Особенности проектирования оснований, уплотняемых весом пригружающей насыпи

В проекте предпостроечного уплотнения грунтов основания весом фильтрующей пригрузки должны быть указаны:

• размеры уплотняемой площади с привязкой их к плану фундаментов;

• глубина уплотнения толщи грунта в основании;

• размеры в плане, вид грунта и толщина распределительной (фильтрующей) песчаной подушки;

• временная нагрузка на основание, превышающая на 10 % среднее давление под подошвой фундамента возводимого сооружения;

• форма и размеры временной пригрузочной насыпи с обеспечением устойчивости ее откосов на сильносжимаемых грунтах внестабилизированном состоянии;

• план расположения и конструкции поверхностных и глубинных марок;

• схема производства работ по устройству временной пригрузки и ее снятию;

• расчетная конечная осадка основания от временной пригрузки и величина упругого подъема основания после ее снятия (определяется по ветви разгрузки компрессионной кривой);

• требования по технологии производства работ, контролю качества и приемке работ.

При уплотнении слабых и сильносжимаемых водонасыщенных грунтов фильтрующей пригрузкой размеры уплотняемой площади должны превышать размеры здания не менее чем на глубину сжимаемой толщи основания в каждую сторону, а в случае конечного слоя грунта – не менее его толщины.

Глубина уплотнения слоя грунта при указанном методе назначается из условия обеспечения работы основания по соответствующим предельным состояниям (по деформациям и несущей способности). При наличии слоя конечной толщины глубина уплотнения назнача­ется равной его толщине, в других случаях минимальная глубина уплотнения должна быть принята равной глубине сжимаемой толщи в основании проектируемых фундаментов.

При устройстве промежуточной подушки из фильтрующего материала ее размеры должны назначаться равными размерам пригрузочного слоя. В качестве материала подушек рекомендуется использовать карьерные отмытые крупно- и среднезернистые пески.

С целью ускорения сроков консолидации уплотняемой толщи временная нагрузка может значительно превышать эксплуатационную (на 20 % и более).

Для наблюдения за развитием деформаций грунтов при уплотнении на поверхности уплотняемого слоя и за его пределами устанавливаются специальные конструкции поверхностных, а в центре котлована – глубинных марок (рис. 3.35). Поверхностные марки устанавливаются по 2-4 поперечникам через 3-8 м одна от другой, а глубинные – через 2-3 м по глубине в пределах всей уплотняемой толщи.

В плане глубинные марки располагаются на расстоянии
0,5-1,0 м друг от друга.

Конечная стабилизированная осадка слоя грунта мощностью Н под действием равномерно распределенной нагрузки р₁₁от веса насыпи или намытого песка (рис. 3.36) высотой h и удельным весом γопределяется по формуле:

,

(3.61)

где – коэффициент относительной сжимаемости грунта слабого слоя, кПа^-1;

ar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> – давление на толщу слабого грунта от веса насыпи,
ar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> = γ·h, кПа.

Рис. 3.35. Конструкции поверхностных и глубинных марок

Рис. 3.36. Схема к расчету осадки слоя грунта конечной толщины:

Н –толщина слабого слоя грунта; h –высота пригрузочной насыпи;

σ – развитие напряжения по глубине уплотняющейся толщи

Нестабилизированная осадка слоя грунта конечной толщины S_t в момент времени t определяется по формуле:

,

(3.62)

где –конечная (полная) стабилизированная осадка слоя грунта, см;

– степень консолидации (уплотнения) грунтовой толщи.

В соответствии с теорией фильтрационной консолидации величина функционально связана со значением N, которое вычисляется по формуле

,

(3.63)

Откуда

,

(3.64)

где ar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> – коэффициент консолидации, определяемый по формуле

,

(3.65)

где – коэффициент фильтрации грунта, см/год;

= 10 кН/м³ - удельный вес воды.

Для одномерной задачи уплотнения - осадки поверхности слоя грунта при сплошной нагрузке эпюра уплотняющих напряжений принимается в виде прямоугольника (рис. 3.37), что относят к случаю «0». Для этого случая принимается N=N₀, значения которого приведены в табл. 3.30.

Рис. 3.37. Схемы загружения и развития эпюры уплотняющих

давлений: а –случай «0»; б –случай «1»; в – случай «2»

Таблица 3.31

Значение N₀ в зависимости от Q