Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Расчётное значение удельной касательной силы морозного пучения определяется по формуле [10]:

23223\* MERGEFORMAT (.)

где - коэффициент, учитывающий геокриологические условия участка (при сезонном промерзании грунтов в условиях отсутствия или глубокого залегания вечномёрзлых пород ); k₀ – коэффициент, учитывающий материал и состояние поверхности фундамента в пределах слоя промерзающего грунта (принимается по [10]); - значение удельной нормативной касательной силы пучения, определяемое в зависимости от степени морозоопасности грунта (принимается по [10]).

Расчётное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания за счёт смерзания его с вечномёрзлым грунтом, определяется по формуле [10]:

24224\* MERGEFORMAT (.)

где – расчётное сопротивление мёрзлого или талого грунта сдвигу по поверхности смерзания в i-том слое (принимаемое по [10]); – площадь вертикальной поверхности смерзания, м², расположенной в i-том слое.

В случае промерзания грунта ниже подошвы фундамента устойчивость опор обеспечивается при совместном учёте касательных и нормальных сил пучения. В данных условиях расчёт производиться по формуле:

25225\* MERGEFORMAT (.)

Рисунок 2.3 – К расчёту сил морозного пучения

Пример расчета при закреплении опоры в слабопучинистых грунтах, при высоте заглубления опоры в грунт 1,6 м и глубине промерзания грунта 1,9 м:

Произведём данный расчёт для остальных типов грунта, результаты сведём в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Силы морозного пучения в зависимости от типа грунта, кгс

Как видно из расчёта, данный тип опор, при существующей нагрузке и высоте заглубления в грунт 1,6 м, будет подвержен морозному выпучиванию при любой степени пучинистости грунта. Из этого следует, что необходимо принимать меры к повышению устойчивости опоры к силам морозного пучения.

Данная оценка характеристик устойчивости опор в слабых грунтах и характеристик пучения промерзающих грунтов зависит не только от надежности метода их расчёта, но и от правильной оценки физических свойств грунтов и значений определяющих свойства пучения.

Для достоверного прогнозирования устойчивости опор и морозного выпучивания, необходимо в ходе инженерно-геологических испытаний установить ряд значений исходных показателей, к которым относятся:

1. гранулометрический состав грунта;

2. плотность скелета грунта;

3. плотность твёрдых частиц грунта;

4. пластичность грунта;

5. влажность грунта;

6. средняя температура и продолжительность периода промерзания грунта.

Эти показатели в зависимости от различий в годовом климатическом цикле терпят значительные изменения, это приводит к недостоверности расчётных величин.

3 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ОПОР УСТАНОВЛЕННЫХ В СЛАБЫХ И БОЛОТИСТЫХ ГРУНТАХ

3.1 Стандартные мероприятия по повышению устойчивости опор в болотистых грунтах

Для предотвращения возможных деформаций оснований, сложенных водонасыщенными заторфованными грунтами, при проектировании фундаментов опор воздушных линий применяются следующие мероприятия.

Частичная или полная замена заторфованного грунта засыпкой привозным минеральным грунтом (песок, гравий, щебень).

Предварительное уплотнение участка строительства постоянной насыпью или массивным пригрузом.

Перезаглубление железобетонных опор. Для усиления заделки на поверхности насыпают банкетку высотой до 1,5 м, в которой возможна установка одного-двух ригелей.

Укрепляющее обвалование нижней части опоры щебнем или гравием.

Выбор мероприятий или их сочетания производятся на основании технико-экономического анализа рассматриваемых вариантов проектных решений, обеспечивающих надежность эксплуатации данного сооружения. Если заторфованный участок предварительно уплотняется постоянной насыпью, плотность грунта необходимо контролировать.

3.2 Стандартные мероприятия по повышению устойчивости опор в пучинистых грунтах

Мероприятия, направленные против морозного выпучивания грунтов по эффективности можно подразделить на следующие группы:

1. направленные на исключение возникновения деформаций и сил морозного пучения;

2. направленные на снижение деформаций и сил морозного пучения;

3. применяемые на период строительства.

Противопучинные мероприятия в зависимости от технологии устройства подразделяются на инженерно-мелиоративные, теплоизоляционную и химические.

3.2.1 Инженерно-мелиоративные мероприятия

Инженерно-мелиоративные мероприятия разделяют на тепломелиорацию и гидромелиорацию.

Тепловая мелиорация является эффективным противопучинным мероприятием, которое обеспечивает регулирование теплообмена грунтов и управление процессом пучения. Тепловая мелиорация сводиться к созданию в грунте в период промерзания теплового градиента горизонтального направления, что в условиях некоторого влагонакопления и осушения грунта позволяет: повысить температуру мёрзлого грунта, уменьшая тем самым значения касательных сил пучения; снизить интенсивность пучения грунта вследствие развития миграции влаги в сторону от фундамента [10].

К мероприятиям тепловой мелиорации относят устройство термолокализаторов, обеспечивающих местное утепление грунта фундамента по средством теплоизоляции и прокладку вблизи фундамента подземных малозаглубленных коммуникаций, выделяющих в грунт тепло [10].

Термолокализатор – это слой теплоизоляции, который укладывается на поверхность грунта вокруг фундамента. Ширина покрытия грунта теплоизоляционным материалом должна превосходить ширину обратной засыпки пазух фундамента, но не менее 1 м.

