Setka42.ru

Сетка №42
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Инъектирование грунта для его стабилизации и укрепления

Инъектирование грунта с целью его стабилизации и укрепления при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений различного назначения согласно СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 “Укрепление грунтов инъекционными методами в строительстве”, с целью соответствия требованиям:

– СП 45.13330.2012 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений”

– СП 50-101-2004 “Земляные сооружения, основания и фундаменты”.

Укрепление грунтов – изменение физико-механических характеристик грунтов под воздействием нагнетаемых в грунт под давлением инъекционных растворов.

Инъектирование грунта при строительстве подземных сооружений применяется для преодоления участков несвязных водонасыщенных и нарушенных скальных грунтов, ликвидации водопритоков в подземные выработки и сооружения, устройства ограждений котлованов, защитных экранов (завес), укрепления оснований и фундаментов зданий и других сооружений, находящихся в зоне влияния строительства.

Что такое подвижность пластичной смеси бетона? Какие факторы на нее влияют?

Консистенция бетонной смеси меняется от жесткой до легко подвижной. В соответствии с ГОСТом 7473-2010 она обозначается буквой П и цифрами 1-5. Чем больше цифра, тем выше текучесть пластичной массы. Бетоны П1-П3 относятся к материалам малой подвижности, П4-П5 – к очень подвижным.

Параметры, увеличивающие и снижающие текучесть смеси:

  • Самопроизвольному заполнению опалубки препятствует сцепление частиц наполнителя между собой и со стенками формы. Гравий с гладкой поверхностью снижает трение смеси с поверхностью опалубки и повышает подвижность раствора. Однако прочность бетонных и железобетонных элементов на гравии значительно ниже, чем прочность конструкций, изготовленных с применением щебня.
  • Текучесть снижают глинистые и пылевидные включения в заполнителях. К тому же они становятся причиной появления дефектов в готовом отвердевшем продукте.
  • Подвижность повышают путем увеличения количества воды и цемента, добавления пластификаторов. Увеличение объема цементного теста и уменьшение количества заполнителей при неизменном водоцементном соотношении приводит к повышению текучести смеси с сохранением прочности затвердевшего продукта.
  • На показатель текучести влияет тип используемого цемента. Бетонные смеси с пуццолановым портландцементом, особенно если они имеют кремнеземистую присадку, показывают большую осадку конуса, по сравнению с осадкой конуса бетона, изготовленного на обычном портландцементе.
  • Недостаточную подвижность компенсируют штыкованием и вибрированием.
Читайте так же:
Расчет объема бетона по цементу песку

У смесей со слишком высокой текучестью тоже есть недостатки. Слишком подвижный бетон, уложенный на щебневую подушку, не держится на ее поверхности, а уходит вглубь. При заливке в дощатую опалубку высокоподвижная смесь начнет выливаться сквозь щели.

Какие нагрузки выдерживает здание

Здание испытывают воздействие вертикальных нагрузок (давление атмосферы, снега, дождя) и горизонтальных нагрузок (давление ветра). Поэтому испытание на лабораторных приборах определяет способность образцов грунта выдерживать вертикальные и горизонтальные нагрузки. В ходе испытаний также определяется критическое значение, при котором образец грунта разрушается (сдвигается, получает значительную деформацию или рассыпается).

Среди прочностных характеристик грунтов наиболее важна стойкость к касательным (сдвигающим) деформациям (горизонтальным нагрузкам).

Лабораторные работы. Сборник лабораторных работ. Сборник лабораторных работ Издание второе, исправленное и дополненное Хабаровск Издательство двгупс 2003

4.1. Основные положения

Сопротивление грунтов сдвигу является их важнейшим прочностным показателем. Его необходимо знать для расчета устойчивости и прочности оснований, оценки устойчивости откосов, расчета давления грунтов на подпорные стенки и других инженерных расчетов.

Разрушение грунта основания под фундаментом сооружения наступает, если действующие здесь касательные напряжения превышают сопротивление грунта сдвигу. Разрушение проявляется в виде скольжения (сдвига) грунтовых агрегатов или отдельных частиц относительно друг друга.

Сопротивление грунта сдвигу обусловливается силами трения и сцепления (связности). И хотя четкого разделения сопротивления сдвигу на силы трения и сцепления не существует, прочностными (сдви­говыми) характеристиками грунта являются удельное сцепление С, МПа, и угол внутреннего трения , град. Эти характеристики являются параметрами линейной зависимости  = f(p), которая была установлена в 1773 г. Ш. Кулоном. Для песчаных грунтов эта зависимость выражается формулой
 = p tg  , (4.1)
где  – сопротивление грунта сдвигу (срезу), МПа; p – вертикальное давление на грунт, МПа; tg  – коэффициент внутреннего трения;  – угол внутреннего трения, град.

Читайте так же:
Элеватор для цемента что это

Сопротивление песчаных грунтов сдвигу – это сопротивление трению, прямо пропорциональное нормальному давлению. Силы сцепления в сыпучих грунтах незначительны и ими часто пренебрегают.

Графически указанная зависимость изображается прямой, проходящей через начало координат (рис. 4.1).

Рис. 4.1. График зависимости сопротивления сдвигу от вертикального давления: 1 – песчаный грунт; 2 – глинистый грунт
В глинистых грунтах сопротивление сдвигу рассматривается как сумма сопротивлений трению и сцеплению частиц грунта, не зависящего от давления, т. е.

Графически указанная зависимость изображается прямой, отсекающей отрезок на оси ординат. Угол внутреннего трения является углом наклона этой прямой к оси абсцисс.

Сдвиговые характеристики С и  определяются экспериментальным путем в полевых или лабораторных условиях. Сопротивление сдвигу одного и того же грунта непостоянно и зависит от физического состояния грунта, от условий проведения испытаний. Для получения достоверных результатов испытания на сдвиг должны всегда проводиться в условиях, максимально приближенных к условиям работы грунта под сооружением или в самом сооружении.

Стандартная методика лабораторного определения сопротивления сдвигу песчаных и глинистых грунтов устанавливается Государственным общесоюзным стандартом. Согласно этой методике  определяется испытанием образцов грунта на одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза.

Определение сопротивления грунтов сдвигу производится методами:

консолидированного (медленного) сдвига, при котором до приложения сдвигающего усилия образец уплотняют соответствующим вертикальным давлением. Испытание проводится в условиях свободного оттока воды (дренирования). Метод применяется для исследования грунтов в условиях уплотненного состояния и дает возможность оценить прочность основания построенного сооружения;

неконсолидированного (быстрого) сдвига, при котором сдвигающее усилие прикладывается без предварительного уплотнения образца в условиях отсутствия дренирования. Метод применяется для исследования грунтов в условиях нестабилизированного состояния (для суглинков и глин при степени влажности Sr  0,85 и показателе текучести JL  0,5).

Читайте так же:
Фундамент для цементных силосов

Определение  необходимо производить не менее чем при трех различных величинах вертикального давления p на трех образцах грунта, вырезанных из одного однородного по строению и составу монолита или в необходимых случаях на образцах, подготовленных в лаборатории.

4.2. Определение сдвиговых характеристик методом
неконсолидированного среза

Необходимое оборудование : одноплоскостной срезной прибор (рис. 4.2).

Подготовка к испытанию

Стрелку индикатора, регистрирующего горизонтальную деформацию, устанавливают на ноль.

Порядок выполнения работы

Для глинистых грунтов с показателем текучести 0,5  JL 2 ; К1 – коэффициент соотношения плеч рычага горизонтального давления.

3. Испытание считается законченным, если при приложении очередной ступени горизонтального давления происходит мгновенный сдвиг одной части образца по отношению к другой или общая деформация сдвига достигнет 5 мм.

Обработка результатов

Прочностные характеристики грунтов – угол внутреннего трения  с точностью до 1 0 и удельное сцепление С с точностью до 0,001 МПа определяют по формулам:
tg  = , (4.4)
С = 1 – p1 tg , (4.5)
где индексы при  и р соответствуют номерам образцов.

Результаты вычислений записывают в журнал.
Вопросы для самоконтроля

1. Назовите прочностные (сдвиговые) характеристики грунтов.

2. Какие существуют методы определения сопротивления сдвигу?

3. Когда применяется метод неконсолидированного сдвига?

4. В чем сущность метода консолидированного сдвига?

5. Как проводится испытание грунта по методу неконсолидированного сдвига?

6. Как проводится обработка результатов сдвиговых испытаний?

7. Как определить тип грунта по внешнему виду прямой  = f(p)?

8. От чего зависят значения сдвиговых характеристик грунтов?

9. Где используются прочностные характеристики грунтов?

10. Под воздействием каких факторов могут изменяться величины  и С?

