Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса по образованию намывных территорий и строительству на них 11
1.1. Краткая историческая справка о применении намыва 11
1.2. Анализ результатов исследований намывных грунтов 14
1.3. Существующие методы контроля качества намываемых оснований 23
1.4. Некоторые сведения о типах фундаментов, построенных на намывных территориях 26
1.5. Выводы по главе 30
2. Инженерно-геологическая характеристика территории оболони и подготовка ее под строительство методы намыва 32
2.1. Инженерно-геологическая характеристика территории Оболони 32
2.2. Технология намыва песчаных оснований 36
2.3. Формирование текстурных и структурных особенностей в процессе намыва 41
2.4. Особенности зимнего намыва песчаных оснований45
2.5. Выводы по главе 51
3. Исследование физико-механических характеристик намывных песчаных грунтов в лабораторных и полевых условиях 52
3.1. Методика проведения лабораторных исследований намывных грунтов 52
3.2. Минералогический и петрографический анализ намывного песка 54
3.3. Фракционирование намывных песков по глубине и площади намываемых территорий 60
3.4. Плотность и уплотнение намывных песков по времени 68
3.5. Фильтрационные свойства намывных грунтов 92
3.6. Прочностные и деформативные свойства намывных песчаных грунтов и их изменение во времени. 100
3.7. Выводы по главе
4. Испытание опытных фундаментов на намывных песчаных грунтах 112
4.1. Методика и результаты испытаний ленточных фундаментов из сборных блоков 112
4.2. Результаты полевых испытаний свай 115
4.3. Наблюдения за осадкой зданий на намывных грунтах и сопоставление их с расчетными 125
4.4. Выводы по главе 128
5. Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений на намывных грунтах в г. Киеве 130
5.1. Инженерно-геологическая типизация поименно-намывных оснований 130
5.2. Определение расчетных характеристик намывных песков 132
5.3. Установление сроков начала застройки намытых территорий 133
5.4. Выбор оптимальных вариантов фундаментов 136
5.5. Производство работ по устройству фундаментов на намывных песчаных грунтах 139
5.6. Практическое использование результатов исследований 141
5.7. Выводы по главе. 142
Общие выводы 144
Литература 146
Приложения 162
- Некоторые сведения о типах фундаментов, построенных на намывных территориях
- Формирование текстурных и структурных особенностей в процессе намыва
- Фракционирование намывных песков по глубине и площади намываемых территорий
- Наблюдения за осадкой зданий на намывных грунтах и сопоставление их с расчетными
Введение к работе
В решении Ноябрьского /1983 г./ Пленума ПК КПСС было отмечено, что на "развитие зконоїжки, создание новых мощностей, жилищное и культурно-бытовое строительство направляются огромные средства, эффективное использование которых является задачей исключительной важности" Г ІІ .
В одиннадцатой пятилетке объем вложений на капитальное строительство составит около 780 млрд.рублей.
Почти 1Ъ% общей стоимости строительства зданий и сооружений составляют фундаменты, а на устройство их расходуется до 2% трудовых затрат и до 40% времени.
Одним из источников удешевления стоимости фундаментов является полное использование несущей способности грунта, как оснований сооружений, а отсюда и более экономное расходование материалов для изготовления /устройства/фундаментов.
С бурным ростом населения связана быстрая урбанизация. ЧиС' ло городов непрерывно растет, а существующие города расширяются, требуя необходимых дополнительных площадей для застройки. Часто эти площади отчуждают за счет пригородных зон, используя земли, ранеее принадлежавшие колхозам и совхозам.
Постановление Верховного Совета СССР "0 мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов" наметило пути по пресечению случаев бесхозяйственного отношения к основному богатству страны - земяе, в том числе случаев нерационального использования сельскохозяйственных и лесных угодий для целей строительства.
В "Основных направлениях развития народного хозяйства
СССР на 1981-85 годы" еще раз подчеркивается о необходимости экономно использовать земли при строительстве населенных пунктов, производственных предприятий и других объектов".
