Фундаменты на засоленных грунтах

Лекция №12

Проблема строительства на засоленных грунтах стала особенно актуальной в последние годы в связи с тем, что в результате интенсивной мелиорации засушливых районов большие площади ранее маловлажных засоленных грунтов оказались обводненными. Маловлажные и сухие грунты при увлажнении резко изменяют свои прочностные, деформационные и фильтрационные свойства вследствие выноса солей. Развиваются также процессы вторичного засоления, повышается засоленность поверхностных слоев грунта. Сложность строительства на засоленных грунтах обусловлена и тем, что деформации зданий и сооружений происходят как в процессе их возведения, так и эксплуатации, часто проявляются в виде просадки.  

На рисунке 12.1 показано влияние изменения влажности засоленных грунтов и выщелачивания солей на модуль деформации.

Рисунок 12.1. Изменение модуля общей деформации глинистых засоленных грунтов при повышении влажности (а) и выщелачивания солей(б)

Видно, что при естественной влажности (W=0,08) и природном содержании солей (d₀ =5,7%) рассматриваемые грунты имеют высокий модуль деформации. Снижение модуля деформации при увеличении влажности или выщелачивании солей достигает 4... 10 раз и более. Аналогичные закономерности проявляются в изменении прочности засоленных грунтов. При проведении сдвиговых испытаний грунтов естественной влажности и после удаления солей (рисунок 12.2) отмечается снижение сцепления и уменьшение угла внутреннего трения.

Рисунок 12.2. Зависимость предельного сопротивления сдвигу глинистых засоленных грунтов о нормального давления:

1 -при естественной влажности; 2 – после удаления солей

Ухудшение механических свойств засоленных грунтов при их увлажнении и выщелачивании приводит к снижению несущей способности и росту деформативности оснований.

Известно много случаев аварий и деформаций сооружений, построенных на засоленных грунтах, которые происходили либо в результате потери устойчивости фундаментов при обводнении оснований, либо в результате коррозионного разрушения материала фундаментов и подвальных частей сооружений. Большое количество кирпичных 4- и 5-этажных жилых зданий было разобрано в Сызрани, где сильнозасоленные грунты залегают на глубине 10...12 м. После строительства канала Иртыш — Караганда в поселках Мирный и Казахстан, которые находились в нескольких километрах от трассы канала, более 50 зданий деформировалось, а некоторые из них пришлось разобрать.

Согласно СН 225 — 79, территории, сложенные засоленными грунтами, отнесены к категории сложных, и инженерные изыскания под строительство на этих территориях выполняются по специальным программам. При этом должны быть установлены условия залегания грунтов, качественный и количественный состав солей, дан прогноз фильтрационных процессов. При исследовании механических свойств дополнительно определяют относительное суффозионное сжатие ε_sf и начальное давление суффозионного сжатия p_sf.

Относительное суффозионное сжатие часто находят по результатам компрессионно-фильтрационных испытаний при давлениях р₁, значения которых увязываются с напряженным состоянием оснований:

, (12.1)

где h' — высота образца после полного водонасыщения при давлении, равном сумме природного и дополнительного, т. е. ;

h'' — высота образца после выщелачивания солей при давлении p₁;

h₀ — высота образца природной влажности при давлении, равном природному p₀ = .

За начальное давление суффозионного сжатия принимается давление, при котором = 0,01.

Осадка естественных оснований определяется как для обычных незасоленных грунтов с использованием деформационных характеристик грунтов естественной влажности.

При возможности замачивания основания определяются суффозионные деформации (осадки, разности осадок, крены и т. п.). При этом вводится понятие зоны суффозионной осадки ограничиваемой глубиной, где суммарные вертикальные напряжения от нагрузки фундамента и собственного веса грунта равны начальному давлению суффозионного сжатия, т. е. .

В пределах этой зоны производится разбивка основания на элементарные слои, как и в методе послойного суммирования, и суффозионная осадка определяется по формуле:

, (12.2)

где — относительное суффозионное сжатие грунта i-го слоя при давлении р = ;

h_i — толщина i -го слоя;

n — количество элементарных слоев.

Расчетное сопротивление R основания, сложенного засоленными грунтами, при возможности длительного замачивания и выщелачивания солей вычисляется с использованием прочностных характеристик, полученных для водонасыщенных грунтов после выщелачивания солей.

При расчетных деформациях оснований, превышающих предельные, или недостаточной несущей способности основания предусматриваются специальные мероприятия.

Дата добавления: 2015-07-07