Шпаргалка по "Механике грунтов"

Конструкции глубокого  заложения нах-ся во взаимосвязи  с методом их возведения, и их вида.

- Опускные колодцы – наз. Открытую сверху и снизу кон-цию, погруженную в грунт под собственным весом или дополнительных нагрузок по мере удаления из нее грунта. Достоинства: - возможность передачи гор-ых или вер-ых нагрузок

                        - возм-сть заглубления более чем  на 40 м, ниже уровня грунтовых  вод. 

                        -возм-сть использования местных материалов.

Недостатки: - недоиспользование  прочн-ых св-в материала колодца

                      -большая трудаемкость

                        -необх-сть тщательного геодезического  и техн. контроля

Форма в плане –  симметричная, круглая, овальная, повтор-ие контур сооружения

Наружные стены в  нижней части заостренные кот. наз. консолью или ножом. Внутренняя часть  вып-ся полой или заполняется  грунтом. Размеры унифицированы. Размеры  сторон в плане 3,4,5,6,7,8 м. – шаг 1 м. 10,12,15,18,21,24 м.- шаг 3 м. 30,36,42,48,54,60 м. – 6 м. Глубину принимаем кратной 1 м, а высоту консоли 0,2 м.

Кессонные ф-ты. Сущностьустройства  заключаете в отжатии подземных вод от места разработки грунта сжатым воздухом. Для этого на месте уст-ва ф-та делают кессон – большой ящик, перевернутый вверх дном. Кессон образует рабочую камеру. В ней по мере погружения ее в грунт повышают давление воздуха. Это давление уравновешивает давление подземных вод на данной глубине. Применяют кессон при наличии в грунте крупных включений или при необходимости опирания ф-та на неровную поверхность скалы. После опускания кессона на проектную глубину рабочую камеру заполняют бетоном.

  “Стена в грунте “. В грунте отрывают участок глубокой траншеи шириной 50…80см. Для потдержания стен траншеи верт-ми ее в процессе отрывки заполняют раствором мелкодисперстной тиксотропной глины. Устойчивость тонкой “стены в грунте “при отрывке котлована под ее защитой обеспечивается наклонными анкерами или распорками.                      

 Ее устраивают по  всему периметру сооружения, а внутренние колонны бетонируют.

  Сваи  применяют при наличии в верхней части основания слабых грунтов обычно возникает необходимость в передаче давления сооружения на более плотные грунты. В таких случаях часто устраивают ф-ты из свай, свай-оболочек. Все эти устройства явл-ся длинными стержнями, погруженные в грунт в готовом виде или изготовленные в грунте  

 и предназначенными  для передачи давления сооружения  на грунт основания. 

 

15. Свайные  фундаменты. Основные определения.  Классификация свай и свайных фундаментов. Конструкция и условия применения различных видов свай. Теория работы свай – стоек и висячих свай (свай трения).

Сваями называется относительно длинные конструктивные элементы, располагаемые в грунте в вертикальном или наклонном положении, предназначены для передачи нагрузки на лежащие снизу плитные слои грунта

Свайные фундаменты -  группа свай, объеденная поверху плитами или балками, называется ростверками.

В зависимости от расположения ростверка фундаменты могут быть с низким, высоким ростверком   Свайные фундаменты применяют, когда экономически необоснованно применение мелких ф-тов, глубина котлована больше 5-7м.

Классификация. 1)По особенностям передачи нагрузки на грунт - свая – стойка (нагрузка передается нижним концом или уширением на любые мало сжимаемые грунты).

-Сваи висячие, передающие  нагрузку боковой поверхностью.

-Сваи-стойки передают  нагрузку нижним концом на  любые сжимаемые грунты.

-Сваи-уплотнения (конические, пирамидальные, клиновидне).

-Сваи трения. Нагрузка определяется только трением грунта о боковую поверхность (анкерные сваи).

2)По способу заглубления  или устройству свай в грунте.

    а) сваи, изготавливаемые  заранее, погружаемые в грунт  в готовом виде –  динамическим  сп-ом, - вибропогружением.

     б) сваи, сооружаемые в грунте на месте возведения ф-та – буронабивные, - набивные

      в) комбинированные

3) По материалу 

    - деревянные, - ж\б, - стальные,- бетонные,- комбинированные.