При выборе строительных площадок для размещения микрорайонов, жилых массивов, промышленных комплексов, парков, в первую очередь, должны использоваться непригодные пойменные, заболоченные, овражные территории, примыкающие к городам и населенньм пунктам.
Исторически многие города возникли и сложились на берегах рек, озер и морей. Однако, из-за угрозы наводнейний зачастую прибрежные її пойменные территории не используются и при плоском рельефе закрывают выход к водному пространству.
Непосредственная доступность водного пространства обеспечивается при защите прибрежных территорий повышением отметок поверхности.
Если ранее освоение пойменных земель осуществлялось отсыпкой грунтовых масс при использовании землеройной техники, то в 30-е годы начинаются первые работы по намыву территорий способом гидромеханизированной разработки, переноса и укладки грунта по специальной схеме с целью образования территорий, используемых под строительство. Этот способ является одним из наиболее прогрессивных и дешевых [2l] .
Применение этого способа позволяет полностью механизировать и объединить в единый цикл процесс разработки, транспортировки и укладки грунта, тем самым обеспечить экономию значительных государственных средств.
Если раньше в Советском Союзе гидромеханизированный намыв применялся в основном для гидротехнических сооружений, то сейчас по всей стране ведутся работы по намыву оснований под жилые
массивы, промышленные здания, аэродромы, парки, автомобильные и железные дороги.
Образование намывных территорий благодаря совершенствованию методов намыва способствует решению следующих задач:
ликвидации угрозы наводнений и подтопления городов;
вовлечение значительного территориального резерва в сферу городской застройки;
сохранение ценных сельскохозяйственных угодий и лесных массивов;
формирование рациональной, компактной планировочной структуры городов;
воплощение современной градостроительной идеи приближения города к речному пространству.
Гидромеханизированный намыв песчаных оснований под строительство применяется в городах Архангельске, Северодвинске, Воронеже, Ульяновске, Уфе, Киеве, Ярославле, Горьком, Харькове, Херсоне, Днепропетровске, Гомеле, Бресте, Новосибирске, Нижневартовске, Якутске и др.
Интенсивное освоение пойменных прибрежных территорий получило большой размах на Украине.
В г. Киеве строительство на намытых территориях началось в 50-х годах. За 30 лет намыты и застроены жилмассивы: Русанов-ка, площадью 130 га /4,1 млн.м3 намытого грунта/; Березняки, площадью 240 га /8,0 миллионов м3 намытого грунта/; Оболонь, площадью 960 га /50 млн.м3 намытого грунта/, намывается территория нового жилого массива Троещина, площадью 1600 га. Город Киев будет развиваться по Днепру, протяженностью более 25 км. До 1982 года на намытых территориях уже построено свыше 4,0 млн. кв.метров жилья.
По перспективному генеральному плану развития города Киева предполагается построить одну треть всего жилого фонда на пойменных землях реки Днепр.
Будущие жилые массивы вырастут на Харьковском шоссе, на Осокорках, Вигуровщине, Поздняках.
Стоимость намывных работ на территории Украины сравнительно невысока и составляет от 0,5 до 1,0 руб. на I м3 намытого грунта. Это объясняется наличием наиболее пригодных для намыва мелких и средней крупности однородных песков, близостью карьеров к месту намыва и благоприятными климатическими условиями, позволяющими вести намыв практически круглый год Г 931 .
На намывных территориях строятся 9-16-ти этажные здания, заводы, промышленные комплексы, передающие значительные нагрузки на намытую толщу.
На намытых территориях обычно применяются глубокие или свайные фундаменты, что неизбежно влечет за собой высокую стоимость работ и увеличение сроков строительства.
Такое положение сложилось вследствие недостаточной изученности этих грунтов и их специфических особенностей /искусственное образование, небольшой возраст, малая мощность и т.д./, а также игнорирование их диагенетических преобразований во времени, приводящих к существенному улучшению строительных качеств этих грунтов.
