42. Основные Физико–механические свойства лессовых грунтов.

42. Основные Физико–механические свойства лессовых грунтов.

Генезис лёссовых грунтов весьма разнообразен. Во многих случаях они образовались в результате переноса ветром мелких частиц грунта и отложения их в степных районах, поэтому состоят преимущественно из пылеватых частиц с небольшим со­держанием глинистых частиц. По гранулометрическому составу и числу пластичности лёссовые грунты являются супесями и суглинками.

Лёссовые грунты относятся к категории макропористых грунтов, т. е. к грунтам, имеющим крупные поры, видимые не­вооруженным глазом (макропоры). Диаметр макропор в десятки и сотни раз превышает размеры частиц грунта. Общая пори­стость лёссовых грунтов значительная (как правило, более 0, 44). Они чаще всего имеют невысокую влажность (0, 08... 0, 16) и сравнительно небольшой коэффициент водонасыщенности (сте­пень влажности), обычно не превышающий 0, 5. Помещенный в воду лёссовый грунт быстро увлажняется и размокает, распа­даясь на мелкие агрегаты и пылеватые частицы. Для лёссовых грунтов характерна столбчатая отдельность. При природной влажности они способны держать вертикальный откос высотой более 10 м; с увлажнением грунтов этот откос может обрушаться. По мере замачивания загруженного лёссового грунта наблю­дается резкое уменьшение его объема, что приводит к просад­ке дневной поверхности и возведенных сооружений. Просад­кой называют быстро развивающуюся осадку, вызванную резки­ми изменениями структуры грунта,

При увлажнении лёссового грунта происходят следую­щие явления: размягчаются и частично растворяются жесткие кристаллизационные связи, развивается расклинивающее дей­ствие пленочной воды, снижается прочность водно-коллоидных связей между частицами. Это при некотором давлении приводит к уплотнению грунтов, в т. ч. за счет заплывания макропор, приводящему к просадке. Просадочность грунта зависит от его состава, структуры и напряженного состояния, поэтому для каж­дого слоя лёссового грунта определяют относительную просадочность при давлениях, которые он будет испытывать в основании сооружения. Известны случаи, когда после замачивания сравнительно большой толщи лёссовых грунтов поверхность грунта проседала на 2... 2, 5 м.

Просадочность грунта оценивают относительной просадочностью, которую можно определить по данным компрессионных испытаний с подачей (при различных давле­ниях) воды в одометр. В результате таких испытаний строят гра­фик зависимости высоты образца от давления и характера де­формации при замачивании (рис. 3. 1, а), а затем находят отнсительную просадочность при данном давлении.

43. Фундаменты, возводимые в открытых котлованах.

Основными типами фундаментов в открытых котлова­нах являются: отдельные, ленточные под колонны, ленточные под стены, сплошные и массивные.

Отдельные фундаменты (рис. 10. 1, а) устраивают под колонны и стены в комбинации с фундаментными балками (рандбалкамр).. Подошву таких фундаментов можно развивать

в длину и ширину. Отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения. Обычно их применяют в случаях, когда неравномерности осадки не превышают допустимых значений. Иногда удается выравнивать осадки путем уменьшении. давле­ния под подошвой фундаментов, которые по расчету должны получить большие осадки.

Ленточные фундаменты под колонны (рис. 10. 1, 6) воспринимают нагрузку от ряда колонн. Иногда под сетку колони делают ленточные фундаменты в двух направле­ниях (перекрестные ленты). Ленточные фундаменты устраива­ют для уменьшения неравномерностей осадки отдельных колонн, а перекрестные ленты позволяют выравнивать осадки не толь­ко отдельных колонн в ряду, но и здания в целом.

Ленточные фундаменты под стены (рис. 10. 1, в) иногда называют непрерывными. Такие фундаменты несущественно изменяют жесткость сооружения. При большой жесткости стен ленточные фундаменты почти не работают на изгиб в продольном направлении. Эти фундаменты в целях снижения давления по их подошве можно развивать только в поперечном направлении. Такие фундаменты иногда делают с целью устрой- ства подвальных помещений и технических подполий.

Сплошные фундаменты устраивают под всем соору­жением или под его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен (рис. 10. 1, г). Такие плиты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Иногда целесообразно делать сплошные фундаментные плиты коробчатой формы. В таком случае нижняя фундаментная плита и пере­крытие под подвальными помещениями, объединенные верти­кальными стенами подвала, совместно работает т изгиб, При устройстве коробчатых фундаментов в подвальных помещениях в стенах делают не двери, а лазы. Сплошные фундаменты способствуют уменьшению неравно­мерности осадки в двух направлениях, поэтому СНиП 2. 02. 01— 83 разрешает предельные значения средних осадок увеличивать в 1, 5 раза. Очевидно это в равной степени относится и к макси­мальной величине осадки колонн каркасных зданий. Размеры подошв этих фундаментов, как правило, обусловлены размерами в плане сооружения или его части, опирающейся на фундамент. Сплошные фундаменты часто делают при необходимости ус­тройства гидроизоляции подземной части сооружения. Для уп­рощения устройства и надежности гидроизоляции не следует де­лать выносы плиты за пределы контура стен. В случае отсутст­вия гидроизоляции для уменьшения момента в пролетной части фундаментной плиты выполняют выносы плиты за контуры на­ружных стен.

Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого массива под всем небольшим в плане сооружением (дымовая труба, доменная печь, и т. п. ).