Просадочные грунты: типы и характеристики. Метод определения плотности грунта

В проектирование фундаментов зданий и сооружений необходимо учитывать множество факторов. Особое внимание следует уделить составу и структуре почвы. Некоторые из его видов способны уступить место при повышении влажности под действием собственного веса или внешней нагрузки. Отсюда и название этого почвы — просадка«Давайте рассмотрим их характеристики дальше.

Виды

В эту категорию входят:

• Пыльные глинистые почвы с высокой конструкционной прочностью.
• Лесс почвы (взвеси и лёссы).
• Сыпучие промышленные отходы. К ним относятся, в частности, зола, колосниковая пыль.
• Глины и глины.
• Некоторые виды кровельных подвесов и глины.

Специфика

Изначально организация строительства необходимо провести исследование состава почвы участка для выявления возможных деформации. Их появление из-за особенностей процесса почвообразования. Слои недостаточно уплотнены. В лёссовой местности такое состояние может сохраняться в течение всего периода своего существования.

Как правило, увеличение нагрузки и влажности вызывает дальнейшее уплотнение нижних слоев. Однако, поскольку деформация будет зависеть от силы внешнего воздействия, недостаточное уплотнение слоев будет сохраняться по отношению к внешнему давлению, которое преодолевает напряжения собственной массы.

Возможность закрепления слабых грунтов определяется в лабораторных испытаниях соотношением снижения сопротивления при увлажнении и показателем фактического давления.

Свойства

Просадочные грунты, помимо подсакупления, характеризуются низкой естественной влажностью, запыленным составом и высокой структурной прочностью.

Насыщенность почв водой в южных регионах, как правило, составляет 0,04-0,12. В регионах Сибири, средняя полоса, показатель находится в пределах 0,12-0,20. Степень влажности в первом случае составляет 0,1-0,3, во втором — 0,3-0,6.

Структурная прочность

в основном это связано с цементной связкой. Чем больше влаги поступает в почву, тем меньше прочность.

Результаты исследований показали, что тонкие пленки воды заклинивают пласты. Они действуют как смазка, способствуют скольжению проседающих частиц грунта. Пленки обеспечивают более плотную укладку слоев при внешних воздействиях.

Пропитанная влагой ручка разрушающаяся почва он определяется влиянием силы молекулярного притяжения. Это значение зависит от степени плотности и состава земли.

Характеристика процесса

Сбор урожая — сложный физико-химический процесс. Проявляется в виде уплотнения грунта за счет движения и более плотной (компактной) упаковки частиц и агрегатов. За счет этого общая пористость слоев снижается до состояния, соответствующего уровню фактического давления.

Увеличение плотности приводит к некоторому изменению индивидуальных характеристик. В дальнейшем под действием давления продолжается уплотнение, соответственно, и усилие продолжает увеличиваться.

Условия

Для того, чтобы произошла просадка, необходимо:

• Достаточный уровень влажности. Способствует снижению силы.
• Нагрузка от фундамента или собственной массы, которая при увлажнении преодолеет силы сцепления частиц.

Эти факторы должны работать вместе.

Влага определяет продолжительность деформации мягкие почвы.. обычно происходит в относительно короткие сроки. Это связано с тем, что почва в основном находится в состоянии пониженной влажности.

Деформация в водонасыщенном состоянии длится дольше, так как вода фильтруется через столб почвы.

Методы определения плотности грунта

Относительная просадка определяется по образцам ненарушенной конструкции. Для этого используется компрессионное устройство — измеритель плотности почвы… В исследовании используются следующие методы:

• Комбинированный. Этот метод представляет собой модифицированную комбинацию двух предыдущих. Тест проводится на образце. Сначала он испытывается в естественном состоянии при давлении 0,1 МПа. Использование комбинированного метода позволяет анализировать те же свойства, что и метод 2 кривых.
• Кривая с анализом образца и его погружением в конечную фазу действующей нагрузки. Используя этот метод, можно определить сжимаемость почвы при заданном естественном содержании влаги, а также его склонность к деформации при заданном давлении.
• Две тестовые кривые для двух образцов с одинаковой плотностью. Один изучается при естественной влажности, второй — в насыщенном состоянии. Этот метод позволяет определить сжимаемость при полной и естественной влажности, относительную тенденцию к деформации при изменении нагрузки от нулевой до конечной.

Важные моменты

Во время тестирования в измерители плотности почвы при использовании одного из вышеперечисленных вариантов следует учитывать, что результаты поиска очень изменчивы. В связи с этим некоторые показатели даже при тестировании образца могут отличаться в 1,5-3, а в некоторых случаях в 5 раз.

Такие значительные колебания связаны с небольшим размером образца, неоднородностью материала из-за карбонатных и других включений или наличием крупных пор. Неизбежные ошибки в исследованиях также важны для результатов.

Факторы влияния

В ходе многочисленных исследований установлено, что показатель проседания грунта зависит в основном от:

• Уровень влажности повысился.
• Давление.
• Состав разрушающаяся почва.
• Степень плотности почвы при естественной влажности.

Зависимость от нагрузки отражается кривой, вдоль которой по мере увеличения показателя значение относительной склонности к изменению также сначала достигает своего максимального значения. При последующем повышении давления он начинает приближаться к нулевой отметке.

Как правило, для лёссовидных песчаных глин, лёссов, глин давление составляет 0,2-0,5 МПа, а для лёссовидных глин — 0,4-0,6 МПа.

