Контрольная работа по "Геологии"

Проектирование уплотнения просадочных грунтов производится подводными взрывами, глубинными взрывами.

Основания, сложенные  набухающими грунтами, должны проектироваться  с учетом специфической способности  таких грунтов при замачивании увеличиваться в объеме - набухать. При последующем понижении влажности у набухающих грунтов происходит обратный процесс - усадка. Увеличение объема может происходить и у обычных глинистых грунтов, если они замачиваются химическими отходами технологических производств, вызывающими набухание грунта.

К мероприятиям, направленным на снижение или полное исключение возможных величин деформаций, вызванных  набуханием (усадкой) грунта, относятся:

а) устранение свойств набухания грунта основания в пределах всей или части толщи путем предварительного замачивания.

С целью устранения свойств  набухания путем предварительного замачивания отрывается котлован (или  траншея) на глубину 0,1-0,3 м выше проектной  отметки заложения подошвы фундамента. В котловане пробуриваются скважины диаметром 100-250 мм, глубиной на 0,5 м меньше, чем требуемая по проекту толщина слоя, подвергаемого замачиванию. Скважины располагаются в шахматном порядке: расстояние между скважинами в ряду и между рядами принимается от 2 до 4 м. Скважины заполняются на всю высоту гравием, щебнем или песчано-гравийной смесью. В пределах котлована по двум взаимно перпендикулярным направлениям устраиваются поверхностные марки через 3-5 м одна от другой. До начала замачивания определяют влажность грунта по глубине через 0,5-0,7 м не менее, чем по шести образцам с каждой глубины.

В процессе замачивания  через 7-10 дней производят нивелирование  марок. Замачивание прекращается, когда  величина подъема поверхности составит 0,8 расчетной.

б) применение компенсирующих песчаных подушек.

При возведении фундаментов  на предварительно замоченном основании  из набухающих грунтов должно предусматриваться  ей устройство подушек из песка, щебня  или гравия либо упрочнение верхнего слоя грунта основания связующими материалами (например, известью). Для устройства подушек применяются пески любой крупности, за исключением пылеватых.

в) полная или частичная замена слоя набухающего грунта другим не набухающим грунтом.

Замена набухающего  грунта производится местным ненабухающим грунтом, уплотняемым до заданной плотности. Строительство зданий в этом случае должно выполняться как на обычных ненабухающих грунтах.

г) прорезка фундаментами (полная или частичная) слоя набухающего грунта.

Водозащитные мероприятия  имеют целью предотвратить локальное замачивание грунтов основания атмосферными или производственными водами. С этой целью предусматривается планировка территории, обеспечивающая надежный сток атмосферных вод в открытую или закрытую ливнесточную канализацию. Отвод вод с кровли здания должен быть организованным. Необходимо предусматривать отмостки такой ширины, чтобы они перекрывали не менее чем на 0,4 м пазухи засыпанных котлованов. Отмостки должны иметь уклон не менее 3%.

К числу конструктивных мероприятий относится увеличение жесткости и прочности путем разбивки здания на отдельные отсеки осадочными швами. Увеличение прочности достигается введением железобетонных непрерывных поясов, устраиваемых по высоте в нескольких уровнях. Пояса располагаются на уровне перекрытий или на уровне верха проема. Пояса должны быть высотой не менее 15 см и перекрывать полностью наружные стены. Пояса армируются каркасами. Пояса предусматриваются при: а) частичной прорезке набухающих грунтов; б) частичной замене набухающего грунта ненабухающим; в) устройстве компенсирующих подушек; г) предварительном замачивании набухающих грунтов.

Задание 9

 

Установите вил и  наименование биогенного грунта по данным лабораторных испытаний. Опишите методы строительства на биогенных грунтах.

Таблица 5-Исходные данные

Содержание твердой фазы биогенного грунта , г.
Минеральные частицы	Растительные остатки	Гумус
24	22	19

 

Решение:

Определяем относительное  содержание органики:

      (15)

 

Так как  , то грунт торф.

 

Вычисляем степень разложения торфа:

       (16)

 

Так как  торф является среднеразложившимся.

 

К биогенным грунтам  относятся илистые, заторфованные грунты и торф.

Основания, сложенные  заторфованными грунтами, должны проектироваться  с учетом их специфических особенностей - водонасыщенности, большой сжимаемости, медленного протекания осадок во времени, существенной изменчивости и анизотропии прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик под воздействием нагрузки.

Грунтовые воды в заторфованных  грунтах, как правило, являются сильноагрессивными по отношению к материалам фундаментов  и подземных частей зданий и сооружений, что должно учитываться при выборе материалов и их защиты от агрессивного воздействия воды.

Проектирование оснований, сложенных сильнозаторфованными грунтами и торфами с непосредственным опиранием на их поверхность фундаментов  не допускается независимо от толщины слоя таких грунтов и от расчетной величины деформации основания.