Обощений и рекомендаций с учетом региональных условий и особенностей намывных грунтов и строительства на них чрезвычайно мало, как нет и общесоюзных рекомендаций по строительству на намывных территориях.
В связи с этим настоящие научные исследования проводились в следующих направлениях:
Изучение гранулометрического состава и распределение плотности намывных песков по глубине и площади.
Определение модуля деформации намывных грунтов.
Определение прочностных характеристик намывных грунтов.
Исследование уплотнения намывных грунтов от собственнной массы и под нагрузкой во времени.
Испытание отдельных видов фундаментов в намывных песчаных грунтах.
Технология зимнего намыва и особенности устройства фундаментов.
Составление рекомендаций по проектированию и устройству оснований и фундаментов гражданских и промышленных зданий
на намывных песчаных основаниях в пойме р. Днепр.
Исследования проводились на кафедре Киевского инженерно-строительного, института в 1972-83 г.г. под руководством заведующего кафедрой, профессора, кандидата технических наук Слюсарен-ко С.А. и доцента кафедры кандидата технических наук Степанен-ко Г.П.
Содержание диссертационной работы отражено в двадцати печатных работах автора.
Основные результаты доложены и одобрены на 34 - 45 научно-технических конференциях КЙСИ в 1973-1984 г.г., на Республиканском семинаре "Особенности инженерно-геологических изысканий для сельскохозяйственного строительства в условиях Полесской зоны УССР", в г. Ровно, 1975 г., на научно-практической конференции "Проблемы устройства оснований и фундаментов Тобольского нефтехимического комплекса" в г. Тобольске, 1976 г., на научно-технической конференции Горьковского инженерно-строительного института им. Чкалова в феврале 1978 г., на научном семи-
наре "Знание" Украинской ССР в г. Киеве, январь 1979 г., на научно-технических конференциях Московского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института им. Куйбышева В.В. в 1979 и 1981 годах, на Республиканской научно-технической конференции "Перспективы строительства зданий и сооружений на намывных территориях" в ноябре 1979 г. в г. Киеве, на Республиканской научно-технической конференции' "Перспектива и экономика строительства на намывных территориях" в октябре 1980 г. в г. Херсоне, на Белорусском совещании по строительству на намывных грунтах в мае 1981 года в г. Гомеле, на Всесоюзной инженерно-геологической конференции в мае 1984 г, в г. Свердловске.
Результаты данной диссертационной работы нашли отражение при выполнении научно-исследовательских хоздоговорных и госбюджетных работ, выполняемых кафедрой и лабораторией оснований и фундаментов Киевского инженерно-строительного института:
"Исследование напряженного состояния слоистого основания на намывных территориях для определения высоты перемываемого слоя, обеспечивающего проектный профиль намыва" - отчет по хоздоговорной теме 81/72, 1972 г.;
"Экспериментальные исследования физико-механических свойств намытых песчаных оснований Оболонского промузла" - отчет по хоздоговорной теме 30/72, 1974 г.;
"Исследование несущей способности намытых песчаных грунтов" - отчет по хоздоговорной теме 28/75, 1976 г.;
"Исследование методов намыва грунтов с целью образования плотной насыпи" - отчет по хоздоговорной теме 54/75, 1977 г.;
"Обобщение опыта проектирования и строительства фундаментов гражданских зданий на намывных песках в г. Киеве" - отчет по госбюджетной теме за 1976 г.;
"Исследование физико-механических свойств намывных грунтов и параметров фундаментов" - отчет по хоздоговорной теме 89/75, 1979 г.;
"Исследование физико-механических свойств и несущей способности грунтов на площадке строительства производственного корпуса и холодильника "Киеврыба" с целью выбора оптимальных параметров фундаментов" - отчет по хоздоговорной теме 88/78, 1979 г.;
"Провести исследования, разработать методы расчета, принципы конструирования фундаментов, способы подготовки оснований, включая методы определения характеристик грунтов, и выдать задание на проектирование в условиях опытного строительства" -отчет по целевой комплексной программе 04.02.02. СІІ-Г с НИИОСП им. Герсеванова за 1981-83 г.г.;
Результаты исследований вошли при разработке нормативного документа "Инструкция по проектированию и устройству оснований и фундаментов градданских и промышленных зданий на намывных песчаных грунтах в г. Киеве" в 1984 г.
