Κατά το σχεδιασμό των θεμελίων κτιρίων και κατασκευών, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη πολλοί παράγοντες. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη σύνθεση και τη δομή του εδάφους. Μερικά από τα είδη του είναι ικανά να κρεμούν όταν η υγρασία αυξάνεται από το βάρος του ή από εξωτερικό φορτίο. Εξ ου και το όνομα τέτοιων εδαφών - "καταβύθιση". Εξετάστε περαιτέρω τα χαρακτηριστικά τους.
Προβολές
Η κατηγορία που εξετάζεται περιλαμβάνει:
- Εδάφη Loess (πολτός και loess).
- Πηλοί και άργιλοι.
- Ξεχωριστοί τύποι ιλύων κάλυψης και αργιλωδών.
- Χύμα βιομηχανικά απόβλητα. Αυτά περιλαμβάνουν, ειδικότερα, στάχτη, σκόνη σχάρας.
- Λιώδη αργιλώδη εδάφη με υψηλή δομική αντοχή.
Συγκεκριμένα
Στο αρχικό στάδιο της οργάνωσης της κατασκευής, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί μελέτη της σύστασης του εδάφους του χώρου για τον εντοπισμό πιθανών παραμορφώσεων. Η εμφάνισή τουςλόγω των ιδιαιτεροτήτων της διαδικασίας σχηματισμού του εδάφους. Τα στρώματα βρίσκονται σε ανεπαρκώς συμπιεσμένη κατάσταση. Στο έδαφος loess, μια τέτοια κατάσταση μπορεί να παραμείνει καθ' όλη τη διάρκεια της ύπαρξής του.
Η αύξηση του φορτίου και της υγρασίας συνήθως προκαλεί πρόσθετη συμπύκνωση στα κάτω στρώματα. Ωστόσο, δεδομένου ότι η παραμόρφωση θα εξαρτηθεί από τη δύναμη της εξωτερικής επιρροής, η ανεπαρκής συμπίεση του πάχους σε σχέση με την εξωτερική πίεση που υπερβαίνει την τάση από τη δική της μάζα θα παραμείνει.
Η ικανότητα στερέωσης μαλακών εδαφών προσδιορίζεται σε εργαστηριακές δοκιμές από την αναλογία της μείωσης της αντοχής όταν βρέχονται προς την ενεργή πίεση.
Ιδιότητες
Εκτός από την υποσυμπίεση, τα καθιζάνοντα εδάφη χαρακτηρίζονται από χαμηλή φυσική περιεκτικότητα σε υγρασία, σκονισμένη σύνθεση και υψηλή δομική αντοχή.
Ο κορεσμός του εδάφους με νερό στις νότιες περιοχές, κατά κανόνα, είναι 0,04-0,12. Στις περιοχές της Σιβηρίας, στη μεσαία ζώνη, ο δείκτης κυμαίνεται μεταξύ 0,12-0,20. Ο βαθμός υγρασίας στο η πρώτη περίπτωση είναι 0, 1-0, 3, στη δεύτερη - 0, 3-0, 6.
Δομική αντοχή
Οφείλεται κυρίως στην πρόσφυση με τσιμέντο. Όσο περισσότερη υγρασία εισέρχεται στο έδαφος, τόσο μικρότερη είναι η αντοχή.
Αποτελέσματα έρευνας έχουν δείξει ότι οι λεπτές μεμβράνες νερού έχουν σφηνοειδή επίδραση στους σχηματισμούς. Λειτουργούν ως λιπαντικό, διευκολύνοντας την ολίσθηση των σωματιδίων του υποχωρούμενου εδάφους. Οι μεμβράνες παρέχουν πιο πυκνή τοποθέτηση στρωμάτων υπό εξωτερική επίδραση.
Κορεσμένος συμπλέκτηςη υγρασία του καθιζάνοντος εδάφους καθορίζεται από την επίδραση της δύναμης της μοριακής έλξης. Αυτή η τιμή εξαρτάται από το βαθμό πυκνότητας και τη σύνθεση της γης.
χαρακτηριστικό διαδικασίας
Η απόσυρση είναι μια πολύπλοκη φυσική και χημική διαδικασία. Εκδηλώνεται με τη μορφή συμπίεσης του εδάφους λόγω της κίνησης και της πυκνότερης (συμπαγούς) συσσώρευσης σωματιδίων και αδρανών. Εξαιτίας αυτού, το συνολικό πορώδες των στρωμάτων μειώνεται σε μια κατάσταση που αντιστοιχεί στο επίπεδο της πίεσης δράσης.
Η αύξηση της πυκνότητας οδηγεί σε κάποια αλλαγή στα μεμονωμένα χαρακτηριστικά. Στη συνέχεια, υπό την επίδραση της πίεσης, η συμπίεση συνεχίζεται, αντίστοιχα, η αντοχή συνεχίζει να αυξάνεται.
