Строительство на просадочных и слабых грунтах

Грунтовые условия площадок, сложенных просадочным грунтами в зависимости возможного проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяются на два типа:

I тип – грунтовые условия, в которых возможна просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.

II тип – грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственного веса более 5 см.

Расчет оснований на просадочных грунтах по деформациям производят из условия:

, (5.1)

где – осадка уплотнения (см. главу 4);

– просадка;

, (5.2)

где – относительная просадочность i-го слоя;

– мощность i-го слоя;

, (5.3)

где – среднее давление под подошвой фундамента;

– начальное просадочное давление i-го слоя;

При расчете просадки необходимо выявить мощность просадочной толщи из условия:

, (5.4)

затем производят расчет просадки по формуле (5.2).

В качестве одного из способов строительства на просадочных грунтах рассматривается применение грунтовых или песчаных подушек. Толщину грунтовых подушек принимают исходя из давления,

которое можно передать на подстилающие ее грунты (см. проверка прочности подстилающего слоя). Для малоэтажных зданий с нагрузкой на ленточный фундамент до и столбчатый – до 600 кН толщину грунтовой подушки допускается определять по формуле

, (5.5)

где – принятая средняя величина давления на грунт по подошве фундамента в МПа;

– величина начального просадочного давления грунта, залегающего ниже грунтовой подушки, (МПа);

b – ширина фундамента, см.

Ширину подушки в основании определяют по формуле:

, (5.6)

где – угол распределений давлений в подушке, обычно (рис. 5.1).

Расчет оснований суммарной деформации оснований на насыпных грунтах производят по формуле:

, (5.7)

где – полная осадка;

– осадка уплотнения;

– дополнительная осадка самоуплотнения насыпных грунтов от собственного веса;

– то же в следствии замачивания, снижения уровня грунтовых вод (см. главу 4)

– то же при разложении органических веществ;

– то же за счет уплотнения подстилающих слоев грунта (не учитывается если возраст насыпи > 1 года для песков и > 2 лет для глины выше уровня воды и > 5 лет для глины ниже уровня воды).

Дополнительная осадка самоуплотнения определяется по формуле:

, (5.8)

где , – коэффициенты уплотняемости см. табл.5.1

, (5.9)

где – среднее значение удельного веса насыпи в водонасыщенном состоянии;

– толщина слоя насыпи под фундаментом;

Таблица 5.1

Коэффициент уплотняемости

Насыпные грунты
Пески, шлаки неслежавшиеся	0.4	0.15
слежавшиеся
Пески пылеватые, глинистые грунты неслежавшиеся	0.6	0.2
слежавшиеся

Дополнительная осадка от разложения органических веществ определяется по формуле:

, (5.10)

– условия залегания органики;

для водонасыщенных грунтов;

для остальных и учитывает залегание органики;

– среднее содержание органических включений;

– толщина слоя грунта, м.

Рис. 5.1. Схема грунтовой подушки

5.1. Оценить глинистый грунт на просадочные и набухающие свойства, если образец грунта имеет следующие физические характеристики : ; ; ; ; .

5.2. Оценить глинистый грунт на просадочные и набухающие свойства, если физические характеристики образца грунта следующие: ; ; ; ; .

5.3. При испытании в компрессионном приборе образцов просадочного грунта высотой 20 мм и , взятого с глубины м, получены деформации образцов при различных ступенях нагрузки в природном и замоченном состоянии (табл. 5.2). Определить E.

Таблица 5.2

Результаты испытания образцов

E МПа	0.05	0.06	0.07	0.08	0.09	0.1
природное состояние	0.50	0.55	0.61	0.74	0.89	1.08
замоченный	0.60	0.70	0.791	0.932	1.085	1.291

5.4. Определить тип грунтовых условий по просадочность по имеющимся графикам изменения природного и начального просадочного давления по глубине просадочной толщи (рис. 5.2)

Рис. 5.2. Графики давлений в основании:

1 - природное давление; 2 - начальное просадочное.

5.5. Определить просадку ленточного фундамента шириной 2 м и глубиной заложения d = 2 м при интенсивном замачивании. Давле-

ние по подошве фундамента Р = 0.2 МПа.

Жилой дом проектируется на участке, сложенном лессовидны­ми суглинками и супесями, относящимися к 1 типу грунтовых ус­ловий по просадочности. Необходимые для расчета данные приве­дены в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Характеристики грунтов по слоям

№ слоя под подошвой фундамента	Глубина (м)			при P (МПа)
0.1	0.2
II			0.08	0.014	0.038
III			0.08	0.012	0.026
III			0.14	0.008	0.02
III			0.17	0.006	0.01

5.6. Определить просадку фундамента при медленном зама­чивании по данным предыдущей задачи.

5.7. Проверить прочность подстилающего грунта – суглинка с ; ; ; ; ; . Рабочим слоем является песок средней крупности с ; ; , мощностью h = 3 м. Глубина заложения фундамента размерами м, передающего нагрузку на основание , равна d = 2 м.

5.8. Проверить достаточна ли толщина песчаной подушки м из песка средней крупности под лен­точный фундамент с интенсивностью давления по подошве 0.2 МПа, если в основании ее залегают текучие суглинки с ; ; . Глубина заложения фундамента d = 2 м, ширина b= 2 м.

5.9. Определить размеры песчаной подушки под отдельный фундамент м, заглубленный на d = 1,5 м. Грунты основания – заиленные суглинки в текучеэлластичном состоянии с ; ; ; . Фундамент передает нагрузку с учетом собственного веса ; .

5.10. Определить просадку основания фундамента на лессо­видном суглинке I типа просадочности при медленном повышении влажности. Глубина заложения фундамента – 2м, при ширине фундамента b=3 м. Среднее давление под подошвой фундамента = 200 кПа. Грунт – суглинок лессовидный мощностью h =8 м; . Начальное просадочное давление = 80 кПа, относительная просадочность .

5.11. Определить полную осадку фундамента по условиям задачи 4.22 при модуле деформации суглинка .

5. 12. Определить просадку основания и крен фундамента при локальном замачивании грунта из источника на расстоянии 3 м от оси фундамента (рис. 5.3). Фундамент имеет ширину, b = 2 м, глубину заложения d=1.5 м. Среднее давление под подошвой фундамента Р =200 кПа. Грунт – суглинок лессовидный ; ; . Мощность от поверх ности земли 10 м.

Рис. 5. 3 Схема расположения фундамента и источника замачивания.

5.13. Определить дополнительную осадку от самоуплотнения и расположения органических веществ песчаной насыпи возрастом до 1 года мощностью . Характеристики грунта насыпи следующие: ; ; ; .

5.14. Определить осадку отдельного фундамента возведенного на насыпном слое, мощностью h = 4 м и имеющем глубину заложения . Характеристики насыпи: ; ; ; . Характеристики подстилающего слоя суглинка ; . Уровень грунтовых вод на глубине 3 м от подошвы фундамента.