лекция 6маг123

1.

Расчеты оснований из засолённых грунтов:
а) общая совместная деформация основания и фундамента (Sо,sf) в условиях засолённых грунтов состоит
из осадки (S), определяемой как для обычных (незасолённых) грунтов с использование деформационных характеристик грунтов естественной влажности по
методу послойного суммирования, например, и суффозионной осадки (Ssf):
Sо,sf = S + Ssf;

2.

Суффозионная осадка (Ssf) рассчитывается по формуле
СП:
n
S sf = sf ,i hi ,
i =1
где εsf,i – относительное суффозионное сжатие i-того слоя
грунта при давлении, равном сумме природного (от
собственного веса грунта) и дополнительного (от
давлений под подошвой фундамента);
hi – толщина i-того слоя грунта в пределах засолённой зоны ниже подошвы фундамента;
n – количество элементарных слоёв грунта, на которые разбита засолённая зона.

3.

б) расчётное сопротивление грунта R и несущая
способность основания Fu, сложенным засолёнными
грунтами определяются по формулам СП с использованием прочностных характеристик, полученных для
водонасыщенных грунтов после выщелачивания солей.

4.

Мероприятия по предотвращению замачивания засолённых грунтов: планировка территории; устройство надёжных вводов коммуникаций, предотвращающих возможные утечки воды в грунт.

5.

Мероприятия по ликвидации явления суффузионного
сжатия: замена засолённого грунта на песчаные или
грунтовые подушки; уплотнение засолённого слоя
грунта песчаными и грунтовыми сваями; предварительное замачивание засолённого грунта из котлована через скважины с последующим доуплотнением
грунта или без такового; прорезка засолённых грунтов
фундаментами мелкого заложения или сваями с заглублением подошвы (нижних частей свай) в несущий
пласт грунта.

6.

Применение конструктивных мероприятий, направленных на:
а) увеличение жёсткости сооружения: армирование
стен; устройство горизонтальных поясов жёсткости; создание продольных и поперечных диафрагм
жесткости и т.д.);
б) снижение чувствительности зданий (сооружений) к неравномерным деформациям: устройство деформационных швов, шарнирное соединение конструктивных элементов и т.д.

7.

С учётом высокой агрессивной способности солевых
растворов к материалам фундамента (бетон, арматура) подземные конструкции должны быть надёжно
защищены покрытиями на основе органических вяжущих, искусственных слом, полимерных плёнок, рулонных гидроизоляционных материалов.

8.

Фундаменты
на закарстованных и
подрабатываемых
территориях

9.

Карстом называют совокупность явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород с образованием в них пустот, а
также своеобразных форм рельефа.
К закарстованным следует относить территории, в
пределах которых распространены водорастворимые
горные породы (известняки, доломиты, гипсы, мел и
т.д.).

10.

11.

12.

13.

14.

Основные формы проявления карста:
- провалы (глубина деформаций более 0,25 м);
- карстовые просадки (< 0,25 м);
- проседания (при радиусе кривизны поверхности
грунта менее 1 км);
- оседания (при радиусе кривизны поверхности 1 км и
более).

15.

Основные этапы работы по проектированию и созданию фундаментов на закарстованных территориях:
- тщательное выполнение инженерных изысканий;
- оценка характера и степени опасности карста для
строительных объектов;
- разработка и реализация мероприятий противокарстовой защиты (изменение в нужном направлении
естественного развития карстовых процессов; уменьшение вредного влияния хозяйственной деятельности
человека на карстовые процессы; защита строительных объектов планировочными, конструктивными решениями и контролем за проявлением карстовых процессов).

16.

Фундаменты на закарстованных территориях
должны проектироваться и устраиваться исходя из
следующих условий:
- использование отдельно стоящих столбчатых
фундаментов зданий (сооружений) на таких территориях недопустимо;
- рекомендуются к использованию фундаменты
плитные, перекрёстные ленты и ленточные (все монолитные железобетонные) с консольными выступами
за пределы стен;

17.

- могут быть применены фундаменты из свай-стоек,
буровых опор, свай-оболочек и т.п. в случае прорезки
закарстованных грунтов и опирания нижнего конца в
надежные грунты;
- висячие сваи можно использовать, если количество
свай принимается с учетом определенного запаса, предусматривающего выход из строя некоторого количества свай при образовании под ними провала.

18.

Расчеты реализуются по двум группам предельных
состояний (I и II), как правило, должны выполняться с
учетом жесткости надземной части. Прочность, несущая способность и устойчивость оснований и фундаментов должны быть обеспечены при любых возможных карстовых проявлениях.

