Засоленные грунты

Дата добавления: 17 Июля 2012 в 19:51
Автор: p***********@mail.ru
Тип работы: реферат
Скачать полностью (82.48 Кб)
Работа содержит 1 файл
Скачать  Открыть 

Засоленные грунты.doc

  —  254.50 Кб


Министерство по Высшему Образованию РФ.

Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет.

Кафедра: инженерной геологии, оснований и фундаментов.

 

 

                    

 

 

 

Реферат

на тему:  «Засоленные грунты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент 4 курса

ФПГС  гр. П – 75

Жуковский А.И.

 

Проверил:

Казанков А.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самара 2011

1. Фундаменты на засоленных грунтах

 

Проблема строительства на засоленных грунтах стала особенно актуальной в последние годы в связи с тем, что в результате интенсивной мелиорации засушливых районов большие площади ранее маловлажных засоленных грунтов оказались обводненными. Маловлажные и сухие грунты при увлажнении резко изменяют свои прочностные, деформационные и фильтрационные свойства вслед­ствие выноса солей. Развиваются также процессы вторичного засо­ления, повышается засоленность поверхностных слоев грунта. Сложность строительства на засоленных грунтах обусловлена и тем, что деформации зданий и сооружений происходят как в про­цессе их возведения, так и эксплуатации, часто проявляются в виде резкой просадки.

 

Снижение модуля деформации при увеличении влаж­ности или выщелачивании солей достигает 4... 10 раз и более. Анало­гичные закономерности проявляются в изменении прочности засо­ленных грунтов. При проведении сдвиговых испытаний грунтов естественной влажности и после удаления солей отмеча­ется снижение сцепления и значительное уменьшение угла внутрен­него трения.

Ухудшение механических свойств засоленных грунтов при их увлажнении и выщелачивании приводит к снижению несущей способ­ности и росту деформативности оснований.

Известно много случаев аварий и деформаций сооружений, по­строенных на засоленных грунтах, которые происходили либо в ре­зультате потери устойчивости фундаментов при обводнении основа­ний, либо в результате коррозионного разрушения материала фун­даментов и подвальных частей сооружений. Большое количество кирпичных 4- и 5-этажных жилых зданий было разобрано в Сызра­ни, где сильнозасоленные грунты залегают на глубине 10... 12 м. После строительства канала Иртыш - Караганда в поселках Мир­ный и Казахстан, которые находились в нескольких километрах от трассы канала, более 50 зданий деформировалось, а некоторые из них пришлось разобрать.

Согласно требованиям, территории, сложенные засоленными грунтами, отнесены к категории сложных, и инженерные изыскания под строительство на этих территориях выполняются по специаль­ным программам. При этом должны быть установлены условия залегания грунтов, качественный и количественный состав солей, дан прогноз фильтрационных процессов. При исследовании механи­ческих свойств дополнительно определяют относительное суффозионное сжатие и начальное давление суффозион-

ного сжатия .

 

Относительное суффозионное сжатие часто находят по резуль­татам компрессионно-фильтрационных испытаний при давлениях значения которых увязываются с напряженным состоянием ос­нований:

 

;

где h' — высота образца после полного водонасыщения при давле­нии, равном сумме природного и дополнительного, т. е. ; — высота образца после выщелачивания солей при

давлении ; — высота образца природной влажности при давле­нии, равном природному

За начальное давление суффозионного сжатия принимается

давление, при котором .

Осадка естественных оснований определяется как для обычных незаселенных грунтов с использованием деформационных харак­теристик грунтов естественной влажности.

При возможности замачивания основания определяются суффозионные деформации (осадки, разности осадок, крены и т. п.). При этом вводится понятие зоны суффозионной осадки , ограничиваемой глубиной, где суммарные вертикальные напряже­ния от нагрузки фундамента и собственного веса грунта равны начальному давлению суффозионного сжатия, т. е. .

В пределах этой зоны производится разбивка основания на элемен­тарные слои, как и в методе послойного суммирования, и суффозионная осадка определяется по формуле

 

где — относительное суффозионное сжатие грунта i-го слоя при

давлении , и — толщина г-го слоя; n — количество

элементарных слоев.

Расчетное сопротивление R основания, сложенного засоленными грунтами, при возможности длительного замачивания и выщелачи­вания солей вычисляется по формуле с использованием про­чностных характеристик, полученных для водонасыщенных грунтов после выщелачивания солей.

При расчетных деформациях оснований, превышающих предель­ные, или недостаточной несущей способности основания предусмат­риваются специальные мероприятия.

Естественные основания на засоленных грунтах. При использова­нии засоленных грунтов в качестве естественных оснований необ­ходимо принять меры по предотвращению замачивания основания, размыва грунтов поверхностными водами, нарушения грунтов дна котлована строительными механизмами и транспортными средст­вами. Планирование территории делается таким образом, чтобы исключалось попадание поверхностных вод в котлован и впоследст­вии под фундаменты. Особое внимание следует уделять предотв­ращению утечек воды из сетей водопровода, канализации и т. п. Указанные водозащитные мероприятия оказываются обычно до­статочными при строительстве на маловлажных засоленных гли­нистых грунтах твердой и полутвердой консистенции, в которых в основном содержатся среднерастворимые соли, а содержание легкорастворимых не превышает 0,3%.

Устройство искусственных оснований. Выбор методов устройства искусственных оснований на засоленных грунтах зависит от степени их водонасыщения. В водонасыщенных засоленных грунтах, залега­ющих на глубине до 7 м, применяются песчаные подушки, вер­тикальные дрены, песчаные сваи.

В маловлажных засоленных грунтах используются следующие методы. При степени влажности грунтов менее 0,7 устраивают грунтовые подушки с минимальной толщиной 0,8 м. Материал подушки тщательно уплотняется и служит одновременно экраном, предотвращающим попадание воды под фундамент. В качестве материала подушек используют местные пылевато-глинистые незасоленные грунты, имеющие обычно после уплотнения следующие характеристики: E=20...25 МПа; =20...31°; с=0,02...0,05 МПа.

Для глубинного уплотнения устраивают грунтовые сваи, рас­полагаемые, как правило, на расстоянии 1,8...3,2 м. Уплотнение грунтовыми сваями производится в пределах всей толщи засоленных грунтов с предварительным их замачиванием.

При значительной толще засоленных маловлажных грунтов воз­можно их уплотнение предварительным замачиванием из котлована или через скважины. Поскольку засоленные грунты начинают уп­лотняться под действием собственного веса с определенной глуби­ны, верхний слой обычно доуплотняют тяжелыми трамбовками, грунтовыми сваями или устраивают грунтовые подушки.

Прорезку засоленных грунтов столбчатыми фундаментами целе­сообразно производить при толщине слоя не более 4...5 м. Заглубле­ние фундаментов в нижележащие грунты должно составлять не менее 0,2...0,3 м.

При толщине слоя более 4...5 м рекомендуется устройство фун­даментов из забивных или набивных свай. Заглубление свай в несу­щий слой должно составлять от 50 см (скальные и полускальные грунты, плотные пески) до 3 м (пески, глины и т. п.) Так как среднерастворимые соли часто залегают в виде больших друз, прослоек, при погружении свай целесообразно применять тяжелые молоты либо использовать при погружении лидирующие скважины.

При устройстве фундаментов под тяжелые сооружения или в особо сложных условиях используют опускные колодцы.

В необходимых случаях возможно применение конструктивных мероприятий, направленных на увеличение жесткости сооружений или снижение их чувствительности к неравномерным деформациям.

Предупреждение солевой коррозии материалов фундаментов и ограждающих конструкций является обязательной мерой при строительстве на засоленных грунтах. В большинстве случаев эф­фективным и простым способом защиты подземных частей соору­жений от солевой коррозии являются защитные покрытия на основе черных органических вяжущих и искусственных смол, полимерные пленочные, а также рулонные гидроизоляционные материалы.

При строительстве зданий и сооружений на маловлажных засо­ленных грунтах разрабатывается специальный проект организации работ нулевого цикла, предусматривающий комплекс водозащит­ных мероприятий для исключения обводнения котлована и грунтов основания. Водозащитные мероприятия также должны осуществ­ляться и в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

 

2. Принципы расчета деформаций оснований

 

Засоленные грунты характеризуются изменением физико-механических свойств (пластичности, гранулометрического состава, пористости, плотности) в процессе выщелачивания солей. Эти грунты при длительной фильтрации способны давать суффозионную осадку или просадку. Одной из основных характеристик этого вида грунтов является относительное суффозионной сжатие , определяемое обычно полевыми испытаниями и лабораторными методами. При полевых испытаниях статической нагрузкой:

 

 

где - суффозионная осадка при давлении ; - зона суффозионной осадки.

 

При лабораторных испытаниях:

где - высота образца природной влажности при ; - высота того же образца после замачивания при ; -высота того же образца после длительной фильтрации при давлении .

 

Для предварительных расчетов суффозионной осадки допускается принимать значение относительного суффозионного сжатия глинистых загипсованных грунтов по формуле

.

