Фундаменты на просадочных грунтах

Просадкой грунтов называется быстро протекающая осадка, возникающая при коренном изменении структуры грунтов вследствие избыточного увлажнения. Просадочные грунты относятся к структурно-неустойчивым грунтам, которые меняют свои физико-механические свойства при внешних воздействиях. Свойством просадки обладают обычно лёссовидные суглинки. Вследствие наличия крупных пор эти грунты иногда называют макропористыми.

Просадочные лёссовые грунты обладают следующими свойствами: они состоят в основном из пылеватых частиц, имеют большую пористость (около 50 %) и малую влажность. На образцах грунта видны крупные поры (макропоры диаметром 0,5... 5,0 мм и более). В грунте содержится значительное количество карбонатов. При замачивании они быстро размокают и теряют первоначальную структуру. Расчет оснований, сложенных лёссовыми грунтами, выполняют по деформациям, которые равны сумме осадки от внешней нагрузки и просадки при замачивании. Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью, начальным просадочным давлением и начальной просадочной влажностью.

Относительная просадочность — это относительная деформация грунта при его замачивании под нагрузкой. Она устанавливается при испытаниях грунтов при разных напряжениях, вызванных нагрузкой от фундамента и от собственного веса грунта.

В зависимости от условий проявления просадочности лёссовых грунтов различают два типа грунтовых условий:

  • I тип грунтовых условий, при которых просадка происходит в основном от действия внешней нагрузки, а просадка от собственного веса либо не происходит, либо ее значение не превышает 5 см;
  • II тип грунтовых условий, при которых просадка происходит от внешней нагрузки и собственного веса при значении просадки более 5 см.

Так как просадочность грунтов в пределах строительной площадки существенно меняется, для получения достоверных данных необходимо определить ее в разных точках как по простиранию, так и по глубине. В зависимости от величины значения при возможности замачивания выбирают тип фундамента и основания. Для определения ожидаемой просадки необходимо иметь следующие исходные материалы:

  • напластование грунтов, относительная просадочность каждого слоя при любом интересующем давлении, положение уровня грунтовых вод;
  • размеры фундамента, глубина его заложения, давление по подошве.

Затем обычными методами определяются напряжения от собственного веса грунта и от дополнительной нагрузки, передаваемой фундаментом. Эпюра давлений от собственного веса строится на всю просадочную толщу до уровня до уровня грунтовых вод. Эпюра давлений от уплотняющей нагрузки (фундамента) строится на глубину, установленную нормами. Зная величину суммарных напряжений в каждом слое грунта и относительную просадочность при данном напряжении, находят величину просадки.

Проектирование фундаментов на просадочных грунтах осуществляется в следующей последовательности:

  • оцениваются инженерно-геологические условия, свойства грунтов, определяется тип грунтовых условий по просадочности:
  • рассматриваются варианты устранения просадочных свойств грунтов, прорезки всей толщи грунтов глубокими фундаментами, комплекс водозащитных и конструктивных мероприятий;
  • выбирается глубина заложения фундамента;
  • определяются размеры фундамента на естественном основании;
  • определяется возможная просадка основания;
  • уточняются тип основания, глубина заложения, тип фундамента, размеры фундамента;
  • в случае необходимости рассчитывается искусственное основание;
  • производится конструктивный расчет фундамента.

При анализе инженерно-геологических условий, в первую очередь, оценивают просадочные свойства грунтов. Возможность просадки от собственного веса и ее величина определяются в процессе изысканий путем опытного замачивания в полевых условиях. В зависимости от типа грунтовых условий назначаются мероприятия, обеспечивающие эксплуатационную пригодность сооружения.

При I типе просадка возможна только от веса сооружения при попадании воды непосредственно под фундаменты. Для исключения возможности такой просадки устраняют просадочность грунта в пределах деформируемой зоны. При II типе требуется осуществить дополнительные водозащитные или конструктивные мероприятия и устранить просадочные свойства грунта на всю глубину просадочной толщи. При выборе глубины заложения фундаментов учитывают, что верхняя часть лёссовых грунтов часто разрыхлена землероями. Эту зону прорезают и закладывают фундаменты на отметке, где число ходов землероев — не больше двух на 1 м2 дна котлована.

При проектировании учитывают, что прорезка всего просадочного слоя снижает просадку до нуля. Рост стоимости фундамента при этом может быть компенсирован экономией на устройстве искусственного основания или водозащитных и конструктивных мероприятиях. Это устанавливается технико-экономическим сравнением вариантов. Устройство глубоких котлованов в просадочных грунтах технически не затруднено: грунты безводны, хорошо держат вертикальные откосы, разработка осуществляется обычными землеройными механизмами.

Предварительное определение размеров фундаментов на просадочном грунте производится так же, как на обычных непроса-дочных грунтах, с использованием расчетного сопротивления грунта.

При устройстве фундаментов в вытрамбованном ложе сначала забивают в грунт инвентарные пирамидальные или конические элементы (трамбовки), устраивая вытрамбованные котлованы, в которых затем бетонируют монолитные фундаменты или устанавливают сборные конструкции. Их применяют как в непросадочных, так и в просадочных грунтах. В первом случае эти фундаменты позволяют снизить расход материалов, во втором — устранить просадочные свойства грунтов.

Конструктивные решения узлов опирания колонн или стен на фундаменты в виде забивных блоков или в вытрамбованном ложе аналогичны конструктивным решениям узлов для столбчатых, ленточных или свайных фундаментов: колонны могут заделываться в стакан, стены из штучных материалов опирают на фундаментные балки, а панельные — непосредственно на блоки фундамента. Фундаментные балки опирают непосредственно на фундаменты или на набетонки. Блоки прерывистых ленточных фундаментов размещают на расчетных расстояниях.

При проектировании фундаментов в грунтовых условиях II типа по просадочности применяют полный комплекс мероприятий по устранению просадочности, в том числе водозащитные и конструктивные мероприятия. Применяют следующие способы и мероприятия:

  • устройство свайных фундаментов с прорезкой толщи просадочных грунтов;
  • закрепление всей толщи просадочных грунтов различными методами;
  • уплотнение грунтов грунтовыми сваями;
  • устройство фундаментов из набивных свай с уширенной пятой, заведенных в нижележащий слой непросадочного грунта;
  • уплотнение грунтов с помощью предварительного замачивания и подводных взрывов при последующем уплотнении трамбованием верхнего слоя грунта;
  • водозащитные мероприятия для уменьшения вероятности замачивания оснований.

При возведении легких зданий и сооружений можно полностью исключить возможность проникновения в основания фундаментов дождевых, хозяйственных и подземных вод путем планировки территории, устройства дерновых и асфальтовых покрытий. Для отвода дождевых вод в дождевую канализацию устраивают кюветы, канавы, лотки. Особое внимание следует обратить на удаление воды от фундаментов. Для этого обратную засыпку фундаментов тщательно трамбуют и устраивают водонепроницаемую отмостку, с которой вода отводится с помощью лотков в кюветы и канализацию;  конструктивные мероприятия должны назначаться для исключения влияния неравномерных деформаций на здание: повышение прочности и пространственной жесткости или увеличение податливости зданий в стыках и швах.

Карта сайта instagram Email facebook
Звоните нам уже сейчас
Teл: +38 (050) 684 86 12