Συνθήκες
Για να προκύψουν αναλήψεις:
- Το φορτίο από το θεμέλιο ή τη δική του μάζα, το οποίο, όταν βραχεί, θα υπερνικήσει τις δυνάμεις συνοχής των σωματιδίων.
- Επαρκές επίπεδο υγρασίας. Βοηθά στη μείωση της δύναμης.
Αυτοί οι παράγοντες πρέπει να συνεργάζονται.
Η υγρασία καθορίζει τη διάρκεια της παραμόρφωσης των υποχωρούντων εδαφών. Κατά κανόνα, εμφανίζεται σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η γη είναι κυρίως σε κατάσταση χαμηλής υγρασίας.
Η παραμόρφωση σε κατάσταση κορεσμένου με νερό διαρκεί περισσότερο καθώς το νερό διέρχεται από το έδαφος.
Μέθοδοι για τον προσδιορισμό της πυκνότητας του εδάφους
Η σχετική καθίζηση προσδιορίζεται από δείγματα μη διαταραγμένης δομής. Για αυτό, χρησιμοποιείται μια συσκευή συμπίεσης -μετρητής πυκνότητας εδάφους. Οι ακόλουθες μέθοδοι χρησιμοποιούνται στη μελέτη:
- Μονή καμπύλη με ανάλυση ενός δείγματος και εμποτισμό του στο τελικό στάδιο του τρέχοντος φορτίου. Με αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η συμπιεστότητα του εδάφους σε δεδομένη ή φυσική υγρασία, καθώς και η σχετική τάση παραμόρφωσης σε μια συγκεκριμένη πίεση.
- Δύο καμπύλες που δοκιμάζουν 2 δείγματα με τον ίδιο βαθμό πυκνότητας. Το ένα διερευνάται σε φυσική υγρασία, το δεύτερο - σε κορεσμένη κατάσταση. Αυτή η μέθοδος σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε τη συμπιεστότητα υπό πλήρη και φυσική υγρασία, τη σχετική τάση για παραμόρφωση όταν το φορτίο αλλάζει από μηδέν σε τελικό.
- Συνδυασμένο. Αυτή η μέθοδος είναι ένας τροποποιημένος συνδυασμός των δύο προηγούμενων. Η δοκιμή πραγματοποιείται σε ένα δείγμα. Αρχικά εξετάζεται στη φυσική του κατάσταση σε πίεση 0,1 MPa. Η χρήση της συνδυασμένης μεθόδου σάς επιτρέπει να αναλύσετε τις ίδιες ιδιότητες με τη μέθοδο των 2 καμπυλών.
Σημαντικά σημεία
Κατά τη διάρκεια δοκιμών σε μετρητές πυκνότητας εδάφους χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε από τις παραπάνω επιλογές, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα αποτελέσματα των μελετών διαφέρουν πολύ. Από αυτή την άποψη, ορισμένοι δείκτες, ακόμη και κατά τη δοκιμή ενός δείγματος, ενδέχεται να διαφέρουν κατά 1, 5-3 και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και 5 φορές.
Τέτοιες σημαντικές διακυμάνσεις σχετίζονται με το μικρό μέγεθος των δειγμάτων, την ετερογένεια του υλικού λόγω ανθρακικών και άλλων εγκλεισμάτων ή την παρουσία μεγάλων πόρων. Το αναπόφευκτολάθη έρευνας.
Παράγοντες που επηρεάζουν
Στη διάρκεια πολλών μελετών, έχει διαπιστωθεί ότι ο δείκτης της τάσης του εδάφους προς καθίζηση εξαρτάται κυρίως από:
- Πίεση.
- Βαθμοί πυκνότητας εδάφους με φυσική υγρασία.
- Σύνθεση εδάφους καθίζησης.
- Επίπεδο αύξησης υγρασίας.
Η εξάρτηση από το φορτίο αντικατοπτρίζεται στην καμπύλη, σύμφωνα με την οποία, με την αύξηση του δείκτη, η τιμή της σχετικής τάσης για αλλαγή πρώτα φτάνει επίσης στη μέγιστη τιμή της. Με την επακόλουθη αύξηση της πίεσης, αρχίζει να πλησιάζει το μηδέν.
Κατά κανόνα, για αμμώδεις αργίλλους τύπου loess, loess, loams, η πίεση είναι 0,2-0,5 MPa και για άργιλους τύπου loess - 0,4-0,6 MPa.
Η εξάρτηση προκαλείται από το γεγονός ότι κατά τη διαδικασία φόρτωσης του εδάφους καθίζησης με φυσικό κορεσμό σε ένα ορισμένο επίπεδο, αρχίζει η καταστροφή της δομής. Σε αυτή την περίπτωση, σημειώνεται απότομη συμπίεση χωρίς αλλαγή στον κορεσμό του νερού. Η παραμόρφωση κατά τη διάρκεια της αυξανόμενης πίεσης θα συνεχιστεί έως ότου το στρώμα φτάσει στην εξαιρετικά πυκνή του κατάσταση.
