Презентация по МДК 01.01 на тему Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах ( колледж)

Цель урока: Познакомиться с новыми видами грунтов, узнать свойства, попробовать подобрать вид фундамента. К таким грунтам относят грунты, которым свойственна способность к резкому снижению прочности структурных связей между частицами при некоторых обычных для строительства и эксплуатации сооружений воздействиях:При нагревании до положительной температуры;При увлажнении;При быстром нагружении;При вибрационном воздействии. Структурные связи в этих грунтах обусловлены легко поддающимися разрушению факторами.К структурно – неустойчивым грунтам относятся:Мерзлые;Вечномерзлые;Лессовые;Набухающие;Слабые водонасыщенные глинистые грунты;Засоленные;Насыпные;Торфы и заторфованные грунты. Мерзлые и вечномерзлые грунты Грунты всех видов относятся к мерзлым, если они имеют отрицательную температуру и содержат в своем составе лед.Грунты называются вечномерзлыми, если в условиях природного залегания они находятся в мерзлом состоянии непрерывно (без оттаивания) в течение 3 и более лет. Мерзлые и вечномерзлые грунты при отрицательной температуре являются очень прочными и малодеформируемыми из-за сцементирования их льдом.При оттаивание порового льда структурные ледоцементные связи лавинно разрушаются и возникают значительные деформации. Некоторые грунты при этом могут переходить в разжиженное состояние. Деятельные слой грунта – попеременно замерзающий и оттаивающий слой. (Зимой промерзает, летом оттаивает. Ниже залегает талый грунт). Схема расположения слоев грунта1 — деятельный спой; 2 — талый грунт; 3 — слой сезонного оттаивания;4 — вечномерзлый грунт; 5 — слой сезонного промерзания. Деятельный слой, залегающий на вечномерзлом грунте называется:Слоем сезонного оттаивания, если он зимой сливается с вечномерзлым грунтом;Слоем сезонного промерзания, если между ним и кровлей вечной мерзлоты находится слой талого грунта.а) – Европейская часть России, кроме Кольского полуострова, Западная Сибирь, Средняя Азия.б) и в) – Северная и Восточная Сибирь. Различают текстуру мерзлых грунтов:Массивная (слитная), когда лед содержится только в порах грунта (крупнообломочные, песчаные и маловлажные глинистые);Слоистая, когда лед содержится в грунте в виде удлиненных включений (шлиров), ориентированных примерно в одном направлении (глины, промерзающие при подтоке воды);Сетчатая (ячеистая), когда шлиры и прослои льда образуют сложную сеть (сильно обводненные глинистые и скальные грунты).Корковая, когда лед образует корки и линзы вокруг частиц грунта (рыхлые, крупнооболочные грунты) При промерзании глинистых грунтов связная вода не замерзает даже при значительных отрицательных температурах.Физические характеристики грунтов рассмотрены в СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»Главной особенностью мерзлых грунтов является их просадочность при оттаивании – т. е. резкое уменьшение объема грунта при таянии льда и отжатии воды, что может приводить к чрезмерным деформациям построенных на этих грунтах сооружений. При оттаивании мерзлых грунтов возникают быстропротекающие осадки оттаивания – просадки. Относительная просадка: Морозное пучение - абсолютное значение поднятия поверхности промерзающего слоя грунта, толщиной - коэффициент морозного пучения: Оттаивание грунтов сопровождается разрушением льдоцементационных связей. При этом резко уменьшаются удельное сцепление с (иногда доходит до 0) и угол внутреннего трения φ, сопротивление сдвигу τ.Уплотнение грунта после оттаивания под действием собственного веса и восстановление структурных связей приводит к увеличению сопротивлению сдвигу. Лессовые грунты Распространение: Украина, Крым, Северный Кавказ, Поволжье, Белоруссия, часть Средней Азии и Западной Сибири.На 80-90% состоит из кварца, полевого шпата и растворимых минералов. Около 60% частиц – пылеватые, остальные – глинистые, малая часть – пески. Представляет собой маловлажную слабосцементированную горную породу, пыльную в сухом состоянии. По Ip относится к пылеватым супесям и суглинкам. Для лессов характерно наличие различимых невооруженным глазом пор, которые представляют собой вертикальные трубочки с d до 1 мм. Размер пор значительно превышает размер частиц, поэтому лессовые грунты относят к макропористым.При природной влажности лессы обладают заметной прочностью, держат вертикальный откос до 10 м. Увлажнение лессов сопровождается резкой потерей прочности грунтов, значительными и быстро развивающимися деформациями уплотнения – просадками, поэтому лессовые грунты называются просадочными. Величина просадки может достигать нескольких десятков сантиметров. Набухающие грунты Поволжье, Закавказье, Казахстан и Крым. К набухающим относят глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов (монтмориллонит, каолинит, гидрослюды) и малой влажностью в природном состоянииПоступающая в такие грунты влага адсорбируется поверхностью глинистых частиц, образуя гидратные оболочки. Частицы при этом раздвигаются, увеличивая объем. Таким образом набухающие грунты отличаются набуханием при увлажнении и усадкой при высыхании. Слабые водонасыщенные глинистые грунты  К ним обычно относятся:илы; ленточные глины;водонасыщенные лёссовые грунты; Характерные особенности:высокая пористость в природном состоянии;насыщенность водой;малая прочность; большая деформируемость. е - Илы и глины характеризуются индексом чувствительности:где и - предельное сопротивление сдвигу при ненарушенной и нарушенной структуре. Засоленные грунты Казахстан, Средняя Азия, Азербайджан, Украина. Представлены крупнообломочными, песчаными и глинистыми грунтами, содержащими легко – и среднерастворимые соли (галит, сода, гипс, кальцит и др.)Основная опасность строительства на засоленных грунтах связана с выносом солей фильтрующими водами (химическая суффозия), разрушением текстуры грунта и развитием вследствие этого неравномерных просадок. Насыпные грунты К насыпным относятся грунты природного происхождения с нарушенной естественной структурой, а также минеральные отходы промышленного производства, твердые бытовые отходы, образовавшиеся их отсыпкой или гидронамывом.В этих грунтах постепенно происходят различные физические, физико-химические, биологические и другие процессы, приводящие к их упрочнению, с одной стороны, и к распаду, разложению, т. е. разупрочнению, с другой стороны.Характеристики (прочностные и др.) со временем в таких грунтах будут изменяться. Торф и заторфованные грунты Торфом называют органические отложения, не менее чем на 50% сухой массы состоящие из остатков растительности. Органоминеральные образования — песчаные, пылеватые и глинистые, содержащие торф в количестве от 10 до 50% массы сухого вещества, называют заторфованными грунтами.Беларусия, Прибалтика, Север, Западная Сибирь.Торфы относятся к наиболее сжимаемым грунтам, дают значительные осадки, которые затухают очень медленно. Крайне неблагоприятны в качестве оснований сооружений. Проектирование автодорожных мостов в сейсмических районах. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:ОДН 218.1.021-2003Настоящие нормы следует соблюдать при разработке проектной документации на строительство и реконструкцию постоянных и временных автодорожных мостовых сооружений: мостов через водные преграды, эстакад, путепроводов, виадуков, возводимых на автомобильных дорогах I - V категорий в районах с сейсмичностью 7, 8, 9 баллов по шкале MSK-64. 2. СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ Обобщенную характеристику (силу) разрушительного эффекта землетрясения в заданной географической точке учитывают в баллах шкалы MSK-64.При проектировании мостов, кроме внеклассных, на дорогах категорий I и II следует применять карту ОСР-97 (В) исходя из вероятности непревышения силы расчетного землетрясения 95% за интервал времени 50 лет. Сейсмичность площадок строительства опор мостов определяется в результате выполнения работ по сейсмическому микрорайонированию в створе мостового перехода. Материалы работ по СМР должны содержать оценки влияния характера залегания слоев грунта, его состояния, состава, структуры и текстуры, а также, в случае сильно пересеченной местности, влияния ее рельефа на параметры сейсмического воздействия. При строительстве моста на слабопересеченной местности сейсмичность площадок возведения опор с фундаментами глубокого заложения, как правило, следует находить в зависимости от сейсмических свойств и мощности слоев грунта, прорезаемого фундаментами, т.е. нижняя граница толщи грунта, колебания которой определяют сейсмическое воздействие, принимается совпадающей с кровлей скальной породы или других малосжимаемых грунтов, в которые заделываются столбы, погружаются нижние концы свай или на которые опираются опускные колодцы. 3. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ Совместно с сейсмическими нагрузками учитываются следующие постоянные нагрузки и воздействия:- собственный вес конструкций;- воздействие усадки и ползучести бетона;- воздействие осадки грунта;- воздействие предварительного напряжения и регулирования усилий в системе моста;- давление грунта на устои от веса насыпи;- гидростатическое давление (взвешивающее действие воды);- гидродинамическое давление потока. 4. РАСЧЕТЫ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ Расчет мостов с учетом сейсмических нагрузок следует выполнять на прочность и устойчивость несущих конструкций, а также по несущей способности грунтовых оснований опор и по предельным относительным перемещениям смежных секций моста.При проверке прочности висячих свай по грунту силы трения по боковой поверхности свай и силы сопротивления грунта сжатию под нижними концами свай находят с учетом коэффициентов условий работ, регламентированных нормами проектирования свайных фундаментов. Сопротивление грунта на боковой поверхности свай учитывается от уровня верхней границы расчетной толщи грунта до низа свай. 5. КОНСТРУКЦИИ МОСТОВ В сейсмических районах следует строить преимущественно мосты с балочными разрезными и неразрезными пролетными строениями, мосты рамной системы, а также арочные мосты с шарнирным опиранием пролетных строений на опоры, висячие и вантовые мосты.Пяты сводов, арок и стоек рам следует опирать на массивные опоры и располагать на возможно более низком уровне.В районах сейсмичностью 9 и 10 баллов сейсмостойкие опорные части должны воспринимать отрицательные вертикальные опорные реакции, не допуская подбрасывания пролетных строений при землетрясении. Антисейсмические устройства следует применять с целью:- передачи с пролетных строений на опоры горизонтальных (направленных вдоль и поперек оси моста) и вертикальной сейсмических нагрузок;- предотвращения заклинивания подвижных опорных частей, разрушения деформационных швов;- смягчения взаимных ударов смежных секций моста, разделенных деформационными швами;- удержания пролетных строений от падения на грунт при увеличении расстояний между опорами в результате землетрясения;- перераспределения сейсмической нагрузки от массы неразрезного пролетного строения между опорами;- увеличения декремента колебаний моста. В районах сейсмичностью 9 и 10 баллов стойки опорных поперечных рам мостов на нескальных основаниях должны иметь общий фундамент мелкого заложения или опираться на железобетонную плиту, объединяющую головы всех свай (столбов, оболочек).Подошва фундаментов мелкого заложения должна быть горизонтальной. Фундаменты с уступами допускаются только при скальном основании. Для уменьшения амплитуд колебаний пролетных строений больших мостов в районах сейсмичностью 9 и 10 баллов свайные опоры и фундаменты опор, устраиваемые в виде свайных ростверков с плитой, расположенной над грунтом, следует проектировать с применением вертикальных свай с повышенными размерами поперечных сечений (сечением не менее 600 х 600 мм или диаметром не менее 800 мм) или наклонных свай. В случае заглубления плиты ростверка в грунт допускается использовать вертикальные сваи сечением 400 х 400 мм или диаметром 600 мм. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!