Способы создания искусственных оснований.
Основания делятся на:
Естественные.
Используют в условиях природного залегания или после несложной предварительной подготовки. Естественным основанием называют грунт, залегающий под фундаментом и имеющий в своем природном состоянии достаточную несущую способность для обеспечения устойчивости здания или допустимых по величине и равномерности его осадок.
Искусственные.
Предварительно улучшают различными способами.
Основание, состоящее из одного слоя грунта, называют ОДНОРОДНЫМ, а из нескольких пластов — слоистым.
Слой, на котором возводят фундамент, называют несущим, а слои, расположенные ниже — подстилающими. Прочность основания обусловливается прочностью несущего и подстилающих слоев грунта.
Искусственным основанием называют грунт, не обладающий в природном состоянии достаточной несущей способностью на принятой глубине заложения фундамента и который требуется поэтому искусственно упрочнять, (уплотнять).
Увеличить несущую способность слабого грунта можно путем его уплотнения, закрепления или замены слабого грунта на более прочный.
Уплотнение слабого грунта может быть поверхностное и глубинное.
· Поверхностное уплотнение грунта осуществляется пневматическими трамбовками (иногда с втрамбованием щебня или гравия) или трамбовочными плитами массой 2. 4 т,. Для уплотнения больших площадей применяют катки.
· Глубинное уплотнение слабых грунтов выполняют при помощи грунтовых или песчаных свай, образуемых путем пробивания скважин и заполнения их песком или грунтовым материалом с уплотнением.
· Простейшим видом грунтовых искусственных оснований являются песчаные подушки. Слой слабого грунта под будущим фундаментом удаляют и вместо него насыпают песок (с тщательным послойным уплотнением). гравия, щебня или смеси грунта с гравием или щебнем. Подушка распределяет давление от фундамента на большую площадь слабого грунта.
· К более сложным способам искусственного улучшения свойств грунтов относят закрепление их различными вяжущими материалами, нагнетаемыми под давлением через инъекторы: цементным молоком (цементация), раствором жидкого стекла и отвердителя (силикатизация), горячим битумом или холодной битумной мастикой (битумизация). Вяжущие материалы после отвердения связывают частицы грунта в прочный камневидный монолит.
· Цементация применяется для укрепления гравелистых, крупных и среднезернистых песков,
· Силикатизации подвергаются пылеватые пески и лёссовые грунты.
· Битумизация применяется для закрепления сильно трещиноватых скальных пород и песчаных грунтов.
· Лёссовидные просадочные грунты можно закрепить термическим способом — обжигом раскаленными газами через пробуренные скважины диаметром 150. 200 мм, глубиной 15м.
46. Полы на грунте. Конструкция, материал, устройство.
| Примыкание пола по грунту к ленточному фундаменту | Примыкание пола по грунту к столбчатому фундаменту с низким ростверком |
Бетонный пол по гурнту можно применять при ленточном фундаменте, и при столбчатом фундаменте. Плитный фундамент сам является сразу и полом по грунту. При ленточном фундаменте конструкция пола, как правило, примыкает к
47.Привязка несущих и самонесущих стен к координационным осям.
Привязка – процесс определения расположения конструктивного элемента, детали или внутреннего оборудования в плане и разрезе здания по отношению к модульной разбивочной оси. В узком смысле (для планов зданий) привязка выражается расстоянием от модульной разбивочной оси здания (сооружения) до грани или оси элемента и осуществляется в соответствии с требованиями стандартов и СТ СЭВ 1001-78.
Привязка подчиняется определенным правилам, которые обеспечивают:
— требуемую площадь опирания вышерасположенного конструктивного элемента (балки, плиты перекрытия и т.п.);
— применение минимального количества типоразмеров элементов в проектируемом здании;
— исключение доделочных работ, например, при заделке пустот в перекрытиях, если в перекрываемое расстояние не укладывается целое число элементов.
Правила привязки стен и колонн к координационным осям установлены для сечений на уровне опирания на них перекрытий и покрытия. Грань стены или колонны в зависимости от способностей примыкания их к другим элементам может отстоять от модульной координационной оси или совпадать с нею.
