Облік характеристик грунту при проектуванні багатоповерхових паркінгів
Багатоповерховий паркінг не тільки масивна споруда, а й спорудження, всередині якого розміщуються автомобілі, вага яких становить кілька тонн. Будівля багатоповерхового паркінгу постійно піддається статичним і динамічним навантаженням. Все це обумовлює необхідність приділення уваги правильному розрахунку конструкції фундаменту і його основним міцності.
Вибір типу і характеристик фундаменту, в свою чергу, багато в чому залежить від типу і характеристик грунту.
Основні нормативні документи по грунтах:
ГОСТ 25100-95. Грунти. Класифікація (Натомість ГОСТ 25100-82)
СНиП 2.02.01-83 * Підстави будівель і споруд (На заміну СНиП II-15-74 «Підстави будівель і споруд» і СН 475-75 «Інструкція з проектування основ і фундаментів будівель і споруд, що зводяться на заторфованних грунтах»)
Посібник з проектування основ будинків і споруд (до СНиП 2.02.01-83) Москва Стройиздат 1986
Будівельна класифікація ґрунтів і види грунтів.
Грунти різноманітні за своїм складом, структурою і характером залягання. Згідно СНиП II-15-74 ч.2 гл.15 прийнята наступна будівельна класифікація грунтів.
Грунти поділяються на два класи: скельні - грунти з жорсткими (кристалізаційними або цементаційна) структурними зв'язками і нескельні - грунти без жорстких структурних зв'язків.
1. Скельні ґрунти.
Скельні - грунти з жорсткими структурними зв'язками залягають у вигляді суцільного масиву або у вигляді трещиноватого шару. До них відносяться магматичні (граніти, діорити і ін.), Метаморфічні (гнейси, кварцити, сланці і ін.), Осадові зцементовані (пісковики, конгломерати та ін.) І штучні.
Вони водостійкі, нестисливі, мають значну міцність на стиск і не промерзають і при відсутності тріщин і пустот є найбільш міцними і надійними підставами. Тріщинуваті шари скельних грунтів менш міцні.
Скельні ґрунти поділяють за межі міцності, розчинності, размягчаемості і засоленості.
2. Нескельні грунти.
Нескельні грунти - це осадові породи без жорстких структурних зв'язків. За крупності частинок і їх змістом ділять на великоуламкові, піщані, пилувато-глинисті, біогенні і грунту. Характерною особливістю цих грунтів є їх роздробленість і дисперсність, що докорінно відрізняє їх від скельних вельми міцних порід.
2.1. Крупноуламкові грунти.
Великоуламкові - незв'язні уламки скельних порід з переважанням уламків розміром більше 2 мм (понад 50%). За гранулометричному складу великоуламкові грунти підрозділяють на: валунний d> 200 мм (при переважанні неокатанного частинок - глибовий), галечникові d> 10 мм (при неокатанного гранях - щебенево) і гравійний d> 2 мм (при неокатанного гранях - дресвяний). До них можна віднести гравій, щебінь, гальку, дресву.
Ці грунти є хорошою підставою, якщо під ними розташований щільний шар. Вони стискаються незначно і є надійними підставами.
При наявності більше 40% піщаного заповнювача або більше 30% пилувато-глинистого від загальної маси враховується тільки дрібна складова грунту, так як саме вона буде визначати несучу здатність.
Великоуламковий грунт може бути пучинистих, якщо дрібна складова - пилуватий пісок або глина.
2.2. Піщані грунти.
Піщані - складаються з частинок зерен кварцу та інших мінералів розміром від 0,1 до 2 мм, що містять глини не більше 3% і не мають властивість пластичності. Піски поділяють за зерновим складом і розміром переважаючих фракцій на гравелисті волосіні d> 2 мм, великі d> 0,5 мм, середньої крупності d> 0,25 мм, дрібні d> 0,1 мм і пилуваті d = 0,05 - 0,005 мм.