Εξάρτηση από τη σύνθεση του εδάφους
Εκφράζεται στο γεγονός ότι με την αύξηση του αριθμού της πλαστικότητας, ο δείκτης της σχετικής τάσης για παραμόρφωση μειώνεται. Με απλά λόγια, ένας μεγαλύτερος βαθμός μεταβλητότητας δομής είναι χαρακτηριστικός του πολτού, ένας μικρότερος - για τον πηλό. Φυσικά, για να είναι αληθής αυτός ο κανόνας, πρέπει να είναι ίσες άλλες συνθήκες.
Αρχική πίεση
Κατά το σχεδιασμό των θεμελίων κτιρίων και κατασκευώνυπολογίζεται το φορτίο των κατασκευών στο έδαφος. Σε αυτή την περίπτωση, προσδιορίζεται η αρχική (ελάχιστη) πίεση, στην οποία αρχίζει η παραμόρφωση σε πλήρη κορεσμό με νερό. Παραβιάζει τη φυσική δομική αντοχή του εδάφους. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι διακόπτεται η κανονική διαδικασία συμπύκνωσης. Αυτές οι αλλαγές, με τη σειρά τους, συνοδεύονται από δομική αναδιάρθρωση και έντονη πυκνότητα.
Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, φαίνεται ότι στο στάδιο του σχεδιασμού κατά την οργάνωση της κατασκευής, η αρχική πίεση πρέπει να λαμβάνεται κοντά στο μηδέν. Ωστόσο, στην πράξη αυτό δεν συμβαίνει. Η καθορισμένη παράμετρος θα πρέπει να χρησιμοποιείται έτσι ώστε το πάχος να θεωρείται ότι δεν καθιζάνει σύμφωνα με τους γενικούς κανόνες.
Ανάθεση δείκτη
Η αρχική πίεση χρησιμοποιείται κατά τον σχεδιασμό θεμελίων σε υποβαθυνόμενα εδάφη για τον προσδιορισμό:
- Φορτίο σχεδίασης στο οποίο δεν θα υπάρχουν αλλαγές.
- Το μέγεθος της ζώνης εντός της οποίας θα συμβεί συμπύκνωση από τη μάζα του θεμελίου.
- Το απαιτούμενο βάθος παραμόρφωσης του εδάφους ή το πάχος του μαξιλαριού εδάφους, εξαιρουμένης εντελώς της παραμόρφωσης.
- Το βάθος από το οποίο ξεκινούν οι αλλαγές από τη μάζα του εδάφους.
Αρχική υγρασία
Ονομάζεται ο δείκτης στον οποίο αρχίζουν να υποχωρούν τα εδάφη σε κατάσταση πίεσης. Κατά τον προσδιορισμό της αρχικής υγρασίας, μια σχετική τιμή 0,01 λαμβάνεται ως κανονική τιμή.
Η μέθοδος για τον προσδιορισμό της παραμέτρου βασίζεται σε εργαστηριακές δοκιμές συμπίεσης. Για τη μελέτη χρειάζονται 4-6 δείγματα. Χρησιμοποιούνται οι δύο μέθοδοικαμπύλες.
Ένα δείγμα δοκιμάζεται σε φυσική υγρασία με φόρτωση μέχρι τη μέγιστη πίεση σε ξεχωριστά βήματα. Με αυτό εμποτίζεται το έδαφος μέχρι να σταθεροποιηθεί η καθίζηση.
Το δεύτερο δείγμα είναι πρώτα κορεσμένο με νερό και στη συνέχεια, με συνεχή διαβροχή, φορτώνεται στην τελική πίεση στα ίδια βήματα.
Η ενυδάτωση των υπόλοιπων δειγμάτων πραγματοποιείται σε δείκτες που διαιρούν το όριο υγρασίας από τον αρχικό έως τον πλήρη κορεσμό νερού σε σχετικά ίσα διαστήματα. Στη συνέχεια εξετάζονται σε συσκευές συμπίεσης.
Η αύξηση επιτυγχάνεται ρίχνοντας τον υπολογισμένο όγκο νερού στα δείγματα με περαιτέρω διατήρηση για 1-3 ημέρες μέχρι να σταθεροποιηθεί το επίπεδο κορεσμού.
Χαρακτηριστικά παραμόρφωσης
Είναι οι συντελεστές συμπιεστότητας και η μεταβλητότητά της, συντελεστής παραμόρφωσης, σχετική συμπίεση.