За 1972-1982 годы на объектах треста "Укргидромеханизация" Минмонтажспецстроя УССР и Главкиевгорстроя Киевского Горисполкома в результате внедрения исследований, выполненных с участием автора, получен экономический эффект в сумме 331,7 тыс.руб.
- II -
Некоторые сведения о типах фундаментов, построенных на намывных территориях
В настоящее время территориальное расширение развивающихся городов происходит за счет освоения "неудобных" территорий -затопленных и заболоченных, пойменных, овражных и т.п.
Освоение и застройка этих территорий потребовала более детального изучения инженерно-геологических свойств как намывных, так и подстилающих грунтов. Это в первую очередь относится к площадкам в Ленинграде, Киеве, Горьком, Гомеле и др. Все они имеют свои региональные особенности. Мощность намывного слоя измеряется от 1,5 до 18 м. Для каждого региона характерны свои типы сочетаний намывных и подстилающих естественных отложений. Застраиваются намывные территории домами различной этажности: от 5-ти до 20-ти этажных.
В большинстве городов Белорусского Полесья осуществляется застройка в основном 5-ти и 9-16-ти этажных зданий [12 J . Для крупнопанельных жилых домов в 5 и 9 этажей, а также кирпичных 5-этажных и других общественных зданий до 5 этажей применяются фундаменты мелкого заложения из типовых ленточных блоков. Для крупнопанельных зданий высотой 9-16 этажей применяют ленточные фундаменты и различные конструкции свай. Для зданий повышенной этажности применяются забивные сваи с прорезкой намывного слоя, слабых грунтов и опиранием сваи в подстилающие плотные пески. Погружение этих свай часто возможно только с применением лидер-ных скважин.
Наблвдения за осадками зданий, построенных на намывных грунтах показали: - осадка пятиэтажных домов на ленточных фундаментах от 16 до 39 мм, на свайных - до 38 мм; - осадка 9-этажных домов от 19 до 57,5 мм. Величины осадок показали, что для данного класса зданий на основание можно допускать более значительные нагрузки. В г. Горьком и на территории Горьковской области были построены крупные промышленные объекты и жилые комплексы на основаниях, представленных намывными песками мощностью 5-7 м со слабым подстилающим слоем 1139J . Наблюдения за осадками показали, что методы расчета позволяют с достаточной точностью прогнозировать деформации оснований. Однако, в большинстве случаев в проектах предусматриваются дорогостоящие свайные фундаменты из забивных свай.
При застройке намывной территории на месте Мещерского озера в г. Горьком в некоторых микрорайонах до 80$ зданий проектировалось на свайных фундаментах..При расширении одного из судоремонтных заводов на намывных песках средней крупности, средней плотности мощностью до 9 м были запроектированы сваи сечением 35x35 см и длиной 12-14 м под нагрузку 400 кН. Сваи погружены не до проектной отметки и были срублены. Испытания 6-метровых свай показали, что они воспринимают нагрузку около 1000 кН. В данном случае их применение привело к удорожанию строительства и значительному перерасходу материалов и средств.
В г. Лениграде в настоящее время завершен намыв на островах Васильевском, Декабристов и Вольном. Намыв производился на торфяную залежь мощностью 0,5 - 4 м; выторфование осуществ-лялось при устройстве дорог и проездов. На намытом основании возведены 9-18 этажные здания на свайных фундаментах. Генеральным планом развития г. Ленинграда предусмотрена подготовка строительства территорий вдоль побережья Финского залива площадью 4500 га, в том числе 700 га за счет акваторий.
На протяжении многих лет большие работы по исследованию строительных свойств грунтов, намываемых на заболоченных территориях северных районов /Северодвинск, Архангельск/ велись 67] , [68] и кафедрой оснований и фундаментов ЛИСИ 75 . Анализ результатов показал, что намывной грунт уплотняется в течение 2-х месяцев, а наибольшему уплотнению подвержены топяной и лесотопяной торфы. Осадка торфяной залежи под намывной толщей происходит в зависимости от степени затор-фованности, у , торфа. Топяной торф с Q = 10 - 15$ уплотняется на 50$ в течение I месяца после окончания намыва, лесной с cL 35 - 50$ в 2-3 раза дольше. Осадка торфа /75$-ная/ завершается под нагрузкой намывной толщи 4 - 5 м для топяного торфа через 5-6 месяцев. После этого наступает период медленной осадки, составляющей в год 5 - 10$ общей осадки.
В г. Аргангельске при устройстве осушительной системы и намыве песчаной подушки на уплотненном торфе построена сеть городских дорог и выстроены новые микрорайоны жилой застройки, например, Привокзальный, площадью 400 га с 5-ти, 9-ти этажными домами на свайных фундаментах.
Особым вопросом в практике освоения территорий является замыв оврагов. В г. Волгограде замыты овраги Крутой, Долина и другие из 800 балок и оврагов, занимающих 2286 га в застроенной части города. Жилые дома в основном построены на свайных фундаментах.
Жилые массивы Днепропетровска, Черкасс, Николаева, Киева, Херсона и др.городов Украины застраиваются преимущественно 9-ти и 16-ти этажными домами. Большинство зданий проектируется на свайных фундаментах. И если в г. Херсоне это вполне оправдано, так как намытый песок является там только пригрузкой, а нижележащие грунты переслаиваются илами и заиленными грунтами на большой глубине /там по расчету применяются составные 24-х метровые сваи/, то вряд ли можно рекомендовать сваи в г. Киеве или Днепропетровске в местах, где намывной песок намыт на аллювиальный с модулем деформации 25 Мїїа и не имеющих прослоев слабых грунтов.
Формирование текстурных и структурных особенностей в процессе намыва
Спокойный режим характеризуется грядовым движением частиц, а иногда антидюнным переотложением. Антидгонное переотложение возникает, в основном, при сверхбурном состоянии потока. Метод скоростной киносъемки показал, что при гладкой форме движения все гравийные и песчаные частицы перемещаются преимущественно волочением по дну. Отрыв частиц от дна и их скачкообразное перемещение наблюдается сравнительно редко. Для структуры потока пульпы характерны наличие обособленных скоплений, мутности и резкая дифференциация продольных скоростей по глубине потока. При донная скорость жидкости существенно отличается от средней. Поверхностная скорость также отличается от средней при малых удельных расходах. Скорость влекомых частиц при малых удельных расходах примерно равна придонной скорости потока. При малых удельных расходах и соответственно малых глубинах потока крупные частицы, влекомые по поверхности намываемого грунта, попадают своей верхней частью в зону более высоких скоростей и перемещаются поэтому со скоростью, превышающей донную скорость потока. В результате формируется весьма неоднородная насыпь с характерной слоистой текстурой. Особенностями строения намытых грунтов являются: - своеобразная текстура, характеризуемая неравномерным распределением частиц по крупности в вертикальной плоскости; - выраженная ориентировка отдельных частиц в вертикальной и горизонтальной плоскостях; - специфическое распределение частиц грунта по крупности вдоль оси намытых отложений. Основными типами текстуры намытых песков являются микрослоистая, слоистогрядовая и смятая. Микрослоистость - наиболее распространенный вид текстуры. Ока может быть явной и скрытой. Ритм микрослоистости состоит из следующих компонентов /рис. 2 2. / Слой разнородного состава формируется из частиц различной крупности, образование его происходит при непрерывном движении и укладке частиц всех фракций. Тонкий слой мелких частиц образуется при периодическом размывании скоплений мутности по поверхности намывного грунта. Слоисто-грядовая и смятая текстура при намыве на Оболон1. не наблюдались. По данным И.Я.Ру синова грунт при микрослоистой структуре обладает наибольшей плотностью [Ш] Ориентировка частиц складывается из двух эффектов: I/. Частицы намытого грунта уложены своей продольной осью в плоскости наслоений. 2/. Частицы имеют в горизонтальной плоскости явно выраженную ориентацию и уложены своей продольной осью под определенными углами к направлению движения потока при намыве. Выраженная ориентировка частиц - один из важных факторов, определяющих такие физико-механические свойства намытых грунтов, как плотность, сопротивление сдвигу и модуль деформации. Ориентировка частиц зависит от формы укладки грунта, гидравлических параметров потока и консистенции пульпы. Приемы производства работ по намыву территории под жилстроительство должны обеспечивать такую укладку частиц грунта, чтобы в процессе выпуска гидросмеси на карту намыва выпадение как крупных, так и мелких частиц происходило по всей площади карты. Такое распределение частиц грунта достигается путем многократного изменения места выпуска гидросмеси, так называемый мозаичный намыв, описанный ранее и применяемый при намыве территорий на Оболони. Намыв песчаных оснований при отрицательных температурах под строительство промышленных и гражданских зданий - задача, требующая особых дополнительных мероприятий по обеспечению проектной плотности оснований. В период отрицательных температур при намыве начинается льдообразование во всех звеньях технологического процесса гидромеханизации: разработке, транспортировке и укладке грунта в тело насыпи. Однако, льдообразование не вызывает серьезных затруднений до тех пор, пока в пульпе не появится дефицит тепла и пока обеспечена нормальная работа землесосного снаряда в забое. В зимних условиях следует предохранять карьеры от замерзания: предварительным рыхлением, засолением, покрытием поверхности грунта теплоизоляционными материалами, удерживанием снегового покрова. I II8J Допускаемая величина промерзания /в см/ для землесосных снарядов не должна превышать при производительности по грунту до 200 мЗ/час - 15-20 см, более 200 мЗ/час - 20-30 см [l0l, [па] . Подводная разработка грунта в зимних условиях производится с образованием майны, площадь которой должна быть меньше следующих значений при производительности по грунту: до ЮОмЗ/час -600 м2, до 200 мЗ/час - 1200 м2 и более 200 мЗ/час - 1600 м2.
Намыв грунта в зимнее время следует осуществлять после выполнения подготовительных мероприятий, состоящих в предохранении основания сооружения от промерзания, устройства обвалования из талого грунта, которое должно поддерживаться в рабочем состоянии без прекращения намыва, устройства сброса вод в поверхности карт и из пруда-отстойника.
При проведении намывных работ в зимнее время в г. Киеве были случаи замерзания пульпы и воды на карте намыва. В результате технологических остановок земснаряда в намывной толще при отрицательных температурах быстро образуются линзы льда или смерзшегося грунта.
