Борьба с механической суффозией

Плывуны осложняют производство работ, могут привести к различным нарушениям при строительстве и эксплуатации сооружений и даже авариям.

Способы борьбы:

осушение грунтов с помощью забивных и опускных фильтров, откачка воды из скважин;

защита котлованов, шурфов и т.д. от заплывания с помощью шпунтовых стенок и забивной крепи. Шпунты забиваются до водоупора или плотных пород;

закрепление плывунов до потери плывучести, путём замораживания или силикатизацией (жидким стеклом и т.д.).

Суффозия – разрушение горных пород потоками фильтрующейся воды. Суффозия, как инженерно-геологический процесс, проявляется на участках расположения гидротехнических сооружений (плотин, каналов) и при вскрытии подземных вод котлованами и карьерами. Различают механическую и химическую суффозию.

Механическая суффозия – это вынос мелких частиц фильтрующейся водой – вода выносит частицы во взвешенном состоянии. Она происходит в рыхлых, насыщенных водой и мягких связных породах при повышении напорного градиента в фильтрационном потоке до некоторых величин. Эти градиенты могут создаваться в нижнем бьефе плотин, тогда частицы породы будут выноситься из-под основания плотины, и устойчивость последней будет нарушена. При вскрытии насыщенных подземными водами рыхлых, несвязных грунтов, происходит движение всей грунтовой массы (грунт + вода) в направлении действия напорного градиента. Этот процесс получил название плывучести, а грунты, насыщенные водой и обладающие этими свойствами – плывунами. Обычно, плывуны вскрываются котлованами, карьерами, колодцами, при проходке скважин и туннелей.

22. Виды деформаций оснований и сооружений.

Деформации оснований подразделяются на:

- осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

- просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения и сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов (замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замершем грунте и др.);

- подъемы и осадки, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии на них химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

- оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, понижением уровня грунтовых вод, проявлением карста;

- горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных конструкций, подпорные стены) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса

Наиболее опасны для конструкций зданий и сооружений неравномерные деформации основания, которые вызывают дополнительные усилия в конструкциях. При этом чем больше деформация, тем больше могут быть усилия, которые при определенной их величине приводят к возникновению трещин в конструкциях.

Основными причинами возникновения неравномерных деформаций являются:

- неравномерная сжимаемость грунтов из-за их неоднородности, выклинивания и непараллельности залегания отдельных слоев (рис.Ф.10.3); Рис.Ф.10.3. Выклинивание разных по сжимаемости пластов грунта под сооружением

- неодинаковая нагрузка на фундаменты, вынуждающая предусматривать различные размеры их подошвы, а это при одной и той же интенсивности давления на основание вызывает неравномерные осадки уплотнения;

- неравномерное увлажнение просадочных и набухающих грунтов, приводящее к различным деформациям (просадки или подъема фундаментов);

- неодновременное загружение фундаментов в процессе строительства и эксплуатации зданий, особенно при строительстве зданий вблизи существующих;

- неравномерное распределение нагрузок на полы производственных зданий, а также наличие различающейся пригрузки вблизи здания или сооружения.

Различаются следующие виды деформации фундаментов:

а) абсолютная осадка отдельного фундамента;

б) средняя осадка здания или сооружения, определяемая по абсолютным осадкам не менее чем трех его отдельных фундаментов или трех участков общего фундамента;

в) перекос — разность осадок двух соседних фундаментов, отнесенная к расстоянию между ними (характерен для зданий каркасной системы);

г) крен — разность осадок двух крайних точек фундамента, отнесенная к расстоянию между этими точками; характерен для абсолютно жестких сооружений компактной формы в плане;

д) относительный прогиб или перегиб фундамента — отношение стрелы прогиба к длине изогнувшейся части здания или сооружения.