Напорное давление воды и мероприятия по его снижению.

Виды дренажей:

1. Пластовые.

2. Кольцевые.

3. Дренажные скважины.

4. Радиальные.

Дренаж — искусство отвода грунтовых вод

Существуют два основных подхода к сооружению дренажных систем. Во-первых — поверхностный способ, основу которого составляет планировка территории с включением работ по созданию уклонов от зданий, устройству водосточной сети с нагорными канавами для перехвата воды, котлованами и траншеями; а во-вторых — глубинный отвод грунтовых вод непосредственно из зоны расположения сооружений с применением специальных труб и материалов.

Каменный дренаж — это вариант закрытой полости из камня, а щебневый дренаж — фактически простая засыпка щебня, образующая полости при засыпке сама собой. С появлением труб время таких примитивных дренажных систем прошло.

Наиболее современная и долговечная конструкция состоит из труб (асбестоцементных с пропилами или пластиковых с перфорацией) для водоотвода, а также из песка и щебня, уложенных послойно — для фильтрации и водосбора. Пластмассовые трубы обладают рядом преимуществ: легкие, прочные, жесткие и гибкие одновременно. Специально разработанные конструкции труб для дренажа позволили добиться удачного сочетания этих свойств, во многом противоположных. Дренажные полимерные трубы должны быть, во-первых, перфорированны, т.е. на всей поверхности в необходимом количестве проделаны отверстия для эффективного попадания грунтовых вод и гибкости в продольном направлении. Во-вторых — гофрированны. Ребра жесткости позволяют тонкостенным трубам иметь по всей длине приличный запас прочности в поперечном сечении и выдерживать нагрузки на глубине до 8-10 метров, оставаясь при этом легкими. Их удобно перевозить, укладывать под любым углом и соединять с помощью фитингов, они долговечны и прекрасно функционируют под землей в течение 50 лет. В дренажных работах полимерные трубы незаменимы. В дренажных работах используется лишь гранитный щебень или чистый гравий. Известковый щебень и песчано-гравийная смесь непригодны. Под действием воды они забивают пустоты грунта и отверстия труб, возникает обратный отрицательный эффект.

Качество почв, преимущественно тяжелых, требует особого внимания к качеству фильтрации. Для этого выпускаются трубы, обернутые прочным фильтрующим материалом. Это геотекстиль и кокосовое волокно. Они не подвержены гниению. Геотекстиль позволяет устроить "мягкий" дренаж, очень простой по организации — понадобится дополнительный гидроизолирующий материал типа тектона. Система мягкого дренажа: выкапывается дренажная траншея с уклоном, на ее дно укладывается тектон в виде “корыта”, затем в траншею выстилается геотекстиль, причем так, чтобы были покрыты дно и стенки. Потом насыпается слой щебня объемом порядка двух третей от глубины траншеи. После этого щебень заворачивается геотекстилем внахлест. Насыпается слой песка и укладывается дерн вровень с поверхностью. Избыток воды должен легко попадать в дренажные трубы, а вода легче проходит через песок или опилки, поэтому эти материалы часто используют в качестве фильтра.

22. Свайные фундаменты. Классификация (забивные, набивные, защемленные и сваи-стойки). Свая – фундаментная конструкция малого поперечного сечения и большой длины, предназначенная для передачи нагрузки на глубоко залегающие слои.

Классификация свай:

1. По материалу – деревянные, железобетонные (напряженные, ненапряженные), бетонные, металлические, комбинированные.

2. По наклону – вертикальные, наклонные, горизонтальные.

3. По поперечным размерам – малого диаметра (до 80 см) и большого.

4. По форме поперечного сечения – квадратные, прямоугольные,круглые, треугольные, трапецивидные, тавровые, двутавровые,полые.

5. По форме продольного сечения – призматические, цилиндрические, конические, пирамидальные, с уширением под нижним концом или вдоль ствола.

6. По способу устройства – забивные, вдавливаемые, набивные, комбинированные, погруженные вибрацией, инъекционные.

7. По способу погружения готовых свай – забивка, задавливание, вибровдавливание, виброударновдавливание.

8. По способу загружения – вдавливаемые, выдергиваемые, изгибаемые.

9. По характеру работы – сваи-стойки, защемленные в грунт.

10.По способу армирования – с напрягаемой, ненапрягаемой арматурой, с продольной, поперечной арматурой.

23. Методы определения несущей способности вертикально нагруженных свай по грунту (по данным расчетных сопротивлений R, результатов испытаний) 1. Статические испытания – на вдавливание и на выдергивание (см. рис)

2. Динамические испытания. Отказ – это величина погружения сваи от одного удара молота в конце забивки, когда несущая способность грунта примерно равна прочности ствола сваи. Обычно производят контрольную забивку в залоге 5…10 ударов. Допустимая нагрузка на сваю: N=F/γ_n, где гамма – коэффициент запаса.

