Задачи и материалы инженерно-геологических изысканий, исходные данные для проектирования

Виды грунтовых оснований. Физико-механические свойства грунтов.

-Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием, а предварительно укрепленные различными способами (силикатизации, цементации, смолизации, битуминизации и др.) слабые грунты — искусственным основанием. Критериями для характеристики основания служат: – его несущая способность, плотность и равномерность геологического строения; – устойчивость к воздействию грунтовых вод; – неподверженность «пучению». Грунты представляют собой горные породы минеральных частиц зернистой и чешуйчатой структуры, пространство между которыми образуют поры. Различают следующие виды грунтов: скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые, насыпные.

Скальные грунты залегают сплошными массивами и являются наиболее прочным естественным основанием. Однако они залегают на значительной глубине под слоями нескольких пород и поэтому редко служат непосредственным основанием фундаментов жилых и сельскохозяйственных зданий. К скальным грунтам относят граниты, кварциты, известняки и др.

Крупнообломочные грунты содержат более 50% по весу кристаллических или осадочных пород крупностью частиц более 2 мм. В структуре этого вида грунтов щебень, галька, гравий, дресва находятся в связном состоянии.

Крупнообломочные грунты мало-сжимаемы, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинисты. По своим природным качествам они служат хорошим основанием.

Песчаные грунты содержат менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм, сыпучие и в сухом состоянии не обладают свойством пластичности. Пески в зависимости от размеров зерен могут быть крупные, средние, мелкие и пылеватые. С увеличением содержания пылева-тых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Равномерно залегаемые пески значительной мощности представляют хорошее основание — не пучинистое и обладающее быстропрекращающимися равномерными осадками.

Глинистые грунты состоят из мелких чешуйчатых связанных между собой частиц. Они различаются по количеству глинистых частиц: суглинки содержат глинистых частиц от 10 до 30%, а супеси — от 3 до 10%. При замерзании влажные глинистые грунты вспучиваются, а при оттаивании дают просадку. В результате подъема пучинистых грунтов зимой и опускания весной в здании появляются трещины и нередко создается опасность дальнейшей эксплуатации строения.

Причины развития неравномерных осадок сооружения.

 Не однородный грунт.Не одинаковое загружение фундаментов.Влияние загружения соседних фундаментов. Не полная загрузка фундаментов Неравномерность консолидации грунтов.  Не одинаковый несущий слой грунта в основании

Причины развития неравномерных осадок выпирания. Данные осадки возникают за счет появления зон пластических деформаций оснований и выдавливания грунта в стороны. Причины развития неравномерных осадок разуплотнения. развивается под действием нагрузки, не превышающей величину природной, т.е. нагрузки, равной весу вынутого грунта при откопке котлована. Эти деформации приводят к поднятию дна котлована.

К причинам развития неравномерных осадок расструктуривания грунтов основания относится:

1. Метеорологические факторы.

2. Грунтовые воды

3. суффозия химическая и механическая (вымывание грунта в котлован

вместе с водой)

4. динамические воздействия при забивке свай.

 

Типы конструкций по жесткости. Влияние неравномерных осадок на конструкции различной жесткости.

В зависимости от жесткости все здания и сооружения подразделяют на три основных типа: абсолютно жесткие, имеющие конечную жесткость, и абсолютно гибкие.

 

Абсолютно жесткие сооружения имеют очень большую жесткость в вертикальном направлении. К зданиям и сооружениям большой жесткости относят дымовые трубы, водонапорные башни, опоры мостов и др. Вследствие значительной жесткости эти сооружения не подвергаются изгибу и другим местным деформациям и испытывают осадку как единый массив. При симметричной вертикальной нагрузке и равномерном распределении свойств основания осадка таких зданий, как правило, бывает равномерной.

Абсолютно гибкие сооружения под действием внешних нагрузок следуют за осадками основания, при этом дополнительные усилия в них практически не возникают. К таким сооружениям относят земляные насыпи и дамбы.

В общем случае предельные деформации абсолютно гибких и практически гибких сооружений назначают, исходя из требований нормальной эксплуатации.

Напластование грунтов. Варианты конструкций фундаментов.

-Каждая площадка обладает специфическими условиями, прежде всего сугубо индивидуальным напластованием грунтов. В связи с этим рассмотрим типовые схемы напластования. Для схематизации все грунты делят на 2 условные категории: слабые и надежные (хорошие).Слабые называют грунты, если они в качестве основания при устройстве фундаментов в открытых котлованах не могут обеспечить надежного существования проектируемого сооружения.Надежными называют грунты, которые обеспечивают требуемое существование проектируемого сооружения.

Рис.1. Схемы 1, 2, 3 напластований грунтов.Схема 1. С поверхности на большую глубину залегают надежные грунты. Здесь принимается решение минимального заглубления фундаментов при учете климатических факторов и особенностей сооружения.Схема 2. С поверхности на некоторую глубину залегают 1 или несколько пластов слабых грунтов, ниже которых залегают надежные грунты. Простейшим решением является прорезка слабых грунтов, и передача нагрузки на слои надежных грунтов. Можно также опереться на столбы или сваи. Слабые грунты могут быть уплотнены, заменены или закреплены. Есть также решение уменьшить неравномерность осадок путем устройства фундаментных плит или ленточных фундаментов под колонны.

6Схема 3. На некоторой глубине слоистой толщи залегает 1 или несколько пластов слабых грунтов. В этом случае приемлемы решения, рассмотренные при напластовании грунтов по схеме No2, однако приходится прорезать и верхний слой надежного грунта. При напластовании грунтов по схеме No3 верхний слой надежного грунта можно использовать в качестве распределительной подушки или закрепить только слой слабого грунта.

Задачи и материалы инженерно-геологических изысканий, исходные данные для проектирования.

- Под инженерно-геологическими условиями понимается совокуп­ность компонентов геологической среды, которые могут оказать вли­яние на проектируемые здания и сооружения (рельеф и геоморфо­логия, геологическое строение, подземные воды, состав, состояние и свойства грунтов, опасные геологические процессы).

Одной из важнейших задач инженерно-геологических изыска­ний является прогнозирование возможных изменений в сфере взаи­модействия проектируемого сооружения с геологической средой.

В состав инженерно-геологических изысканий входит следующий основной комплекс полевых, лабораторных и камеральных работ: сбор и анализ имеющихся геологических материалов по району строитель­ства; дешифрирование космо- и аэрофотоматериалов и аэровизуаль­ные наблюдения; маршрутные наблюдения (рекогносцировочное об­следование), буровые и горнопроходческие работы; геофизические ис­следования; опытные полевые работы; стационарные наблюдения; ла­бораторные исследования грунтов и подземных вод; камеральная обра­ботка собранных материалов и составление отчета.