Особенности проектирования оснований с устройством

В проекте уплотнения грунтов основания вертикальными дренами и пригрузкой территории должны быть указаны [4]:

• размеры уплотняемой площади с привязкой их к плану фундаментов;

• число, план расположения и параметры вертикальных дрен (диаметр для песчаных, ширина и толщина для бумажных, синтетических и др);

• расстояния между вертикальными дренами, глубина их погружения в массив грунта (уплотнения);

• вид и количество материала, необходимого для устройства вертикальных дрен;

• требуемая плотность грунта в уплотненном массиве;

• способы, оборудование и механизмы для устройства вертикальных дрен;

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

• размеры в плане пригрузочной насыпи, вид материала для ее отсыпки и толщина отсыпаемых слоев грунта;

• план расположения, конструкции поверхностных и глубинных марок;

• значения прочностных и деформационных характеристик уплотненного грунта;

• условное расчетное сопротивление грунтов уплотненного основания;

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

Площадь уплотняемого основания 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>"> при устройстве песчаных свай определяется по выражению

,

(3.66)

где и – соответственно длина и ширина фундамента, м.

Вертикальные дрены располагаются в плане по квадратной или триангулярной сетке. Такое расположение дает квадратную или гек сагональную зону влияния дрены, что не позволяет рассматривать плоскую задачу консолидации осесимметричной.

Для упрощения задачи квадратную или гексагональную зону влияния заменяют круговой с эквивалентными диаметрами, соответственно равными (рис. 3.42):

• при расположении дрен по квадратной сетке

,

(3.67)

• при расположении дрен по треугольной сетке

,

(3.68)

где – расстояние между осями дрен, м.

Рис. 3.42. Схема расположения (по триангулярной сетке) и разрез

вертикальной песчаной дрены:

1–водоупор; 2 – дрена

Осадка S_tнедренированного слоя сильносжимаемого грунта в заданный момент времени вычисляется по выражению

,

(3.69)

где –степень консолидации (уплотнения) сильносжимаемого грунта, определяемая по графику из рис. 3.43;

– конечная (стабилизированная) осадка слоя грунта, см, определяемая по формуле:

.

Фактор времени определяется из формулы

,

(3.70)

где – коэффициент консолидации грунта при вертикальном фильт­рационном потоке, м²/год, определяемый по методу Тейлора;

– продолжительность приложения нагрузки ;

d wsp:val="00FF500A"/><wsp:rsid wsp:val="00FF70FB"/></wsp:rsids></w:docPr><w:body><w:p wsp:rsidR="00000000" wsp:rsidRDefault="0037156E"><m:oMathPara><m:oMath><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:fareast="Times New Roman" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:spacing w:val="0"/></w:rPr><m:t>h</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar 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>"> – длина пути фильтрации: при двухстороннем дренаже - равная половине толщины уплотняемого слоя грунта ( ); при одностороннем - толщине слоя этого грунта ( ).

Рис. 3.43. Зависимость степени консолидации грунта
от фактора времени

При использовании вертикальных дрен в случае совершенной дрены (при наличии дренирующих слоев на концах дрен) степень консолидации Q_rv определяется с учетом фильтрации воды в радиальном и вертикальном направлениях по формуле:

,

(3.71)

где – степень консолидации при фильтрации поровой воды в вертикальном направлении, определяемая по рис. 3.43;

– то же в радиальном.

Степень консолидации

(3.72)

где – фактор времени при фильтрации только в радиальном направлении;

– параметр, зависящий от отношения диаметра зоны влияния дрены к ее диаметру.

Величина находится по уравнению

(3.73)

где – коэффициент консолидации при фильтрации поровой воды в радиальном направлении, м²/год;

– период времени от начала приложения нагрузки, год;

– диаметр зоны влияния дрены, м.

Значение определяется по формуле:

(3.74)

где – отношение диаметра зоны влияния к диаметру дрены.

При использовании дрен из искусственных материалов значение принимается равным 0,025 м. Значения степени консолидации в зависимости от факторов времени для разных значений могут быть определены из табл. 3.32.

Таблица 3.32

Зависимость степени консолидации от фактора времени

	при
0,1	0,007	0,012	0,021	0,026	0,030	0,033
0,2	0,014	0,026	0,040	0,055	0,063	0,069
0,3	0,023	0,042	0,070	0,088	0,101	0,170
0,4	0,033	0,060	0,101	0,126	0,144	0,158
0,5	0,045	0,081	0,137	0,171	0,195	0,214
0,6	0,059	0,107	0,181	0,226	0,258	0,283
0,7	0,077	0,141	0,238	0,297	0,339	0,372
0,8	0,103	0,188	0,318	0,397	0,454	0,498
0,9	0,148	0,270	0,454	0,567	0,649	0,172
0,95	0,192	0,351	0,591	0,730	0,844	0,927
0,99	0,296	0,539	0,909	1,135	1,298	1,424

Рис. 3.44, а. Диаграмма для определения целесообразных

расстояний между дренами при вертикальном дренаже

(расположение дрен по квадратной сетке)

Рис. 3.44, б. Диаграмма для определения целесообразных

расстояний между дренами при вертикальном дренаже

(расположение дрен по треугольной сетке)

С целью облегчения расчетов на рис. 3.44, а, бприведены диаграммы для определения целесообразных расстояний между дренами при вертикальном дренаже.

Ниже приведен пример определения расстояния между песчаными дренами диаметром = 0,3 м для грунта с = 1,16м²/год при имеющемся времени для уплотнения = 24 мес. и необходимой степени консолидации = 0,8.

Вычислим:

С учетом этого по диаграммам на рис. 3.44, а, б расстояние между дренами при квадратной сетке составит = 2,8 м, а при треугольной – = 3,0 м.