Деревянные бывают - цельные, сращенные. Длина свай =4,5…16. Пакетной=20…25 м.

  D бревна 18см.

Применяют в водонасыщенных грунтах, где срок службы не ограничен. Вся свая должна находиться в воде.

Металлические сваи служат до 100 лет и более. Недостаток коррозия (защита битумом). Поперечное сечение 0,8м. Изготавливают из цельных сварных труб или прокатных профилей, сваривают встык, усиливают проваркой из 4-х,6-ти накладок, полость заполняют бетоном. Железобетонные набивные разделяют.1)по способу армирования с напряженной и не напряженной арматурой .2)по форме поперечного сечения (квадратные, прямоугольного, круглого, квадратные с круглой полостью, полые. 3)по форме продольного сечения (призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями). 4)по конструктивным особенностям . 5)по конструкции нижнего конца (призматические заостренные, с плоским или объемным уширением, полые с открытым или закрытым нижним концом

Сваи-стойки прорезают всю толщу сжимаемых грунтов и опираются на несжимаемый грунт. При загрузке их силой F они практически не получают вертикального перемещения. Между боковой поверхностью сваи и грунтом не может возникнуть трение. Считают, что сваи-стойки передают давление только через нижний конец и работают как сжатые стержни в упругой среде.  

Сваи трения (висячие) окружены со всех сторон сжимаемыми грунтами. Под вдавливающей нагрузкой такие сваи перемещаются вниз (получают осадку) и по их боковой поверхности развивается суммарная сила трения F_S. Под нижним концом сваи возникает сопротивление F_p. Сопротивление основания перемещению сваи трения под нагрузкой называют несущей способностью сваи

                                                 F_d =  F_p + F_S

   16. Методы  определения несущей способности  свай.

  1)Определение нес.  способности по результатам статических  испытаний. 

 Если возникают  сомнения в надежности свай, то  их подвергают стат-им испыт-ям  по ГОСТ 5686-78 проверяют не менее  2-х свай для 1-го здания. Берут  две сваи заданных размеров  и погружают рекомендуемым в проекте способом, нагрузка накладывается ступенями 1/10,1/15 от ожидаемой предельной нагрузки. По результатам строят график

                                  S = f( P)   

 

1- для слабых грунтов  ,2- общий случай. Можно разделить  на 3 участка(I уч-ок – внешняя нагрузка не превышает сопротивления сваи по грунту, происходит осадка сваи. На II уч. Силы трения достигают и превышают предельной величины и свая постепенно теряет несущ. сп.(F_d ).На III уч. Области пред-го напр-го состояния достигают полного развития, происходит полный срыв, кривая опускается вниз , осадка резко возрастает, свая вдавливается в грунт и теряет нес. сп.. 

           Несущая способность сваи -   (F_d ) = γ_с   

Нагрузка, под действием  которой испытываемая свая получает осадку 

                                              S = _u.mt

  2) Динамический метод  определения несущей способности

основан на зависимости  между величиной ее погружения и  энергии удара молота. Он основан  на замерах расч-го отказа (S_а)  определяемого по результатам полевых испытаний сваи после отдыха.

       Предельное  норм-ое сопрот-ие сваи.

            F_u =

  3) Метод статического  зондирования.

      Позволяет опред-еь нес, спос. сваи в результате оценки сопрот-ия гр-та как под нижним концом сваи так и по боковой пов-ти.                                                         

 

                            F_d =

  Частное знач-ие  пред-го сопрот-ия сваи в точке зондирования

                            F_u= R_s A+ f h u

  R_s – сопр-ие гр-та под нижним концом сваи

  f – сопр-ие гр-та по боковой пов-ти

  h – глубина погружения сваи от поверх–ти грунта

  u – периметр попер. Сечения ствола сваи.

 

  17. Работа  группы свай и свайных ф-тов,  определение фактической нагрузки  на сваи от соор-ия при центрально  и внецентренно действии сил.

    По 1 гр. П.С.  расчет производят из условия  обеспечения нес. сп-ти. Свай и  гр-та свайн-х ф-тов. Если несколько  свай, то определяют их кол-во. По 2-ой гр. П.С. определяют для висячих свай  и оболочек. В расч-ой схеме висячих свай приним., что силы трения воспринимая нагрузку передают ее на залегающие ниже слои гр-та , потом они суммир-тся.