19.

Фундаменты
на подрабатываемых
территориях

20.

К подрабатываемым относятся
территории, на
которых ведутся разработки полезных ископаемых
подземным способом и в образовавшиеся при этом полости могут смещаться перекрывающие из породы.

21.

22.

23.

Мульда сдвижения - чашеобразная впадина, образующаяся
земли
на
при
поверхности
перемещении
грунтового массива в результате заполнения пустот в
выработках.

24.

25.

26.

Фундаменты и надземные конструкции на подрабатываемых территориях необходимо проектировать с учётом
их взаимного смещения.

27.

Мероприятия при строительстве на подрабатываемых территориях (уменьшение чувствительности к
неравномерным осадкам, созданием жесткой, податливой или комбинированной конструктивных схем):
- разрезка зданий осадочными швами на отдельные
отсеки простой конфигурации;
- надежное армирование кладки стен;

28.

- опирание плит и балок перекрытий «с запасом» (во избежание обрушения при расхождении стен);
- устройство фундаментов под стены и колонны ленточными монолитными с рабочей продольной арматурой;
- соединение отдельных фундаментов под колонны железобетонными балками-распорками;
- при угрозе сдвижения горных пород устройство вблизи
фундаментов узких прорезей, заглубляемых ниже подошвы
фундаментов.

29.

Армированные
грунты

30.

Армированные основания (грунты)
(грунты)
– основания
преобразованные
путем
введения в них специальных элементов, обеспечивающих улучшение
прочностных
свойств.
и
деформационных

31.

Армирование грунта подразделяется по характеру
расположения армирующих элементов, по материалу
элементов, по способу производства.

32.

По характеру расположения армирующих элементов
армирование грунта подразделяется на:
– вертикальное;

33.

– горизонтальное;

34.

– наклонное в одном или нескольких направлениях;

35.

– ячеистыми структурами;

36.

– объемно-дисперсное (металлическая и пластиковая
фибра и др.).

37.

По материалу армирующих элементов армирование
грунта подразделяется на выполняемое:

38.

– из железобетонных элементов;
– закрепленного грунта, в том числе по струйной
или буросмесительной технологии;
– металлических элементов;
– геотекстиля, полимерных пленок, волокон, нитей,
кордовой ткани.

39.

Возможно армирование как естественного массива
грунта, так и грунта искусственного основания. По
способу производства работ армирование грунта (массива грунта) подразделяется на армирование:
– с использованием погружения инвентарных элементов;
– бетонированием или инъекцией;
– расстилкой и раскладкой армирующих элементов
и последующей засыпкой или замывом.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

Вертикальное армирование следует применять для
улучшения свойств естественных или устройства искусственных оснований, повышения устойчивости
склонов и откосов, снижения деформаций окружающей застройки и подземных коммуникаций при проведении строительных работ в непосредственной близости от них.

49.

В качестве армирующих элементов допускается использовать железобетонные, бетонные, цементогрунтовые (устраиваемые путем цементации, струйной технологии или буросмесительным способом),
металлические элементы, а также столбы из песчаных грунтов или щебня.

50.

Горизонтальное армирование следует предусматривать:
– для исключения выпора слабых грунтов из-под сооружения или искусственной насыпи;
– повышения устойчивости склонов и откосов;
– снижения активного и повышения пассивного давления грунта на подпорные стены и сооружения.

51.

Горизонтальное армирование следует выполнять с
применением металлических нагелей, геотекстиля,
полимерных пленок и волокон, кордовой ткани.

52.

Наклонное армирование в одном или нескольких направлениях следует предусматривать для повышения
устойчивости склонов и откосов; повышения несущей
способности и деформационных характеристик основания, как при новом строительстве, так и при усилении оснований существующих сооружений; снижения активного и повышения пассивного давления
грунта на подпорные стены и сооружения.

53.

Основания и фундаменты
в условиях сейсмических воздействий

54.

Список дополнительной литературы по теме
1. СП 14.13330.2018. Актуализированная редакция
СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах». М., Стандартинформ, 2018.
2. С.Б.Ухов и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Издательство АСВ, 1994 (раздел «Фундаменты в условиях сейсмических воздействий»).

55.

Общие положения
Сейсмика (греч. seismos, рус. землетрясение) - комплекс явлений и связанных с ними человеческих знаний, относящихся к резким изменениям перемещений грунтовых массивов, сопровождающихся колебаниями
земной коры.

56.