4.3. Задачи и решения

Задача 1. Определить прочностные характеристики полутвердого суглинка, если при испытании его на сдвиг были получены следующие результаты:

Читайте так же:
Промышленные пылесосы для уборки цементной пыли

1) при вертикальном давлении p1 = 0,1 МПа сопротивление сдвигу
1 = 0,065 МПа;

2) при p2 = 0,2 МПа 2 = 0,105 МПа;

3) при p3 = 0,3 МПа 3 = 0,145 МПа.

1. Определяем коэффициент внутреннего трения tg  и значение  по формуле (4.4).
tg = = = 0,4 и угол  = 22 0 .
2. Определяем удельное сцепление
С = 1 – p1 tg  = 0,065 – 0,1  0,4 = 0,025 МПа.

Задача 2. Определить объем штабеля песка в виде пирамиды, который может поместиться на отведенной квадратной площадке со сторонами 20 м. При испытании песка на сдвиг под давлением p = 0,1 МПа получено сопротивление его сдвигу  = 0,068 МПа.

1. Объем штабеля песка, имеющего форму пирамиды (рис. 4.3), может быть определен по формуле

V

Рис. 4.3. Схема определения угла внутреннего трения

  1. Определяем коэффициент внутреннего трения tg  из формулы (3.9) и значение угла внутреннего трения .

tg  = = = 0,68, угол  = 33 30′.
3. Приравниваем угол внутреннего трения песка к углу естественного откоса штабеля песка, т.е. принимаем  = = 33 0 30′. Это соответствует заложению откоса штабеля
.
Тогда высота штабеля песка
Н = = 6,65 м.
4. Определяем объем песка, который может поместиться на отведенной площадке

V = 6,65  20 2 = 885 м 3 .
Задача 3. Для установления допустимой нагрузки на песчаный грунт в основании опоры моста появилась необходимость определить для него угол внутреннего трения и коэффициент сцепления. Результаты испытания этого песка на сдвиговом приборе следующие:

1) при p1 = 0,1 МПа 1 = 0,06 МПа;

2) при p2 = 0,2 МПа 2 = 0,12 МПа;

3) при p3 = 0,3 МПа 3 = 0,18 МПа.

1. Определяем угол внутреннего трения песка по формуле (4.4)
tg = = = 0,6, угол  = 31.
2. Определяем коэффициент сцепления по формуле (4.5)
С = 1 – p1 tg  = 0,06 – 0,1  0,6 = 0.

Читайте так же:
Цемент используемый при низких температурах

Файл: Sandpile Matemateca (1) .webm

Воспроизвести медиафайл

Файл: Sandpile Matemateca (2) .webm

Воспроизвести медиафайл

Файл: Sandpile Matemateca (4) .webm

Воспроизвести медиафайл

Файл: Sandpile Matemateca (5) .webm

Воспроизвести медиафайл

Песчаная куча Математека 06.jpg

Песчаная куча Matemateca 11.jpg

Набережные

Сцепление и угол трения определяют угол, под которым можно создать откос из грунтового материала без обрушения или скольжения. Помимо сцепления и веса почвы , угол трения также является важным фактором, влияющим на проверку уклона на предмет его разрушения .

5.4. Обработка результатов испытаний

5.4.1.
Результаты каждого отдельного испытания наносят в виде экспериментальных точек
на полулогарифмическую сетку координат, где по оси абсцисс откладывают
влажность грунта в зоне сдвига W в линейном
масштабе, а по оси ординат — значение сопротивляемости сдвигу spw в
логарифмическом масштабе. Точки, относящиеся к одной и той же нормальной
нагрузке при сдвиге, обозначают одинаково и через них
проводят осредняющие прямые (см. рисунок а), отражающие собой
зависимости сопротивляемости испытываемого грунта сдвигу при заданной
нормальной нагрузке от его влажности в момент сдвига в зоне сдвига. Построенные
по точкам прямые необходимо графически проэкстраполировать до значения исходной
влажности грунта.

5.4.2.
Полученный график перестраивают в графики зависимости значений spw от значений
нормальной нагрузки (см. рисунок б) для различных влажностей. Через полученные
точки проводят осредняющие прямые, соответствующие двучленной линейной
зависимости, параметры которой определяют искомые сдвиговые характеристики jwи cw.

5.4.3.
Затем строят графики искомых зависимостей jw = f1(W) и cw = f2(W), являющиеся
конечным результатом обработки экспериментальных данных (см. рисунок в).
Значения jw, град, следует
устанавливать с точностью до 30, a cw, МПа, — с
точностью до третьего знака после запятой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector