Файл: Реферат на тему 98 из списка тем для студентов 3 курса.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

«КАЗАНСКИЙ ПРИВОЛЖСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Кафедра тохнологий строительства и управления недвижимостью


РЕФЕРАТ

на тему №98

из списка тем для студентов 3 курса

«Искусственные основания под фундаменты многоэтажных зданий (поверхностное и глубинное уплотнение, физико-химическое закрепление грунта).»

Выполнил: Панов Даниил Анатольевич

Специальность 08.03.01 Промышленное и

гражданское строительство

Группа № 3201101

Кафедра

________ТСиУН______________

Дисциплина _Архитектура гражданских_

_____и промышленных зданий ___

Работу проверил: ______Нуреев Т. М.___

_______доцент кафедры ТСиУН_________

Набережные Челны – 2022-2023

Содержание

Введение

Для проектирования фундаментов зданий необходимо иметь исчерпывающие сведения по напластованию слоев грунта на данном участке и о режиме грунтовых вод. Это осуществляется исследованием грунтов в натуре на площадке будущего строительства. Результаты исследования заносят в отчет, в котором подробно описывают геологическое строение грунтов и физико- химические их свойства, характеристики грунтовых вод и данные об уровне их стояния, возможные колебания этого уровня в период строительства и эксплуатации зданий и степень агрессивности грунтовых вод по данным лабораторного анализа.

Образцы грунтов берут из скважин или шурфов, расположенных на участке предполагаемого строительства, и по ним составляют разрезы (колонки) и геологические профили грунтового массива на участке по характерным направлениям. Несколько геологических профилей дают пространственное представление о геологическом строении участка, предназначенного под строительство, и являются основным исходным материалом для проектирования фундаментов здания.

---

В случаях когда существующее естественное основание недостаточно прочно или возможно его движение под нагрузкой, свойства основания можно улучшить, произведя уплотнение, укрепление или замену грунта. Созданное таким способом основание называется искусственным.

Далее мы рассмотрим виды искусственных оснований и как они обустраиваются.

Виды искусственных оснований

• 
  механическое изменение свойств грунтов основания (укатка, трамбование, гидровиброуплотнение и т.д.)
  
• 
  полная или частичная замена грунтов основания или их переработка (грунтовые подушки, грунтовые сваи, грунтовые покрытия под дороги, аэродромы и т.д.)
  
• 
  физико-химическое улучшение свойств грунтов основания (уплотнениение водопонижением, замачивание лёссовых грунтов, силикатизация, цементация, электроукрепление и т.д.)
  

Подробно разберём каждый вид основания:

Устройство грунтовых подушек. При действии на грунт внешней местной равномерно распределенной нагрузки наибольшие нормальные напряжения возникают в нем непосредственно под местом ее приложения. С глубиной и в стороны от площади загружения напряжения быстро уменьшаются вслед­ствие рассеяния в окружающем грунте. Зоны сдвигов возникают под краями фундаментов и затем развиваются в глубину и частично в стороны. Если в пределах области возможных значительных уплотнений и зон сдвигов заменить слабый грунт на малосжимаемый с относительно высоким сопротивлением сдвигу, можно существенно улучшить ра­боту грунтов в основании. Примером такого решения является устройство под фундаментами подушек (рис.) песчаных или из иного материала (гравия, щебня, шлака, отходов различ­ных производств), К материалу, применяемому для подушек, предъявляются следующие требования: удобоукладываемость с заданной плотностью, малая сжимаемость, относительно высо­кое сопротивление сдвигу, устойчивость его скелета при движе­нии грунтовых вод.Песок в подушке должен быть уплотнен, так как, если он будет находиться в рыхлом или близком к рыхлому состоянию, возможна его осадка в результате динамических воздействий, а также замачивания. По этой причине не допускается укладка в подушку мерзлого песка, не поддающегося уплотнению. При большой стоимости пески для устройства подушек иног­да используют местные грунты, поддающиеся уплотнению. Выше уровня подземных вод можно применять супеси, суглинки и даже глины. В подушку эти грунты укладывают при оптималь­ной влажности с тщательным контролем за однородностью их состава и степенью их уплотнения.

---

Рисунок 1-Устройство песчаной подушки, заменяющей слабый грунт

Поверхностное уплотнение грунтов. Производя удары трамбовкой по дну котлована, можно уплотнить грунты некоторых видов и тем самым существенно улучшить их качество. К таким грунтам относятся ненасыщен­ные водой пылевато-глинистые грунты (с коэффициентом водонасыщенности S_r - по СНиПу со степенью влажности - менее 0,7 и независимо от степени насыщения водой крупнообломочные и песчаные грунты. Толщина слоя уплотняемого грунта за­висит от интенсивности воздействия применяемой трамбовки или катка и свойств грунта. Грунты уплотняются до плотности сложения, при которой они обладают деформативностью не выше заданной и требуемой прочностью. Уплотнение грунта достигается многократной про­ходкой катков (обычно 6..,8 раз) или ударами трамбовки до 8 раз по одному месту.



Рисунок 2- Поверхностное уплотнение трамбовками

Глубинное уплотнение грунтов динамическими воздействиями. Для уплотнения насыщенных водой песчаных грунтов применяют глубинное вибрирование. Виброуплотнение песков можно производить двумя способами: погружением вибратора (вибробулавы) в песок аналогично погружению вибробулавы в бетонную смесь или погружением в грунт стерж­ня с прикрепленным к его голове вибропогружателем. В этом и другом случае колебательные движения передаются песку, который сначала частично или полностью разжижается, а затем постепенно уплотняется. Вибробулавы обычно используют для уплотнения слоя песка толщиной от 1 до 10 м. В целях ускорения работ на специаль­ной раме укрепляют куст вибраторов, погружая и извлекая его из грунта с помощью крапа. При необходимости уплотнения слоя песка толщиной 5...20 м можно применять вибропогружатель, который крепится к труб­чатому стержню.