По этой схеме предполог-ся, что вокруг сваи  образуется напряженный массив гр-та ограниченный с боков усеченным конусом, а снизу выпуклой криволин-ой пов-ю. 

Давление передающ-ся на грунты оснований, залегающие ниже плос-ти острия сваи, распро-тся  равномерно, а площадь эпюры реактивных напряжений принимают в предположении, что силы трения передаются на плос-ть проходящая через нижние концы сваи под углом .

Если группы свай, то оптимальное  расст-ие между сваями 3d, и не больше 6d. для свай – стоек расст. м/у сваями 1,5d.

                                     n = -  кол-во свай

=20 кН/м³

При внецентренно нагр. свай n увеличивают на 15-20%.После размещ-ия свай в плане в соот-ии с констр-ыми требо-ми и расчета ростверка в соответствии с требованиями ж/б констр-ии находят нагрузку приходящаяся на каждую сваю и проверяют условие

                                        N_{факт .}=

Или не выполняется –  изменяют число свай, марку сваи.

При совместном действии гор-ой,  вертик-ой сил и момента расчет ведут в соответствии с пунктом 3.11.СНиП, где N опред-ся.

                                     N =

 

Если не выполняется  – каректировку здания y, x расстояние от главной оси до оси сваи.

_Yi,Xi – расст-ие от гл. оси до оси каждой сваи

 

   20. Фундаменты  на структурно – неустойчивых  грунтах: илистых, заторфованных,  набухающих, ленточных глинах, лессовидных.  Особенности проектирования.

Сильносжимаемые гр-ты: илистые, заторфованные, набухающие, ленточные глины, лессовидные. Характерные признаки : высокая водонасыщенность S_r > 0,8, большая сжимаемость Е 5МПа в интервале давлений, соответ-щих ПГС(0,1..0,2МПа), медленное протекание во времени осадок, изменчивость и анизотропияпроч-ых, дефор-ых, фильтр-ых характеристик. Большинство этих грунтов обладают тексотропностью.

     Заторфованные, песчаные, глинистые гр-ты подразделяются по относительному содержанию органич. ве-ва (степень заторф-ти J_om)

• слабозаторф-ые J_om 0,1
• среднезаторф-ые     0,1 J_om 0,4
• сильнозаторф-ые    0,4 J_om 0,5

 Торфы  делят по степени разложения D_pd:

• слаборазл-ся    D_pd 20
• среднеразлаж-ся     20   D_pd 45
• сильноразл-ся   D_pd 45

 Глинистые делятся на зольность D_c:

         - нормальнозольные D_c 20

• высокозольные D_c >20

 Илы принадлежат к структ-но неуст-ым водноколоидным грунтам, образовавшимся при осаждении в от-но свободной воде мелких, минеральных частиц при одноврем-но протекающих в водных осадках гидрогеологич. процессов: - молодые илы,  - старые илы.

 Молодые илы е 0,9- для супесчаных илов, е 1- для суглинистых , е 1,1 – для глинистых .Старые илы  уплотнены вышележащими гр-ми, имеют большую плотность и водноколоидные связи переходят в кристалич-ие.

 В зависимости от типа основания, глуб. залег-ия, конструкт-ых особенн-ей проект-ых зд-ий предусм-ют след-щие мероприятия:

  1) предпостр-ое уплотнение  основания врем-ой или пост-ой  нагрузкой 

   2) полная или  частичная замена заторф-ых гр-ов  или ила минер. гр-ом (песок, гравий)

   3)  устройство  зд-ий на плитных ф-тах, перекр-ных  лентах .

Набухание и усадка гр-ов на строй. площ-ке возм-ны в рез-те след. явлений :

1. подъема УГВ или инфильтрации
2. накопление влаги в органич. зоне глубины под соор-ем в рез-те нарушения прир-ых условий испарения
3. за счет изменения вводно-теплового режима в верхней части зоны аэрации
4. за счет высыхания при воздей-ии тепла

 

№21 УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ. ПРИЧИНЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ И  УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ.