Устройство песчаной подушки.

Песчаные подушки являются простейшим видом искусственных оснований. При устройстве слабый грунт заменяют крупным или средней крупности песком, укладываемым с заданной плотностью сложения. Песчаные подушки используют для передачи давления через подушку фундамента на более прочный грунт по сравнению с несущим слоем естественного основания. Применение подушек способствует уменьшению и выравниванию осадок сооружения и более быстрому их затуханию, а также объема и глубины заложения фундаментов.

Песчаные подушки применяются в следующих целях:

1) для уменьшения осадки фундаментов сооружения, если модуль деформации песка в теле песчаной подушки (обычно 120—200 кг/см) больше, чем модуль деформации грунтов основания;

2) для увеличения устойчивости фундаментов, если прочностные характеристики (угол внутреннего трения и сцепление) песка в песчаной подушке большие, чем у грунтов основания;

3) для более равномерной осадки соседних фундаментов за счет перераспределения напряжений на лежащие под подушкой грунты;

4) для уменьшения глубины заложения фундаментов;

5) для замены пучинистых грунтов выше глубины промерзания грунтов;

6) для упрочнения водонасыщенных глинистых грунтов, залегающих ниже песчаной подушки, за счет дренирования поровой воды в песчаную подушку.

Песчаные подушки устраиваются толщиной от 0,5 до 6,5 м. Размеры песчаной подушки устанавливаются технико-экономическим расчетом в зависимости от нагрузок сооружения и стоимости песка в данном районе. Песчаные подушки желательно устраивать из крупного и средне-зернистого песка. Пылеватые и глинистые частицы, находящиеся в песке, резко снижают его прочностные свойства при водонасыщении (явление плывунности) и способствуют пучению, поэтому процент содержания пылеватых и глинистых частиц должен быть ограничен.

Минимальная толщина песчаной подушки под фундаментом определяется из условия, чтобы осадка песчаной подушки и нижележащих грунтов была бы меньше допустимой величины осадки для данного сооружения.

Расчет производится следующим образом. Зная гранулометрический состав песка (задаваясь максимальной величиной относительной плотности /п = 0,7), определяют коэффициент пористости уплотненного песка в теле песчаной подушки и устанавливают соответствующий этому значению модуль общей деформации песка. Затем устанавливают эпюру распределения вертикальных напряжений над фундаментом с учетом двухслойного основания, используя решение К. Е. Егорова . Зная модуль общей деформации песка, модуль общей деформации грунтов и эпюру распределения вертикальных напряжений в основании, путем подбора определяется такая толщина песчаной подушки, чтобы осадка фундаментов данного сооружения была бы меньшей или равной допустимой осадке для данного сооружения.

Размеры песчаной подушки в плане должны обеспечивать устойчивость грунта вокруг песчаной подушки от действия горизонтальных нормальных напряжений и касательных сил.

Расчет фундаментов на песчаной подушке по устойчивости следует производить, пользуясь решениями теории предельного равновесия или используя методы, основанные на круглоцилиндрических поверхностях скольжения.

При расчетах устойчивости следует рассмотреть случаи, когда поверхности скольжения целиком располагаются в песчаной подушке и касаются нижележащих глинистых грунтов, а также случаи, когда поверхность скольжения проходит через толщу глинистых грунтов. В последнем случае следует учесть изменение прочностных характеристик водонасыщенных глинистых грунтов во времени в процессе консолидации. Методы возведения песчаных подушек должны обеспечить максимальную плотность песка в теле подушки. При устройстве подушки несколько выше уровня грунтовых вод песок укладывается слоями в 15—20 см с уплотнением каждого слоя укаткой, трамбованием или виброуплотнением до плотности 1,65-1,7 т/м3 либо тяжелыми трамбовками при толщине слоя до 2 м. Если песок укладывается в сухом котловане, а уплотнение его производится катками или трамбующими механизмами, желательно песок перед укладкой полить водой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнили оценку инженерно-геологических условий площадки строительства, вариантное проектирование, проектирование фундаментов на естественном основании, проектирование свайных фундаментов, проектирование фундаментов на искусственном основании. Более экономичным вариантом оказался фундамент на искусственном основании.

ЛИТЕРАТУРА

1. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. - М.: Стройиздат, 1981. - 319 с.

2. Задания к курсовому проекту и контрольным работам по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты» для студентов специальности Т.19.01, Брест, 1996. - 49 с.

3. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Инженерная геология и охрана окружающей среды» для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 29.03 «Промышленное и гражданское строительство», Брест, 1991 - 58 с.

4. Стандарт института. Оформление материалов курсовых и дипломных проектов (работ), отчетов по практике. Общие требования и правила оформления. СТ БПИ - 01-98. Брест, 1998. - 32с.

5. Стандарт Республики Беларусь. Грунты, классификация. - СТБ 943-93. Мн., Министерство архитектуры и строительства РБ, 1993.

6. Строительные нормы и правила. Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01-83. - М.: Стройиздат, 1984.

7. Строительные нормы и правила. Свайные фундаменты. СНиП 2.02.03-85. - М.: Стройиздат, 1986.

8. Строительные нормы и правила. Строительная климатология и геофизика. СНиП 2.02.01-82. - М.: Стройиздат, 1983.

9. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1985.

10. Методические указания к курсовому проекту по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты» для студентов специальности 1202 и 1205. - Брест, 1987-48 с.

ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

НАИМЕНОВАНИЕ ГРУНТА - СУГЛИНОК

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ R=0 КПА

ГРУНТ ТЕКУЧЕПЛАСТИЧНЫЙ

УДЕЛЬНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ C= .00 КПА

УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ F=.00 ГРАД.

МОДУЛЬ ДЕФОРМАЦИИ E= .00 МПА

ЧИСЛО ПЛАСТИЧНОСТИ IP=10.00

ПОКАЗАТЕЛЬ ТЕКУЧЕСТИ IL= 0.85

ПЛОТНОСТЬ ГРУНТА Rd= 1.36 Т/М**3

КОЭФФИЦИЕНТ ПОРИСТОСТИ e= .95

СТЕПЕНЬ ВЛАЖНОСТИ Sr= .76

ПЕСОК КРУПНЫЙ

СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ

МАЛОВЛАЖНЫЙ

ПЛОТНОСТЬ ГРУНТА Rd= 1.66 Т/М**3

КОЭФФИЦИЕНТ ПОРИСТОСТИ e= .6

СТЕПЕНЬ ВЛАЖНОСТИ Sr= .44

УДЕЛЬНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ C= .5 КПА

УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ F= 39.00 ГРАД.

МОДУЛЬ ДЕФОРМАЦИИ E= 35.00 МПА

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ R= 400.00 КПА

НАИМЕНОВАНИЕ ГРУНТА - СУГЛИНОК

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ R=191.2 КПА

ГРУНТ МЯГКОПЛАСТИЧНЫЙ

УДЕЛЬНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ C= 16.4 КПА

УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ F= 16.2 ГРАД.

МОДУЛЬ ДЕФОРМАЦИИ E= 8.4 МПА

ЧИСЛО ПЛАСТИЧНОСТИ IP=10.500

ПОКАЗАТЕЛЬ ТЕКУЧЕСТИ IL= .71

ПЛОТНОСТЬ ГРУНТА Rd= 1.44 Т/М**3

КОЭФФИЦИЕНТ ПОРИСТОСТИ e= .84

СТЕПЕНЬ ВЛАЖНОСТИ Sr= .82