Реферат: Основания и фундаменты промышленных зданий

3.Устройство песчаных и грунтовых подушек

4.Физико-химическое закрепление грунтов

Список литературы

I. ГРУНТЫ КАК ОСНОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Часть сооружения, расположенная ниже поверхности земли и предназначенная для передачи нагрузок от сооружения на его основание, называется фундаментом. В случаях, когда местность покрыта водой, фундаментом называют часть сооружения ниже поверхности воды. Роль фундамента заключается в аккумулировании нагрузок от сооружения и передаче их на грунты основания. Основанием сооружения называется массив грунта, воспринимающий передаваемую на него нагрузку от сооружения и испытывающий от этой нагрузки практически ощутимые напряжения и деформации. Под воздействием нагрузок от сооружения основание деформируется. Эти деформации обусловливают дополнительные напряжения и деформации в самом сооружении и могут вызвать нежелательные изменения его положения в пространстве. Чем меньше и чем равномернее деформируется основание, тем выше его строительные качества, тем меньше будут дополнительные напряжения и деформации в самом сооружении, тем меньше будет оно изменять свою форму и положение в пространстве. Если строительные качества грунта основания таковы, что его можно загружать без какой-либо сложной предварительной подготовки, то основание называется естественным. Во многих случаях давление, передаваемое на основание, настолько велико по сравнению с несущей способностью грунта, что снизить его простым увеличением подошвы фундамента невозможно или нецелесообразно. Такие грунты называют слабыми для данного сооружения. Использовать слабые грунты в качестве основания сооружения можно, только предварительно повысив их несущую способность специальной обработкой. Основание, полученное таким способом, называют искусственным.

2. СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ

Горные породы, рассматриваемые в качестве сферы действия инженерно геологических и инженерно строительных процессов и явлений и в том числе в качестве оснований сооружений, принято называть грунтами. При изучении горных пород в инженерно-строительных целях на первый план выступает их сопротивление действующим механическим усилиям (нагрузкам от сооружений). Сопротивление внешней нагрузке в значительной мере зависит от характера и прочности связей между частицами породы. Можно наметить четыре основных вида связей между частицами горных пород:

1) жесткие прочные связи, не изменяющиеся при увлажнении породы;

2) жесткие прочные связи, ослабляющиеся при увлажнении;

3) подвижные водноколлоидные связи, резко изменяющие свою прочность под влиянием увлажнения или осушения породы;

4) отсутствие связей; в этом случае взаимному перемещению частиц породы препятствуют только силы трения между ними. В соответствии с этим все горные породы делят на два основных класса: скальные и нескальные. К скальным относятся все горные породы с жесткими связями между частицами. Эти связи могут быть кристаллизационными, возникающими в процессе формирования породы, и цементационными, образованными цементирующими растворами в процессах сингенеза и диагенеза. Вследствие этого к скальным горным породам относятся магматические, метаморфические и сцементированные осадочные породы. У некоторых скальных пород, в основном осадочного происхождения, кристаллизационные связи легко ослабляются при увлажнении и частично заменяются подвижными водноколлоидными связями. Эту группу пород называют полускальными. Нескальные горные породы, у которых между частицами существуют подвижные водноколлоидные связи, называют связными, а нескальные, не имеющие связей между частицами, — несвязными, или раздельно- зернистыми. Следует отметить, что в инженерно-строительной литературе при рассмотрении горных пород как грунтов, как правило, грунтами называют нескальные горные породы. Что же касается скальных и полускальных грунтов, то их в одинаковой мере называют и грунтами и горными породами.

3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

Основная масса минеральных частиц нескальных грунтов состоит из окиси кремния (кремнезема) и окиси алюминия (глинозема). Кроме этих основных компонентов в грунтах содержатся примеси других окислов и солей, но обычно в небольших количествах, не влияющих на их основные свойства. Частицы кремнезема (SiO2)' вместе с примесями, входящими в состав минерала, образуют жесткие зерна неправильной формы, угловатые или окатанные, размером 0,01—10 мм и более. Частицы глинозема входят в состав различных глинистых минералов общего типа Al ₂ O₃ ∙nSiO₂ ∙mR₂ O, где R₂ —водород или одновалентный металл. Глинистые частицы в отличие от песчаных образуют не зерна, а тончайшие чешуйки, наибольшие размеры которых не превышают 0,005 мм. В грунтах между отдельными минеральными частицами есть пустоты — поры, заполненные водой или воздухом. Различают три вида систем нескальных грунтов:

1) трехкомпонентная, состоящая из минеральных частиц (минерального скелета) и пор, заполненных частично водой и частично воздухом;

2) двухкомпонентная, состоящая из минерального скелета и пор, полностью заполненных водой;

3) двухкомпонентная, иногда неправильно называемая однокомпонентной, состоящая из минерального скелета и пор, заполненных только воздухом.

Если обозначить объем грунта естественного сложения Vr, объем минеральных частиц V_CK , объем пор Vn, общую массу минерального скелета и поровой воды Мт, массу минеральных частиц Мск и массу воды в порах грунта Мв, то можно записать: Vr = V_CK + Vn и Мг=Мск+Мв.

Основными физическими свойствами, характеризующими грунт, являются:

1) плотность грунта р, т. е. отношение массы минеральных частиц грунта к массе воды при 4 ^о С в объеме, равном объему минеральных частиц, г/см³ :

р= М _ск / Vr

2) объемная масса грунта ∆о, т. е. отношение массы данного объема к массе воды в объеме всего образца, г/см³ :

∆о= Мг/ Vr

3) объемная масса твердой фазы (скелета) грунта ∆ _ск , т. е. отношение массы абсолютно сухого грунта к массе воды в объеме всего образца при данной пористости, г/см³ :

∆ _ск= ∆о/(1+ W)

4)пористость грунта n — отношение в долях единицы объема пор к объему всего образца:

n= Vn/ Vr= Vn/( V_CK + Vn)

5) коэффициент пористости грунта ε — отношение объема пор в грунте к объему минеральных частиц:

ε= Vn/ V_CK = Vn/( Vr- Vn)