Зависимость вызвана тем, что в процессе нагружения падающего грунта с естественным насыщением на определенном уровне начинается разрушение конструкции. При этом отмечается сильное сжатие без изменения водонасыщенности. Деформация при увеличении давления будет продолжаться до тех пор, пока слой не достигнет предельно плотного состояния.

Зависимость от состава почвы

Это выражается в том, что с увеличением числа пластичностей показатель тенденции, связанной с деформацией, уменьшается. Проще говоря, для суспензий характерна большая степень изменчивости структуры, а для глины — в меньшей. Конечно, чтобы это правило было выполнено, остальные условия должны быть такими же.

Начальное давление

В проектирование фундаментов зданий и сооружений выполняется расчет нагрузки конструкций на грунт. В этом случае определяется начальное (минимальное) давление, при котором начинается деформация при полном насыщении водой. Он разрушает естественную структурную прочность почвы. Это приводит к тому, что нормальный процесс уплотнения прерывается. Эти изменения, в свою очередь, сопровождаются структурной перестройкой и интенсивным уплотнением.

Учитывая вышесказанное, кажется, что еще на этапе проектирования при обустройстве конструкции значение начального давления следует брать близким к нулю. Однако на практике это не так. Указанный параметр необходимо использовать таким образом, чтобы толщина считалась несоответствующей по общим правилам.

Назначение показателя

Начальное давление используется при разработке проекта фундаменты на просадочных грунтах для определения:

• Глубина, с которой начинаются изменения грунтовой массы.
• Нагрузка проекта, для которой не будет изменений.
• Требуемая глубина деформации почвы или толщина почвенной подушки, полностью исключающая деформацию.
• Размер зоны, в которой произойдет уплотнение от массы фундамента.

Начальная влажность

его называют показателем, при котором почвы в напряженном состоянии начинают проседать. При определении начального содержания влаги за нормальное значение принимается относительное значение 0,01.

Методика определения параметров основана на лабораторных испытаниях на сжатие. Для исследования требуется 4-6 образцов. Используется метод двух кривых.

Образец испытывают при естественной влажности с нагрузкой до максимального давления в отдельные стадии. С его помощью грунт замачивается до стабилизации проседания.

Второй образец сначала насыщается водой, затем при непрерывном погружении нагружается до максимального давления в тех же проходах.

Остальные образцы смачивают до значений, которые делят предел влажности от начальной до полной водонасыщенности через относительно равные промежутки времени. Затем они исследуются в компрессорных устройствах.

Увеличение достигается заливкой в ​​образцы расчетного объема воды с последующим выдерживанием в течение 1-3 суток до стабилизации уровня насыщения.

Деформационные характеристики

Это коэффициенты сжимаемости и их изменчивость, модуль деформации и относительное сжатие.

Модуль деформации используется для расчета вероятных показателей осадки фундамента и их неравномерности. Как правило, определяется в полевых условиях. В результате образцы грунта подвергаются статическим нагрузкам. Модуль деформации зависит от влажности, уровня плотности, структурного сцепления и сопротивления почвы.

С увеличением массы почвы этот показатель увеличивается, при повышенном насыщении водой — снижается.

Коэффициент изменчивости сжимаемости

он определяется как отношение сжимающей способности в устойчивом состоянии или естественной влажности к характеристикам почвы в переувлажненном состоянии.

Сравнение коэффициентов, полученных в полевых и лабораторных исследованиях, показывает, что разница между ними незначительна. Он находится в пределах 0,65-2 раза. Поэтому для практического применения достаточно определить показатели в лабораторных условиях.

Коэффициент изменчивости зависит в основном от давления, влажности и уровня ее повышения. При повышении давления показатель увеличивается, при повышении естественной влажности — снижается. Когда он полностью пропитан водой, коэффициент приближается к 1.

Прочностные характеристики

Это угол внутреннего трения и удельное сцепление. Они зависят от прочности конструкции, водонасыщенности и (в меньшей степени) плотности. При повышении влажности адгезия уменьшается в 2-10 раз, а угол уменьшается на 1,05-1,2. По мере увеличения прочности конструкции увеличивается адгезия.

Типы просадочных грунтов

Всего их 2:

1. Осадка происходит в основном в деформируемой зоне основания под действием нагрузки на фундамент или других внешних факторов. При этом деформация от собственного веса практически отсутствует или не превышает 5 см.
2. возможны просадки грунта от его массы. Происходит преимущественно в нижнем слое слоев и превышает 5 см. Под действием внешней нагрузки может происходить проседание в верхней части, в границах деформируемой зоны.

Тип просадки используется при оценке условий строительства, разработке противоусадочных мероприятий, проектировании фундаментов, фундаментов и самого здания.

Дополнительная информация

Самовывоз может произойти на любом этапе строительства или эксплуатации объекта. Может появиться после повышения влажности или начального проседания.

При аварийном замачивании грунт в пределах деформируемой зоны проседает достаточно быстро — в пределах 1-5 см / сутки. После прекращения влажности оседание стабилизируется через несколько дней.

Если первичное замачивание происходило в пределах части зоны деформации, при каждом последующем насыщении водой будет происходить проседание до полного увлажнения всей зоны. Следовательно, он будет увеличиваться с увеличением нагрузки на землю.

При интенсивном и постоянном замачивании проседание грунта зависит от движения вниз слоя влаги и образования водонасыщенной зоны. В этом случае проседание начнется, как только влажный фронт достигнет глубины, на которую грунт опускается под собственным весом.