Rakennusten ja rakenteiden perustuksia suunniteltaessa on otettava huomioon monet tekijät. Erityistä huomiota tulee kiinnittää maaperän koostumukseen ja rakenteeseen. Jotkut sen lajit voivat painua kosteuden lisääntyessä oman painonsa tai ulkoisen kuormituksen vaikutuksesta. Tästä syystä tällaisten maaperän nimi - "vajoaminen". Harkitse tarkemmin niiden ominaisuuksia.
Näkymät
Harkitsevaan luokkaan kuuluvat:
- Lössimaa (liete ja lössi).
- Savit ja savet.
- Erilliset peitelietteet ja savet.
- Teollisuusjätettä. Näitä ovat erityisesti tuhka, arinapöly.
- Silteinen savimaa, jolla on korkea rakenteellinen lujuus.
Omat tiedot
Rakennusorganisaation alkuvaiheessa on tarpeen suorittaa tutkimus alueen maaperän koostumuksesta mahdollisten muodonmuutosten tunnistamiseksi. Niiden esiintyminenjohtuen maaperän muodostumisprosessin erityispiirteistä. Kerrokset ovat riittämättömästi tiivistyneessä tilassa. Lössimaassa tällainen tila voi säilyä koko sen olemassaolon ajan.
Kuorman ja kosteuden lisääntyminen aiheuttaa yleensä lisätiivistymistä alemmissa kerroksissa. Koska muodonmuutos kuitenkin riippuu ulkoisen vaikutuksen voimasta, jää jäljelle riittämätön paksuuden tiivistyminen suhteessa ulkoiseen paineeseen, joka ylittää sen omasta massasta aiheutuvan jännityksen.
Kyky kiinnittää pehmeää maaperää määritetään laboratoriotesteissä kostutetun lujuuden heikkenemisen suhteella vaikuttavaan paineeseen.
Ominaisuudet
Alitiivistymisen lisäksi vajoavalle maaperälle on ominaista alhainen luonnollinen kosteuspitoisuus, pölyinen koostumus ja korkea rakenteellinen lujuus.
Maan kylläisyys vedellä eteläisillä alueilla on pääsääntöisesti 0,04-0,12. Siperian alueilla, keskivyöhykkeellä, indikaattori on välillä 0,12-0,20. Kosteusaste alueella ensimmäinen tapaus on 0, 1-0, 3, toisessa - 0, 3-0, 6.
Rakenteen lujuus
Se johtuu pääasiassa sementointiadheesiosta. Mitä enemmän kosteutta pääsee maahan, sitä heikompi lujuus.
Tutkimustulokset ovat osoittaneet, että ohuilla vesikalvoilla on muodostelmiin kiilaava vaikutus. Ne toimivat voiteluaineena, mikä helpottaa vajoavan maaperän hiukkasten liukumista. Kalvot tarjoavat tiiviimmän kerrosten asettamisen ulkoisen vaikutuksen alaisena.
Kytkin kyllästettyvajoavan maaperän kosteus määräytyy molekyylien vetovoiman vaikutuksesta. Tämä arvo riippuu maan tiheydestä ja koostumuksesta.
Prosessin ominaisuus
Poistaminen on monimutkainen fysikaalinen ja kemiallinen prosessi. Se ilmenee maaperän tiivistymisenä liikkeen ja hiukkasten ja kiviainesten tiheämmän (tiiviimmän) pakkauksen vuoksi. Tästä johtuen kerrosten kokonaishuokoisuus pienenee tilaan, joka vastaa vaikuttavan paineen tasoa.
Tiheyden lisääntyminen johtaa joihinkin muutoksiin yksilöllisissä ominaisuuksissa. Tämän jälkeen tiivistyminen jatkuu paineen vaikutuksesta, vastaavasti lujuus kasvaa edelleen.
Ehdot
Nostot tapahtuvat:
- Perustuksen kuorma tai oma massa, joka märkänä voittaa hiukkasten koheesiovoimat.
- Riittävä kosteustaso. Se auttaa vähentämään voimaa.
Näiden tekijöiden pitäisi toimia yhdessä.
Kosteus määrittää vajoavan maaperän muodonmuutosten keston. Yleensä se tapahtuu suhteellisen lyhyessä ajassa. Tämä johtuu siitä, että maa on pääasiassa vähäkosteisessa tilassa.
Vedellä kyllästetyssä tilassa muodonmuutos kestää kauemmin, kun vesi suodattuu maaperän läpi.
Maan tiheyden määritysmenetelmät
Suhteellinen vajoaminen määritetään häiriintymättömän rakenteen näytteillä. Tätä varten käytetään pakkauslaitetta -maan tiheysmittari. Tutkimuksessa käytetään seuraavia menetelmiä:
- Yksi käyrä, jossa analysoidaan yksi näyte ja sen liotus nykyisen kuormituksen loppuvaiheessa. Tällä menetelmällä on mahdollista määrittää maaperän kokoonpuristuvuus tietyssä tai luonnollisessa kosteudessa sekä suhteellinen taipumus muodonmuutos tietyssä paineessa.
