// //
Дом arrow Научная литература arrow Механика грунтов arrow № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

Лекция 13.

Причины развития неравномерных осадок в сооружении

Равномерная осадка сооружений обычно никаких трудностей не вызывает.

(Известны отечественные сооружения, получившие осадку 50…60 см и более и прекрасно существующие.) В Китае в г. Шанхае эксплуатируется здание с равномерной осадкой в 120 см.

В общем случае суммарная осадка сооружения слагается из 5 составляющих, каждая из которых вызывается различными причинами:

S = Sупл. + Sвыпир. + Sразупл. + Sрасст. + Sэкспл.

Sупл. – осадка, развивающаяся вследствие уплотнения грунтов;

Sвыпир. – осадка выпирания, возникающая за счет развития пластических деформаций грунтов в основании (выпирание грунта из-под подошвы фундамента);

Sразупл. – осадка за счет разуплотнения грунта, приводящая к поднятию дна котлована при разгрузке грунтов основания во время выполнения земляных работ (снятие бытового давления);

Sрасст. – осадка за счет нарушения структуры (расструктуривания) грунтов основания во время строительства (зависит от производства работ);

Sэкспл. – осадка, возникающая при эксплуатации здания.

Неравномерность осадки фундамента вызывает дополнительные напряжения в надземных конструкциях здания и, как следствие, их деформации.

 
Причины развития неравномерных осадок уплотнения

 

1.     Сложное (неоднородное) напластование грунтов

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 


Выклинивание слоев                                           Линзообразное залегание

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


Не одинаковая мощность слоев       Если mv1 > mv2 – выгиб

                                                                Если mv2 > mv1 – прогиб

2.     Не однородный грунт

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 


3.     Не одинаковое загружение фундаментов

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 


            b2 > b1        S = hэ mv p = Awbmvp;  

             S2 > S1

             Влияние загружения соседних фундаментов

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 

 


5. Не одновременность загружения фундаментов

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 


 

            S1                               S2

6.     Не полная загрузка фундаментов

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


7. Неравномерность консолидации грунтов

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 


8. Не одинаковый характер нагрузки

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений 


                                                                            

                                                                                             

9. Не одинаковый несущий слой грунта в основании

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений                                       

Причины развития неравномерных осадок выпирания

 

Данные осадки возникают за счет появления зон пластических деформаций оснований и выдавливания грунта в стороны.

При давлении Р = R глубина зон пластических деформаций достигает ¼ в. Чем слабее грунт, тем более глубина развития данных зон пластики. Дополнительная осадка для квадратного фундамента за счет развития зон пластических деформаций достигает  до 20% от общей величины.

Данные осадки в основном неравномерно по тем же причинам, что и осадки уплотнения.

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


Причины развития неравномерных осадок разуплотнения

Sразупл. – развивается под действием нагрузки, не превышающей величину природной, т.е. нагрузки, равной весу вынутого грунта при откопке котлована. Эти деформации приводят к поднятию дна котлована.

         Пример: Вьетнам. Работы производились вручную, грунт носили корзинками и высыпали на бровку.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 


  глина

 

    ил

 

 суглинок

 

         Днем выкопают, а утром котлован на той же самой отметке, или даже ещё выше. Происходило выдавливание грунта за счет дополнительной пригрузки краев.

         В большинстве случаев при возведении зданий и промышленных сооружений на фундаментах, имеющих заглубление не более 5 метров, осадки разуплотнения незначительны.

         В Москве при строительстве высотных зданий эти осадки составляли 4-6 см. Как учитывать эти деформации? И надо ли их учитывать?

         Эти осадки нас интересуют только, если пригрузка от фундамента меньше, чем природное давление грунта на этой глубине.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 

 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений     h

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

 

       Р < № 13 Причины развития неравномерных осадок сооруженийh                 Sразупл

 

При Р=№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооруженийh –“плавающий фундамент”

    Рдоп

 

Если же возникает Рдоп.- что чаще бывает, то осадки разуплотнения не учитываем, т.к. Рдоп = Р - № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений h

         Другое дело для зданий глубокого заложения (зданий с подземными этажами, заглубленных емкостей и т. д.), где вес от нагрузки меньше веса вынутого грунта.

 

 

Причины развития неравномерных осадок расструктуривания

 

         Наибольшее влияние на развитие общих осадок могут оказать осадки расструктуривания, Sрасстр. вызванные нарушением структуры грунтов основания при отрывке котлованов и устройстве фундаментов.

         К причинам развития неравномерных осадок расструктуривания грунтов основания  относится:

 

1.     Метеорологические факторы.

 

а) действие мороза (замерзание и оттаивание, пучение).

         Замерзая, а затем, оттаивая грунт, превращается в разжиженную массу (резко снижает свои№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооруженийпрочностные характеристики). В результате выпор грунта  - неравномерные деформации.

         Оттаивание промороженного основания, как правило, происходит тоже неравномерно (сначала с южной стороны, затем с северной) – это также способствует неравномерным осадкам.

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооруженийа)

 

 

 

                      № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

           № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

 

 

Скругленная прямоугольная выноска: Глубина промерзания
грунта
 

 


                               № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

Скругленная прямоугольная выноска: Выпор размо-роженного грунта

s - нормальные

силы пучения;

t - касательные

силы пучения

 

б) увлажнение грунта (осадки)

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


S1         >      S2

         Поэтому при отрывке котлована необходимо всегда иметь на готове насос и приступать к осушению немедленно. Кроме этого оставлять недобор грунта на дне котлована.

 

 

в) высыхание грунта (действие солнечной радиации).

Характерно для районов Средней Азии, Индии, Африки.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


                  Солнечная радиация

 

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 


               № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

 

 

2.     Грунтовые воды.

 

а) гидростатическое действие воды.

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


у.г.в.

                                                                                                глина

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений        Н                   h

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 

 


         Если    Н № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений> h № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений - поднятие основания – возможен прорыв воды в котлован. Аналогичное влияние могут оказать и обычные воды при наличии ленточной глины  № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений   в 50…100 раз.

         Избавиться от этого можно искусственным понижением У.Г.В.

 

б) гидродинамическое действие воды.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
Подпись:      А
      В

 


У.Г.В.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

 


         вода

 

Скругленная прямоугольная выноска: У.Г.В.Подпись: водоупор
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений         Гидродинамическое давление действует вверх и, преодолевая силы тяжести песка, производит его разжижение. Необходимо В > А - для уменьшения градиента давления, или осушения из зумфа. При наличии водоупора (шпунт тогда необходимо забивать в водоупор).

 

в) суффозия химическая и механическая (вымывание грунта в котлован вместе с водой).

         Химическая суффозия связана с наличием растворимых солей и встречается очень редко.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 

 


“вулканчик” – механическая суффозия – вымывание грунта, таким образом, нарушается структура основания. Были случаи, когда диаметр “вулканчика” составлял до 20 м и высотой 70 см.

3.     Динамические воздействия.

 

а) перемещение тяжелых механизмов по дну котлована (опасно при структурно-слабых грунтах).

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений         Происходит нарушение структуры грунта при динамических воздействиях.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

 

 

 

б) удары тяжелых механизмов по дну котлована.

         При ударе ковша драглайна об ленточные глины она разрушается на 20…30 см.

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


Кембрийская глина

                            

 

 

 

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений                                    Вибратор

 

 

 

 

свободное погружение под собственным весом

в) разрыхление мерзлого грунта (клин и шар бабой – динамическим воздействием).

Пример:

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений                                5 м

клин баба

Выноска 2 (без границы): эл. ка-бель
 

 


                     вручную

   21 см

 

При разработке котлована зимой использовали клин бабу, а в 5 м от электрического кабеля разработку вели вручную с применением отбойного молотка (требования техники безопасности).

Уже при строительстве здание получило крен (при надстройке только 3-х этажей горизонтальные отклонения составили 21 см. Здание пришлось разобрать).

г) динамические воздействия при забивке свай.

Пример:

Кировский театр оперы и балета в Ленинграде 1960 год (Мариинский Театр)

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений                                      трещины 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений                      усиление

             треш

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 


№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений

         При строительстве пристроев забивали 24 – метровые сваи.  Образовались трещины  размером 2…3 см – результат динамического воздействия при забивке свай. Перешли на правую половину – стали опускать железобетонные оболочки вдавливанием. Вынимали грунт из оболочки и заполнили её бетоном, но трещины продолжали развиваться. При вдавливании оболочек происходило выдавливание грунта, т.е. его   перемятие – своего рода динамическое воздействие. Пришлось срочно делать усиление здания металлическими тяжами.  

 

4.     Грубые ошибки строителей.

а) перебор грунта

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 


                                    

                     утрамбовать ?

Если даже  № 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений - всё равно грунт потеряет структурную первоначальную прочность.

 

б) обводнение котлована производственными водами (возможно при аварии водопровода и т. п.

 

Причины развития неравномерных осадок в период эксплуатации

 

1.Уплотнение грунтов после начала эксплуатации Sэкспл. сооружения:   

-          деформации ползучести грунта и процесс фильтрационной консолидации;

-          постепенное увеличение полезней нагрузки до проектной;

-          увеличение нагрузки сверх проектной.

2. Изменением положения у.г.в.

3. Ослабление грунтов основания подземными и котлованными выработками.

5.     Динамические воздействия и активность геологических процессов.

 

 

№ 13 Причины развития неравномерных осадок сооружений
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.