Механика грунтов

метки: Строительство, Отложение, Территория, Грунт, Геологический, Москва, Рекомендация, Возраст

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.

Основания и фундаменты (2)

... площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений, величины и характера нагрузки на основание. Различают нормативную d fn и расчетную df глубину промерзания грунтов. Нормативная глубина промерзания d fn ... за зиму в районе строительства.( для поселка Кировский -71,7) Расчетная глубина промерзания: k h - коэффициент влияния теплового режима здания. Для фундаментов в ...

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] .

Жилищное строительство в Москве

... одна из основных проблем и нужд города. Основные этапы застройки Москвы. Особенности строительства до 1917 года. Жилых зданий, построенных до начала 19 в. практически не сохранилось – они ... реконструкций, первые из которых проводились еще до революции. Это усиление грунта (как известно, центр Москвы ощутимо проваливается), усиление фундаментов и несущих конструкций, последовательное проведение ...

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
	Техногенный (насыпной) слой
	Почвенно-растительный слой
	Современные аллювиальные отложения
	Современные озерно-болотные отложении
	Верхнечетвертичные отложения
	Древние аллювиальные отложения
	Древние озерно-болотные отложения
	Среднечетвертичные отложения
	Покровные отложения
	Делювиальные и аллювиально-делювиальные отложения
	Флювиогляциальные отложения московского оледенения
	Морена московского оледенения
	Морена днепровского оледенения
	Флювиогляциальные отложения между днепровским и московским оледенениями
	Озерно-ледниковые отложения между днепровским и московским оледенениями
	Озерно-ледниковые отложения между окским и днепровским оледенениями
	Морена окского оледенения
	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

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.