Pri navrhovaní základov budov a stavieb je potrebné vziať do úvahy veľa faktorov. Osobitná pozornosť by sa mala venovať zloženiu a štruktúre pôdy. Niektoré z jeho druhov sú schopné ochabnúť, keď sa vlhkosť zvýši vlastnou váhou alebo vonkajším zaťažením. Odtiaľ pochádza názov takýchto pôd - "klesanie". Zvážte podrobnejšie ich vlastnosti.
Zobrazenia
Uvažovaná kategória zahŕňa:
- Sprašové pôdy (kal a spraš).
- Íly a hliny.
- Samostatné typy krycích kalov a ílov.
- Hromadný priemyselný odpad. Patria sem najmä popol, rešetliakový prach.
- Hlinité ílovité pôdy s vysokou štrukturálnou pevnosťou.
Specific
V počiatočnej fáze organizácie výstavby je potrebné vykonať štúdiu zloženia pôdy v lokalite, aby sa identifikovali možné deformácie. Ich výskytkvôli zvláštnostiam procesu tvorby pôdy. Vrstvy sú v nedostatočne zhutnenom stave. V sprašovej pôde môže takýto stav pretrvávať počas celej doby jej existencie.
Zvýšenie zaťaženia a vlhkosti zvyčajne spôsobí dodatočné zhutnenie spodných vrstiev. Keďže však deformácia bude závisieť od sily vonkajšieho vplyvu, zostane nedostatočné zhutnenie hrúbky vzhľadom na vonkajší tlak prevyšujúci napätie z vlastnej hmoty.
Schopnosť fixovať mäkké pôdy sa v laboratórnych testoch určuje pomerom zníženia pevnosti pri navlhčení k pôsobiacemu tlaku.
Vlastnosti
Okrem nedostatočného zhutnenia sa klesajúce pôdy vyznačujú nízkym obsahom prirodzenej vlhkosti, prašným zložením a vysokou štrukturálnou pevnosťou.
Nasýtenie pôdy vodou v južných oblastiach je spravidla 0,04 - 0,12. V oblastiach Sibíri, strednej zóne, je ukazovateľ v rozmedzí 0,12 - 0,20. Stupeň vlhkosti v prvý prípad je 0, 1-0, 3, v druhom - 0, 3-0, 6.
Sila konštrukcie
Je to hlavne kvôli priľnavosti cementu. Čím viac vlhkosti sa dostane do zeme, tým nižšia je pevnosť.
Výsledky výskumu ukázali, že tenké vodné filmy majú klinovitý účinok na útvary. Pôsobia ako lubrikant, čím uľahčujú skĺznutie čiastočiek opadávanej pôdy. Fólie poskytujú hustejšie pokladanie vrstiev pod vonkajším vplyvom.
Spojka presýtenávlhkosť klesajúcej pôdy je určená vplyvom sily molekulovej príťažlivosti. Táto hodnota závisí od stupňa hustoty a zloženia Zeme.
Charakteristika procesu
Čerpanie je zložitý fyzikálny a chemický proces. Prejavuje sa vo forme zhutnenia pôdy v dôsledku pohybu a hustejšieho (kompaktného) nabaľovania častíc a agregátov. Vďaka tomu sa celková pórovitosť vrstiev zníži na stav zodpovedajúci úrovni pôsobiaceho tlaku.
Zvýšenie hustoty vedie k určitej zmene individuálnych charakteristík. Následne pod vplyvom tlaku pokračuje zhutňovanie, respektíve pevnosť stále narastá.
Podmienky
Pre čerpanie:
- Zaťaženie od základu alebo vlastnej hmoty, ktorá keď je mokrá, prekoná kohézne sily častíc.
- Dostatočná úroveň vlhkosti. Pomáha znižovať silu.
Tieto faktory by mali spolupracovať.
Vlhkosť určuje trvanie deformácie klesajúcich pôd. Spravidla sa vyskytuje v relatívne krátkom čase. Je to spôsobené tým, že pôda je prevažne v stave nízkej vlhkosti.
Deformácia v stave nasýtenom vodou trvá dlhšie, kým voda prefiltruje cez pôdu.
Metódy na určenie hustoty pôdy
Relatívny pokles je určený vzorkami nenarušenej štruktúry. Na tento účel sa používa kompresné zariadenie -merač hustoty pôdy. V štúdii sa používajú tieto metódy:
- Jedna krivka s analýzou jednej vzorky a jej namočením v konečnej fáze aktuálneho zaťaženia. Pomocou tejto metódy je možné určiť stlačiteľnosť pôdy pri danej alebo prirodzenej vlhkosti, ako aj relatívnu tendenciu deformovať sa pri určitom tlaku.
- Dve krivky testujúce 2 vzorky s rovnakým stupňom hustoty. Jeden sa skúma pri prirodzenej vlhkosti, druhý - v nasýtenom stave. Táto metóda vám umožňuje určiť stlačiteľnosť pri plnej a prirodzenej vlhkosti, relatívnu tendenciu k deformácii pri zmene zaťaženia z nuly na konečnú.
- Kombinované. Táto metóda je modifikovanou kombináciou predchádzajúcich dvoch. Test sa vykonáva na jednej vzorke. Najprv sa skúma v prirodzenom stave na tlak 0,1 MPa. Použitie kombinovanej metódy vám umožňuje analyzovať rovnaké vlastnosti ako metóda 2 kriviek.
Dôležité body
Počas testovania na meračoch hustoty pôdy pomocou ktorejkoľvek z vyššie uvedených možností je potrebné vziať do úvahy, že výsledky štúdií sa značne líšia. V tomto ohľade sa niektoré ukazovatele, dokonca aj pri testovaní jednej vzorky, môžu líšiť 1, 5-3 a v niektorých prípadoch dokonca 5-krát.
Takéto výrazné výkyvy sú spojené s malou veľkosťou vzoriek, heterogenitou materiálu v dôsledku uhličitanových a iných inklúzií alebo s prítomnosťou veľkých pórov. Nevyhnutnéchyby výskumu.
Ovplyvňujúce faktory
V priebehu mnohých štúdií sa zistilo, že indikátor sklonu pôdy k poklesu závisí hlavne od:
- Tlak.
- Stupne hustoty pôdy s prirodzenou vlhkosťou.
- Zloženie poklesnutej pôdy.
- Úroveň zvýšenia vlhkosti.
Závislosť od zaťaženia sa prejavuje v krivke, podľa ktorej s nárastom ukazovateľa dosiahne najskôr svoju maximálnu hodnotu aj hodnota relatívneho sklonu k zmene. S následným zvýšením tlaku sa začne blížiť k nule.
Pre sprašovité piesčité hliny, spraše, hliny je tlak spravidla 0,2-0,5 MPa a pre sprašové íly - 0,4-0,6 MPa.
Závislosť je spôsobená tým, že v procese zaťažovania prepadovej pôdy prirodzenou saturáciou na určitej úrovni začína deštrukcia štruktúry. V tomto prípade je zaznamenané ostré stlačenie bez zmeny nasýtenia vodou. Deformácia v priebehu zvyšujúceho sa tlaku bude pokračovať, kým vrstva nedosiahne svoj extrémne hustý stav.
Závislosť od zloženia pôdy
Vyjadruje sa tým, že s nárastom počtu plasticity klesá ukazovateľ relatívnej tendencie k deformácii. Jednoducho povedané, väčšia miera variability štruktúry je charakteristická pre kašu, menšia - pre hlinu. Prirodzene, aby toto pravidlo platilo, ostatné podmienky musia byť rovnaké.
Počiatočný tlak
Pri navrhovaní základov budov a staviebvypočíta sa zaťaženie konštrukcií na zemi. V tomto prípade sa určí počiatočný (minimálny) tlak, pri ktorom začína deformácia pri úplnom nasýtení vodou. Porušuje prirodzenú štrukturálnu pevnosť pôdy. To vedie k tomu, že normálny proces zhutňovania je narušený. Tieto zmeny sú zasa sprevádzané štrukturálnou reštrukturalizáciou a intenzívnym zahusťovaním.
Vzhľadom na vyššie uvedené sa zdá, že v štádiu projektovania pri organizácii výstavby by mal byť počiatočný tlak takmer nulový. V praxi to tak však nie je. Špecifikovaný parameter by sa mal použiť tak, aby sa hrúbka považovala za neklesanie podľa všeobecných pravidiel.
Priradenie indikátora
Počiatočný tlak sa používa pri navrhovaní základov na klesajúcich pôdach na určenie:
- Návrhová záťaž, pri ktorej nedôjde k žiadnym zmenám.
- Veľkosť zóny, v rámci ktorej dôjde k zhutneniu z hmoty základu.
- Požadovaná hĺbka pôdnej deformácie alebo hrúbka pôdneho vankúša, úplne vylučujúca deformáciu.
- Hĺbka, od ktorej začínajú zmeny v porovnaní s hmotnosťou pôdy.
Počiatočná vlhkosť
Nazýva sa to indikátor, pri ktorom pôdy v namáhanom stave začínajú klesať. Pri určovaní počiatočnej vlhkosti sa za normálnu hodnotu považuje relatívna hodnota 0,01.
Metóda určenia parametra je založená na kompresných laboratórnych testoch. Na štúdiu je potrebných 4-6 vzoriek. Používajú sa dva spôsobykrivky.