Территория Российской Федерации характеризуется в основном умеренной сейсмической активностью
(за исключением регионов Северного Кавказа, юга Сибири и Дальнего Востока). По СП 14.13330.2018:

57.

Измерение интенсивности землетрясений осуществляется по нескольким шкалам:
– шкала Рихтера (шкала магнитуд) – оценивает
интенсивность землетрясений по энергии, выделенной
в очаге землетрясения (обозначается арабскими цифрами и увеличивается примерно в 30 раз при переходе
от балла к баллу);

58.

– шкала интенсивности (их несколько: шкала Меркалли (ММ) – США, шкала Шиндо – Япония и др.) –
оценивает интенсивность землетрясений по характеру воздействия на поверхность земли, объекты и
людей;

59.

– шкала MSK-64, относится к смешанной (магнитуда + интенсивность) шкале, используется в России
(СССР) и многих странах Европы с 1964 года, включена в СП 14.13330.2018.
Балл
1
2
3
4
Сила
Краткая характеристика
землетрясения
Не ощущается Отмечается только сейсмическими приборами.
Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается тольОчень
ко отдельными людьми, находящимися в состоянии полслабые толчки ного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными.
Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотряСлабое
сение от грузовика.
Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию
предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и
Умеренное
стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство
людей.

60.

Балл
5
6
7
8
9
Сила
землетрясения
Краткая характеристика
Под открытым небом ощущается многими, внутри домов
- всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. МаДовольно
ятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёксильное
лах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается
людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев.
Хлопают двери.
Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу.
Сильное
Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки
откалываются.
Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. АнтиОчень сильное сейсмические, а также деревянные и плетневые постройки
остаются невредимыми.
Трещины на крутых склонах и на сырой почве. ПамятниРазрушительное ки сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно
повреждаются.
Сильное повреждение и разрушение каменных домов.
Опустошительное
Старые деревянные дома кривятся.

61.

Балл
Сила
землетрясения
10
Уничтожающее
11
Катастрофа
12
Сильная
катастрофа
Краткая характеристика
Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и
обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов.
Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов.
Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение
водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек.
Ни одно сооружение не выдерживает.

62.

Наклонное армирование может выполняться путем
устройства элементов с применением свай, струйной
и буросмесительной технологии или путем устройства грунтовых нагелей.

63.

При проектировании армированных оснований выполняются расчеты по I группе предельных состояний:
– для армированной области в целом (сдвиг, потеря
устойчивости);
– для подстилающего слоя неармированного грунта
(потеря несущей способности, сдвиг).

64.

65.

Проверку несущей способности сжатого армирующего элемента по грунту следует выполнять исходя
из условия
γn∙Nd ≤ Fd /γc,g,
где Fd - расчетное значение предельного сопротивления армирующего элемента вдавливанию;
Nd – расчетное значение продольного усилия в анкерующем элементе;

66.

γc,g – коэффициент условий работы по грунту, принимаемый равным:
1,2 – если расчетное значение предельного сопротивления вдавливанию определено по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;
1,4 – если расчетное значение предельного сопротивления выдергиванию определено расчетом;
γn – коэффициент надежности по ответственности сооружения.

67.

Во всех случаях должно также выполняться условие
Fd /γc,g ≤ Rd /γc,
где Rd – расчетное значение прочности анкерующего
элемента на сжатие;
γc – коэффициент надежности от категории сооружения.
Аналогично выполняется проверка анкерующего элемента по I группе предельного состояния на растяжение.

68.

Для расчетов оснований из армированных грунтов и
армированных массивов по второй группе предельных
состояний (методами СП 22.13330.2016) их деформационные характеристики следует определять на основании численного моделирования с учетом деформационных характеристик армирующих элементов
или путем экспериментального загружения фрагмента грунтового массива, включающего армирующий
элемент или группу таких элементов.

69.

Для проведения предварительных расчетов оснований по деформациям расчетные значения эффективного (интегрального) модуля общей деформации армированного грунта или массива в перпендикулярных направлениях как для трансверсально-изотропной среды
допускается определять по формуле:
Eмас = α∙Eар + (1 - α) / Eгр,

70.

где
α = Vар / Vгр – коэффициент, характеризующий объемную долю армирующих элементов в массиве
грунта;
Vгр – объем усиливаемого армированием грунта;
Vар – объем армирующих элементов;
Eар, Егр – расчетные значения модуля упругости армирующих элементов и модуля деформации
грунта.

71.

При проектировании оснований из армированных
грунтов и массивов следует предусматривать проведение геотехнического мониторинга.