Угол естественного заложения откоса грунта

Построение линии откосов (л.о.)

Откосы устанавливаются с целью обеспечения устойчивости планировочной площадки как разновидности постоянного земляного сооружения. Угол откоса постоянных земляных сооружений принимается не более угла естественного откоса грунта в разрыхленном состоянии (см. табл.4.3 в [1]).

Принимаем, что за пределами строительной площадки поверхность земли горизонтальна, в этом случае, заложение откоса А (рис.13) в каждой из вершин треугольников по контуру площадки определяем по формуле

A = m·h , м (1.14)
где: m — коэффициент откоса, принимаемый равным ctg угла естественного откоса по [1], табл.4.3 (m = 1,0 , как для сухой глины) ;

h — рабочая отметка, м.

Например А1 =1,0·(+0,78)=+0,78 м

А=m·h

заложение откоса

Рис. 13 . Сечение откоса

Для построения линии откосов по контуру площадки откладываем в вершинах вычисленные заложения (задавшись масштабом откосов), и полученные точки соединяем прямыми линиями (рис. 14).

Рис. 14. Схема построения откосов на планировочной площадке

Определение объемов откосов

а) Объем угловых откосов, представляющих собой пирамиду с квадратным основанием m·h × m·h (рис.6), находим по выражению (объемы I-го типа)

V₁ О = (m 2 ·h₁ 3 ) / 3, м 3 (1.15)

V₁ О = (m 2 ·h₁ 3 ) / 3 =1,0 2 (+0,78) 3 / 3 = 0,16м 3

б) Объемы откосов II-го типа, представляющих собой призматоид с треугольным основанием, находим по формуле (при сторонах, не пересекаемых Л.Н.Р.)

Знак объема определяется знаком рабочих отметок в числителе.

в) Объем откосов III-го типа, представляющих собой пирамиду с треугольным основанием, определяем по формуле:

Схема площадки с вычисленными объемами пунктов выемки и насыпи показана на рис. 15.

Составление сводной балансовой ведомости.

Производим в форме таблицы.

Таблица 1 – Сводная балансовая ведомость

Приход грунта (выемка)

Расход грунта (насыпь)

объем,

Объем,

При планировке под заданную отметку равенство объемов, как правило, не соблюдается. В этом случае разница между ∑1 и ∑2 показывает, сколько грунта нужно привезти, либо вывезти.

В этом случае, если разность (∑1 — ∑2) положительна, то в свободной балансовой ведомости в графу «расход грунта» вводится объект «кавальер» с объемом, равным (∑1 — ∑2), при отрицательной разности в графу «приход грунта» вводится объект «карьер» или «резерв» с объемом (∑1-∑2).

Сводная балансовая ведомость приведена в таблице 6 расчета по программе «TSP»

Расчет объемов земляных масс при планировке площадки с помощью программы «TSP»

Расчет объемов способом квадратных призм

Имя файла с результатами: «RezС26»;

Количество квадратов по горизонтали: 3;

Количество квадратов по вертикали: 2;

Размер стороны квадрата, м: 65;

Уклон, i1: 0.001 (направлен слева направо);

Уклон, i2: 0.003 (направлен снизу вверх);

Способ определения объёмов планировочных работ: квадратных призм;

Способ планировки площадки: проектная отметка;

Точность вычисления рабочих отметок: до 0.01 м;

Коэффициент откоса, m: 1.00.

Коэффициент остаточного разрыхления, Кор: 0.04.

Заданная проектная отметка,м: 36.32.

ПРИМЕЧАНИЕ: НАЧАЛО КООРДИНАТ В ЛЕВОМ НИЖНЕМ УГЛУ ПЛОЩАДКИ

Таблица 2. Информация о вершинах.

|п/п| х,м | y,м |крас. |чёрн.| раб. |

|1 |0 |130 | 36.22|35.44| 0.78 |

|2 |65 |130 | 36.16|35.27| 0.89 |

|3 |130 |130 | 36.09|35.26| 0.83 |

|4 |195 |130 | 36.03|34.71| 1.32 |

|5 |0 |65 | 36.42|36.66|-0.24 |

|6 |65 |65 | 36.35|36.50|-0.15 |

|7 |130 |65 | 36.29|35.95| 0.34 |

|8 |195 |65 | 36.22|35.17| 1.05 |

|9 |0 |0 | 36.61|37.93|-1.32 |

|10 |65 |0 | 36.55|37.46|-0.91 |

|11 |130 |0 | 36.48|36.44| 0.04 |

|12 |195 |0 | 36.42|35.61| 0.81 |t

Заданная проектная отметка,м: 36.32.

