Quando si progettano le fondamenta di edifici e strutture, devono essere presi in considerazione molti fattori. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla composizione e alla struttura del terreno. Alcune delle sue specie sono in grado di cedere quando l'umidità aumenta sotto il proprio peso o da un carico esterno. Da qui il nome di tali suoli - "cedimento". Considera ulteriormente le loro caratteristiche.
Viste
La categoria in esame include:
- Terreni sfusi (slurry e loess).
- Argille e argille.
- Tipi separati di fanghi di copertura e terricci.
- Rifiuti industriali sfusi. Questi includono, in particolare, cenere, polvere di griglia.
- Terli limosi argillosi con elevata resistenza strutturale.
Specifiche
Nella fase iniziale dell'organizzazione della costruzione, è necessario condurre uno studio della composizione del suolo del sito per identificare possibili deformazioni. Il loro verificarsiper le peculiarità del processo di formazione del suolo. Gli strati sono in uno stato non sufficientemente compattato. Nel suolo loess, un tale stato può persistere per tutto il tempo della sua esistenza.
L'aumento del carico e dell'umidità di solito provoca un'ulteriore compattazione negli strati inferiori. Tuttavia, poiché la deformazione dipenderà dalla forza dell'influenza esterna, rimarrà la compattazione insufficiente dello spessore rispetto alla pressione esterna che supera la sollecitazione dalla propria massa.
La capacità di fissare terreni soffici è determinata nei test di laboratorio dal rapporto tra la riduzione della resistenza quando bagnata e la pressione agente.
Proprietà
Oltre alla sottocompattazione, i terreni in cedimento sono caratterizzati da un basso contenuto di umidità naturale, una composizione polverosa e un'elevata resistenza strutturale.
La saturazione del suolo con acqua nelle regioni meridionali, di regola, è 0,04-0,12. Nelle regioni della Siberia, la zona centrale, l'indicatore è compreso tra 0,12 e 0,20. Il grado di umidità nella il primo caso è 0, 1-0, 3, nel secondo - 0, 3-0, 6.
Resistenza strutturale
È dovuto principalmente all'adesione della cementazione. Più umidità entra nel terreno, minore è la resistenza.
I risultati della ricerca hanno mostrato che i film d'acqua sottili hanno un effetto incuneante sulle formazioni. Agiscono come lubrificanti, facilitando lo scivolamento delle particelle di terreno in cedimento. I film forniscono una posa più densa degli strati sotto l'influenza esterna.
Frizione saturatal'umidità del terreno in cedimento è determinata dall'influenza della forza di attrazione molecolare. Questo valore dipende dal grado di densità e dalla composizione della terra.
Caratteristiche del processo
Drawdown è un complesso processo fisico e chimico. Si manifesta sotto forma di compattazione del suolo dovuta al movimento e all'imballaggio più denso (compatto) di particelle e aggregati. A causa di ciò, la porosità totale degli strati viene ridotta ad uno stato corrispondente al livello di pressione agente.
L'aumento della densità porta a qualche cambiamento nelle caratteristiche individuali. Successivamente, sotto l'influenza della pressione, la compattazione continua, rispettivamente, la forza continua ad aumentare.
Condizioni
Affinché si verifichino prelievi:
- Il carico della fondazione o della sua stessa massa, che, una volta bagnata, vincerà le forze di coesione delle particelle.
- Livello di umidità sufficiente. Aiuta a ridurre la forza.
Questi fattori dovrebbero funzionare insieme.
L'umidità determina la durata della deformazione dei terreni in cedimento. Di norma, si verifica in un tempo relativamente breve. Ciò è dovuto al fatto che il terreno è prevalentemente in uno stato di bassa umidità.
La deformazione in uno stato saturo d'acqua richiede più tempo poiché l'acqua filtra attraverso il terreno.
Metodi per determinare la densità del suolo
Il cedimento relativo è determinato da campioni di struttura indisturbata. Per questo, viene utilizzato un dispositivo di compressione -misuratore di densità del suolo. Nello studio vengono utilizzati i seguenti metodi:
- Curva singola con analisi di un campione e suo assorbimento nella fase finale del carico di corrente. Con questo metodo è possibile determinare la comprimibilità del terreno ad una data o naturale umidità, nonché la relativa tendenza a deformarsi ad una certa pressione.