Чим більше і чистіше піски, тим більше навантаження може витримати шар підстави з нього. Стисливість щільного піску невелика, але швидкість ущільнення під навантаженням значна тому осаду споруд на таких підставах швидко припиняється. Піски не володіють властивістю пластичності.
Гравелисті, крупні та середньої крупності піски значно ущільнюються під навантаженням, незначно промерзають.
Тип великоуламкових і піщаних грунтів встановлюється по гранулометричному складу, різновид - за ступенем вологості.
2.3. Пилувато-глинисті грунти.
Пилувато-глинисті грунти містять пилуваті (розміром 0,05 - 0,005 мм) і глинисті (розміром менше 0,005 мм) частинки. Серед пилувато-глинистих ґрунтів виділяють грунти, що проявляють специфічні несприятливі властивості при замочуванні, - просідають і набухають. До просадними відносяться грунти, які під дією зовнішніх факторів і власної ваги при замочуванні водою дають значну осадку, звану осіданням.
2.3.1. Глинисті грунти.
Глинисті - зв'язні грунти, що складаються з частинок розміром менше 0,005 мм, що мають в основному лускату форму, з невеликою домішкою дрібних піщаних частинок. На відміну від пісків глини мають тонкі капіляри і велику питому поверхню зіткнення між частинками. Так як пори глинистих ґрунтів в більшості випадків заповнені водою, то при промерзанні глини відбувається її пученіє.
Несуча здатність глинистих підстав залежить від вологості, яка визначає консистенцію глинистих ґрунтів. Суха глина може витримувати досить велике навантаження.
Тип глинистого грунту залежить від числа пластичності, різновид - від показника плинності.
2.3.2. Лесові і лесовидні грунти.
Як природні підстав під будівлі непридатні (при зволоженні повністю втрачає міцність і виникають великі, часто нерівномірні, деформації - просадки). При використанні лесу в якості основи необхідно вживати заходів, що усувають можливість його замочування.
Пливуни - це грунти, які при розтині приходять в рух подібно в'язко-текучому тілу, утворюються дрібнозернистими пилуватими пісками з мулистими і глинистими домішками, насиченими водою. При розрідженні стають сильно рухомими, фактично, перетворюються в жідкообразное стан.
Розрізняють пливуни справжні і псевдопливуни. Справжні пливуни характеризуються присутністю пилувато-глинистих і колоїдних частинок, великою пористістю (> 40%), низькими водоотдачей і коефіцієнтом фільтрації, особливістю до тиксотропним перетворенням, опливанню при вологості 6-9% і переходом в текучий стан при 15-17%. Псевдопливуни - піски, що не містять тонких глинистих часток, повністю водонасичені, легко віддають воду, водопроникні, що переходять в пливунів стан при певному гідравлічному градієнті.
Вони малопридатні як природних підстав.
2.4. Біогенні грунти.
Грунти - це природні утворення, що складають поверхневий шар земної кори і володіють родючістю.
Ґрунти і біогенні грунти служити підставою для будівлі або споруди не можуть. Перші - зрізають і використовують для цілей землеробства, другі - вимагають спеціальних заходів з підготовки підстави.
2.6. насипні ґрунти
Насипні - утворилися штучно при засипці ярів, ставків, місць звалища і т.п. або грунти природного походження з порушеною структурою в результаті переміщення грунту. Властивості таких грунтів дуже різні і залежать від багатьох факторів (вид вихідного матеріалу, ступінь ущільнення, однорідність і т. Д.). Мають властивість нерівномірного стискання, і в більшості випадків їх не можна використовувати в якості природних підстав під будівлі. Насипні ґрунти дуже неоднорідні; крім того, різні органічні і неорганічні матеріали істотно погіршують його механічні властивості. Навіть при відсутності органічних домішок, в деяких випадках, вони залишаються слабкими протягом багатьох десятиліть.