Таблица 3. Информация о фигурах.

|№ |Номера вершин квадрата |

|п/п|1-ая |2-ая |3-ья |4-ая |

Таблица 4. Информация об объёмах.

|№ |Об. на-|Об. вы-|Коорд. линии нулевых работ

Координаты центра тяжести фигур| |п/п|сыпи,м3|емки,м3| х1,м | y1,м | х2,м | y2,м |Хцт+,м |Yцт+,м |Хцт-,м |Yцт-,м | |1 |1434.50|82.50 |0.00 |80.29 |65.00 |74.38 |33.14 |103.64 |29.93 |71.28 | |2 |2022.10|4.66 |65.00 |74.38 |84.90 |65.00 |98.08 |98.16 |71.63 |68.13 | |3 |3739.13|—- |—- |—- |—- |—- |162.50 |97.50 |—- |—- | |4 |—- |2767.38|—- |—- |—- |—- |—- |—- |32.50 |32.50 | |5 |250.97 |969.22 |127.26 |0.00 |84.90 |65.00 |114.20 |44.27 |86.91 |28.31 | |6 |2366.00|—- |—- |—- |—- |—- |162.50 |32.50 |—- |—- |t Таблица 5. Информация об откосах. |Номер откоса |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 | |Объем откоса,м3|0.16 |22.76 |24.07 |39.51 |0.77 |46.23 |28.58 |0.18 |t |Номер откоса |9 |10 |11 |12 |13 |14 |15 |16 | |Объем откоса,м3|10.69 |0.00 |-8.59 |-41.77 |-0.77 |-29.25 |-0.15 |5.04 |t P.S. Нумерация откосов по часовой стрелке от вершины №1 Таблица 6. Сводная балансовая ведомость. | Приход грунта (выемка) || Расход грунта (насыпь) | | Объект |Геометричес- | Объект | Объём, м3 | | |кий объём, м3| |Геометрический|С учётом Кор| |Планировочная|3823.75 |Планировочная|9812.69 |9435.28 | | выемка | | насыпь | | | |Откосы выемки|80.53 |Откосы насыпи|177.97 |171.13 | | Всего |3904.28 | | |9606.41 | | Карьер |5702.12 | | | | | Всего |9606.41 | | |9606.41 |t Дополнительная информация. Таблица 7. Расстояния между насыпями и выемками. |Номера|выемки |1 |1 |1 |1 |1 |2 |2 |2 | |фигур |насыпи |1 |2 |3 |5 |6 |1 |2 |3 | |Расстояние, м||32.51 |73.26 |135.14 |88.50 |138.13 |52.37 |40.02 |95.50 |t |Номера|выемки |2 |2 |4 |4 |4 |4 |4 |5 | |фигур |насыпи |5 |6 |1 |2 |3 |5 |6 |1 | |Расстояние, м||48.80 |97.60 |71.14 |92.81 |145.34 |82.55 |130.00 |92.55 |t |Номера|выемки |5 |5 |5 |5 | |фигур |насыпи |2 |3 |5 |6 | |Расстояние, м||70.74 |102.48 |31.62 |75.71 |t Рис. 15. Схема площадки с вычисленными объемами пунктов выемки и насыпи способом квадратных призм

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 958 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Подсчет объёмов земляных работ при вертикальной планировке площадок

Объемы земляных работ определяются различными способами в зависимости от требуемой точности, исходных условий. Так, планировка площадки может производиться под заданную отметку или под отметку, определяемую из условия нулевого баланса земляных масс.

При нулевом балансе земляных масс достигается равенство объёмов насыпей и выемок на самой площадке: без завоза недостающего грунта с других территорий и вывоза лишнего грунта за пределы площадки. При таком решении достигается наиболее экономичное производство земляных работ.

При вертикальной планировке площадок подсчёт объёмов земляных работ производится способами квадратов или треугольных призм. В первом случае план площадки в горизонталях разбивается на квадраты. Величину стороны квадрата принимают в зависимости от рельефа местности и точности подсчёта. При сильно пересеченном рельефе местности она принимается равной 10 — 50 м, а при спокойном рельефе — до 100 м.

При этом для упрощения расчётов желательно свести число квадратов к минимуму, соблюдая, однако, условие, чтобы в пределах одного квадрата проходили не более двух горизонталей.

При определении объёмов земляных работ способом треугольных призм полученные квадраты разделяют диагоналями на треугольники. Направление диагоналей выбирается параллельным направлению характерных горизонталей.

Способ квадратов более прост, требует меньше вычислительной работы, но и менее точен. Его рекомендуется применять для подсчёта объёмов земляных работ при спокойном и однообразном рельефе планируемой площадки. В других случаях точность расчетов по этому способу оказывается недостаточной. Более точные результаты могут быть достигнуты при применении способа треугольных призм.

Для подсчёта объёмов земляных работ производят следующие операции:

1) определяют черные отметки вершин квадратов;

2) определяют для тех же точек красные (проектные) отметки;

3) вычисляют рабочие отметки;

4) определяют и наносят на план линию нулевых работ;

5) определяют объёмы земляных работ на одноимённых и переходных квадратах (треугольниках);

6) определяют полный объём насыпей и выемок на площадке.

Определение черных отметок. Чёрные отметки вершин квадратов (треугольников) вычисляют по заданным горизонталям путём интерполяции (когда вершина лежит между двумя горизонталями) или экстраполяция (когда вершина находится вне горизонталей) (рис. 3.1). Через вершины, для которых определяют черные отметки, проводят нормали к ближайшим горизонталям.

Рис. 3.1. К определению черных отметок

Черная отметка для вершины, лежащей между двумя горизонталями, определяется по формуле (рис. 3.1, б)

(H2 — H)l

Черная отметка для вершин, находящихся вне горизонталей, определяется по формулам (рис. 3.1, а и 3.1, в):

где Н1, Н2, Н3 — отметки горизонталей, м;

L — расстояние между двумя горизонталями в плане, м; l — расстояние от вершины до горизонтали, м.