Jedna vzorka sa testuje pri prirodzenej vlhkosti so zaťažením až do maximálneho tlaku v samostatných krokoch. S ním sa pôda nasiakne, kým sa pokles nestabilizuje.
Druhá vzorka sa najskôr nasýti vodou a potom sa nepretržitým namáčaním zaťaží na konečný tlak v rovnakých krokoch.
Vlhčenie zostávajúcich vzoriek sa vykonáva na indikátoroch, ktoré rozdeľujú limit vlhkosti od počiatočného po úplné nasýtenie vodou do relatívne rovnakých intervalov. Potom sa vyšetrujú v kompresných zariadeniach.
Zvýšenie sa dosiahne naliatím vypočítaného objemu vody do vzoriek s ďalším držaním počas 1-3 dní, kým sa nestabilizuje úroveň nasýtenia.
Deformačné charakteristiky
Sú to koeficienty stlačiteľnosti a jej variability, modul deformácie, relatívne stlačenie.
Modul deformácie sa používa na výpočet pravdepodobných ukazovateľov sadnutia základov a ich nerovnomernosti. Spravidla sa určuje v teréne. Na tento účel sa vzorky pôdy testujú statickým zaťažením. Hodnotu modulu deformácie ovplyvňuje obsah vlhkosti, úroveň hustoty, štrukturálna súdržnosť a pevnosť pôdy.
So zvyšujúcou sa hmotou pôdy sa tento ukazovateľ zvyšuje, s väčšou saturáciou vodou klesá.
Faktor variability stlačiteľnosti
Je definovaná ako pomer stlačiteľnosti pri ustálenej alebo prirodzenej vlhkosti k charakteristikám pôdy v stave nasýtenom vodou.
Zodpovedajúcekoeficienty získané v terénnych a laboratórnych štúdiách, ukazuje, že rozdiel medzi nimi je zanedbateľný. Je v rozmedzí 0,65-2 krát. Pre praktickú aplikáciu preto stačí určiť ukazovatele v laboratóriu.
Koeficient variability závisí najmä od tlaku, vlhkosti a úrovne jej zvýšenia. S nárastom tlaku sa indikátor zvyšuje, s nárastom prirodzenej vlhkosti klesá. Pri úplnom nasýtení vodou sa koeficient blíži k 1.
Silné charakteristiky
Sú to uhol vnútorného trenia a špecifická súdržnosť. Závisia od pevnosti konštrukcie, úrovne nasýtenia vodou a (v menšej miere) hustoty. So zvyšujúcou sa vlhkosťou sa priľnavosť znižuje 2-10 krát a uhol klesá o 1,05-1,2. So zvyšujúcou sa pevnosťou konštrukcie sa zvyšuje priľnavosť.
Typy poklesnutých pôd
Sú celkom 2:
- Prehýbanie sa vyskytuje hlavne v deformovateľnej zóne podkladu pôsobením zaťaženia základu alebo iného vonkajšieho faktora. Zároveň deformácia od jeho hmotnosti takmer chýba alebo nie je väčšia ako 5 cm.
- Možný pokles pôdy z jej hmoty. Vyskytuje sa hlavne v spodnej vrstve hrúbky a presahuje 5 cm Pôsobením vonkajšieho zaťaženia môže dôjsť k poklesu aj v hornej časti v hraniciach deformovateľnej zóny.
Typ zosuvu sa používa pri posudzovaní podmienok výstavby, vypracovaní protisesuvných opatrení, navrhovaní základov,základ, samotná budova.
Dodatočné informácie
Priehyb sa môže vyskytnúť v ktorejkoľvek fáze výstavby alebo prevádzky konštrukcie. Môže sa objaviť po zvýšení počiatočnej poklesovej vlhkosti.
Pri núdzovom premáčaní pôda klesne v rámci hraníc deformovateľnej zóny pomerne rýchlo – do 1-5 cm/deň. Po zastavení prísunu vlhkosti sa po niekoľkých dňoch odber stabilizuje.
Ak k počiatočnému namáčaniu došlo v rámci hraníc časti deformačnej zóny, pri každom ďalšom nasýtení vodou dôjde k poklesu, až kým nebude celá zóna úplne navlhčená. V súlade s tým sa bude zvyšovať so zvyšujúcim sa zaťažením pôdy.
Pri intenzívnom a nepretržitom premáčaní závisí pokles pôdy od pohybu vlhčiacej vrstvy smerom nadol a vytvorenia zóny nasýtenej vodou. V tomto prípade pokles začne hneď, ako zvlhčujúca predná časť dosiahne hĺbku, v ktorej pôda klesne svojou vlastnou váhou.