Ο συντελεστής παραμόρφωσης χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των πιθανών δεικτών καθίζησης θεμελίωσης και της ανομοιομορφίας τους. Κατά κανόνα, καθορίζεται στο χωράφι. Για αυτό, τα δείγματα εδάφους ελέγχονται με στατικά φορτία. Η τιμή του συντελεστή παραμόρφωσης επηρεάζεται από την περιεκτικότητα σε υγρασία, το επίπεδο πυκνότητας, τη δομική συνοχή και την αντοχή του εδάφους.
Με την αύξηση της μάζας του εδάφους, αυτός ο δείκτης αυξάνεται, με μεγαλύτερο κορεσμό με νερό μειώνεται.
Συντελεστής μεταβλητότητας συμπιεστότητας
Ορίζεται ως ο λόγος της συμπιεστότητας υπό σταθερή ή φυσική υγρασία προς τα χαρακτηριστικά του εδάφους σε κατάσταση κορεσμένου με νερό.
ΑντιστοίχισηΟι συντελεστές που λαμβάνονται σε επιτόπιες και εργαστηριακές μελέτες, δείχνει ότι η διαφορά μεταξύ τους είναι ασήμαντη. Είναι στο εύρος 0,65-2 φορές. Επομένως, για πρακτική εφαρμογή, αρκεί ο προσδιορισμός των δεικτών στο εργαστήριο.
Ο συντελεστής μεταβλητότητας εξαρτάται κυρίως από την πίεση, την υγρασία και το επίπεδο αύξησής της. Με αύξηση της πίεσης, ο δείκτης αυξάνεται, με αύξηση της φυσικής υγρασίας, μειώνεται. Όταν είναι πλήρως κορεσμένο με νερό, ο συντελεστής πλησιάζει το 1.
χαρακτηριστικά αντοχής
Είναι η γωνία εσωτερικής τριβής και ειδικής συνοχής. Εξαρτώνται από τη δομική αντοχή, το επίπεδο κορεσμού νερού και (σε μικρότερο βαθμό) την πυκνότητα. Με την αύξηση της υγρασίας, η πρόσφυση μειώνεται κατά 2-10 φορές και η γωνία μειώνεται κατά 1,05-1,2. Καθώς αυξάνεται η δομική αντοχή, η πρόσφυση αυξάνεται.
Τύποι καθιζόντων εδαφών
Υπάρχουν 2 συνολικά:
- Η χαλάρωση εμφανίζεται κυρίως εντός της παραμορφώσιμης ζώνης της βάσης υπό την επίδραση του φορτίου θεμελίωσης ή άλλου εξωτερικού παράγοντα. Ταυτόχρονα, η παραμόρφωση από το βάρος του σχεδόν απουσιάζει ή δεν υπερβαίνει τα 5 cm.
- Πιθανή καθίζηση του εδάφους από τη μάζα του. Εμφανίζεται κυρίως στο κατώτερο στρώμα του πάχους και ξεπερνά τα 5 εκ. Υπό την επίδραση εξωτερικού φορτίου, μπορεί να σημειωθεί καθίζηση και στο πάνω μέρος εντός των ορίων της παραμορφώσιμης ζώνης.
Ο τύπος καθίζησης χρησιμοποιείται για την εκτίμηση των συνθηκών κατασκευής, την ανάπτυξη μέτρων κατά της καθίζησης, το σχεδιασμό θεμελίων,θεμέλιο, το ίδιο το κτίριο.
Πρόσθετες πληροφορίες
Η πτώση μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε στάδιο κατασκευής ή λειτουργίας μιας κατασκευής. Μπορεί να εμφανιστεί μετά από αύξηση της αρχικής υγρασίας καθίζησης.
Κατά τη διάρκεια του εμποτισμού έκτακτης ανάγκης, το έδαφος κρεμάει εντός των ορίων της παραμορφώσιμης ζώνης μάλλον γρήγορα - εντός 1-5 cm/ημέρα. Μετά τη διακοπή της παροχής υγρασίας, μετά από μερικές ημέρες, η απόσυρση σταθεροποιείται.
Εάν η αρχική διαβροχή έλαβε χώρα εντός των ορίων ενός τμήματος της ζώνης παραμόρφωσης, με κάθε επόμενο κορεσμό νερού, θα σημειωθεί καθίζηση μέχρι να υγρανθεί πλήρως ολόκληρη η ζώνη. Αντίστοιχα, θα αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου στο έδαφος.
Με την εντατική και συνεχή διαβροχή, η καθίζηση του εδάφους εξαρτάται από την καθοδική κίνηση του υγραντικού στρώματος και το σχηματισμό μιας ζώνης κορεσμένου με νερό. Σε αυτή την περίπτωση, η καθίζηση θα αρχίσει μόλις το μέτωπο υγρασίας φτάσει στο βάθος στο οποίο το έδαφος κρεμάει από το βάρος του.