Рисунок 3-Схема уплотнения вибробулавой

Уплотнение взрывом.Взрывами уплотняют толщи просадочных лёссовых грунтов. Для этого грунты предварительно замачивают через фильтрующие или сов­мещенные скважины. Затем в скважины устанавливают заряды в трубках и производят ряд взрывов, следующих один за дру­гим через несколько секунд. Уплотненный таким образом лёссо­вый грунт теряет просадочные свойства и может быть использован в качестве естественного основания сооружении.

---

Рисунок 4-Уплотнение взрывом

Уплотнение грунта статической нагрузкой. Рассмотренными выше способами невозможно эффективно уплотнить слабые, насыщенные водой пылевато-глинистые грунты (илы, очень пористые глины и суглинки, находя­щиеся в текучем и текучепластичном состоянии) и торфы, так как они обладают малой водопроницаемостью, а их уплотнение связано с выдавливанием воды из пор грунта. Для уплотнения таких грунтов используют статическую нагрузку в виде насыпи. При этом для ускорения процесса уплотнения устраивают дрены. Давление по подошве насыпи должно быть больше давления от проектируемого сооружения в пределах площади застройки. Обычно насыпь отсыпают послойно, так как выполнение се сразу на необходимую высоту может привести к потере устой­чивости слабых грунтов в ее основании.



Рисунок 5-Вертикальные дрены

Вертикальные дрены делают песчаными, из специального пористого картона или из пластмассовой ленты в бумажном кожухе. Песчаные дрены изготовляют аналогично песчаным сваям, но располагают значительно реже - обычно че­рез 2...4 м. Картонные и пластмассовые дрены обычно вдавливают в грунт.

Уплотнение грунта водопонижением. Слабые пылевато-глинистые грунты, которые способны отдавать воду из пор (илы, ленточные глины, заторфованные супеси и др.), можно уплотнить, понижая уровень подземных вод, например, путем откачки воды из скважин-фильтров. Пони­жение уровня подземных вод приводит к снятию выталкиваю­щего давления воды, что вызывает в скелете грунта значитель­ное повышение напряжений, действие которых на грунт будет аналогичным действию внешней нагрузки. Отжимаемая в про­цессе уплотнения вода откачивается из скважин-фильтров. Слабо фильтрующие пылевато-глинистые грунты во многих случаях не отдают воду. Тогда для их уплотнения прибегают к использованию электроосмоса. Для этого в грунт погружают электроды и пропускают через них постоянный электрический ток. По мере прохождения тока поровая вода концентрируется у катода. Катод делается в виде иглофильтра (рис). Из группы иглофильтров вода откачивается вихревыми насосами. Таким образом, пылевато-глинистый грунт уплотняется как вследствие понижения уровня подземных вод и увеличения на­пряжений в скелете грунта, так и благодаря уменьшению влаж­ности грунта в результате движения поровой воды к катодам. При использовании электроосмоса грунт уплотняется доста­точно быстро и только в пределах необходимой площади. Кроме того, увеличивается прочность этого грунта, т. е. он закрепляется, при этом улучшаются его строительные качества.

---

Электрохимическое закрепление. Однорастворный метод силикатизации, применим только в грунтах е коэффициентом фильтрации более 0,1...0,2 м/сут. Слабые грунты (илы, глины и суглинки, находящиеся в текучем и текучепластичном состоянии), как правило, имеют коэффи­циент фильтрации меньше указанных величин. Чтобы ввести растворы силиката натрия и хлористого кальция, через такие грунты пропускают постоянный электрический ток. При пропу­скании тока в грунтах развивается электроосмос - движение воды, находящейся в порах, от анода к катоду. Используя это явление, через перфорированный анод вводят в грунты химиче­ские вещества, в т. ч. последовательно раствор силиката нат­рия и хлористого кальция. Введение этих химических веществ позволяет закрепить грунты с коэффициентом фильтрации 0,1...0,005 м/сут (пылеватые пески, супеси и легкие суглинки).



Рисунок 6-Электрохимическое закрепление

Смолизация. Растворы синтетических смол, способных твердеть в грунтах, можно нагнетать в поры грунта. После твердения смол грунт превращается в достаточно твердое тело. В качестве вяжущего вещества в настоящее время широко применяют карбамидную смолу с отвердителями. Карбамидную смолу используют для омоноличивания мелких и пылеватых песков с коэффициентом фильтрации 0,5...5 м/сут, а также для закрепления лёссовых грунтов. В качестве отвердителя используют, в частности, раствор соляной кислоты, соединяя с ним раствор корбамидной смолы непосредственно перед инъецированном. Иногда в грунт предварительно нагнетают раствор соляной кислоты 3...5 %-ной концентрации. К настоящее время известно несколько видов синтетических смол (фенолъные, фурановые и др.), которые можно использовать, для закрепления грунтов, в т. ч. получаемые из отходов производства. Для закрепления супесей и суглинков начинают также применять электросмолизацию.

Битумизаця и глинизация. Оба эти метода используются для уменьшения водопро­ницаемости грунтов. Битумизацию применяют для снижения водопроницаемости трещиноватой скальной породы. При этом в скважины нагне­тают расплавленный битум или битумную эмульсию с коагулян­том. Битум тампонирует полости и трещины в грунте, фильтра­ция воды прекращается или сильно снижается. Глинизацию применяют для уменьшения водопроницаемости песков. Нагнетание глинистой суспензии в сравнительно тонкие поры песков приводит к выпадению в них глинистых частиц - к заилению песков. В результате коэффициент фильтрации песков уменьшается на несколько порядков.

---