При проектировании гражданских зданий руководствуется следующими правилами привязки:
— геометрические оси внутренних стен и колонн обычно совмещаются с координационной осью, исключения допускаются при привязке стен лестничных клеток и стен с вентиляционными каналами для возможности применения унифицированных элементов лестниц и перекрытий;
— в наружных несущих стенах внутреннюю грань следует размещать на расстоянии от координационной оси равном половине толщины внутренней несущей стены и кратном М или ½ М. Для соблюдения кратности размеров, свойственных кладке искусственных камней с учетом швов, в стенах из кирпича привязочные размеры могут быть: 130(120), 250, 380 и т.д.;
— в наружных самонесущих стенах внутреннюю их грань совмещают с координационной осью («нулевая привязка»).
| Конструктивные схемы зданий: а – с продольными несущими стенами; б – с поперечными несущими стенами; в – с продольными и поперечными несущими стенами | Типы стен: а – несущая стена; б – самонесущая стена; в – ненесущая (навесная) стена |
Стропильные крыши.
Стропильная система — это система скатной крыши, состоящая из стропил. Так же можно сказать, что стропильная система — это каркас скатной крыши, её основа (скелет). Стропила выполняют несущую функцию в системе крыши. Вес от крыши через стропильную систему передаётся на несущие стены строения.
По типу конструкций стропильные системы разделяют на:
шпренгельные системы (фермы)
Наслонные стропила — это стропильные системы, в которых стропильные ноги опираются (имеют подпорки) в нескольких местах. Так, нижние концы стропил опираются на мауэрлаты, а в верхней части — на стойки, прогоны или подкосы. Как правило, это скаты с длиной стропильных ног от 4,5 м.
Наличие дополнительных опор (прогонов) позволяет равномерно распределить весовые нагрузки на несущие стены, а также значительно увеличить длину стропильных ног . К примеру, при наличии в стропильной конструкции двух прогонов (конькового и прогона по центру ската) можно увеличить длину стропильных ног до 12-15 метров.
Требования- жесткость, высокое качество материала, небольшой вес
Требования к основаниям. Виды основания по материалу.
Основание-массив под фундаментом/ грунт воспринимающий нагрузки через фундамент от здания.
1. Естественное основание (ЕО)
2. Искусственное основание (ИО)
ЕО- грунт способный в природном состоянии выдержать нагрузку от здания
ИО- грунт с измененными свойствами уплотненный или упрочненный который в природном состоянии несущей способностью не обладает
При передаче фундаментом нагрузки на грунт возникает напряженная зона
Требования к грунту- высокая несущая способность, малая и равномерная (во времени) сжимаемость, не быть лученистым (при замерзании имеет свойство увеличивать объем из-за жидкости в порах), не должен размываться грунтовыми водами, растворяться, допускать просадок и оползней.
1. Скальные(Е.О.)- сплошной массив, прочный надежный. Пр.: гранит, кварцит, песчаник.
2. Крупнообломочные (Е.О., если под ним плотный слой)- несвязные обломки скальных пород >50%-2 мм. Пр.- гравий, щебень, галька.
3. Песчаные – из частиц 0,1 мм-2мм, чем крупнее, тем лучше. Скорость уплотнения под нагрузкой – высокая, пластичностью не обладают.
В) средней крупности
4. Глинистые- из частиц менее 0.005 мм, чешуйчатая форма, высокая поверхность соприкосновения между частицами, большое число капилляров (трубка малого диаметра)
5. Пученистые (И.О.)- с пониженным содержанием влаги в капиллярах (редкость)
6. Лёссовые- глинистые грунты из пылеватых (макропористых- очень мелкие) частиц и крупных пор, видимых невооруженным глазом. В сухом состоянии прочные
7. Просадочные грунты- требуют защиты от увлажнения. Пр.- растительные грунты, торф(болотный), ил.
8. Насыпные (И.О.)- при засыпании болот, озер, оврагов, свалок. Высокие просадки, сжимаемость, лученистость.
