Строительство в набухающих, вечномёрзлых, засоленных грунтах - Мероприятия и принципы расчёта деформаций основания в засоленных грунтах

По результатам анализа причин деформаций, а в ряде случаев и аварий различных сооружений, которые произошли в процессе их строительства и эксплуатации, изучены результаты работы различных экспертных комиссий по разбору аварий и деформаций сооружений, проанализированы обобщены различные случаи деформаций сооружений по опубликованным и ведомственным материалам. В результате предложены следующие мероприятия и способы устройства искусственны оснований и фундаментов на засоленных глинистых грунтах:

1. Прорезка толщи засоленных грунтов (6—8 м) железобетонными сваями. Погрузить сборную железобетонную сваю в прочные твердые засоленные грунты очень трудно, поэтому приходится сначала бурить лидирующие скважины. Опыт применения буронабивных свай из бетона на портландцементе оказался неудачным поскольку бетон подвергался солевой коррозии. Применение буронабивных свай целесообразно только при использовании сульфатостойких, бариестойких и низкоалюминатных цементов, надежной гидроизоляции тела свайного фундамента и при несущей способности сваи не менее 1200 кН.

2. Проведение водозащитных мероприятий, таких же как и пpи строительстве на лессовых грунтах, — устройство отмосток вокруг здания, перекрывающих обратную засыпку; прокладка водоводов в железобетонных лотках; ограничение поливов зеленых насаждений вокруг здания и т.п. Как показал опыт строительств; на засоленных грунтах, полагаться только на водозащитные мероприятия нельзя, поскольку в процессе эксплуатации зданий и сооружений подтопление их оснований неизбежно, поэтому водозащитные мероприятия следует применять совместно с другими методами.

3. Применение конструктивных мероприятий — приспособление зданий к неравномерным осадкам; усиление подземной и надземной частей здания жесткими железобетонными поясами; разрезка здания осадочными швами на отдельные жесткие блоки (при локальном выщелачивании солей в засоленных глинистых грунтах) . Поскольку железобетонные конструкции имеют значительную открытую поверхность, в подземной и цокольной частях здания возможна солевая коррозия бетона и поэтому применение монолитного железобетона в подземной и цокольной частях здания или сооружения следует сочетать с водозащитными мероприятиями.

4. Уплотнение и искусственное закрепление грунтов. Опыт эксплуатации сооружений на основаниях, уплотненных песчаными дренами или электроосмотическим осушением, показал большую экономичность и целесообразность этих методов по сравнению с устройством свайных фундаментов. В результате применения такого уплотнения сокращается расход цементов и металла и повышается надежность основания.

Принципы расчёта деформаций основания в засоленных грунтах.

Засоленные грунты характеризуются изменением физико-механических свойств (пластичности, гранулометрического состава, пористости, плотности) в процессе выщелачивания солей. Эти грунты при длительной фильтрации способны давать суффозионную осадку или просадку. Одной из основных характеристик этого вида грунтов является относительное суффозионной сжатие ε_sf , определяемое обычно полевыми испытаниями и лабораторными методами.

При расчете суффозионной осадки необходимо принять схему фильтрационного потока в основании фундамента.

При расчете по схеме 1 определяют распределение гипса в расчетный момент времени в пределах сжимаемой зоны. По этим значениям строят ступенчатую функцию d₀ (z) = const, а вся зона разбивается на слои по 0,5 м.

Зона суффозионной осадки в основании ограничивается глубиной Нс где суммарные вертикальные напряжения от нагрузки фундамента и собственного веса равны начальному давлению суффозионного сжатия p_sf . Слой, в котором содержание гипса будет равно начальному, является нижней границей выщелачиваемой зоны. Для нижележащих слоев расчет растворения гипса не проводят. При превышении деформациями предельно допустимых значений или недостаточной несущей способности необходимо предусматривать водозащитные мероприятия с возможным устройством подушки из глинистых грунтов, прорезкой толщи засоленных грунтов свайным фундаментом, закрепление или уплотнение грунтов, предварительное рассоление с использованием песчаных дрен.

При проектировании фундаментов в засоленных грунтах особое внимание следует уделить антикоррозионным мероприятиям для защиты тела фундамента от агрессивного воздействия вод и грунтов. Для этого применяют особоплотный бетон на сульфатостойком портландцементе, вводят в бетон различные добавки.