Обогрев грунта по наружному периметру одностоечной опоры экономически нецелесообразен.

К мероприятиям гидромелиорации относят понижение уровня грунтовых вод и осушению грунтов в пределах сезонно-промерзающего слоя и предохранение грунтов от насыщения атмосферными осадками, поверхностными и производственными водами.

Осушение грунтов за счёт понижения уровня грунтовых вод реализуют устройством траншей, водосборных канав, лотков, дренажных песчаных прослоек и т.д. Дренажные сооружения целесообразно устраивать в средне и крупнозернистых песках, которые укладывают вместо пучинистых грунтов вдоль водоотводных каналов [10].

С целью предотвращения насыщения атмосферными водами грунтов, необходимо производить вертикальную планировку территории у опор, с приданием ей необходимых уклонов для стока поверхностных вод, а так же устраивать отмостки для предотвращения скопления этих вод.

При перезаглублении опор, либо при строительстве линии необходимо предохранять котлованы от попадания в них атмосферных сточных вод.

3.2.2 Теплоизоляционные мероприятия

Применяемые теплоизоляционные мероприятия подразделяются на временные, которые рассчитаны только на период строительства или проведения работ и на постоянные, которые рассчитаны на весь срок эксплуатации сооружений.

На период строительства вокруг фундаментов рекомендуется применять временные теплоизоляционные покрытия из опилок, шлака, керамзита, матов из стекла, соломы, снега и других материалов в соответствии с указаниями по предохранению грунтов от промерзания. Теплоизолирующие подсыпки необходимо устраивать шириной не менее половины расчетной глубины промерзания грунта [10].

К постоянным теплоизоляционным мероприятиям относятся отмостки, укладываемые на теплоизоляционную подушку из шлака, керамзита, шлаковаты, поролона, прессованных торфяных плит, сухого песка и других материалов.

В целях обеспечения сохранности отмосток и их теплоизоляционного эффекта рекомендуется вместо отмосток на теплоизоляционных подушках применять керамзит и шлак с объемным весом в сухом состоянии от 800 до 1000 [13].

В некоторых случаях вместо устройства отмосток применяют задернение поверхности грунта, и как показывает опыт, промерзание грунта под растительным покровом снижается на половину по сравнению с глубиной промерзания грунта без него.

Проведенные исследования позволили определить влияние растительного (травяного) покрова на глубину промерзания. Так при незначительной толщине дерна (5 – 7 см) уменьшение глубины промерзания под дерном по сравнению с площадкой без дерна составило от 2 до 6% (6 – 12 см) [10].

Наличие снегового покрова оказывает значительное влияние на глубину промерзания грунта. Так, наблюдения показывают, что при толщине снегового покрова 40 – 60 см глубина промерзания грунта составила 1,1 – 1,6 м, в то время как глубина промерзания грунта на той же площадке, но без снежного покрова достигла 2,7 – 2,8 м [10].

Применение пенопластового покрытия грунта существенно снижает глубину промерзания. Так, глубина промерзания грунта под слоем пенопласта толщиной 5, 10 и 15 см составила соответственно 1,55, 1,40 и 1,05 м, в то время как глубина промерзания грунта на той же площадке, но без искусственного защитного покрытия составила 2,1 м [10].

Одним из методов снижения сил пучения может быть обвалование стоек опор непучинистыми грунтами с целью доведения до минимума толщины слоя пучинистого грунта, подвергающегося воздействию отрицательных наружных температур. Этим снижается площадь смерзания стойки опоры с пучинистым грунтом и уменьшается величина касательных сил пучения, действующих на опору. Другим способом снижения касательных сил пучения служит замена пучинистого грунта непучинистым.

3.2.3 Химические мероприятия

Для снижения удельных касательных сил морозного пучения рекомендуется применять в период строительства послойное через 10 см засоление грунта засыпки вокруг фундамента технической поваренной солью из расчета 25 – 30 кг на 1 суглинистого грунта или хлористым калием из расчета 30 – 32 кг на . После рассыпки соли на взрыхленный слой грунта в 10 см по высоте и 30 – 40 см по ширине пазухи, считая от стенки фундамента, грунт с солью перемешивается и этот слой тщательно утрамбовывается, затем укладывается следующий слой грунта с засолением и утрамбовкой [10].

Для уменьшения касательных сил выпучивания фундаментов в промерзающих влажных глинистых и пылеватых грунтах в период строительства может быть применена обработка грунта толщиной 5 – 10 см на контакте с фундаментом, нефтяным раствором. В состав раствора входит дизельное топливо – 54%, высокоокисленный битум – 20%, окись кальция – 20%, НЧК (алкиларилсульфонат) – 4% и вода – 2% к общему весу [10].

Приготовление раствора заключается в следующем:

а) приготавливается жидкий концентрат растворением высокоокисленного битума в дизельном топливе путем механического перемешивания с подогревом при температуре 45 – 50 в течении одного часа;

б) при обычной температуре жидкий концентрат перемешивается с другими компонентами в течение 30 – 40 минут.

Обработка грунта нефтяным раствором осуществляется механическим перемешиванием его с раствором до однородной по цвету массы в количестве 5 – 10% раствора от веса сухого грунта.

Устройство контактного слоя из обработанного грунта для фундаментов на естественном основании можно производить обратной засыпкой пазух грунтом, обработанным нефтяным раствором, с послойным уплотнением.

Характеристики

Список файлов ВКР