Podczas projektowania fundamentów budynków i budowli należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Szczególną uwagę należy zwrócić na skład i strukturę gleby. Niektóre z jego gatunków mogą zwisać, gdy wilgotność wzrasta pod własnym ciężarem lub pod wpływem obciążenia zewnętrznego. Stąd nazwa takich gleb - „osiadanie”. Rozważ dalsze ich funkcje.
Wyświetlenia
Rozważana kategoria obejmuje:
- Gleby lessowe (gnojowica i lessy).
- Gliny i iły.
- Oddzielne rodzaje szlamów i glin.
- Masowe odpady przemysłowe. Należą do nich w szczególności popiół, pył z rusztu.
- Ilaste gleby gliniaste o wysokiej wytrzymałości strukturalnej.
Szczegóły
Na początkowym etapie organizacji budowy konieczne jest przeprowadzenie badania składu gruntu terenu w celu zidentyfikowania ewentualnych deformacji. Ich występowanieze względu na specyfikę procesu tworzenia gleby. Warstwy są w stanie niedostatecznie zagęszczonym. W glebie lessowej taki stan może utrzymywać się przez cały czas jej istnienia.
Wzrost obciążenia i wilgotności zwykle powoduje dodatkowe zagęszczenie w niższych warstwach. Ponieważ jednak odkształcenie będzie zależeć od siły oddziaływania zewnętrznego, niedostateczne zagęszczenie grubości w stosunku do ciśnienia zewnętrznego przekraczającego naprężenie z jego własnej masy pozostanie.
Zdolność do mocowania gruntów miękkich określa się w badaniach laboratoryjnych stosunkiem zmniejszenia wytrzymałości po zwilżeniu do działającego nacisku.
Właściwości
Oprócz niedogęszczenia, osiadające gleby charakteryzują się niską naturalną wilgotnością, składem pylistym i wysoką wytrzymałością strukturalną.
Nasycenie gleby wodą w regionach południowych z reguły wynosi 0,04-0,12. W regionach Syberii, strefa środkowa, wskaźnik mieści się w zakresie 0,12-0,20. Stopień wilgotności w regionie pierwszy przypadek to 0, 1-0, 3, w drugim - 0, 3-0, 6.
Wytrzymałość konstrukcyjna
Wynika to głównie z przyczepności cementowania. Im więcej wilgoci dostanie się do gruntu, tym mniejsza wytrzymałość.
Wyniki badań wykazały, że cienkie warstwy wody mają wpływ na formacje klinowe. Działają jak smar, ułatwiając przesuwanie się cząstek opadającej gleby. Folie zapewniają gęstsze układanie warstw pod wpływem czynników zewnętrznych.
Sprzęgło nasyconewilgotność osiadającego gruntu zależy od wpływu siły przyciągania molekularnego. Wartość ta zależy od stopnia gęstości i składu ziemi.
Charakterystyka procesu
Wyciąganie to złożony proces fizyczny i chemiczny. Przejawia się to w postaci zagęszczenia gleby w wyniku ruchu i gęstszego (zwartego) upakowania cząstek i kruszyw. Dzięki temu całkowita porowatość warstw zostaje zredukowana do stanu odpowiadającego poziomowi działającego ciśnienia.
Wzrost gęstości prowadzi do pewnej zmiany indywidualnych cech. Następnie, pod wpływem nacisku, zagęszczanie trwa, odpowiednio siła nadal rośnie.
Warunki
Aby wystąpiły wypłaty:
- Obciążenie od fundamentu lub własnej masy, które, gdy jest mokre, pokonuje siły kohezyjne cząstek.
- Wystarczający poziom wilgotności. Pomaga zmniejszyć siłę.
Te czynniki powinny ze sobą współpracować.
Wilgotność określa czas trwania deformacji osiadających gruntów. Z reguły następuje to w stosunkowo krótkim czasie. Wynika to z faktu, że grunty znajdują się głównie w stanie niskiej wilgotności.
Odkształcenie w stanie nasycenia wodą trwa dłużej, ponieważ woda filtruje glebę.
Metody wyznaczania gęstości gleby
Osiadanie względne jest określane na podstawie próbek o niezakłóconej strukturze. W tym celu stosuje się urządzenie do kompresji -miernik gęstości gleby. W badaniu zastosowano następujące metody:
- Pojedyncza krzywa z analizą jednej próbki i jej nasiąkaniem na końcowym etapie bieżącego obciążenia. Metodą tą można określić ściśliwość gruntu przy danej lub naturalnej wilgotności, a także względną skłonność do deformacji przy określonym ciśnieniu.