Определение красных (проектных) отметок. Проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку, называется красной отметкой. При нулевом балансе земляных масс находится средняя проектная отметка планировки — Нср. При ориентировочных подсчётах среднюю отметку планировки Нср приравнивают к средней отметке естественного рельефа местности Н0.

Если нивелировочная сетка состоит только из квадратов, то средняя отметка, определяется по формуле

. = £ H + 2£ н 2 + 4£ н 4 0 4п

где £ н1 — сумма черных отметок вершин, принадлежащих одному квадрату (на углах площадки);

£ н2 — сумма черных отметок вершин, в которых смыкаются два квадрата (по периметру площадки);

£ н4 — сумма черных отметок вершин, где смыкаются четыре квадрата (внутри площадки);

п — количество квадратов на площадке.

Для площадки, разбитой на треугольники, средняя отметка определяется по формуле

где £ н1 — сумма черных отметок вершин, где имеется один угол треугольника;

Z H 2, Z H3 , Z H6 — сумма черных отметок вершин, общих, соответственно для двух, трех и шести треугольников;

п — количество квадратов на площадке.

Если площадка планируется как горизонтальная плоскость, то полученная средняя отметка принимается за красную для всей поверхности площадки. Но планировка по горизонтальной плоскости производится весьма редко, т. к. в этом случае отсутствует сток поверхностных вод. Обычно площадки планируются с уклоном, обеспечивающим сток поверхностных и атмосферных вод (не менее 0,002).

В этом случае площадь планировки должна быть наклонена на заданную величину относительно центральной оси, перпендикулярной направлению уклона и делящей площадь планируемой площадки пополам I — I (рис. 3.2).

Читать еще: Чем делают грунтовку стен под обои

Рис. 3.2. К определению красных отметок при планировке площадки с уклоном

При этом вдоль этой оси на всём её протяжении сохранится вычисленная средняя отметка Н0. Красные отметки на линиях, параллельных этой оси, могут быть определены по формуле

где l — расстояние от оси поворота плоскости планировки, м; i — заданный уклон поверхности планировки.

При проектных уклонах в двух направлениях:

Нкр = Но ± hh ± i2l2,

где l1, l2 — расстояние от оси поворота плоскости планировки по направлению соответствующих уклонов i1 и i2, м.

При определении красных отметок иногда учитывают, при больших объемах насыпи и выемки, остаточное разрыхление грунта, создающее его избыточный объём.

В этом случае средняя отметка планировки должна определяться по формуле

Величину поправки АН можно определить по формуле

где Ve — объём грунта выемки на планируемой площадке (в плотном те-

FH — площадь планируемой территории, приходящаяся под насыпь, м ;

К — площадь планируемой территории, приходящаяся под выемку, м ; Кор — коэффициент остаточного разрыхления грунта.

Красные отметки вычисляют и записывают в каждой вершине квадрата в верхнем правом углу.

Определение рабочих отметок. Рабочие отметки вычисляются как разность между красными (проектными) и черными отметками:

hp = Нкр — Нч, (3.10)

где hp — рабочая отметка, м;

Нкр — красная (проектная) отметка, м;

Нч — черная отметка, м.

Рабочие отметки со знаком плюс указывают на необходимость устройства насыпи, со знаком минус — на необходимость срезки грунта, то есть устройства выемки. Все вычисленные отметки вписываются у каждой вершины квадрата по следующей схеме:

Красную (проектную) отметку надписывают в верхнем правом углу, черную отметку — в правом нижнем углу, а рабочую — в верхнем левом. Отметки рекомендуется писать цветными карандашами: черные — черным, красные — красным, а рабочие — синим.

Определение линии нулевых работ. Квадраты или треугольники с рабочими отметками одинакового знака называют одноимёнными, разных знаков — переходными.

На сторонах переходных квадратов (треугольников) графически или аналитически определяют положение нулевых точек. Соединив нулевые точки между собой, получим линию нулевых работ, т. е. линию, разграничивающую участки насыпи и выемки. Эта линия будет пересекаться со сторонами квадратов (треугольников) между рабочими отметками разных знаков и на расстояниях от них, прямо пропорциональных абсолютной величине этих отметок.

При графическом определении нулевых точек на сторонах квадратов (треугольников) в произвольном масштабе откладывают рабочие отметки (рис. 3.3), причём отметку с плюсом откладывают в одну сторону, а отметку с минусом в том же масштабе — в другую. Соединив крайние точки отметок прямой линией, получают в месте пересечения её со стороной квадрата (треугольника) нулевую точку.

Рис. 3.3. К определению положения нулевых точек графическим способом

Аналитически положение нулевой точки 0 на стороне переходного квадрата (треугольника) определяется из подобия треугольников (рис. 3.4) по формуле

где х1 — расстояние от вершины до нулевой точки, м; а — сторона квадрата (треугольника), м; h1 и h4 — рабочие отметки (их абсолютные значения), м.

Определение объёмов земляных работ. При подсчёте объёмов земляных работ способом квадратов объём земляного тела насыпи или выемки определяется как сумма объёмов грунта, расположенных в пределах отдельных квадратов.