- Due curve che testano 2 campioni con lo stesso grado di densità. Uno è studiato all'umidità naturale, il secondo - in uno stato saturo. Questo metodo consente di determinare la comprimibilità in condizioni di umidità piena e naturale, la tendenza relativa alla deformazione quando il carico cambia da zero a finale.
- Combinato. Questo metodo è una combinazione modificata dei due precedenti. Il test viene eseguito su un campione. Viene prima esaminato nel suo stato naturale a una pressione di 0,1 MPa. L'utilizzo del metodo combinato consente di analizzare le stesse proprietà del metodo delle 2 curve.
Punti importanti
Durante i test sui densimetri del suolo utilizzando una delle opzioni di cui sopra, si deve tenere conto del fatto che i risultati degli studi variano notevolmente. A questo proposito, alcuni indicatori, anche testando un campione, possono differire di 1, 5-3 e in alcuni casi anche 5 volte.
Tali fluttuazioni significative sono associate alle piccole dimensioni dei campioni, all'eterogeneità del materiale dovuta al carbonato e ad altre inclusioni, o alla presenza di pori dilatati. L'inevitabileerrori di ricerca.
Fattori d'influenza
Nel corso di numerosi studi, è stato stabilito che l'indicatore della tendenza al cedimento del suolo dipende principalmente da:
- Pressione.
- Gradi di densità del suolo con umidità naturale.
- Composizione del terreno di cedimento.
- Livello di aumento dell'umidità.
La dipendenza dal carico si riflette nella curva, secondo la quale, all'aumentare dell'indicatore, anche il valore della propensione relativa a cambiare prima raggiunge il suo valore massimo. Con il successivo aumento della pressione, inizia ad avvicinarsi allo zero.
Di norma, per argille sabbiose, loess, argille simili a loess, la pressione è 0,2-0,5 MPa e per argille simili a loess - 0,4-0,6 MPa.
La dipendenza è causata dal fatto che nel processo di caricamento del terreno di cedimento con saturazione naturale a un certo livello, inizia la distruzione della struttura. In questo caso, si nota una forte compressione senza un cambiamento nella saturazione dell'acqua. La deformazione nel corso dell'aumento della pressione continuerà fino a quando lo strato raggiunge il suo stato estremamente denso.
Dipende dalla composizione del suolo
Si esprime nel fatto che all'aumentare del numero di plasticità diminuisce l'indicatore della relativa tendenza alla deformazione. In poche parole, un grado maggiore di variabilità della struttura è caratteristico del liquame, uno più piccolo - per l'argilla. Naturalmente, affinché questa regola sia vera, le altre condizioni devono essere uguali.
Pressione iniziale
Quando si progettano le fondamenta di edifici e struttureviene calcolato il carico delle strutture a terra. In questo caso, viene determinata la pressione iniziale (minima), alla quale la deformazione inizia a piena saturazione con l'acqua. Viola la forza strutturale naturale del suolo. Ciò porta al fatto che il normale processo di compattazione viene interrotto. Questi cambiamenti, a loro volta, sono accompagnati da ristrutturazioni strutturali e da un'intensa densificazione.
Considerando quanto sopra, sembra che in fase di progettazione durante l'organizzazione della costruzione, la pressione iniziale dovrebbe essere portata vicino allo zero. Tuttavia, in pratica non è così. Il parametro specificato deve essere utilizzato in modo tale che lo spessore sia considerato non cedimento secondo le regole generali.
Assegnazione indicatore
La pressione iniziale viene utilizzata durante la progettazione di fondazioni su terreni in subsidenza per determinare:
- Carico di progettazione al quale non ci saranno modifiche.
- La dimensione della zona all'interno della quale si verificherà la compattazione dalla massa della fondazione.
- La profondità richiesta della deformazione del suolo o lo spessore del cuscino del suolo, escludendo completamente la deformazione.
- La profondità da cui iniziano i cambiamenti rispetto alla massa del terreno.
Umidità iniziale
Si chiama indicatore al quale i terreni in uno stato stressato iniziano a diminuire. Quando si determina l'umidità iniziale, viene preso come valore normale un valore relativo di 0,01.
Il metodo per determinare il parametro si basa su prove di laboratorio di compressione. Per lo studio sono necessari 4-6 campioni. Viene utilizzato il metodo dei duecurve.