- Dwie krzywe testujące 2 próbki o tym samym stopniu gęstości. Jeden jest badany przy naturalnej wilgotności, drugi - w stanie nasyconym. Metoda ta pozwala na określenie ściśliwości w warunkach pełnej i naturalnej wilgoci, względnej tendencji do deformacji przy zmianie obciążenia od zera do wartości końcowej.
- Połączone. Ta metoda jest zmodyfikowaną kombinacją dwóch poprzednich. Badanie przeprowadza się na jednej próbce. Najpierw jest badany w stanie naturalnym pod ciśnieniem 0,1 MPa. Korzystanie z metody łączonej pozwala na analizę tych samych właściwości, co metoda 2 krzywych.
Ważne punkty
Podczas testowania w miernikach gęstości gruntu przy użyciu dowolnej z powyższych opcji należy wziąć pod uwagę, że wyniki badań znacznie się różnią. W związku z tym niektóre wskaźniki, nawet przy badaniu jednej próbki, mogą różnić się o 1,5-3, a w niektórych przypadkach nawet 5-krotnie.
Tak znaczące wahania są związane z małymi rozmiarami próbek, niejednorodnością materiału spowodowaną wtrąceniami węglanu i innych lub obecnością dużych porów. Nieuniknionebłędy badawcze.
Czynniki wpływające
W toku licznych badań ustalono, że wskaźnik skłonności gleby do osiadania zależy głównie od:
- Ciśnienie.
- Stopień gęstości gleby z naturalną wilgotnością.
- Skład gruntu osiadającego.
- Poziom wzrostu wilgotności.
Zależność od obciążenia odzwierciedla krzywa, zgodnie z którą wraz ze wzrostem wskaźnika wartość względnej skłonności do zmian jako pierwsza również osiąga wartość maksymalną. Wraz z kolejnym wzrostem ciśnienia zaczyna zbliżać się do zera.
Z reguły dla glin piaszczystych lessopodobnych, lessów, iłów ciśnienie wynosi 0,2-0,5 MPa, a dla glin lessopodobnych - 0,4-0,6 MPa.
Zależność spowodowana jest tym, że w procesie obciążania gruntu osiadającego naturalnym nasyceniem na określonym poziomie rozpoczyna się destrukcja konstrukcji. W tym przypadku odnotowuje się ostrą kompresję bez zmiany nasycenia wodą. Odkształcenie pod wpływem narastającego ciśnienia będzie trwało aż do osiągnięcia przez warstwę skrajnie gęstego stanu.
Zależność od składu gleby
Wyraża się to tym, że wraz ze wzrostem liczby plastyczności maleje wskaźnik względnej tendencji do deformacji. Mówiąc najprościej, gnojowicy charakteryzuje się większym stopniem zmienności struktury, mniejszym - gliny. Oczywiście, aby ta reguła była prawdziwa, inne warunki muszą być równe.
Początkowe ciśnienie
Przy projektowaniu fundamentów budynków i budowliobliczane jest obciążenie konstrukcji na gruncie. W tym przypadku określa się ciśnienie początkowe (minimalne), przy którym odkształcenie rozpoczyna się przy pełnym nasyceniu wodą. Narusza naturalną wytrzymałość strukturalną gleby. Prowadzi to do zakłócenia normalnego procesu zagęszczania. Zmianom tym z kolei towarzyszy restrukturyzacja strukturalna i intensywne zagęszczenie.
Biorąc pod uwagę powyższe, wydaje się, że na etapie projektowania przy organizacji budowy należy przyjąć ciśnienie początkowe bliskie zeru. Jednak w praktyce tak nie jest. Podany parametr powinien być użyty w taki sposób, aby zgodnie z ogólnymi zasadami grubość została uznana za nieosiadającą.
Przypisanie wskaźnika
Nacisk początkowy jest używany podczas projektowania fundamentów na gruntach osiadających w celu określenia:
- Obciążenie projektowe, przy którym nie nastąpią żadne zmiany.
- Wielkość strefy, w której nastąpi zagęszczenie z masy fundamentu.
- Wymagana głębokość deformacji gruntu lub grubość poduszki gruntowej, całkowicie wykluczająca deformację.
- Głębokość, od której zaczynają się zmiany masy gleby.
Wilgotność początkowa
Nazywa się to wskaźnikiem, przy którym gleby w stanie naprężonym zaczynają opadać. Przy określaniu wilgotności początkowej jako wartość normalną przyjmuje się wartość względną 0,01.
Metoda wyznaczania parametru opiera się na laboratoryjnych testach ściskania. Do badania potrzeba 4-6 próbek. Stosowane są dwie metodykrzywe.