В якості підстави для будівель і споруд насипний ґрунт розглядається в кожному окремому випадку в залежності від характеру грунту і віку насипу. Наприклад, злежалі більше 3-х років, особливо піски, можуть служити підставою під фундамент невеликих будівель, за умови, що в ньому відсутні рослинні рештки та побутове сміття.
У практиці зустрічаються також намивні грунти, що утворилися в результаті очищення річок і озер. Ці грунти називають рефулірованнимі насипними грунтами. Вони є хорошим підставою для будівель.
Піщані грунти: гравелистий, великий, середній і дрібний пісок.
Піщаний грунт більш ніж на половину складається з частинок піску розміром менше 5 мм, форма яких наближена до кулястої. Простір між окремими піщинками називається порами, вони заповнюються водою і повітрям.
На відміну від глинистих піщані ґрунти мають набагато більш низьку пористість - від 0,2 до 0,5, вони гірше утримують в собі вологу. Розмір пір досить великий для того, щоб капілярні сили тяжіння не могли пов'язувати піщинки, тому піщаний грунт є незв'язним, тобто він розсипається. У сухому стані він зовсім не тримає форму, зліплений з піску куля розсипається сам собою.
Насичений вологою пісок може утримувати форму, але при найменшому тиску теж розсипається.
Піщані грунти утримують в собі менше вологи, і, завдяки цій властивості, вони в меншій мірі схильні до морозному пученію, в більшості випадків їх можна вважати непучиністих. Це дуже велика перевага: при зведенні фундаменту на такому грунті глибина промерзання не має значення і навіть мелкозаглубленний фундамент буде абсолютно стійким.
Головна характеристика піщаного ґрунту - його несуча здатність - залежить від вмісту в ньому вологи і від його ступеня ущільнення:
чим більше в ньому міститься води, тим він слабкіше
чим сильніше ущільнений, тим більше несуча здатність.
Все піщані ґрунти добре і швидко ущільнюються під дією навантаження, їх осаду відбувається швидко. За ступенем ущільнення вони діляться на щільні і середньої щільності. Щільним можна вважати такий грунт, який знаходиться на глибині 1,5 м і більше: під постійним тиском верхніх шарів він максимально ущільнився і є хорошою підставою для фундаменту. Грунт середньої щільності - це той, який знаходиться вище 1,5 м і той, який був ущільнений штучно. Він має трохи меншу несучу здатність і більше схильний до осаді.
Піщані грунти поділяють на групи в залежності від крупності піщинок:
гравелистий пісок - найбільший, він складається з піщинок розміром від 0,25 мм до 5 мм, і має високу несучу здатність: щільний гравелистий грунт більше 6 кг / см2, гравелистий грунт середньої щільності - 5 кг / см2;
крупний пісок має розмір часток від 0,25 мм до 2 мм і показує інші властивості: щільний великий пісок має несучу здатність 5-6 кг / см2, середньої щільності - 4 кг / см2. Властивості великого і гравелисті піщаних грунтів практично не залежать від наявності вологи і її кількості, їх несуча здатність залишається постійною;
середній пісок має піщинки розміром від 0,1 мм до 1 мм, його несуча здатність в щільному стані 4-5 кг / см2, в стані середньої щільності 3-4 кг / см2. При насиченні вологою такий грунт знижує свою несучу здатність ще на 1 кг / см2;
дрібний пісок (або пилуватий) має розмір часток менше 0,1 мм і за своїми властивостями вже наближається до глинистому ґрунті: максимальна несуча здатність в пітному стані 3 кг / см2, при середній щільності - 2,5 кг / см2. При насиченні вологою його міцність падає до 1 кг / см2.
Кращим підставою для фундаменту багатоповерхового паркінгу буде гравелистий або крупний пісок, який забезпечує відмінну несучу здатність і практично не втрачає своїх властивостей при зволоженні.