Фракционирование намывных песков по глубине и площади намываемых территорий
В точке В 2 /Приложение 9/ через месяц после намыва суммарная осадка составила 8,37 мм, а модуль деформации при нагрузке 0,25 МПа - 32,0 МПа. В точке 1! 3 /Приложение 10/ испытания проводились через 3 месяца после намыва. Модуль деформации составил 36,0 МПа, а осадка - 7,3 мм. Штамповые испытания, проведенные в точке В 4 /Приложение II/ через полгода после намыва, дали следующие результаты = 42,0МПа, а осадка 6,22 мм. Во всех четырех точках намывной песок относится к пескам средней крупности. При разгрузке остаются деформации в 1-4 точках соответстветственно равнялись: 6,95 шл, 6,85 мм, 5,8 мм, 5,22 мм. По результатам испытаний грунтов во времени составлен график зависимости [Г = +(-(0 /рис. 3.25/, на котором ясно видно значительное увеличение модуля деформации в первые полгода после намыва и медленно возрастающее в течение следующих полутора лет. Модуль деформации в заданное время можно определить по графику [7=,4-( - ) с помощью интерполяции. Наиболее распространенным для этой цели является интерполяционный многочлен Лагранжа. В последние годы в технике наиболее употребительными стали сплайны третьей степени /Г.И.Марчук. Методы математической математики/. Задача кусочно-кубической интерполяции ставится следующим образом. На отрезке [ Q ОІ необходимо найти функцию Q(X)? удовлетворяющую требованиям: /рыхлые встречаются в слое 0,5 - 1,0 м, который подлежит удалению/, расчетный коэффициент пористости 0расч.= 0,696. С глубиной коэффициент пористости уменьшается. 4. Анализ результатов показал, что с увеличением возраста намыва увеличивается плотность грунта. Наблюдения за осадкой глубинных и поверхностных реперов на 3-х площадках показали ха рактер протекания осадки во времени. Наибольшая скорость осадки наблюдается в первые 10 дней после намыва, в дальнейшем скорость сохраняет значительную величину в среднем около месяца после на мыва. Далее наблюдается затухание скорости и спустя 3 месяца после намыва кривая осадок репера приближается к горизонтали. Осадка намытого грунта мощностью 4,5 м от собственного веса составила 6,5 mi. 5. Намытый грунт по своим фильтрационным свойствам являет ся анизотропным ГОрй?= 1,07- Klepm. /для мелких песков/, КГоьмэ= I»I Kfe pm. /для песков средней крупности/. Фильтрация воды и снижение вильтрационного купола до постоянного уровня происходит по данным полевых наблюдений за 4-5 месяцев, на глубину приемлемую для строительства уже через 2-3 месяца. 6. Угол внутреннего трения для намытых песков изменялся от 29 до 36 для песков средней крупности и от 28 до 35 для мелких песков, а сцепление от 0 до 0,002 МПа для песков средней крупности и от 0,001 до 0,004 для мелких песков. 7. Модуль деформации намывных песков возрастает с течением времени. Установлена зависимость Г _ 1 ) . На 10-й день после намыва модуль деформации составил 29,0 МПа, через полгода -42,0 МПа, через 2 года - 54,0 МПа. Одним из самых достоверных способов для определения несущей способности фундаментов и определения допустимої осадки являются полевые испытания, фундаментов. На опытной площадке строительства АТП на промзоне Оболонь были смоделированы фундаменты мелкого заложения из сборных железобетонных блоков, загружены статической нагрузкой и затем проводилось наблюдение за осадкой методом геометрического нивелирования второго класса. За опытный фундамент были приняты 2 блока СПД-4 размером /1180x400x580/, установленные на глубине 0,5 м от поверхности на расстоянии 3-х метров друг от друга и загружены мгновенно приложенной нагрузкой в виде набора дорожных железобетонных плит. Нагрузка была рассчитана - 4 кг/см2. Общая нагрузка - 40 тн. Площадь фундамента 2/1180x400/ = 0,944 м2. Фундамент был загружен 26 октября 1976 года. Наблюдения продолжались в течение семи месяцев до стабилизации осадки. Первоначальный отсчет был взят 26.X.1976 г., окончательный -26.У.І977 года.
Наблюдения за осадкой зданий на намывных грунтах и сопоставление их с расчетными
Установление сроков начала строительства на намывных песчаных грунтах имеет большое экономическое и народнохозяйственное значение, особенно в связи с широкой практикой последних лет подготовки непригодных для строительства земель методом намыва.
Длительность выдерживания намытого грунта в большой мере зависит от его уплотнения. При экспериментальном изучении процесса уплотнения основное внимание исследователей І 2І , I 5 ІІ2І , ІІ5І , J 501 , I 145J и др., было уделено продолжительности процесса уплотнения и изучению величин осадок насыпей.
Намывной песок мелкий и средней крупности обладает большой фильтрующей способностью и процесс уплотнения от собственного веса намывной толщи происходит быстро,в основном заканчиваясь в течение месяца после намыва.