9. Плывуны (И.О.)- мелкие пески, глинестые примеси насыщены водой.
Источник
Методы и способы устройства искусственно улучшенных оснований
Увеличивающиеся из года в год объемы строительства зданий и сооружений различного назначения, привели к освоению под застройку ранее непригодных площадей (так называемых бросовых земель), сложенных, как правило, структурно-неустойчивыми, слабыми водонасыщенными и другими проблемными грунтами [4].
Такие виды грунтов широко распространены на значительных территориях Российской Федерации. К ним относятся лессовые просадочные, набухающие, засоленные, загипсованные, слабые и сильносжимаемые водонасыщенные грунты различного генезиса (водонасыщенные супеси, суглинки и глины; морские и пресноводные илы; биогенные грунты – заторфованные, торфы и сапропели; водонасыщенные лессовые грунты; озерно-ледниковые ленточные глины, суглинки и супеси; рыхлые пески; водонасыщенные пылеватые намывные грунты и др.). Проектирование, строительство и эксплуатация сооружений на указанных грунтовых условиях связаны с большими трудностями проектного и производственного характера, обусловленными их специфическими свойствами и другими факторами.
В настоящее время проектирование оснований и фундаментов производится по двум группам предельных состояний: по несущей способности (I группа) и по деформациям (II группа). В тех случаях, когда не обеспечивается выполнение этих условий, а увеличение размеров фундаментов или применение свай экономически нецелесообразно, зачастую более эффективным вариантом является искусственное улучшение прочностных и деформационных характеристик грунтов, т. е. проектирование искусственных оснований.
Прочностные и деформационные свойства грунтов в значительной степени зависят от пористости грунтов и от вличины сцепления между частицами скелета грунта. Следовательно, увеличить прочность и уменьшить сжимаемость грунтов можно как за счет уменьшения пористости грунта, так и путем увеличения сцепления между их структурными связями.
Для водонасыщенных грунтов улучшение прочностных и деформационных свойств (уплотнение) может произойти только в процессе отжатия из них определенного объема воды.
С учетом изложенного в настоящее время проектирование и строительство зданий и сооружений на структурно-неустойчивых грунтах осуществляется по двум направлениям [4]:
1. Применение мероприятий, повышающих несущую способность и уменьшающих возможные деформации основания (методы искусственного уплотнения, закрепления, усиления грунтов и т. д.).
2. Применение конструктивных мероприятий, обеспечивающих зданию или сооружению восприятие ожидаемых по расчету деформации основания и требуемую несущую способность грунтов (замена структурно-неустойчивых грунтов уплотненными подушками из песчаного и связного грунтов, повышение устойчивости грунтов основания устройством боковой пригрузки, ограничение горизонтальных перемещений грунтов основания путем устройства жестких обойм, армирование оснований и др.).
Существующий опыт проектирования и строительства на структурно-неустойчивых и других проблемных грунтах показывает, что в этом направлении на основе широко проведенных в России и других странах исследований разработаны и используются эффективные способы подготовки оснований и устройства фундаментов.
В таблице 3.1 приведены наиболее широко используемые в практике проектирования и строительства методы и способы устройства искусственно улучшенных оснований.
Сравнительно новым для России направлением улучшения свойств оснований является метод армирования грунтов георешетками и рулонными геосинтетическими материалами. Такие материалы и связанные с ними новые технологии улучшения свойств слабых грунтов все шире стали применяться и в России, особенно в промышленном, гражданском и дорожном строительстве.
В последние годы в Российской Федерации широкое применение находят технологии закрепления пылевато-глинистых грунтов «на месте» (in-situ), разработанные практически одновременно, как в нашей стране, так и за рубежом еще в 1950-х гг. К ним относятся:
• смесительные технологии (глубинное и поверхностное перемешивание грунтов – Deep Soil Mixing, Shallow Soil Mixing, режуще-смешивающая технология – Cutter Soil Mixing, Cut-Mix-Injection; объемная стабилизация грунта – Mass Soil Stabilization);
• струйная цементация грунтов (высоконапорная инъекция – jet grouting).
