Инженерно-геологические условия, определяющие глубину заложения фундаментов

Учёт инженерно-геологических условий строительной площадки при определении необходимой глубины заложения фундамента заключается главным образом в выборе несущего слоя грунта, который может служить для него естественным основанием. Этот выбор производится на основе предварительной оценки прочности и сжимаемости грунтов по геологическим разрезам. Покажем это на примере, рассмотрев 3 наиболее характерные схемы напластований грунтов, приведенные на рис.1.

Рис.1. Схемы напластований грунтов с вариантами устройства фундаментов: 1 – нормальный грунт; 2 – более прочный грунт; 3 – слабый грунт; 4 – песчаная подушка; 5 – зона закрепления грунта.

Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями прочных грунтов, при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего. В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальной, допускаемой при учёте сезонного промерзания грунтов и конструктивных особенностей сооружения (рис.1,а). Иногда за несущий принимают слой более плотного грунта, залегающий на некоторой глубине, если это решение экономичнее (рис.1,6).

Схема II. С поверхности площадка сложена одним или несколькими слоями слабых грунтов, ниже которых располагается толща плотных грунтов. Здесь возможны следующие решения. Можно прорезать слабые грунты и опереть фундамент на прочные, как это показано на рис.1,в. С другой стороны, может оказаться более выгодным прибегнуть к укреплению слабых грунтов или замене их песчаной подушкой (рис.1,г). Если же мощность слабого слоя окажется чрезмерно большой, то рекомендуется перейти на свайные фундаменты (рис.1,д).

Схема III. С поверхности площадки залегают прочные грунты, на некоторой глубине встречается один дли несколько слоев слабого грунта. В данной ситуации возможно принять решение по схеме I, но так как при этом придётся прорезать толщу прочных грунтов, о более выгодным может оказаться или использование прочного грунта в качестве распределительной подушки (при обязательной проверке прочности слабого подстилающего слоя), как это показано на рис.1,е, или закрепление слоя слабого грунта, как это показано а рис.1,ж, что позволит существенно уменьшить размер подошвы фундамента.

При выборе типа и глубины заложения фундамента по любой из рассмотренных схем придерживаются следующих общих правил:

- минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории;

- глубина заложения фундамента в несущий слой должна быть не менее 10...15 см;

- по возможности закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости рименения водопонижения при производстве работ.

9. Способы бурения инженерно-геологических скважин

Во время проведения инженерно-геологических изысканий для изучения литологического разреза и гидрогеологических условий, отбора образцов породы и пробы воды, проведения опытно-фильтрационных работ и полевых исследований состояния и свойств горных пород проводятся буровые работы Результатом бурения являются буровые скважины, которые различаются по особенностям и классифицируются по глубине.

Иногда буровые скважины могут выполняться небольшой глубины, незначительного диаметра, с непрерывным отбором проб, с проведением полевых опытов, по продолжительности превышающих само бурение скважины, с частым сменном места бурения. Всё это зависит от целей изысканий, самого объекта строительства и инженерно­геологических условий площадки.

По своему назначению инженерно-геологические скважины делятся на зондированные, разведочные (могут быть техническими), инженерно-гидрогеологические и опытные.

По глубине скважины делятся на мелкие (до 10 м), неглубокие (от 10 до 30 м), средней глубины (от 30 до 100 м) и глубокие (свыше 100 м).

Различают следующие способы бурения скважин:

• по характеру воздействия на горную породу, при котором происходит её разрушение (механическое, гидродинамическое, термическое);

• по способу создания разрушительных усилий при механическом бурении (вращательное, ударное, вибрационное, задавливающее. ручное);

• по сохранности горной породы в процессе бурения (колонковое, кольцевым забоем, бескерновое);

• по виду породоразрушительного инструмента (твердосплавное, алмазное, дробовое);

• по способу удаления продуктов разрушения горных пород (с промывкой, с продувкой, шнековое, «всухую»);

• по конструкции вращателя буровых установок (шпиндельное, роторное);

• • по типу буровой забойной машины (пневмоударное, гидроударное).

Способ бурения зависит от геологического строения, стадии изысканий, назначения скважины, поставленной инженерно-геологической задачи. Выбранный способ бурении должен обеспечивать получение необходимой инженерно-геологической информации и высокую производительность бурения. Наиболее достоверную инженерно­геологическую информацию позволяют получить способы бурения, дающие образцы породы в виде столбика, образовавшегося в результате кольцевого забоя скважины. К этим способам относятся колонковый, ударно-канатный кольцевым забоем и вибрационный способы. Они имеют наиболее широкое распространение при инженерно­геологических изысканиях.

При колонковом бурении порода извлекается из скважины в виде керна при помощи колонковой трубы, снабженной буровым наконечником.

При ударно-канатном бурении порода извлекается из скважины либо забивными стаканами, либо желонками.

Применяются также медленно-вращательное и шнековое бурение.

В связи с тем, что ряде случаев на одном и том же участке встречаются породы с резко отличающимися физико­механическими свойствами, при бурении скважин часто применяют не один, а несколько способов бурения, комбинирую их.

Бурение скважин вручную или ручное бурение применяется в труднодоступных местах и стесненных условиях (в подвалах, внутри здании, в горах, на крутых склонах, на болотах, со льда водоемов и т.п.) при соответствующем обосновании в программе изыскании.

Намечаемые в программе изысканий способы бурения скважин должны обеспечивать высокую эффективность бурения, необходимую точность установления границ между слоями грунтов (отклонение не более 0,25-0,50 м), возможность изучения состава, состояния и свойств грунтов, их текстурных особенностей и трещиноватости скальных пород в природных условиях залегания.

Применение шнекового бурения следует обосновывать в программе изысканий из-за возможных ошибок при описании разреза и невысокой точности фиксации контакта мехщу слоями грунтов (0,50 - 0,75 м и более). Структура образцов при таком способе всегда нарушенная.

При вибрационном бурении порода извлекается из скважины при помощи полого зонда в виде керна. Вибрационный способ бурения не следует применять в грунтах, способных разжижаться под воздействием механических ударов. Ускорение или замедление погружения зонда в породу вызывается сменой пород, наличием включений, вскрытием водоносного горизонта. В процессе бурении необходимо следить за заполнением зонда, чтобы не допустить переуплотнение извлекаемой породы.

Все горные выработки после окончания работ должны быть ликвидированы: шурфы — обратной засыпкой грунтов с трамбованием, скважины — тампонажем глиной или цементно-песчаным раствором с целью исключения загрязнения природной среды и активизации геологических и инженерно-геологических процессов.

Способ бурения	Разновидность способа бурения	Диаметр бурения, мм	Условия применения (виды и характеристика грунтов)
	С промывкой водой	34-146	Скальные невыветрелые (монолитные) и слабовыветрелые(трещиноватые)
	С промывкой глинистым раствором	73-146	Скальные слабовыветрелые (трещиноватые), выветрелые и сильновыветрелые (рухляки), крупнообломочные; песчаные; глинистые
Колонковый	С продувкой воздухом (охлажденным при проходке мерзлых грунтов)	73-146	Скальные невыветрелые (монолитные) и слабовыветрелые(трещиноватые), необводненные, а также в мерзлом состоянии; дисперсные, твердомерзлые и пластично­мерзлые
	С промывкой солевыми и охлажденными растворами	73-146	Все виды грунтов в мерзлом состоянии
	С призабойной циркуляцией промывочной жидкости	89-146	Скальные выветрелые и сильновыветрелые (рухляки), обводненные, глинистые
	Всухую	89-219	Скальные выветрелые и сильновыветрелые (рухляки), песчаные и глинистые необводненные и слабообводненные, твердомерзлые и пластичномерзлые
Ударно­ канатный кольцевым забоем	Забивной	108-325	Песчаные и глинистые необводненные и слабообводненные, пластичномерзлые
Клюющий	89-168	Глинистые слабообводненные
Ударно­ канатный сплошным забоем	С применением долот и желонок	127-325	Крупнообломочные; песчаные обводненные и слабообводненные
Вибрационный	С применением вибратора или вибромолота	89-168	Песчаные и глинистые обводненные и слабообводненные
Шнековый	Рейсовое (кольцевым забоем)	146-273	Крупнообломочные, песчаные, глинистые слабообводненные и обводненные
Поточное	108-273	Крупнообломочные, песчаные, глинистые слабообводненные и обводненные

Дата добавления: 2015-07-15