Объём грунта в одноимённых квадратах принимается равным объёму четырёхгранной призмы с одним основанием, соответствующим естественному рельефу, а другим — поверхности планировки. Вершинами этой призмы являются рабочие отметки. Объём вычисляется как произведение средней рабочей отметки (из четырёх) на площадь квадрата и может быть выражен следующей формулой

V = (h1 + h2 + h3 + h4), (3.12)

где а — сторона квадрата, м;

h1, h2, h3, h4 — рабочие отметки, м.

Эта формула применяется только для квадратов, имеющих все четыре рабочих отметки с одинаковым знаком. При рабочих отметках со знаком «плюс» получаем объём насыпи, со знаком «минус» — объём выемки.

Определение объёмов выемки и насыпи в переходных квадратах производится раздельно для выемки и насыпи по площадям оснований и
средним арифметическим рабочим отметкам, принимая рабочие отметки в точках перехода равными нулю:

где VH — объём насыпи, м3;

Ve — объём выемки, м ;

hH — средняя рабочая отметка участка насыпи, м;

he — средняя рабочая отметка участка выемки, м;

FH — площадь участка насыпи, м ;

F в — площадь участка выемки, м .

Если квадрат в плане разбит линией нулевых работ на две трапеции (рис. 3.5, а), объём насыпи и выемки определяют по формулам:

где а — сторона квадрата, м;

Рн и Рв — величины средней ширины трапеций, м.

Рис. 3.5. К определению площадей участков выемки и насыпи в переходных квадратах

Если квадрат линией нулевых работ разбит на прямоугольный треугольник и пятиугольник (рис. 3.5, б), объём определяют по формулам:

— для треугольного участка

— для пятиугольного участка

где d, I — катеты прямоугольного треугольника, м.

Для сокращения количества вычислений при определении объёмов выемки и насыпи в пределах переходных квадратов может быть использована формула Стрельчевского

где VH — объём насыпи, м ;

Ve — объём выемки, м3; а — сторона квадрата, м;

Z (±h) — сумма положительных рабочих отметок квадрата (при определении объёма насыпи) или сумма отрицательных рабочих отметок квадрата (при определении объёма выемки), м;

Z h — сумма абсолютных значений всех рабочих отметок переходного квадрата, м.

Вычисление объёмов земляных работ сводят в таблицу. В табл. 3.1 приведен пример заполнения.

Подсчёт объёмов земляных работ при планировке площадки

Плывуны

Плывуны — это насыщенные водой грунты, при вскрытии приобретающие свойства вязкой жидкости.

Они представляют собой большую опасность при выполнении строительных работ. Если плывуны вскрываются подземными выработками, то они сравнительно быстро заполняют её, а вышележащие массы начинают сдвигаться и тоже приходят в движение. В Ленинграде в 1974 г. при строительстве метро проходили подземную выработку в плывунах на глубине примерно 80 м после их замораживания. Однако на одном участке эти пески оказались не промороженными и образовался прорыв. Тысячи кубических метров плывунных грунтов быстро заполнили часть готовой выработки, а па поверхности произошло оседание пород с образованием мульды.

При строительстве Северо-Муйского тоннеля протяженностью 15,3 км было вскрыто несколько десятков разломов, заполненных дезинтегрированным до песка и глины грунтом. Обильно водонасыщенные грунты при вскрытии переходили в плывунное состояние. Наиболее опасными по стабильности перехода в плывунное состояние являлись нарушения, заполненные водопасыщенным грунтом песчано-глинистого состава с содержанием глинистых частиц 3-12% и более. Так, например в 1979 г. выброс плывуна в тоннеле составил 12000 за 10 минут. Вынос водонасыщенного песка повлек за собою человеческие жертвы. В 1986 г. выброс плывуна из разломов превысил 8000 . В 1987 г. во время ведения буро-взрывных работ произошел выброс плывуна. В результате на 100 м от забоя была разброшена буровая установка и породопогрузочная машина массой 27 т.

Установлено, что плывуны — это слабые, неустойчивые породы, требующие специальных методов ведения строительных работ и специальных мероприятий по обеспечению устойчивости сооружений.

В плывунное состояние могут переходить пески, супеси, лессы, суглинки, озерные илы, глины.

Таким образом, плывуны — это не какой-либо определенный тип горной породы, а особое состояние породы.

На практике чаще всего приходится иметь дело с плывунными песками и особенно с песками, содержащими некоторое количество коллоидных частиц. При всем многообразии гранулометрического состава плывунов для всех типов плывунных унтов характерно одно общее качество — частицы этих грунтов в силу различных причин при вскрытии горными выработ-1ми оказываются разделенными прослойками свободной воды, то обусловливает или полное исчезновение структурных связей, или уменьшение их настолько, что они не в состоянии противостоять тем напряжениям, которые приводят плывуны в движение.

Плывуны очень осложняют процесс проходки горных выработок и строительство сооружений. При проходке котлованов происходит обрушение их стенок, разжижение грунтов при сотрясении, выполаживание откосов, заплывание котлована грунтом. Так, например, при строительстве Химкинский плотины произошло оплывание супесей в котловане с образованием угла .Оплывание произошло в результате сотрясения от бетономешалки.