Методы и способы устройства
искусственно улучшенных оснований [4]
| Методы подготовки оснований и устройства фундаментов | Метод подготовки или способ его устройства | Область применения (рекомендуемые грунтовые условия) |
| I. Замена грунта, конструктивные мероприятия, армирование грунтов | 1. Песчаные подушки (замена грунтов) | Просадочные, набухающие, насыпные, намывные, засоленные и загипсованные грунты, слабые сильносжимаемые грунты в текучем состоянии, торфы, заторфо-ванные грунты, илы и илистые грунты |
| 2. Грунтовые подушки из местного связного грунта | Просадочные, набухающие, насыпные, намывные, засоленные и загипсованные грунты, слабые сильносжимаемые грунты | |
| 3. Ограничение горизонтальных перемещений грунтов (взятие грунтов в обойму) | Намывные, слабые сильносжимаемые грунты в текучем состоянии, торфы, заторфованные грунты, илы и илистые грунты | |
| 4. Армирование грунтов | Просадочные, намывные, слабые сильносжимаемые грунты в текучем состоянии, торфы, заторфованные грунты, илы и илистые грунты | |
| П. Механическое уплотнение | А. Поверхностное уплотнение грунтов: | |
| 1. Тяжелыми трамбовками | Макропористые просадочные, рыхлые песчаные, свежеуложенные и насыпные грунты, намывные грунты | |
| 2. Катками, легкими трамбовками и другими механизмами и транспортными средствами | То же при послойной укладке | |
| 3. Вибраторами площадочными | Рыхлые песчаные грунты при послойной укладке | |
| 4. Вытрамбовыванием котлованов | Макропористые просадочные грунты, пылевато-глинистые грунты |
Продолжение табл. 3.1
| Методы подготовки оснований и устройства фундаментов | Метод подготовки или способ его устройства | Область применения (рекомендуемые грунтовые условия) |
| П. Механическое уплотнение | 5. Подводными взрывами | Макропористые просадочные, насыпные, намывные и рыхлые песчаные грунты |
| Б. Глубинное уплотнение грунтов: | ||
| 1. Грунтовыми сваями | Макропористые просадочные грунты | |
| 2. Песчаными сваями | Рыхлые пылеватые и мелкие пески, слабые сильносжимае-мые пылевато-глинистые и заторфованные грунты | |
| 3. Виброуплотнением или гидровибро-уплотнением | Рыхлые песчаные грунты | |
| 4. Предварительным замачиванием | Макропористые просадочные грунты | |
| 5. Предварительным замачиванием и энергией глубинных взрывов | То же | |
| 6. Предпостроечное уплотнение пригрузкой территории | Слабые сильносжимаемые пыле- вато-глинистые грунты, торфы, заторфованные и илистые грунты | |
| 7. Предпостроечное уплотнение пригрузкой территории и вертикальными дренами | То же | |
| 8. Глубинное водопонижение | Слабые сильносжимаемые пылевато-глинистые грунты, торфы, заторфованные и илистые грунты, водонасыщенные пески | |
| III. Инъекционное закрепление | 1. Силикатизацией | Пески и макропористые просадочные грунты |
| 2. Синтетическими смолами | То же |
Продолжение табл. 3.1
| Методы подготовки оснований и устройства фундаментов | Метод подготовки или способ его устройства | Область применения (рекомендуемые грунтовые условия) |
| III. Инъекционное закрепление | 3. Битумизацией, глинизацией, цементизацией | Трещиноватые скальные грунты |
| 4. С использованием высоконапорных инъекций и струйной технологии | Пески, макропористые просадочные, пылевато-глинистые, слабые сильносжимаемые грунты | |
| 5. Термообработкой | Макропористые просадочные грунты |
Широкое использование эти технологии получили в ряде зарубежных стран – США, Японии, Западной Европе. В настоящее время в России, как правило, используются установки зарубежных компаний, которые оснащены современными автоматизированными системами контроля технологических параметров.
Источник
