Типы движений грунта — причины и рекомендуемые подходящие фундаменты

Существуют различные типы движений грунта, которые могут происходить независимо от нагрузок, оказываемых на грунт фундаментами. Поэтому необходимо предусмотреть адекватные меры против таких движений грунта, чтобы предотвратить разрушение фундамента.
Уменьшение подвижек грунта может включать в себя углубление фундамента до грунта, не подверженного таким подвижкам, или строительство такого типа фундамента, который способен воспринимать значительные подвижки без причинения структурных повреждений.
В этой статье рассматриваются различные типы движений грунта и подходящие типы фундаментов.

Типы движений грунта, причины и рекомендуемые подходящие фундаменты

  • Движения грунта
  • Движения грунта из-за просачивания воды и поверхностной эрозии
  • Движения грунта из-за вибраций
  • Движения грунта из-за ползучести склона
  • Движения грунта из-за оседания горных пород
  • Фундаменты на заполненных грунтах
  • Фундаменты под машины

Движения грунта

Существует несколько факторов, вызывающих движение грунтов, которые рассматриваются в следующих разделах:

Увлажнение и высыхание глинистого грунта из-за изменения содержания влаги

Существуют типы почв, которые значительно разбухают при увеличении содержания влаги и сжимаются при ее потере.
Такое изменение объема почвы приводит к образованию трещин в сухой сезон, и эти трещины закрываются во влажный сезон, а также к подъему и опусканию грунта во влажный и сухой сезон соответственно.
Утверждается, что такое движение почвы более очевидно и больше в почве с травой, чем в других почвах без травы.
Набухание и усадка глинистой почвы может нанести значительный ущерб зданиям, построенным на мелкозаглубленном фундаменте, особенно если глина под фундаментом тяжелая. Поэтому для малоэтажных строений рекомендуется использовать ленточный фундамент глубиной от 0,9 м до 1,2 м.
Можно возразить, что такая глубина котлована для всей конструкции является дорогостоящей, поэтому рекомендуется допускать перемещения между стенами фундамента и плитами первого этажа.
Увлажнение и высыхание глинистой почвы из-за изменения содержания влаги

Влияние растительности на набухание и усадку почвы

Как правило, наличие деревьев и растительности приводит к высыханию почвы на глубину от 3 до 5 метров. Сообщается, что корень дерева распространяется по радиусу, который, по крайней мере, равен его высоте, а растительность и деревья наносят существенный ущерб строениям.
Усадка глинистой почвы, вызванная деревьями, происходит как по горизонтали, так и по вертикали, поэтому необходимо предусмотреть необходимые меры против оседания почвы и силы, стремящейся разорвать фундамент.
Доказано, что такое движение после удаления дерева на участке может продолжаться в течение 20 лет, поэтому рекомендуется использовать свайный фундамент на участках, где растут деревья.

Усадка глины под воздействием высокой температуры

Обычно глинистая почва под фундаментом печей, обжиговых печей и котлов подвергается значительному высыханию, вследствие чего происходит серьезная усадка. Сообщалось, что тепло от печи достигало 20-метровой глубины глинистой почвы.
Поэтому рекомендуется обеспечить изоляцию между фундаментом таких сооружений, выделяющих большое количество тепла, и глинистой почвой под фундаментом, чтобы предотвратить сильную усадку почвы.
Виды подвижек грунта - причины и подходящие фундаменты

Движения грунта из-за просачивания воды и поверхностной эрозии

Просачивание воды и поверхностная эрозия обычно вызывают проблемы в песчаной почве. внутренняя эрозия почвы происходит, когда грунтовые воды просачиваются в водопропускную трубу или систему санитарной канализации, которые повреждены, и мелкие частицы почвы переносятся по ходу движения грунтовых вод.
Деградация растворимых компонентов твердых промышленных отходов из-за просачивания воды весьма вероятна, что приводит к потере почвы под фундаментом и, в конечном итоге, к разрушению конструкции. Такое нежелательное событие может произойти в зонах оседания горных пород.
Сообщается, что просачивание воды вызывает проблемы в районах с сухим рыхлым песком и лессовым грунтом. Рекомендуется уплотнить такой грунт с помощью тяжелого молота в районах, где глубина залегания такого грунта менее 6 м, а в районах, где глубина залегания грунта более 6 м, рекомендуется забивать сваи или проводить взрывные работы.
Что касается поверхностной эрозии, то она может происходить из-за потери материала текущей водой или сильным ветром.
Мелкие пески, алевриты и сухие торфы — это типы почв, которые подвержены поверхностной эрозии, вызываемой сильным ветром. Это может подорвать фундамент строения, если не решить эту проблему должным образом, углубив фундамент до 0,3 м и посадив растительность на участке или покрыв поверхность щебнем, гравием или глинистой почвой.
Что касается поверхностной эрозии, вызванной текущей водой, то этот тип эрозии может вызвать серьезные проблемы, особенно в регионах, подверженных сильным ливням. Утверждается, что обычной глубины фундамента, которая составляет от 0,9 до 1,2 м, недостаточно для решения этой проблемы, поэтому необходимо обеспечить необходимый дренаж и мощение или другие методы защиты поверхности.
В таких случаях рекомендуется использовать свайный фундамент, чтобы избежать проблем с фундаментом и последующего разрушения тяжелых конструкций.
Движения грунта из-за просачивания воды и поверхностной эрозии

Движения грунта из-за вибраций

Обычно для уплотнения недавно уложенного бетона и песчаных грунтов используется различное вибрационное оборудование. Когда залитый бетон подвергается воздействию вибрации, его плотность увеличивается и он значительно оседает.
Аналогичным образом, фундамент, построенный на песке или песчаном гравии, будет страдать от того же явления, когда он подвергается вибрации.
Существуют различные источники, от которых фундамент может получить вибрацию, например, взрывные работы, неуравновешенные машины, отбойные молотки, забивание свай и землетрясения.
Движения грунта из-за вибраций

Движение грунта под воздействием вибрации, вызванной землетрясением

На основании лабораторных испытаний, полевых экспериментов и наблюдений за повреждениями конструкций в прошлом доказано, что значительные и экстремальные осадки вследствие вибрации вызываются высокочастотными колебаниями в диапазоне 500-2500 импульсов в минуту.
Меры, предлагаемые для борьбы с вредным воздействием вибрации на фундамент, включают вибрирование песков, принятие необходимых мер предосторожности для снижения воздействия свайного фундамента на окружающую структуру, построенную на песках.
Для фундаментных конструкций, поддерживающих вибрационные машины, рекомендуется использовать специальное виброгасящее устройство для вибрационных машин, поддерживаемых фундаментной конструкцией, или выкапывать фундамент до тех пор, пока не будет реализован слой почвы, не чувствительный к вибрации, например, грунт.
Обеспечение демпферов для поглощения вибрации машин

Рис. Обеспечение демпферов для поглощения вибраций машины

Антивибрационные крепления

Антивибрационные крепления

Движения грунта из-за сползания склона

Естественно, что малая толщина грунта на определенных склонах холма будет сползать и сползать вниз, и такое движение обычно происходит в течение длительного периода времени, и есть признаки, указывающие на такие движения, например, наклонившиеся деревья.
Рекомендуется вырыть пробные шурфы на наклонных склонах, чтобы изучить вероятность движения обломков, которые были принесены с более высоких мест, в будущем.
Следует знать, что вес конструкции не оказывает явного влияния на массу сползающего грунта и, следовательно, нагрузка на фундамент не повлияет на коэффициент безопасности сползания, но процесс строительства может повлиять на устойчивость склона.
Следует помнить, что растительность на участке повышает устойчивость, а ее удаление во время строительных работ для расчистки уменьшит это преимущество.
Надлежащие меры, которые могут быть рассмотрены для решения этой проблемы, варьируются в зависимости от типа грунта склона холма. Например, с неустойчивостью скалистых склонов можно справиться с помощью цементации или забутовки, но рекомендуется избегать строительства в таких местах при наличии глинистой почвы, так как ее восстановление практически невозможно, или же фундамент сооружения должен быть спроектирован и построен так, чтобы перемещаться полностью как единый объект.
Закрепление откосов болтами для получения устойчивости

Закрепление склонов болтами для получения устойчивости

Наклонение деревьев из-за оползания склонов

Наклонение деревьев из-за оползания склонов

Движения грунта из-за оседания горных пород

Наличие засыпанных старых горных выработок может создать серьезные проблемы для фундамента сооружения. Большинство таких мест не могут быть обнаружены, и для выявления таких уязвимых мест использовалось несколько методов, таких как геофизические методы, но единственным эффективным методом является рытье траншеи по всей строительной площадке.
Величина и латеральный диапазон проседания горных пород зависят от техники, используемой для добычи материала. Например, дноуглубительные работы, откачка или добыча полезных ископаемых, и в определенное время применялись различные подходы. Проблемы с фундаментом, вызванные скрытой добычей полезных ископаемых, неоднократно возникали в Великобритании.
Сообщается, что если толщина грунта над участком, из которого были извлечены материалы, глубокая, то это не повлияет на конструкцию, в противном случае фундамент значительно ухудшится.
На рисунках выше и ниже показано движение грунта в результате неактивной добычи угля и его влияние на строение в районе и вокруг него.
Оседание грунта над недействующими и неопознанными угольными шахтами

Оседание почвы над неактивными и неопознанными угольными разработками

Влияние оседания на здание на площадке

Влияние оседания на здание на участке

Существует ряд рекомендаций, которые необходимо учитывать для защиты сооружений на участках проседания грунта. Конструкция должна быть полностью жесткой или гибкой, рекомендуется использовать простые пролеты и гибкую надстройку, если это возможно. Для защиты от сжатия и растяжения грунта лучше всего использовать мелкозаглубленный фундамент, например, плот.
Существуют и другие методы, которые могут быть использованы для защиты сооружений в зонах просадки. Например, сочленение надстройки или подконструкции, обеспечение гидравлического домкрата под стеной или колоннами, а также рытье траншей вокруг конструкции для снятия напряжения сжатия.

Фундамент на заполненном грунте

Фундаменты, построенные на заполненном грунте, могут получить повреждения из-за оседания заполненного грунта. Существует три основных фактора, вызывающих оседание грунта: консолидация сжимаемого грунта под весом фундамента, разрушение грунта под действием собственного веса и консолидация почвенного слоя под грунтом под собственным весом плюс вес грунта.
Движение грунта из-за консолидации сжимаемого грунтового наполнителя незначительно, если фундамент не тяжелый, в противном случае движение необходимо рассчитать и правильно решить проблему.
Движение грунта под действием веса грунтового наполнителя зависит от нескольких факторов, таких как состав, уплотнение и толщина слоя наполнителя, условия укладки наполнителя и его воздействие на окружающую среду. Если заполняющий материал содержит химические вещества, возможно, что значительное оседание происходит из-за химических реакций.
Движения, вызванные консолидацией природного материала под грунтом, зависят от ряда факторов, таких как состав и толщина слоя грунта. Движение будет значительным в случае мягкой глины, в то время как в случае плотного грунта, такого как песок, произойдет незначительное оседание.
Предлагаемые решения при подвижках грунта включают добавление арматуры к ленточному фундаменту, чтобы избежать ступенчатых трещин, или надлежащее уплотнение грунта, после чего можно рассматривать любой тип фундамента, или удаление верхнего рыхлого материала при большой толщине грунта, плотовый фундамент предлагается для плохо уплотненного грунта, а сваи следует рассматривать, если конструкция тяжелая, например, промышленные здания.
Фундамент на заполненном грунте

Машинные фундаменты

Как правило, фундаменты под машины должны быть спроектированы таким образом, чтобы распределить нагрузку от размещенных машин на грунт во избежание слишком большой осадки или наклона фундамента относительно пола или других неподвижных объектов.
Пропорционирование основания фундамента, которое поддерживает не вибрирующую нагрузку, может быть легко проведено при условии, что известна сжимаемость грунта и прочность на сдвиг.
Можно определить допустимое давление на опору, чтобы избежать чрезмерной осадки, и устранить крен, поместив центр тяжести машины на центр тяжести фундаментного блока.
Вибрация фундамента может исходить от внешнего источника, например, землетрясения, или от объектов, опирающихся на фундамент, таких как машины.
Что касается последнего вопроса, рекомендуется предотвратить совпадение рабочей частоты машины и собственной частоты фундамента. Это связано с тем, что движение может значительно усилиться из-за резонанса.
Если машина работает в широком диапазоне частот, то рекомендуется проверить влияние резонанса на движение фундамента, чтобы убедиться, находится ли оно в допустимых пределах или нет.
оборудование-фундаменты
Меры, используемые для снижения влияния вибрации, заключаются в увеличении массы фундамента для ослабления отражения внутри фундамента. Кроме того, крепления могут быть использованы для гашения вибраций, если строительство тяжелого фундамента нецелесообразно.
Различные крепления, используемые для поглощения вибраций, включают пробковые плиты и резиновые прокладки, крепления для резиновых ковров, крепления из склеенной резины и рессоры.
Читать далее:
Как защитить фундаментные конструкции от воздействия грунтов и грунтовых вод?
Методы, процедуры и применение подпоров в укреплении фундаментов
Установка свайного фундамента методом прямой циркуляции раствора

Плоты плавучести или фундаменты с полыми коробками или плавающие фундаменты в строительстве зданий

Читайте далее:
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Центрсельстрой