Un campione viene testato a umidità naturale con caricamento fino alla pressione massima in fasi separate. Con esso, il terreno viene inzuppato fino a quando il cedimento non si stabilizza.
Il secondo campione viene prima saturato con acqua e poi, con ammollo continuo, caricato alla pressione massima negli stessi passaggi.
L'idratazione dei campioni rimanenti viene eseguita in base a indicatori che dividono il limite di umidità dalla saturazione iniziale alla saturazione dell'acqua completa in intervalli relativamente uguali. Quindi vengono esaminati in dispositivi di compressione.
L'aumento si ottiene versando il volume d'acqua calcolato nei campioni e tenendolo premuto per 1-3 giorni fino a quando il livello di saturazione non si stabilizza.
Caratteristiche di deformazione
Sono i coefficienti di comprimibilità e sua variabilità, modulo di deformazione, compressione relativa.
Il modulo di deformazione viene utilizzato per calcolare i probabili indicatori di cedimento delle fondazioni e la loro disuniformità. Di norma, è determinato sul campo. Per questo, i campioni di terreno vengono testati con carichi statici. Il valore del modulo di deformazione è influenzato dal contenuto di umidità, dal livello di densità, dalla coesione strutturale e dalla resistenza del suolo.
Con l'aumento della massa del suolo, questo indicatore aumenta, con una maggiore saturazione con acqua diminuisce.
Fattore di variabilità della compressibilità
È definito come il rapporto tra la comprimibilità in condizioni di umidità costante o naturale e le caratteristiche del suolo in uno stato saturo di acqua.
Abbinamentocoefficienti ottenuti in studi sul campo e di laboratorio, mostra che la differenza tra loro è insignificante. È nell'intervallo di 0,65-2 volte. Pertanto, per l'applicazione pratica, è sufficiente determinare gli indicatori in laboratorio.
Il coefficiente di variabilità dipende principalmente dalla pressione, dall'umidità e dal livello del suo aumento. Con un aumento della pressione, l'indicatore aumenta, con un aumento dell'umidità naturale, diminuisce. Quando è completamente saturo di acqua, il coefficiente si avvicina a 1.
Caratteristiche di forza
Sono l'angolo di attrito interno e di coesione specifica. Dipendono dalla resistenza strutturale, dal livello di saturazione dell'acqua e (in misura minore) dalla densità. Con l'aumento dell'umidità, l'adesione diminuisce di 2-10 volte e l'angolo diminuisce di 1,05-1,2. All'aumentare della resistenza strutturale, l'adesione aumenta.
Tipi di suoli di cedimento
Ci sono 2 in totale:
- Il cedimento si verifica principalmente all'interno della zona deformabile della base sotto l'azione del carico di fondazione o di altri fattori esterni. Allo stesso tempo, la deformazione dovuta al suo peso è quasi assente o non supera i 5 cm.
- Possibile cedimento del terreno dalla sua massa. Si verifica principalmente nello strato inferiore dello spessore e supera i 5 cm Sotto l'azione di un carico esterno può verificarsi un cedimento anche nella parte superiore entro i confini della zona deformabile.
Il tipo di subsidenza viene utilizzato per valutare le condizioni di costruzione, sviluppare misure anti-subsidenza, progettare fondazioni,fondazione, l'edificio stesso.
Informazioni aggiuntive
L'abbassamento può verificarsi in qualsiasi fase della costruzione o del funzionamento di una struttura. Può comparire dopo un aumento dell'umidità di cedimento iniziale.
Durante l'ammollo di emergenza, il terreno si incurva entro i confini della zona deformabile piuttosto rapidamente - entro 1-5 cm/giorno. Dopo la cessazione dell'apporto di umidità, dopo alcuni giorni, il prelievo si stabilizza.
Se l'ammollo iniziale è avvenuto entro i confini di una parte della zona di deformazione, ad ogni successiva saturazione d'acqua, si verificherà un cedimento fino a quando l'intera zona non sarà completamente inumidita. Di conseguenza, aumenterà con l'aumentare del carico sul terreno.
Con l'ammollo intensivo e continuo, il cedimento del suolo dipende dal movimento verso il basso dello strato di umidificazione e dalla formazione di una zona satura d'acqua. In questo caso, il cedimento inizierà non appena il fronte di inumidimento raggiunge la profondità alla quale il terreno cede per il proprio peso.
