Механика грунтов

2. Изучить характеристику грунтов города Москвы и их поведение при строительстве

3. Рассмотреть выбор конструкции фундамента в зависимости от типа грунта, Скальные грунты., Полускальные грунты., Крупнообломочные грунты., Песчаные грунты., Глинистые грунты., Суглинки., Торфяники.

естественными основаниями под фундамент

Но основания под фундамент бывают и искусственными. Они необходимы в тех случаях, когда на месте строительства оказываются слабые, сильно сжимаемые грунты. Есть две разновидности искусственных оснований: насыпные и улучшенные.

Насыпные основания., Улучшенные основания., Глубина промерзания

расчетная глубина промерзания

A = B*корень(E1/E2),

где A – расчетная глубина промерзания; B – глубина промерзания за данную зиму, измеренная на осушенной площадки с оголенной поверхностью; E1 – сумма среднемесячных температур за самую суровую в данной местности зиму; E2 – сумма среднемесячных температур за данную зиму.

Но вести всю зиму наблюдения за температурой да еще знать данные о самой суровой зиме это бредово. Зато можно воспользоваться сведениями о средней глубине промерзания грунтов в различных районах, например:

  • 100 см – Астрахань, Гурьев;
  • 120 см – Белгород, Великие Луки, Волгоград, Курск, Псков, Смоленск;
  • 140 см – Воронеж, Москва, Новгород, Питер, Тверь;
  • 150 см – Вологда, Кострома, Нижний Новгород, Пенза, Саратов;
  • 170 см – Ижевск, Казань, Котлас, Вятка.

фундаментов

  • связанность (сцепление), то есть прочность связи между частицами грунта ;
  • размер и форма частиц;
  • однородность состава;
  • коэффициент трения одной части массы грунта о другую (угол естественного откоса);
  • влажность и влагоемкость, то есть наличие воды в грунте и то ее максимальное количество, которое грунт может принять;
  • водопроницаемость, водоудерживающая способность, то есть способность грунта удерживать поглощенную воду вопреки действию сил, направленных на ее удаление;
  • размываемость растворимость в воде, пластичность, сжимаемость, разрыхляемость и т.д.

видов грунта

  • скалистые;
  • обломочные;
  • песчаные (мелкозернистые и пылеватые пески);
  • пылеватые (плывуны);
  • суглинистые;
  • глинистые.

Каждый из них характеризуется определенными показателями.

27 стр., 13488 слов

Основания и фундаменты (2)

... фундаментов назначается в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений, величины и характера нагрузки на основание. Различают нормативную d fn и расчетную df глубину промерзания грунтов. ...

Скалистые грунты, Обломочные или хрящеватые грунты, Песчаные грунты

строительстве дома

Суглинистые грунты, Глинистые грунты

глинистые грунты

Глинистые грунты

просадочных грунтов

  • грунты , просадка которых от собственного веса не превышает 5 см; — грунты , просадка которых от собственного веса превышает 5 см.

фундамента

Строительство в г. Москве характеризуется следующими особенностями и тенденциями:

  • в зоне существующей застройки строительство часто ведется в стесненных условиях, т.е. в непосредственной близости от эксплуатируемых зданий и сооружений;
  • наметилась тенденция строительства высотных зданий (более 75 м), передающих на основания давления свыше 0,5 МПа;
  • продолжают возрастать объемы реконструкции существующих зданий, особенно в центральных районах города, сопровождающейся чаще всего надстройкой.

Осуществляется реконструкция памятников истории и архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов);

  • Строительство в г. Москве осложняется следующими факторами:
  • наличием специфических грунтов и опасных геологических и инженерно-геологических процессов, а также активизацией последних в связи с практически непрерывным ведением строительства и реконструкции на новых и застроенных территориях;
  • большой насыщенностью подземного пространства тоннелями метро и коммуникациями, а в районах исторической застройки — погребенными фундаментами, тоннелями, коммуникациями, колодцами, подземными выработками;
  • необходимостью учета влияния проектируемых наземных и подземных сооружений на существующую застройку с целью ее максимальной сохранности, особенно на исторических территориях города, насыщенных памятниками истории и архитектуры;
  • необходимостью учета влияния строительства на окружающую среду — экологическую обстановку города.

Для геологического строения города характерно залегание с поверхности толщ техногенных грунтов и четвертичных отложений различного генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного, флювиогляциального, озерного и оползневого комплекса, реже другого генезиса. Подстилающие их породы представлены плотными песками, глинами, известняками, доломитами и мергелями мелового, юрского и каменноугольного возраста. Стратиграфические схемы четвертичных и дочетвертичных отложений г. Москвы приведены в приложении 1 .

Подземные воды во многих местах залегают близко от поверхности (1 — 3 м).

Их режим определяют как сезонные, так и техногенные факторы. К известнякам и доломитам карбона приурочены артезианские водоносные горизонты.

Инженерно-геологические условия значительной части территории города являются сложными и неблагоприятными для строительства вследствие развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Среди них наибольшую опасность для зданий и сооружений представляют подтопление территории, карстово-суффозионные и суффозионные процессы, оползни, оседания земной поверхности разного генезиса [1] .

33 стр., 16405 слов

Система нормативных документов в строительстве

... безопасности в строительстве». ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету». Изменение № 1. ГОСТ 21.101-93 «СПДС. Основные требования к рабочей документации». ГОСТ 24846-81 «Грунты. Методы ...

Подтопление охватывает примерно 40 % территории города и обусловлено в основном техногенными факторами [2] .

На большей части территории города имеются закарстованные массивы карбонатных пород каменноугольного возраста, залегающие обычно на глубине в несколько десятков метров, что обуславливает возникновение карстовой и карстово-суффозионной опасности.

Оползневой опасности подвержены примерно 25 % береговых склонов рек Москвы и ее притоков [3] .

Схематические карты инженерно-геологического районирования г. Москвы по опасности подтопления территории, карстовой и оползневой опасности приведены в Рекомендациях [4] , а по степени опасности проявления карстово-суффозионных процессов — в приложении А настоящей инструкции.

Наличие техногенных физических полей — тепловых и электрических (блуждающие токи) способствует повышению агрессивности подземных вод и коррозионной активности грунтов, а также изменению свойств последних.

На территории города наряду с благоприятными для строительства грунтовыми условиями (песчаные отложения средней плотности и плотные, глинистые отложения ледникового комплекса, юрские глины от твердой до тугопластичной консистенции) встречаются неблагоприятные специфические грунты, к которым относятся: техногенные, рыхлые пески, слабые глинистые, органо-минеральные, набухающие и пучинистые. Свойство набухания проявляется в основном в юрских глинах.

Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В его центральной части их толща изменяется от 3 м на водоразделах и до 20 м в понижениях рельефа. Для этих отложений характерны недоуплотненность, неоднородный состав, слоистость, наличие включений, загрязненность химическими элементами, местами они насыщены остатками строительных материалов.

В техногенных грунтах, содержащих бытовые отходы, генерируется биогаз, состоящий из токсичных и горючих компонентов. Главными из них являются метан и двуокись углерода, в качестве примесей присутствуют тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак, сероводород, водород. Биогаз сорбируется вмещающими грунтами, растворяется в воде и поступает в приземную атмосферу.

Отмечается также значительное загрязнение почв и грунтов вредными для человека химическими элементами. Опасный уровень загрязнения зарегистрирован на 25 % территории города, главным образом в центральной и восточной его частях. [5]

Напластования грунтов характеризуются большой неоднородностью (многослойность, линзы, выклинивание), а также большой изменчивостью их физико-механических свойств. В коренных отложениях обнаружены эрозионные врезы (зоны эрозионного размыва).

Схематическая карта эрозионных врезов центральной части г. Москвы приведена в приложении 1 .

В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно-гражданского назначения размещаются в пределах г. Москвы преимущественно на следующих территориях:

  • на территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно-гражданское строительство;
  • на территориях со сложной инженерной подготовкой;
  • на территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту;
  • на территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;
  • в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.

С точки зрения влияния на выбор видов фундаментных конструкций из свай упомянутые в выше площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом: выделяемых территориях; территориях после их предварительной инженерной подготовки; свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки;

  • реконструкция зданий с изменением (частичным иди полным) его конструкций;
  • реконструкция зданий-памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и

Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно-ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями ( рис.1 ).

Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен.

Q

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА

Современные отложения Глинистые грунты 1

Глинистые грунты 2

Техногенный (насыпной) слой

Глинистые грунты 3

Почвенно-растительный слой

Глинистые грунты 4

Современные аллювиальные отложения

Глинистые грунты 5

Современные озерно-болотные отложении

Верхнечетвертичные отложения

Глинистые грунты 6

Древние аллювиальные отложения

Глинистые грунты 7

Древние озерно-болотные отложения

Среднечетвертичные отложения Глинистые грунты 8

Глинистые грунты 9

Покровные отложения

Глинистые грунты 10

Делювиальные и аллювиально-делювиальные отложения

Глинистые грунты 11

Флювиогляциальные отложения московского оледенения

Глинистые грунты 12

Морена московского оледенения

Глинистые грунты 13

Морена днепровского оледенения

Глинистые грунты 14

Флювиогляциальные отложения между днепровским и московским оледенениями

Глинистые грунты 15

Озерно-ледниковые отложения между днепровским и московским оледенениями

Глинистые грунты 16

Озерно-ледниковые отложения между окским и днепровским оледенениями

Глинистые грунты 17

Глинистые грунты 18

Морена окского оледенения

Глинистые грунты 19

МЕЛОВАЯ СИСТЕМА

ЮРСКАЯ СИСТЕМА

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА

Рис.1 . Стратиграфическая колонка г. Москвы

Во «Временных технических указаниях по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г. Москве» (Москва, 1987 г.) представлены обобщенные геологические профили, характерные для различных районов Москвы.

Для новых площадок строительства, схематическая карта размещения которых показана на рис. 2 , в МГСН 2.07-97 «Основания фундаменты и подземные сооружения» приведены наиболее типичные инженерно-геологические колонки и дана характеристика свойств грунтов (нормативные значения).

Основными типами зданий, планируемых к массовой застройке на период до 2010 года, являются 12+17 этажные панельные дома с уровнем нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь) 0,25+0,35 МПа (таблица 1 ).

Как следует из таблицы, в структуре жилищного строительства здания высотой более 8 этажей и с уровнем нагрузки на основание, достигающем 0,45 МПа занимает около 60%. Учитывая это, масштабы применения фундаментных конструкций из свай должны возрасти.

Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные

Таблица 1

№ п./п.

Структура этажности в строительстве на период до 2000 г., эт.

Процентное соотн. строящихся зданий по этажности

Примерный уровень нагрузок в

1

до 5

17

0,1-0,2

2

7-9

14

0,2-0,3

3

10-17

49

0,25-0,З5

4

18-22

10

0,3-0,45

Глинистые грунты 20

В настоящее время при строительстве в г. Москве зданий жилищно-гражданского назначения за редким исключением применяются забивные призматические сваи сечением 30´30 см и длиной 4-12 м, изготавливаемые на заводах Моспромстройматериалов по каталогу железобетонных изделий, а также на заводах других ведомств по соответствующим ведомственным каталогам. Погружение таких свай осуществляется многочисленными строительными организациями различных ведомств. Во многих случаях имеющиеся у них копровые установки позволяют погружать сваи других типоразмеров, указанные в таблице 2.

В последнее время на строительстве ряда объектов в г. Москве стали применяться буронабивные и буросекущиеся сваи диаметром 50-150 см и длиной до 30 м типа БСИ, изготавливаемые специализированными строительными организациями (АО «Гидроспецфундаментстрой», АО «Гидроспецстрой», «Высотспецстрой», СУ-29, Мостотрест), оснащенными необходимыми для этого отечественными и импортными ставками. Эти же организации имеют станки, позволяющие осуществлять устройство буроинъекционных свай.

АО Московское предприятие «Гидроспецфундаментстрой», оснащенное буровыми станками типа СО-2 и СО-1200; применяет бурозавинчивающиеся сваи при реконструкции ряда московских объектов.

Большая часть территории города имеет закарстованные массивы карбонатных пород каменноугольного возраста, залегающего обычно на глубине в несколько десятков метров, что обуславливает возникновение карстовой и карстово-суффозионной опасности.

Отмеченные выше опасные процессы и условия их развития, определяющие неблагоприятную инженерно-геологическую и экологическую обстановку на территории города, обуславливают необходимость их детального изучения, прогнозирования и оценки риска, а также разработку на этой основе мероприятий по инженерной защите территорий, зданий и сооружений от опасных процессов. Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта объекта строительства и основываться на результатах комплексного изучения инженерно-геологической и экологической обстановки и мониторинга состояния окружающей среды, который должен осуществляться до начала строительства и при необходимости продолжаться на стадии строительства и в период эксплуатации сооружения.

1. инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве. Утверждена и введена в действие указанием Москомархитектуры от 11.03.04 № 5.

2. «Временные технические указаниях по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г. Москве» Москва, 1987 г.

3. Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы/ Под ред. А.Л. Рагозина/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002.

4. Рекомендации по оценке инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории г. Москвы, планируемых к застройке, на основе карт природно-техногенных опасностей/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002.

Приложение 1

Стратиграфические схемы и схематические карты г. Москвы

Стратиграфическая схема четвертичных отложений г. Москвы

Индекс

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА Q

Современные отложения (QIV )

t IV

Техногенные (насыпной слой)

e IV

Почвенно-растительный слой

а IV

Аллювиальные

lb IV

Озерно-болотные

dp IV

Оползневые

Верхнечетвертичные отложения (QIII )

a III

Аллювиальные

Озерно-болотные

dp III

Оползневые

Верхне-среднечетвертичные отложения (QII III )

vd II — III

Покровные

Среднечетвертичные отложения (QII )

d, ad II

Делювиальные и аллювиально-делювиальные

f II ms

Флювиогляциальные московского оледенения

g II ms

Морена московского оледенения

Межморенные отложения днепровско-московского интервала:

f II dn-ms

Флювиогляциальные

lgb II dn-ms

Озерные и болотные

g II dn

Морена днепровского оледенения

Межморенные отложения окско-днепровского интервала:

f II ok-dn

Флювиогляциальные

lgb II ok-dn

Озерные и болотные

g I ok

Морена окского оледенения

Стратиграфическая схема дочетвертичных отложений г. Москвы

Отдел

Индекс

Ярусы

Горизонты

К

МЕЛОВАЯ СИСТЕМА

Верхний

K 2 st-k

Сантонский-Коньякский

Хотьковский

K 2 s

Сеноманский

Варавинский

Нижний

K 1 al

Альбский

Кольчугинский

K 1 a

Аптский

Котловский

K 1 br

Барремский

K 1 s

Готеривский

Владимирский

Ярославский

K 1 b

Берриасский

Лыткаринский

J

ЮРСКАЯ СИСТЕМА

Верхний

J 3 tt

Титонский

Мневниковский Костромской

Кимериджский

Ермолинский

Оксфордский

Коломенский Подмосковный

Келловейский

Подосиновский

Пронский

J 3 k

Елатьминский

Средний

J 2 bt-b

Батский

Мещерский

Байосский

С

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА

Верхний

C 3 g

Гжельский

Добрятинский

C 3 k

Касимовский

Дорогомиловский

Хамовнический

Кревякинский

Средний

C 2 m

Московский

Мячковский

Подольский

Каширский

Верейский

Нижний

C 1 s

Серпуховский

Протвинский

Стешевский

Тарусский

C 1 v

Винайский

Веневский

Михайловский

Алексинский

Тульский

Бобриковский

C l t

Турмейский

Упинский

Малевский

Схематическая карта инженерно-геологического районирования, Схематическая карта инженерно-геологического районирования

Условные обозначения:

Типы геологического строения и условия взаимосвязи водоносных горизонтов:

1 — планово-неоднородный (двухслойный безнапорный водоносный пласт); 2 — планово-однородный (напорный водоносный пласт с перетеканием)*.

Древние эрозионные врезы: Доюрские: 3 — склон Главной московской доюрской ложбины; 4 — тальвеги притоков Главной московской доюрской ложбины.

Доледниковые: 5 — граница центральной части Татаровской долины; 6 — тальвег Татаровской долины; 7 — граница центральной части Хорошевской долины; 8 — тальвеги Хорошевской долины и ее притоков.

* — Планово-неоднородный тип геологического строения приурочен к участкам отсутствия юрских глин; грунтовый водоносный горизонт залегает на известняках или глинах каменноугольного возраста.

Планово-однородный тип геологического строения расположен на участках распространения глин юрского возраста, которые отделяют грунтовый водоносный горизонт от водоносных горизонтов карбона.


[1] Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы/ Под ред. А.Л. Рагозина/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002.; Рекомендации по оценке инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории г. Москвы, планируемых к застройке, на основе карт природно-техногенных опасностей/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002.

[2] Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы/ Под ред. А.Л. Рагозина/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002

[3] Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы/ Под ред. А.Л. Рагозина/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002

[4] Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы/ Под ред. А.Л. Рагозина/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002

[5] Инструкция по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве. Утверждена и введена в действие указанием Москомархитектуры от 11.03.04 № 5.