Принципы проектирования и строительства в просадочных грунтах - Расчёт и проектирование грунтовых подушек

3. Расчёт и проектирование грунтовых подушек.

Грунтовые подушки применяют с той же целью, что и уплотнение тяжелыми трамбовками, т.е. для устранения просадочных свойств в пределах всей или в верхней части деформируемой зоны или для передачи давления на более прочный грунт по сравнению с несущим слоем. При их устройстве слабый грунт заменяют песчаным средней крупности и крупным или местным глинистым. Применение подушек способствует уменьшению и выравниванию осадок сооружения, снижению объема и глубины залегания фундаментов.

К грунтам, используемым в качестве подушек, предъявляются требования удобоукладываемости с заданной плотностью, высокого сопротивления сдвигу и устойчивости скелета грунта при увлажнении. Песок при устройстве подушек уплотняют послойно, обычно, катками на пневмоколесном ходу. Плотность каждого слоя контролируется. При устройстве подушек для создания сплошного водонепроницаемого экрана применяют глинистые грунты с удельным весом сухого грунта γd ≥ 17 кН/м3.

При устройстве грунтовых подушек с целью ликвидации просадочных свойств используют песчаные грунты (на площадках I типа по просадочности) и глинистые, с удельным весом сухого грунта γd ≥ 16 кН/м3.

Грунтовые подушки применяются:

1) когда степень влажности грунтов в основании фундаментов s_r > 0,7;

2) при необходимости уплотнять слой толщиной более 3 … 3,5 м, в этом случае применяется двухслойное уплотнение путем сочетания поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками с устройством поверху уплотненного слоя грунтовой подушки;

3) при невозможности поверхностного уплотнения тяжелыми трамбовками.

Необходимая толщина грунтовой подушки определяется таким образом, чтобы давление, передаваемое на подстилающий слой, не превышало расчетного сопротивления этого грунта Rz , а также расчетом по деформациям.__

Порядок расчета грунтовой подушки

1. Определение размеров грунтовой подушки hs, bs, ls; размеров фундамента по прочностным и деформационным

характеристикам уплотненного грунта подушки (табл. 1.9 и 1.10).

2. Расчет по I группе предельных состояний.

3. Расчет по II группе предельных состояний, включающей проверку прочности подстилающего слоя, расчет осадки и при

необходимости расчет просадки.

4. Расчёт и проектирование армированных грунтовых подушек.

При строительстве зданий и сооружений на слабых и просадочных грунтах в качестве искусственного основания могут использоваться грунтовые подушки, армированные различными материалами – стержнями, сетками, волокнами. Армогрунт представляет собой композитный материал, в котором арматура перераспределяет усилия растяжения-сжатия на грунтовую подушку, снижает деформативность основания

Размеры грунтовой подушки определяются в соответствии с предыдущим пунктом. К числу основных факторов, влияющих на несущую способность армированного основания, относятся: относительное расстояние от подошвы фундамента до армирующегося элемента hs =0−1 (оптимальные значения, полученные по экспериментальным данным (hs=hs/B=0,15−0,25), относительная длина и ширина армирующего элемента Ls(Bs)=1−4 (оптимальные значения Ls(Bs)=2−2,5), интенсивность армирования ds/s =0,5−7 (оптимальные значения ds/s=2−4, где s =s/B –относительный шаг армирования; ds – диаметр стержней, см); относительная плотность грунтов основания (для песчаных подушек ρ = 1,65) ρ = 1,6 … 1,7.

Порядок расчета армированных грунтовых подушек

1. Назначение параметров армированного основания: hs , L s , d s / s , ρ.

2. Определение размеров фундамента и подушки.

3. Проверка прочности слабого подстилающего слоя и расчет осадки, а при необходимости, если hs < Hsl и просадки.

4. Расчет по I группе предельных состояний (по несущей способности).

При невыполнении условия изменяют параметры армирования, размеры подушки или фундамента.