В зависимости от типа заторфованного основания, степени  заторфованности, глубины залегания  и толщины слоев заторфованных  грунтов, а также конструктивных особенностей проектируемого здания (сооружения) и предъявляемых к нему эксплуатационных требований должны рассматриваться различные варианты специальных мероприятий по уменьшению возможных деформаций основания или повышению его несущей способности, конструктивных или строительных мероприятий

Рекомендуется применение следующих мероприятий:

1. устройство железобетонных поясов в стенах или фундаментах. Эти пояса должны воспринимать изгибающие моменты, действующие на здание при его прогибе или перегибе вследствие неравномерной осадки основания. При таком расчете необходимо знать неравномерность осадок, чтобы выявить перераспределение контактных давлений, которое вызывает действие изгибающих моментов. Для определения неравномерности осадок нужны подробные данные по инженерно-геологическим изысканиям, которые дают возможность вычислить осадки и определить их неравномерность; - прорезка (полная или частичная) слоя заторфованного грунта фундаментами, в том числе свайными;
2. устройство песчаных дрен в слабом грунте для уменьшения расстояния движения воды из глинистого слабого грунта в целях сокращения времени уплотнения основания. Песчаные дрены диаметром 400...600 мм и глубиной до 20 м выполняют на расстояниях 2,5 м и объединяют по верху горизонтальным дренирующим слоем в виде песчаной подушки толщиной до 1 м, причем для ускорения процесса отжатия воды сверху устраивают пригрузочную насыпь. Там, где нет песка, можно применять картонные дрены или дрены из других искусственных материалов. Вместо песчаных дрен можно устраивать песчаные сваи путем забивки стальных труб с последующим заполнением полости уплотняемым песчаным грунтом;
3. устройство известковых свай с заполнением негашеной известью проделанных с помощью обсадных труб скважин, что ведет к ее гашению грунтовой водой и увеличению в объеме на 60...80% с уплотнением грунта;

4)  выполнение дренирующих прорезей в виде траншей шириной 60...80 см и глубиной до 5,5 м, заполняемых песком, при большой площади уплотняемого основания толщиной до 7 м. Над прорезями также устраивается песчаная подушка;

5)  устройство песчаных подушек в целях сокращения глубины заложения подошвы фундаментов и передачи давления на большую площадь. Для устройства подушек используют среднезернистый или крупнозернистый песок, а также щебень, гравий или песчано-гравийные смеси. Размеры подушек определяют исходя из необходимости передачи на слабый грунт небольшого давления от фундаментов, меньшего, чем несущая способность слабого грунта;

6) выполнение жесткого  сплошного фундамента под всем  зданием, выравнивающего неравномерные  осадки. Такой фундамент может быть выполнен коробчатым и «плавающим», учитывающим подъемную силу грунтовых вод;

7)  применение свайных фундаментов с развитой боковой поверхностью с учетом эффекта засасывания.

 

Основания, сложенные  илами, должны проектироваться с  учетом специфических особенностей этих грунтов - большой сжимаемости, медленного протекания осадок во времени, существенной изменчивости и анизотропии прочностных, деформационных, фильтрационных и реологических характеристик илов при воздействии на них нагрузок, а также значительной тиксотропности, вызывающей временное разжижение ила в период динамического на него воздействия.

Слой ила, заключенный  между глинистыми грунтами, должен быть предварительно уплотнен с применением  дренажных скважин или картонных  дрен.

В случае необходимости  уменьшения чувствительности зданий и  сооружений, возводимых на илах, при  неравномерных деформациях основания  следует предусматривать конструктивные мероприятия.

 

Задание 10

 

Определите возможные  деформации морозного пучения пылевато-глинистого грунта, залегающего в основании сооружения, приняв плотность грунта 1,84г/см³,плотность частиц грунта 2,70г/см³. остальные свойства грунта возьмите из предыдущего задания, а расчетное значение средней температуры воздуха для зимы М₀ =-8,3⁰С в Емецке.

 

Решение:

Вычисляем  критическую  влажность, при которой прекращается перераспределение влаги в промерзающем грунте:

   (17)

 

Плотность сухого грунта:

г/см³       (18)

 

Рассчитаем параметр для определения степени пучинистости:

   (19)

 

Таким образом, исследуемый полутвердый суглинок  является слабопучинистым, так как .

Его относительная деформация при промерзании составит от 1 до 3,5% от глубины промерзания грунта.

 

 

 

 

Задание 11

 

Определите максимальную плотность и оптимальную влажность  уплотнения в насыпи по данным лабораторных опытов на стандартное уплотнение падающим грузом. Постройте график зависимости  плотности грунта от влажности. Объем образца грунта 120 см².

Таблица 6  - Исходные данные

Значения плотности (r, г/см3) и влажности и (W)
Опыт №1		Опыт №2		Опыт №3		Опыт №4		Опыт №5		Опыт №6
r	W	r	W	r	W	r	W	r	W	r	W
1,56	0,05	1,74	0,10	1,87	0,15	1,89	0,20	1,91	0,25	1,95	0,30

 

Решение:

Вычислим плотности сухого грунта: 

,               (20)

 

 

Таблица 7  - Результаты вычислений

№ опыта	Плотность r, г/см3	Влажность W	Плотность сухого грунта, , г/см3
1	1,56	0,05	1,49
2	1,74	0,1	1,58
3	1,87	0,15	1,63
4	1,89	0,2	1,58
5	1,91	0,25	1,53
6	1,95	0,3	1,5

 

 

 

 

 

Для того чтобы определить максимальную плотность  и оптимальную влажность , необходимо построить график зависимости плотности сухого грунта  от влажности W.