- Kaksi käyrää testaamalla 2 näytettä, joilla on sama tiheys. Yksi tutkitaan luonnollisessa kosteudessa, toinen - kyllästetyssä tilassa. Tällä menetelmällä voit määrittää kokoonpuristuvuuden täydessä ja luonnollisessa kosteudessa, suhteellisen taipumuksen muodonmuutokseen, kun kuorma muuttuu nollasta lopulliseen.
- Yhdistetty. Tämä menetelmä on modifioitu yhdistelmä kahdesta edellisestä. Testi suoritetaan yhdelle näytteelle. Se tutkitaan ensin luonnollisessa tilassaan 0,1 MPa:n paineeseen. Yhdistetyn menetelmän avulla voit analysoida samoja ominaisuuksia kuin 2 käyrämenetelmällä.
Tärkeitä kohtia
Maan tiheysmittareilla testattaessa millä tahansa yllä olevista vaihtoehdoista on otettava huomioon, että tutkimusten tulokset vaihtelevat suuresti. Tältä osin jotkin indikaattorit, jopa yhtä näytettä testattaessa, voivat poiketa 1, 5-3 ja joissakin tapauksissa jopa 5 kertaa.
Tällaiset merkittävät vaihtelut liittyvät näytteiden pieneen kokoon, materiaalin heterogeenisyyteen karbonaatin ja muiden sulkeumien vuoksi tai suurten huokosten läsnäoloon. Väistämätöntutkimusvirheitä.
Vaikuttavat tekijät
Useiden tutkimusten aikana on todettu, että maaperän vajoamistaipteen indikaattori riippuu pääasiassa:
- Paine.
- Maan tiheysasteet luonnollisella kosteudella.
- Vapaantuneen maaperän koostumus.
- Kosteuden lisäys.
Kuormitusriippuvuus heijastuu käyrään, jonka mukaan indikaattorin kasvaessa suhteellisen muutos alttiuden arvo saavuttaa ensin maksimiarvon. Paineen nousun myötä se alkaa lähestyä nollaa.
Lössin k altaisilla hiekkasavuilla, lössillä, savimailla paine on pääsääntöisesti 0,2-0,5 MPa ja lössimäisillä savimailla - 0,4-0,6 MPa.
Riippuvuus johtuu siitä, että vajoamismaaperän kuormitusprosessissa luonnollisella kyllästymisellä tietyllä tasolla alkaa rakenteen tuhoutuminen. Tässä tapauksessa havaitaan terävä puristus ilman muutosta veden kyllästymisessä. Muodonmuutos paineen nousun aikana jatkuu, kunnes kerros saavuttaa erittäin tiheän tilan.
Riippuvuus maaperän koostumuksesta
Se ilmaistaan siinä, että plastisuuden määrän kasvaessa suhteellisen taipumuksen muodonmuutoksiin indikaattori pienenee. Yksinkertaisesti sanottuna suurempi rakenteen vaihteluaste on ominaista lietteelle, pienempi - savelle. Luonnollisesti, jotta tämä sääntö olisi totta, muiden ehtojen on oltava samat.
Alkupaine
Rakennusten ja rakenteiden perustuksia suunniteltaessalasketaan rakenteiden kuormitus maahan. Tässä tapauksessa määritetään alkuperäinen (minimi) paine, jolla muodonmuutos alkaa täysin kyllästyessä vedellä. Se rikkoo maaperän luonnollista rakenteellista lujuutta. Tämä johtaa siihen, että normaali tiivistysprosessi häiriintyy. Näihin muutoksiin puolestaan liittyy rakenteellisia uudelleenjärjestelyjä ja voimakasta tiivistymistä.
Ylläoleva huomioon ottaen näyttää siltä, että suunnitteluvaiheessa rakentamista organisoitaessa alkupaineet tulisi ottaa lähelle nollaa. Käytännössä näin ei kuitenkaan ole. Määritettyä parametria tulee käyttää siten, että paksuuden katsotaan olevan ei-vajoa yleisten sääntöjen mukaan.
Osoitintehtävä
Alkupainetta käytetään suunniteltaessa perustuksia vajoavalle maaperälle määrittämään:
- Suunnittelukuormitus, jolla ei tapahdu muutoksia.
- Vyöhykkeen koko, jossa tiivistyminen tapahtuu perustuksen massasta.
- Vaadittu maaperän muodonmuutossyvyys tai maaperän tyynyn paksuus, muodonmuutos kokonaan poissulkemalla.
- Syvyys, josta muutokset maaperän massasta alkavat.
Alkukosteus
Sitä kutsutaan indikaattoriksi, jossa jännittyneessä tilassa oleva maaperä alkaa vajota. Alkukosteutta määritettäessä suhteellinen arvo 0,01 otetaan normaaliarvoksi.
Parametrin määritysmenetelmä perustuu puristuslaboratoriotesteihin. Tutkimukseen tarvitaan 4-6 näytettä. Käytetään kahta menetelmääkäyrät.
Yksi näyte testataan luonnollisessa kosteudessa kuormituksella maksimipaineeseen asti erillisissä vaiheissa. Sillä maaperää liotetaan, kunnes vajoaminen tasaantuu.
Toinen näyte kyllästetään ensin vedellä, ja sitten jatkuvalla liotuksella se ladataan viimeiseen paineeseen samoissa vaiheissa.
Jäljellä olevien näytteiden kosteutus suoritetaan indikaattoreille, jotka jakavat kosteusrajan alkuperäisestä vesikyllästykseen suhteellisen tasaisin välein. Sitten ne tutkitaan pakkauslaitteissa.
Lisäys saavutetaan kaatamalla laskettu määrä vettä näytteisiin pitäen sitä edelleen 1-3 päivää, kunnes kyllästystaso stabiloituu.
Muodonmuutosominaisuudet
Ne ovat kokoonpuristuvuuden ja sen vaihtelun kertoimet, muodonmuutosmoduuli, suhteellinen puristus.
Muotonmuutoskertoimella lasketaan perustuksen painumisen ja niiden epätasaisuuden todennäköiset indikaattorit. Pääsääntöisesti se määräytyy kentällä. Tätä varten maanäytteitä testataan staattisilla kuormilla. Muodonmuutosmoduulin arvoon vaikuttavat kosteuspitoisuus, tiheys, rakenteellinen koheesio ja maan lujuus.
Maan massan kasvaessa tämä indikaattori kasvaa, kun se kyllästyy enemmän vedellä, se laskee.
Pakkauksen vaihtelutekijä
Se määritellään kokoonpuristuvuuden suhteeksi tasaisessa tai luonnollisessa kosteudessa maaperän ominaisuuksiin vedellä kyllästetyssä tilassa.
Vastaavakenttä- ja laboratoriotutkimuksissa saadut kertoimet osoittavat, että ero niiden välillä on merkityksetön. Se on välillä 0,65-2 kertaa. Siksi käytännön käyttöä varten riittää indikaattorien määrittäminen laboratoriossa.
Vaihtuvuuskerroin riippuu pääasiassa paineesta, kosteudesta ja sen nousun tasosta. Paineen kasvaessa indikaattori kasvaa, luonnollisen kosteuden kasvaessa se laskee. Kun se on täysin kyllästetty vedellä, kerroin lähestyy arvoa 1.
Lujuusominaisuudet
Ne ovat sisäisen kitkan ja ominaiskoheesion kulma. Ne riippuvat rakenteellisesta lujuudesta, veden kyllästymistasosta ja (vähemmässä määrin) tiheydestä. Kosteuden kasvaessa tarttuvuus heikkenee 2-10 kertaa ja kulma pienenee 1,05-1,2. Rakenteen lujuuden kasvaessa tarttuvuus kasvaa.
Vajoavien maaperän tyypit
Yhteensä 2:
- Vapautuminen tapahtuu pääasiassa alustan muotoaan muuttavalla alueella perustuskuormituksen tai muun ulkoisen tekijän vaikutuksesta. Samanaikaisesti sen painon aiheuttama muodonmuutos puuttuu lähes kokonaan tai on enintään 5 cm.
- Maaperän mahdollinen vajoaminen sen massasta. Sitä esiintyy pääosin paksuuden alemmassa kerroksessa ja ylittää 5 cm. Ulkoisen kuormituksen vaikutuksesta vajoaminen voi tapahtua myös yläosassa muotoaan muuttavan alueen rajojen sisällä.
Vaatumistyyppiä käytetään rakennusolosuhteiden arvioinnissa, vajoamisen vastaisten toimenpiteiden kehittämisessä, perustusten suunnittelussa,perustus, itse rakennus.
Lisätietoja
Vapautuminen voi tapahtua missä tahansa rakenteen rakentamisen tai käytön vaiheessa. Se voi ilmetä alkuperäisen kosteuden lisääntymisen jälkeen.
Hätäliotuksen aikana maa painuu muodonmuutosvyöhykkeen rajoissa melko nopeasti - 1-5 cm/vrk. Kosteudensyötön päätyttyä muutaman päivän kuluttua lasku tasaantuu.
Jos ensimmäinen liotus tapahtui muodonmuutosvyöhykkeen osan rajoissa, jokaisen seuraavan vesikyllästymisen yhteydessä tapahtuu vajoamista, kunnes koko vyöhyke on täysin kostutettu. Vastaavasti se kasvaa maaperän kuormituksen kasvaessa.
Intensiivisessä ja jatkuvassa liotuksessa maan vajoaminen riippuu kostutuskerroksen alaspäin suuntautuvasta liikkeestä ja vedellä kylläisen vyöhykkeen muodostumisesta. Tässä tapauksessa vajoaminen alkaa heti, kun kostutusrintama saavuttaa syvyyden, jossa maa painuu omasta painostaan.