 

где - коэффициент зависящий от вида грунта, определяемый по табл. 1; - начальное содержание гипса в грунте; -начальная плотность сухого грунта, г/см3; - плотность гипса, г/см3; - степень выщелачивания; n - коэффициент, принимаемый для суглинков n = 1, для супесей n = 1/3.

 

При отсутствии возможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей деформации основания определяются как для незасоленных грунтов при полном водонасыщении, расчетное сопротивление определяется с использованием прочностных характеристик для засоленных грунтов в водонасыщенном состоянии.

 

Табл.1 Значения коэффициента

 

Вид грунта

, при давлении р, МПа

0,1

0,2

0,3

0,4

 

0,1

0,86

0,7

0,52

0,43

Супесь

0,2

0,95

0,9

0,83

0,76

 

0,3

0,97

0,95

0,9

0,85

 

0,1

0,08

0,15

0,30

0,46

 

0,2

0,15

0,27

0,50

0,84

Суглинок

0,3

0,45

0,60

0,80

1,10

 

0,4

0,85

0,96

1,07

1,30

 

0,5

1,08

1,15

1,22

1,38

 

При возможности длительного замачивания R определяют с использованием прочностных характеристик, полученных для грунтов в водонасыщенном состоянии после выщелачивания. При расчете R коэффициент условий работы для загипсованных суглинков с начальным содержанием гипса - принимается , для суглинков с и для загипсованных супесей .

Расчет суффозионной осадки основания, сложенного грунтами с легкорастворимыми солями и загипсованными песками следует выполнять в пределах зоны суффозионной осадки, условно ограниченной глубиной сжимаемой толщи или линейно- деформируемого слоя конечной толщи. В случае длительного обводнения таких грунтов принимается, что в пределах сжимаемой толщи грунты подвергаются полному расслоению, т.е. = 1

 

3. Расчет суффозионной осадки

 

При расчете суффозионной осадки необходимо принять схему фильтрационного потока в основании фундамента. При расчете по схеме определяют распределение гипса в расчетный момент времени в пределах сжимаемой зоны. По этим значениям строят ступенчатую функцию (z) = const, а вся зона разбивается на слои по 0,5 м.

 

Зона суффозионной осадки в основании ограничивается глубиной где суммарные вертикальные напряжения от нагрузки фундамента и собственного веса равны начальному давлению суффозионного сжатия . Слой, в котором содержание гипса будет равно начальному, является нижней границей выщелачиваемой зоны. Для нижележащих слоев расчет растворения гипса не проводят.

 

Количество оставшегося гипса в i-ом слое в момент времени t:

 

 

Где - начальное содержание гипса в i-ом слое; - координата средины i-го слоя, м; - приведенное время; - приведенная координата для средины i-го слоя; - приведенная масса

 

 

 

 

Где t - время эксплуатации сооружения (расчетное), сут; - коэффициент растворения, сут;

- плотность сухого грунта, т/м3; - скорость фильтрации м/сут; - недостаток насыщения; - концентрация насыщения фильтрующей воды гипсом, т/м3; -концентрация гипса в воде на участке входа ее в загипсованный грунт, т/м3; k - число слоев выше i-го слоя.

 

Недостаток насыщения

где - коэффициент фильтрации, м/сут.

Недостаток насыщения песков =0,18...0,28. Супесей =0,05...0.015. Суглинков =0,01...0,1.

 

Степень выщелачивания

Деформации основания при фильтрации по схеме рассчитывают с учетом развития во времени выщелачиваемой зоны в горизонтальном направлении (при наличии водоупора), для этого устанавливают состояние выщелачиваемой зоны в основании фундамента на расчетный момент времени. Начальное содержание гипса в грунте принимают постоянным (d0 = const) и

равным среднему значению загипсованной толщи.

Разбивку основания на вертикальные слои шириной по 0,5 м проводят в пределах от z = 0 до, где - расстояние от входного участка фильтрационного потока до фундамента; b - ширина фундамента. Входным участком фильтрационного потока считается плоскость, примыкающая к источнику замачивания.

Страницы:12следующая →
Описание работы
Проблема строительства на засоленных грунтах стала особенно актуальной в последние годы в связи с тем, что в результате интенсивной мелиорации засушливых районов большие площади ранее маловлажных засоленных грунтов оказались обводненными. Маловлажные и сухие грунты при увлажнении резко изменяют свои прочностные, деформационные и фильтрационные свойства вслед­ствие выноса солей. Развиваются также процессы вторичного засо­ления, повышается засоленность поверхностных слоев грунта. Сложность строительства на засоленных грунтах обусловлена и тем, что деформации зданий и сооружений происходят как в про­цессе их возведения, так и эксплуатации, часто проявляются в виде резкой просадки.
Содержание
содержание отсутствует