Jedna próbka jest testowana w naturalnej wilgotności z obciążeniem do maksymalnego ciśnienia w oddzielnych krokach. Dzięki niemu gleba jest nasączana, aż do ustabilizowania się osiadania.
Druga próbka jest najpierw nasycana wodą, a następnie, przy ciągłym moczeniu, ładowana do ostatecznego ciśnienia w tych samych krokach.
Nawilżanie pozostałych próbek odbywa się według wskaźników, które dzielą granicę wilgotności od początkowego do pełnego nasycenia wodą na stosunkowo równe przedziały. Następnie są badane w urządzeniach kompresyjnych.
Wzrost uzyskuje się poprzez wlanie obliczonej objętości wody do próbek z dalszym przetrzymywaniem przez 1-3 dni, aż do ustabilizowania się poziomu nasycenia.
Charakterystyka deformacji
Są to współczynniki ściśliwości i jej zmienności, moduł odkształcenia, ściskanie względne.
Moduł odkształcenia służy do obliczania prawdopodobnych wskaźników osiadania fundamentów i ich niejednorodności. Z reguły określa się to w terenie. W tym celu próbki gleby są testowane pod obciążeniem statycznym. Na wartość modułu odkształcenia ma wpływ wilgotność, stopień zagęszczenia, spójność strukturalna i wytrzymałość gruntu.
Wraz ze wzrostem masy gleby wskaźnik ten wzrasta, przy większym nasyceniu wodą spada.
Współczynnik zmienności ściśliwości
Jest to zdefiniowane jako stosunek ściśliwości przy stałej lub naturalnej wilgotności do właściwości gleby w stanie nasyconym wodą.
Dopasowaniewspółczynniki uzyskane w badaniach terenowych i laboratoryjnych wskazują, że różnica między nimi jest nieznaczna. Jest w przedziale 0,65-2 razy. Dlatego do praktycznego zastosowania wystarczy wyznaczenie wskaźników w laboratorium.
Współczynnik zmienności zależy głównie od ciśnienia, wilgotności i poziomu jej wzrostu. Wraz ze wzrostem ciśnienia wskaźnik wzrasta, wraz ze wzrostem naturalnej wilgotności maleje. Przy pełnym nasyceniu wodą współczynnik zbliża się do 1.
Cechy wytrzymałościowe
Są to kąt tarcia wewnętrznego i specyficzna kohezja. Zależą one od wytrzymałości konstrukcji, stopnia nasycenia wodą oraz (w mniejszym stopniu) gęstości. Wraz ze wzrostem wilgotności przyczepność zmniejsza się 2-10 razy, a kąt zmniejsza się o 1,05-1,2. Wraz ze wzrostem wytrzymałości strukturalnej przyczepność wzrasta.
Rodzaje gleb osiadających
W sumie są 2:
- Zwisanie występuje głównie w strefie odkształcalnej podstawy pod działaniem obciążenia fundamentu lub innego czynnika zewnętrznego. Jednocześnie odkształcenie spowodowane jego ciężarem jest prawie nieobecne lub nie przekracza 5 cm.
- Możliwe osiadanie gleby z jej masy. Występuje głównie w dolnej warstwie grubości i przekracza 5 cm Pod działaniem obciążenia zewnętrznego może również wystąpić osiadanie w górnej części w granicach strefy odkształcalnej.
Rodzaj osiadań wykorzystywany jest przy ocenie warunków budowlanych, opracowywaniu środków przeciwosiadających, projektowaniu fundamentów,fundament, sam budynek.
Dodatkowe informacje
Zwis może wystąpić na każdym etapie budowy lub eksploatacji konstrukcji. Może pojawić się po wzroście wilgotności początkowej osiadania.
Podczas namaczania awaryjnego gleba zapada się w granicach strefy odkształcalnej dość szybko - w granicach 1-5 cm/dzień. Po zaprzestaniu dostarczania wilgoci, po kilku dniach, wypłata stabilizuje się.
Jeżeli wstępne nasiąkanie miało miejsce w granicach części strefy deformacji, to przy każdym kolejnym nasyceniu wodą nastąpi osiadanie aż do całkowitego nawilżenia całej strefy. W związku z tym wzrośnie wraz ze wzrostem obciążenia gleby.
Przy intensywnym i ciągłym moczeniu, osiadanie gleby zależy od ruchu warstwy nawilżającej w dół i utworzenia strefy nasycenia wodą. W takim przypadku osiadanie rozpocznie się, gdy tylko front nawilżający osiągnie głębokość, na której gleba ugina się pod własnym ciężarem.
