Причины развития неравномерных осадок расструктуривания

Наибольшее влияние на развитие общих осадок могут оказать осадки расструктуривания, S_{расстр.}, вызванные нарушением структуры грунтов основания при отрывке котлованов и устройстве фундаментов.

К причинам развития неравномерных осадок расструктуривания грунтов основания относятся:

1. Метеорологические факторы:

· действие мороза (замерзание и оттаивание, пучение).

Замерзая, а затем оттаивая, грунт превращается в разжиженную массу (резко снижает свои прочностные характеристики). В результате выпор грунта – неравномерные деформации.

Оттаивание промороженного основания, как правило, происходит тоже неравномерно (сначала с южной стороны, затем с северной) – это также способствует неравномерным осадкам;

 

 

 

Рис. 5.28. Неравномерные осадки расструктуривания при
замерзании и оттаивании грунта

 

· увлажнение грунта (осадки).

 

 

 

 

Рис. 5.29. Неравномерные осадки расструктуривания при
замачивании (увлажнении) грунта

 

Поэтому при отрывке котлована необходимо всегда иметь наготове насос и приступать к осушению немедленно. Кроме этого, оставлять недобор грунта на дне котлована;

 

· высыхание грунта (действие солнечной радиации).

Характерно для районов Средней Азии, Индии, Африки.

 

Рис. 5.30. Нарушение структуры грунта при
действии солнечной радиации

 

 

2. Грунтовые воды:

· гидростатическое действие воды.

 

 

Рис. 5.31. Поднятие дна котлована при гидростатическом действии воды

 

 

Если Н∙> h∙– поднятие основания – возможен прорыв воды в котлован. Аналогичное влияние могут оказать и обычные воды при наличии ленточной глины в 50…100 раз.

Избавиться от этого можно искусственным понижением У.Г.В. (уровня грунтовых вод);

· гидродинамическое действие воды.

 

 

Рис. 5.32. Неравномерные осадки расструктуривания при гидростатическом действии воды

Гидродинамическое давление действует вверх и, преодолевая силы тяжести песка, производит его разжижение. Необходимо В > А–для уменьшения градиента давления или осушения из зумфа. При наличии водоупора шпунт необходимо забивать в водоупор;

· суффозия химическая и механическая (вымывание грунта в котлован вместе с водой).

Химическая суффозия связана с наличием растворимых солей и встречается очень редко. «Вулканчик» – механическая суффозия – вымывание грунта, таким образом нарушается структура основания. Были случаи, когда диаметр «вулканчика» был до 20 м и имел высоту 70 см.

3. Динамические воздействия:

· перемещение тяжелых механизмов по дну котлована (опасно при структурно-слабых грунтах).

Происходит нарушение структуры грунта при динамических воздействиях;

 

 

 

5.33. Расструктурирование грунта при воздействии перемещающихся механизмов

 

· удары тяжелых механизмов по дну котлована.

При ударе ковша драглайна об ленточные глины они разрушаются на 20…30 см;

 

 

 

 

Рис. 5.34. Расструктурирование грунта при ударе по дну котлована тяжелых механизмов

 

 

· разрыхление мерзлого грунта (клин- и шар-бабой – динамическим воздействием);

Пример:

 

Рис. 5.35. Расструктурирование грунта при динамических воздействиях

 

При разработке котлована зимой использовали клин-бабу, а в 5 м от электрического кабеля разработку вели вручную с применением отбойного молотка (требования техники безопасности).

Уже при строительстве здание получило крен (при надстройке только трех этажей горизонтальные отклонения составили 21 см. Здание пришлось разобрать);

· динамические воздействия при забивке свай.

Пример:

 

Кировский театр оперы и балета в Ленинграде, 1960 год (Мариинский театр)

 

 

Рис. 5.36. Схема, поясняющая возникновение неравномерных осадок расструктуривания
при забивке свай

 

При строительстве пристроев забивали 24-метровые сваи. Образовались трещины размером 2…3 см – результат динамического воздействия при забивке свай. Перешли на правую половину – стали опускать железобетонные оболочки вдавливанием. Вынимали грунт из оболочки и заполнили ее бетоном, но трещины продолжали развиваться. При вдавливании оболочек происходило выдавливание грунта, т. е. его перемятие – своего рода динамическое воздействие. Пришлось срочно делать усиление здания металлическими тяжами.

4. Грубые ошибки строителей:

· перебор грунта – котлован устраивается ниже требуемой отметки, затем засыпается обратно до требуемого уровня.

Если даже , все равно грунт потеряет структурную первоначальную прочность.

· обводнение котлована производственными водами (возможно при аварии водопровода и т. п.).