Значительные затруднения возникают и при вскрытии плывунов буровыми скважинами. В этом случае в обсадных трубах образуются «пробки» вследствие того, что плывуны из забоя нажины устремляются вверх по обсадной трубе, обволакивают буровой снаряд и происходит его «прихват».

Давление плывунов часто вызывает искривление стволов шахт, разрушает крепление подземных горных выработок.

Проявление плывунности грунтов может привести к деформации и даже разрушению сооружения. Примером может по служить строительство на Ленинских горах в Москве стометрового лыжного трамплина. Когда трамплин был уже построй строители приступили к срезке грунта в нижней части склона, которому нужно было придать кривизну, обеспечивающую безопасное приземление лыжников. Подрезкой были вскрыты плывунные грунты, устремившиеся в выемку так быстро, что рабочие не успели вывести из нее экскаватор.

Переход грунтов в плывунное состояние возможен при одновременном сочетании следующих четырех факторов:

— благоприятные условия залегания пород;

— наличие разностей напоров подземных вод;

— определенный состав пород;

— определенное состояние рыхлых пород.

Под благоприятными условиями залегания следует понимать обнаженность пород, вскрытых горными выработками, буровыми скважинами или какими-нибудь естественными процессам например, размывом. Если плывуны залегают глубоко и не вскрываются, то плывунность пород не проявляется. Очень часто при строительстве, опасаясь осложнений, сооружения проектируют таким образом, чтобы не вскрывать породы, которые могут перейти в плывунное состояние.

Читать еще: Упрочняющая грунтовка для чего

Наличие разности напоров подземных вод также может служить причиной перехода грунтов в плывунное состояние. Разность напоров во многих случаях зависит от геологического строения и геоморфологических условий местности. Следует также иметь в виду, что естественные гидрогеологические условия могут быть изменены в процессе строительства, и тогда устойчивые горные породы могут перейти в плывунное состояние. Так, например, при откачке воды из котлованов может возникнуть разность напоров, что может привести к переходу грунтов в плывунное состояние.

Классификация плывунов

Перечисленные грунты могут перейти в плывунное состояние при наличии избыточного увлажнения их. Анализ причин, которые вызывают переход грунтов в плывунное состояние, позволили А.Ф. Лебедеву подразделить плывуны на истинные ложные.

Истинные плывуны

Истинные плывуны. Группу истинных плывунов составляют рыхлые горные породы — глинистые пески, супеси, суглинки, глины. Они переходят в плывунное состояние не только под воздействием гидродинамического давления, но, главным образом, из-за наличия в их составе минеральных и органических коллоидов. Коллоиды присутствуют в форме коллоидно-дисперсных минералов типа глауконита и монтмориллонита, а также виде гидроокиси Al, Fe и органических соединений. Все они придают частицам плывунов подвижность и, включая большое количество воды, способствуют растяжению структурной сетки.

Это, в свою очередь, обусловливает уменьшение механическое сцепления между частицами. Вода, присутствующая в плывунных грунтах, находится в связанном состоянии, что затрудняет ее удаление.

Истинные плывуны обладают следующими особенностями:

1.Пористость 36-58%, коэффициент пористости 0,67-1,39.

2.Наличие органических и минеральных коллоидов.

3.Наличие частиц размером менее 5 мкм в количестве не менее 3%.

4.Величина максимальной молекулярной влагоемкости превышает 3%.

5.Присутствие коллоидов в составе истинных плывунов обусловливают слабую фильтрационную способность их. Коэффициент фильтрации для истинных плывунов не превышает см/с (0,9-9 см/сут). Чрезвычайно слабая водопроницаемость их и большая водоудерживающая способность исключает возможность осушения плывунов обычными способами.

6.Истинные плывуны обладают очень низким сопротивлением сдвигу. Предельное сдвигающее напряжение не превышает 0,005 МПа.

7.Влажность истинных плывунов близка к пределу текучести.

8.Угол естественного откоса изменяется от (3-4)° до (8-9)°.

9.Плотность истинных плывунов составляет 1,8-2,2 г/см3.

10.Истинные плывуны своеобразно ведут себя при забивке в них свай. При частых ударах небольшой силы плывун приходит в движение и свая легко погружается в грунт. После окончания забивки происходит остановка подвижек и свая приобрела большую несущую способность.

11.Кусочек плывуна, извлеченный из котлована, имеет вид слабовлажного грунта, вода из него не выступает, но если по нему похлопать ладонью, он расплывается и растекающиеся края, каплями падают с руки.

12.При высыхании истинные плывуны сильно цементируются вследствие склеивающего действия коллоидов.

Внешне истинные плывуны обнаруживаются по следующий характерным признакам:

— При взмучивании в дистиллированной воде истинный плывун образует суспензию, которая не осаждается в течение ряда месяцев.

— В истинных плывунах благодаря наличию коллоидных частиц вода в котлованах обычно мутная.

Ложные плывуны

Ложные или псевдоплывуны представляют собой преимущественно среднезернистые или тонкозернистые пески. Переход их в плывунное состояние происходит под влиянием гидродинамического давления потока подземных вод т.е. в результате наличия гидравлического градиента, возникающего при вскрытии выемки, котлована, траншеи, который, взвешивая частицы грунтов, устраняет трение между ними.

1.При взмучивании в дистиллированной воде ложный плывун образует суспензию, которая осветляется в десяти сантиметровом слое в течение 2-3 дней;

В котлованах, вскрывающих ложные плывуны, вода прозрачная или слабо мутная, быстро светлеющая;
Ложные плывуны сравнительно хорошо отдают воду, и при естественном или искусственном снижении гидравлического (напорного) градиента они легко переходят в устойчивое состояние.

Какой фундамент выбрать для слабых грунтов

Как оформить и зарегистрировать частный дом в собственность

Постройка дома с нуля: с чего начать и как построить своими руками, пошаговая инструкция

Идеи планировки частных домов: схема расположения комнат, примеры, фото

В процессе проектирования любого сооружения, важным вопросом для застройщика является обустройство фундамента. Расходы на создание основания постройки могут составлять до 30% от общей сметы строительных работ, поэтому фундамент должен быть надежным. Чтобы определить лучший фундамент для частного дома, владельцу нужно найти «золотую середину» — оптимальное соотношение стоимости и качества. Большое внимание уделяется обустройству фундаментов на слабых грунтах. Поговорим о том, какой фундамент выбрать для слабых грунтов и чем руководствоваться при выборе.

Какие грунты считаются слабыми?

Грунты с большим содержанием торфа и влаги считаются слабыми. Такие почвы имеют слабую жесткость, поэтому на них нельзя сформировать надежную опору и обеспечить равномерное распределение веса. Если в разных частях фундамента присутствует разная нагрузка, то конструкция основания доставит большие проблемы. На заболоченной территории грунт сильно сжижается. Водонасыщенные супеси и рыхлые пески имеют высокую пористость. Заторфированные почвы содержат в составе около 50% органических веществ. Из-за высокой пористости снижается несущая способность.

Если фундамент на слабом грунте создается с нарушением технологии, то он может быть небезопасным. При неравномерной деформации, а также осадках почвы основание будет постепенно разрушаться. Жидкость выдавливается из грунта насыщенного влагой, а сооружение оседает. Вследствие высокой влажности заболоченных территорий почва становится пучинистой. У слабых прослоек высокий коэффициент водонасыщения, а также большая сжимаемость. Если дом возводится на таком участке, нужно учитывать много моментов:

Естественное состояние породы должно оставаться без нарушений. В противном случае его механические свойства снизятся.
При эксплуатации дома нагрузка на фундамент не должна увеличиваться.
Необходимо создание дренажной системы, противофильтрационных полостей для обеспечения условий для поддержания одинакового уровня воды.
Важно учитывать значение структурной прочности породы, чувствительность к динамическим нагрузкам.
Нагрузка на основание должна быть постепенной и медленной по всей площади.

Слабая грунтовая прослойка может иметь разную толщину. В отдельных случаях, она менее 1 метра, при этом в других ситуациях может быть более 10 метров. Однако зачастую под болотистым слоем скрывается малосжижаемый грунт, который имеет благоприятные свойства для возведения построек. Для строительства прочного фундамента на любых типах пород профессиональные строители применяют специальные конструктивные решения. При строительстве на слабых почвах учитывается уменьшение осадки за счет сокращения удельного давления сооружения на фундамент. За счет жесткого каркаса постройки уменьшается чувствительность к деформации грунта.

Как сделать слабый грунт сильнее?

Для улучшения несущих свойств слабых грунтов используются разные технологии:

Выторфовка. При этой технологии болотистый грунт заменяется на подушку из непучинистого грунта. Замена осуществляется под подошвой основания по всей толщине грунта.
Насыпь из непучинистого грунта.
Уплотнение грунта под основанием.

Согласно строительным правилам запрещается опирание подошвы основания сооружения непосредственно на слабые грунты. Поэтому, создание подушек и насыпей – важный элемент конструкции основания на слабом грунте.

Особенности конструкции построек на слабом грунте

В процессе возведения сооружений на болотистых грунтах рекомендуется применение конструктивных решений, направленных на уменьшение осадки грунта за счет снижения удельного давления постройки на грунт. Чтобы снизить чувствительность конструкции сооружения к неравномерным деформациям, повышается гибкость и жесткость силового каркаса постройки.

Эффективные конструктивные мероприятия для снижения удельного давления сооружения на слабый грунт:

Увеличение площади опоры основания на грунт. Для этого применяются плиты или ленточный фундамент с расширением подошвы.
Повышение пространственной жесткости основание при помощи обустройства сборного ленточного фундамента из блоков. Увеличение жесткости плитного основания обеспечивается за счет создания ребер жесткости.
Увеличение пространственной жесткости каркаса постройки за счет устройства монолитных ж/б поясов на уровне перекрытия этажей, а также армирования кладки стен из камня.
Строительство сооружений из бревен, бруса, каркаса и других легких конструкций.

Виды фундаментов

Ленточный фундамент

По глубине заложения, такие основания делятся на мелкозаглубленные, а также с глубоким заложением. Мелкозаглубленные ленты зачастую применяются при строительстве малоэтажных пеноблочных построек. При любых других ситуациях фундаментная лента закладывается ниже уровня грунтовых вод, за счет чего создается мощная конструкция основания с высокими несущими способностями. Такие основания производятся как из сборного железобетона, так и на основе железобетонных монолитов.

Ленточные монолитные железобетонные фундаменты используются чаще всего. Для создания таких опорных частей сооружений нужны большие затраты на земляные и арматурные работы. Также нужно монтировать и демонтировать опалубочную систему. Все расходы оправдывает высокая прочность и несущая способность, за счет чего возможно возведение многоэтажных зданий из тяжелых конструкций. Такие основания подойдут для плотных грунтов.

Ленточные фундаменты из сборного железобетона отличаются экономичностью. Для монтажа не требуются серьезные ресурсы на установку опалубочной конструкции, армирование, заливе бетоном. Из таких блоков можно создать мелкозаглубленный или фундамент с глубоким заложением. На рынке представлен большой выбор ж/б блоков. Преимущество сборных блоков перед монолитом заключается также в значительном сокращении сроков на возведение. Блоки отличаются удобством в складировании и транспортировке.

Столбчатый фундамент

Расположение таких опор осуществляется в разных местах:

Линии несущих стен.
Углы периметра постройки.
Места с высокой концентрацией нагрузок.

Такие опоры бывают мелкозаглубленными и высокозаглубленными. В этом случае, вместо ленточного основания используются столбы. Расположение опор осуществляется с шагом 1.5-2 метра. В сравнении ленточных фундаментов и опорами из столбов, во втором варианте достигается существенная экономия. Она обеспечивается за счет уменьшения объемов земляных работ. Также не нужно обустройство опалубочной системы. Однако для столбчатого основания понадобится создавать ростверк. Благодаря качественному сравнительному техническому и экономическому расчету можно развеять все сомнения по поводу целесообразности создания такого фундамента.

Плиточный фундамент для слабых грунтов

Применение монолитных железобетонных плит актуально для слабых грунтов. Они могут использоваться как самостоятельная опорная конструкция сооружения, так и в качестве ростверка под свайное основание. Ж/б плита имеет высокую несущую способность, при этом отличается высокой стоимостью возведения.

Читать еще: Угол природного откоса грунта

По факту, плитное основание – это единственный тип фундамента, который будет «надежно» стоять на торфе и водонасыщенном песке. В силу строения, плита лежит на слабом грунте. Нагрузка конструкции постройки на всю площадь плиты – ниже, чем при свайном или ленточном основании. При горизонтальных подвижках, постройка на таком фундаменте едете целиком, в результате чего предотвращаются деформации в конструкции сооружения по причине неравномерной нагрузки через основание.

Свайный фундамент – лучшее решение для торфяников

Оптимальный вариант, как с точки зрения экономии, так и в плане технологичности. Устройство свайно-винтовых фундаментов не требует много времени, отличается невысокой трудоемкостью. Перед применением свай, нужно выявить отметки залегания коренных пород, где планируется фиксация опорного конца сваи. Также важны физические и механические свойства породы. Это позволяет определить конкретный тип свай вместе с геометрическими параметрами (длина, величина поперечного сечения).

Такие основания подойдут для возведения небольших построек, которые передают небольшое давление на фундамент. При такой технологии нагрузка на грунт передается точечно. В отдельных ситуациях, если есть коренные грунты с высокой несущей способностью – возможно возведение крупногабаритных зданий с высокими нагрузками. В таком случае, крупногабаритные здания возводят на слабых грунтах с помощью забивных свай.

Выводы

Типовым решением для таких ситуаций является обустройство свайного основания. При этом важно правильно выбрать длину свай. Также удачный вариант – «плавающий» фундамент в виде мелкозаглубленного плитного основания под всей площадью сооружения. За счет большой площади опирания плиты обеспечивается перераспределение нагрузки всего сооружения по площади, за счет чего снижается нагрузка на фундамент. Единственным недостатком технологии является больший расход материала (песок, гравий, бетон, арматура). За счет применения бетона с высокой прочностью и арматуры в нужном количестве обеспечивается высокая устойчивость и надежность возводимых построек.

Чем грозит неверный расчет уклона дренажной канавы? Как рассчитать величину угла?

Грунтовые воды плохо воздействуют на состояние земельного участка и дома в целом. Поэтому для отвода воды монтируются дренажные системы. Но их эффективная работа зависит от уклона. Его нужно высчитать так, чтобы отвод был бесперебойным, и не возникали частые засоры. Как определить нужный уклон?

Каким должен быть правильный угол наклона канавы?
Создание системы для дренажа на участке дома на склоне
Рекомендации по величине угла
Чем грозит неверный расчет?
Как сделать расчет?

Каким должен быть правильный угол наклона канавы?

Дренажная система считается безнапорной и для бесперебойной работы требуется обеспечение правильного угла наклона труб.

Основной параметр, необходимый для определения наклона – диаметр трубы.

Выбирая элементы для дренажной системы не нужно приобретать изделия большого диаметра, это вызовет быстрый уход стоков, а стенки контура покроются илом. В результате дренаж будет часто и быстро засоряться, и необходимы будут прочистки, что влечет дополнительные финансовые вложения.

