке Вес сооружения - 1 200 т. Площадь подошвы фундаментов - 30 м2.

Напряжение в основании будет:

а= 1200 : 30=40т/м2 или 40000:10000=4кг/см2

Так как для мелкого песка наибольшее напряжение не должно превышать 3 кг/см2, то
необходимо увеличить площадь основания до 40 м2.

Особо ответственный случай представляет отсыпка насыпей на болотах.

По своей структуре болота чаще всего состоят из более или менее плотной волокнистой корки торфа, под которой залегает слой жидкого ила, расположенного на глинистой подстилке.

При отсыпке насыпей на болотах торфяная корка обычно деформируется под влиянием веса насыпи, частично разрывается, причем часть ила вытесняется из-под корки. Вследствие нарушений торфяной корки осадка отсыпаемой насыпи и постепенное опускание последней на подстилающее глинистое дно болота происходят часто весьма неравномерно с деформацией тела самой насыпи. Ввиду этого при сооружении насыпей на болоте следует стремиться к полному удалению прослойки жидкого ила из под основания насыпи и к облегчению процесса нормального опускания тела самой насыпи на дно болота. Достигается это устройством в толще торфяной корки системы прорезей (канав), облегчающих ее просадку, и самым методом отсыпки насыпи. Вдоль подошвы откосов будущей насыпи в торфяном слое делают продольные прорези на всю его глубину (рис. 12, б).
Это облегчает выдавливание ила из-под торфяной корки весом насыпи. Отсыпка при этом должна вестись от середины к краям его. Необходимо следить, чтобы края насыпи садились медленнее, чем ее середина, так как иначе жидкий грунт попадет под насыпь, будет сжиматься и при неблагоприятных условиях может прорваться В тело насыпи и вызвать различные деформации ее (рис. 12, б).

Чтобы дать возможность ядру насыпи быстрее осесть на дно болота, прорезь торфяного слоя иногда делают по оси насыпи. В этом случае, если не сделать дополнительных прорезёй по линии откосов насыпи, часть ила остается под откосами (рис. 12, в), создавая неустойчивость их. Зажатый здесь ил впоследствии — рано или поздно — под влиянием нагрузки, промачивания и некоторого передвижения частиц будет выдавлен на обочины насыпи и откосы поползут.

Рис. 12. Отсыпка насыпи на болоте.

Для наилучшего удаления илистых грунтов из-под откосов насыпи часто прибегают к устройству берм, отсыпаемых тотчас же по возведении насыпи. Если шовная насыпь состоит из пластичных грунтов (глина), то бермы отсыпаются из песка и камня. Одновременно принимаются меры к осушению подошвы насыпи. Осаживание насыпи на дно болота иногда производится путем взрывов, выбрасывающих массы или стого грунта из-под торфяной корки и основания насыпи.