Если намыв происходит на песчаном основании, как это встречается в преобладающих случаях на пойме р. Днепр в пределах г. Киева, где в верхней части геологического разреза под почвенным слоем толщиной 0,3-0,5 м залегают аллювиальные пески, имеющие плотность, как правило, не ниже средней, то величина осадки /80$/, как подстилающего слоя, так и намываемой толщи заканчивается в срок 1-2 месяца. Средняя осадка намывной толщи по нашим данным I45J 6-7 см, а подстилающих грунтов около 3,0 см.
Если же по различным причинам намывать пески приходится на хотя и небольшие по мощности, иногда до 1,5-2,5 м слои супесчаных, суглинистых, заторфованных грунтов или даже торфа, процесс осадки намывной поверхности затягивается за счет длительной консолидации этих грунтов в основании намывной толщи, что и подтверждается исследованиями авторов 671 , І72] , [73 J , 139 и нашими исследованиями.
На территории Оболони встречается торф толщиной слоя от 0,6 до 3,2 м. Обычно производят выторфовывание, однако, встречаются случаи, когда в связи с затоплением участка это делать очень трудно. В таких случаях намыв производят непосредственно на слой торфа.
Нами был проведен опыт по исследованию уплотнения насыпи, намытой на торф путем геодезических наблюдений за реперами, забитыми на 0,5 м в намытую толщу.
Результаты показали, что основная осадка /24,0-28,0 см/ происходит за первые 2 месяца, затем начинает затухать; вторые два месяца в пределах долей сантиметра и к концу года стабилизировалась.
В связи с отсутствием каких-либо гарантированных подтверждений экспериментами данных о поведении намывной насыпи во времени для рассматриваемых территорий, а также отсутствием нормативных документов и рекомендаций, оптимальным сроком застройки, используемым проектными организациями, ориентировочно считался ранее I год.
Однако, многочисленные экспериментальные исследования, выполненные в последние годы, дают возможность судить о более быстром протекании процессов консолидации намывной толщи и подстилающих грунтов поймы Днепра в пределах г. Киева и достижения намывными песками высоких физико-механических характеристик уже через 1-3 месяца после намыва. Это позволяет пересмотреть существующее мнение о характере протекания консолидации намывных песков и сократить оптимальные сроки застройки в случае благоприятного геологического строения подстилающих грунтов до 2-3 месяцев.
При намыве на заторфованные грунты и на торф мощностью до 3,0 м сроки выдерживания насыпи уточняются специальными наблюдениями и расчетом, рекомендованным НИИОСПом /ориентировочно более 4-х месяцев/.
Правомочность такого утверждения основана на данных наблюдения за осадкой грунтовых реперов, понижением уровня воды после окончания намыва до постоянного, наблюдения за осадкой зданий на ленточных и свайных фундаментах, а также испытаний крупноразмерными штампами / р = 5000 см2/.
Определение плотности сухого грунта /намывного песка/ показывает, что уплотнение в основном заканчивается через 2-3 месяца после намыва / Ьс - 1,61-1,64 г/смЗ/, проходя более интенсивно в первый месяц, и в последствии увеличивается незначительно, в среднем не более 0,01 г/смЗ в год.
Таким образом, можно сделать вывод, что песок возрастом 2-3 месяца практически достигает своей проектной плотности. Дальнейшее его уплотнение будет идти в запас.
Если учесть, что при возведении здания нагрузка прикладывается постепенно, срок возведения 9-ти этажного крупнопанельного здания не менее 3-4-х месяцев, полная нагрузка происходит в срок не менее I года, то вполне обоснованно можно рекомендовать срок ввода в эксплуатацию намывного песчаного основания уже в срок после намыва 1-2 месяца, если здания проектируются на свайных фундаментах, и в случае использования намывного песка в качестве несущего основания и проектирование зданий на ленточных фундаментах - срок в 3 месяца.