Основные документы, на которые стоит опираться при расчете дренажа (уклона, глубины, длины каналов) – СниП, ГОСТ, СанПин.

Для правильного расчета уклона нужно учитывать:

диаметр труб;
тип отвода вод;
используемый материал для покрытия участка.

Создание системы для дренажа на участке дома на склоне

Если весной УГВ поднимается до 1,5 м, то без дренажной системы не обойтись. Это может вызвать заболоченность земли, затопление подвальных помещений, цоколей.

Скрытая дренажная система состоит из трубчатых перфорированных дренов, которые оборачивают геотекстилем. Важную роль играет песчаная и щебеночная обсыпка, они являются неким фильтром, который защищает рукава линии от попадания грунта внутрь.

Руководствуясь СНиП, любой дренирующий контур должен быть снабжен смотровыми колодцами.

Благодаря этому можно оптимизировать и контролировать работу системы в любой точке участка.

Дренажная система будет работать только, когда вода спокойно собирается, фильтруется и движется по трубам. Такая работа обеспечивается следующими факторами:

соблюдение уклонов;
проницаемость фильтрационного слоя;
вода не попадает в стыки между фундаментом и почвой;
трубы прокладываются так, чтобы при минусовой температуре изделия не деформировались и не сдвигались.

Вышеуказанные условия создаются проверенными способами и с помощью качественных материалов. Вертикальная часть фундамента ограждается от земли благодаря гидроизоляционному слою. Гидроизоляция является неким барьером, от которого отталкивается жидкость и попадает в дренажные трубы.

Стоит помнить, что отмостка должна располагаться поблизости от канавки или труб, которые будут собирать лишнюю влагу.

Чем грозит неверный расчет?

Правильный расчет уклона дренажной трубы очень важен. Если не соблюдать требования общепринятых норм, то могут произойти аварии на участке.

Возможные последствия могут быть следующих типов:

Когда угол наклона дренажа слишком мал, в рукавах будет происходить застой воды. А маленькие песчинки и другой мусор будут накапливаться. Со временем это приведет к засору в трубе. Чтобы разрешить сложившуюся проблему, придется откапывать поврежденный участок дренажной системы и ремонтировать его.
При недостаточном уклоне весь просвет дрен будет заполнен грунтовыми водами, но они не будут уходить так как нужно. В таком случае уровень грунтовых вод будет оставаться прежним, монтировать дренажную систему тогда нецелесообразно. Территория, где предполагался дренаж, так и будет заболоченной.
Когда уклон выше требуемого, то скорость потока воды будет очень большой. Спустя какое-то время дрены разорвутся в какой-нибудь точке, так как не выдержат высокого давления. Или же жидкость с большой скоростью будет отправляться в точку сброса, а различные частички песка и глины будут оставаться на дне контура. Возникновение засора лишь дело времени.
Если уклон неравномерный, то зоны застоя влаги будут мешаться с участками, где сток слишком быстрый. Это тоже влечет за собой появление засоров, застоя и износа отдельных элементов.

Важно! Если не обеспечить необходимый уклон, грунтовые воды будут застаиваться, и почву будет постоянно подмывать. Также естественная прочность верхних слоев грунта на участке снизится.

Чтобы уложить трубы правильно и соблюдать уклон, потребуется нивелир и теодолит. С помощью этих геодезических приборов измеряется уровень начальной и конечной точки трубы. Обычный строительный уровень не подойдет для такого типа работ.

Как сделать расчет?

Как правило, угол наклона водоотвода измеряется в см на м.п.

Это значительно облегчает монтаж и можно быстро высчитать насколько сантиметров участок размером 1 метр ниже или выше другого.

Для правильного выполнения монтажа системы дренажа нужно рассчитать необходимый угол наклона. При расчете учитываются следующие показатели:

Сечение дрен, зависящее от типа грунта. Чем рыхлее земля, тем больший диаметр контура требуется.
Тип дрен. Они могут быть как с геотекстилем, так и без него. Геотекстиль используется когда земля рыхлая с большим количеством песка. Если грунт крупнозернистый, то можно обойтись без геотекстиля.
Глубина заложения контура.
Перепады высот на участке.
УГВ на территории, перед началом монтажных работ нужно провести гидрогеологическое обследование.
Тип грунта.

Процедура определения уклона от верхней точки первой дрены до точки сброса воды:

Сначала необходимо измерить общую длину дренажного контура (от высшей точки первой трубы до места сброса жидкости). Например, в сумме получилось 30 м.
Далее измеряется прямой участок от верхней точки системы до нижней. Допустим, получилось 5 м.
Затем оба полученных числа складываются: 30+5 = 35 м.
Чтобы вычислить перепад высот между нижней и верхней точками нужно найти 1% от общего значения. В данном примере 35х1%=0,35. Значит требуется установить дренажную систему так, чтобы расстояние между верхней частью и нижней составляла 35 см. Это и есть правильный уклон дренажа.

Защитить дом от плесени и сырости, отводить лишнюю воду с участка поможет качественный дренаж. Для того чтобы система работала эффективно нужно соблюдать технологию монтажа и обеспечить необходимый уклон. Грамотно выполненный расчет уклона и глубины заложения труб позволит создать отличную систему дренажа. От этих показателей зависит большая часть работы дренажной системы.