3. Зондирование, которое позволяет оценить сопротивление грунта погружению сваи как под нижним ее концом, так и по ее боковой поверхности. Сопротивление грунта под нижним концом сваи определяют с использованием результатов зондирования по вырожению Rз=β1*qз, где β1-переходный коэффициент принимаем по табл. Исходя из qз;qз-среднее значение сопротивления грунта погружению зонда на участке, расположенном на 1d выше и на 4d ниже нижнего конца сваи.

4. Испытание эталонной сваи.

5. Практический (расчетный) метод: F_d=γ_c(γ_CRRA), где соответственно – несущая способность сваи, коэффициент работы сваи в грунте, коэффициент условий работы грунта по нижним концом или уширением, расчетное сопротивление грунта под нижним концом, площадь опирания нижнего конца сваи на грунт.

Несущая способность сваи по материалу должна быть равна несущей способности сваи по грунту.

24. Метод стена в грунте (свайные, траншейные). Конструкция, область применения, расчет, конструирование Сущность этого метода: в грунт под защитой глинистого раствора отрывают глубокую траншею шириной 0,5…0,8 м, а затем с помощью бетонолитной трубы производится бетонирование, причем по мере заполнения траншеи трубу поднимают вверх. Для получения железобетонных фундаментов в траншею предварительно укладывают арматурный каркас. В некоторых случаях применяют сборные железобетонные элементы, имеющие выпуски арматуры. «Стена в грунте» может служить креплением стенок котлована, стен подземных этажей и фундаментом. При устройстве фундаментов глубинного заложения стену, как правило, доводят до слоёв более плотных грунтов, чтобы передать значительные нагрузки как по подошве стены, так и за счет сил трения, возникающей по боковой поверхности фундамента. Устойчивость обеспечивается с помощью анкеров или распорок. Часто в качестве распорок применяются подземные элементы перекрытий.

В некоторых случаях фундамент, устраиваемый методом «стена в грунте» формируют с помощью бурения и заполнения бетоном секущихся скважин: под защитой раствора бентонитовой глины бурят сначала две скважины с шагом, равным полутора диаметра. Затем их заполняют бетонной смесью и после начала схватывания бетона, но до набора им значительной прочности, бурят третью скважину между ними с последующим заполнением бетонной смесью и т.д. до тех пор, пока пересекающие скважины постепенно не образуют стену требуемой глубины и длины.

В некоторых случаях в виде набивных столбов: устраивается несколько коротких, но глубоких траншей, в виде двутавров, крестов, трилистников, звезд, замкнутых прямоугольников. После заполнения траншеи бетоном и установки арматурных каркасов в верхних участках опор такие фундаменты можно стыковать с надземными конструкциями зданий и сооружений.

Выдерживают сжимающие и горизонтальные нагрузки, а также изгибающие моменты большой интенсивности.

Последовательность выполнения работ:

1. В грунте отрывается траншея (жёсткий грейфер или механизированный траншеекопатель) на проектную глубину с врезкой в водоупор (в = 60…100 см; Н = 40…50 м).

2. Разработка траншеи ведётся под глинистым раствором монтмориллонитовой глины.

3. Траншея бетонируется методом В.П.Т. – создаётся бетонная (ж/б) стенка.

При выполнении данных работ особая роль отводится глинистому раствору монтмориллонитовой глины. Глинистые частицы раствора (монтмориллонита) не только смачиваются водой, но вода проникает внутрь кристалла и глина разбухает, увеличиваясь в объеме до 200 раз. Монтмориллонитовая глина обладает свойством тиксотропии, т.е. при динамическом воздействии мы имеем раствор, а при отсутствии такового фактора (через 4…6 часов) золь превращается в гель, что позволяет удерживать стенки траншеи.

Давление от раствора должно быть больше давления окружающей среды. Для того чтоб удержать давление в устье траншеи применяют форд шахту (металлическую или ж/б).

s₁ > s - необходимое условие, однако внизу траншеи данное условие не будет соблюдаться, поэтому рекомендуется траншею откапывать не на всю длину, а по захваткам (не > 3м).

Полученная стена в грунте замыкается в плане и создается единая конструкция. Грунт постепенно выбирается в направлении сверху – вниз, с устройством дисков перекрытий – элементов жесткости, играющих роль распорок.

25. Искусственное закрепление и упрочнение грунтов (слабых, рыхлых и др.) Методы закрепления оснований:

1. Цементация – цементное молоко (1:1…1:10); применяется для щебенистых грунтом, галечников, но обязательно промытых; повышается прочность.

2. Глинизация – закачивают глинистые суспензии для увеличения водонепроницаемости.

3. Битумизация – пропитка горячим битумом.

4. Силикатизация – используют жидкое стекло.

5. Электросиликатизация – чтобы ввести растворы силиката натрия и хлористого кальция, через грунты пропускают постоянный электрический ток, происходит движение воды от анода к катоду, применяется для грунтов с коэффициентом фильтрации 0,1…0,005 м/сут – пылеватые пески, супеси.

6. Смолизация – растворы, способные твердеть в грунтах, смол нагнетают в поры грунта.

7. Термическое уплотнение – устранение просадочности, увеличение прочности лесов. Сущность – в увеличении прочности структурных связей в грунте под влиянием высокой температуры; в пробуренных скважинах сжигают топливо.