Реферат: Механика грунтов

--PAGE_BREAK--2. Характеристика грунтов города Москвы и их поведение при строительстве


Строительство в г. Москве характеризуется следующими особенностями и тенденциями:

— в зоне существующей застройки строительство часто ведется в стесненных условиях, т.е. в непосредственной близости от эксплуатируемых зданий и сооружений;

— наметилась тенденция строительства высотных зданий (более <metricconverter productid=«75 м» w:st=«on»>75 м), передающих на основания давления свыше 0,5 МПа;

— продолжают возрастать объемы реконструкции существующих зданий, особенно в центральных районах города, сопровождающейся чаще всего надстройкой. Осуществляется реконструкция памятников истории и архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов);

— возрастают объемы строительства подземных и заглубленных сооружений, возводимых в глубоких котлованах с различными способами их креплений. Прокладываются подземные коммуникационные коллектора большого диаметра. Как правило, это строительство ведется также в условиях существующей застройки.

Строительство в г. Москве осложняется следующими факторами:

— наличием специфических грунтов и опасных геологических и инженерно-геологических процессов, а также активизацией последних в связи с практически непрерывным ведением строительства и реконструкции на новых и застроенных территориях;

— большой насыщенностью подземного пространства тоннелями метро и коммуникациями, а в районах исторической застройки — погребенными фундаментами, тоннелями, коммуникациями, колодцами, подземными выработками;

— необходимостью учета влияния проектируемых наземных и подземных сооружений на существующую застройку с целью ее максимальной сохранности, особенно на исторических территориях города, насыщенных памятниками истории и архитектуры;

— необходимостью учета влияния строительства на окружающую среду — экологическую обстановку города.

Для геологического строения города характерно залегание с поверхности толщ техногенных грунтов и четвертичных отложений различного генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного, флювиогляциального, озерного и оползневого комплекса, реже другого генезиса. Подстилающие их породы представлены плотными песками, глинами, известняками, доломитами и мергелями мелового, юрского и каменноугольного возраста. Стратиграфические схемы четвертичных и дочетвертичных отложений г. Москвы приведены в приложении 1.

Подземные воды во многих местах залегают близко от поверхности (1 — <metricconverter productid=«3 м» w:st=«on»>3 м). Их режим определяют как сезонные, так и техногенные факторы. К известнякам и доломитам карбона приурочены артезианские водоносные горизонты.

Инженерно-геологические условия значительной части территории города являются сложными и неблагоприятными для строительства вследствие развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Среди них наибольшую опасность для зданий и сооружений представляют подтопление территории, карстово-суффозионные и суффозионные процессы, оползни, оседания земной поверхности разного генезиса [1].

Подтопление охватывает примерно 40 % территории города и обусловлено в основном техногенными факторами[2].

На большей части территории города имеются закарстованные массивы карбонатных пород каменноугольного возраста, залегающие обычно на глубине в несколько десятков метров, что обуславливает возникновение карстовой и карстово-суффозионной опасности.

Оползневой опасности подвержены примерно 25 % береговых склонов рек Москвы и ее притоков[3].

Схематические карты инженерно-геологического районирования г. Москвы по опасности подтопления территории, карстовой и оползневой опасности приведены в Рекомендациях[4], а по степени опасности проявления карстово-суффозионных процессов — в приложении А настоящей инструкции.

Наличие техногенных физических полей — тепловых и электрических (блуждающие токи) способствует повышению агрессивности подземных вод и коррозионной активности грунтов, а также изменению свойств последних.

На территории города наряду с благоприятными для строительства грунтовыми условиями (песчаные отложения средней плотности и плотные, глинистые отложения ледникового комплекса, юрские глины от твердой до тугопластичной консистенции) встречаются неблагоприятные специфические грунты, к которым относятся: техногенные, рыхлые пески, слабые глинистые, органо-минеральные, набухающие и пучинистые. Свойство набухания проявляется в основном в юрских глинах.

Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В его центральной части их толща изменяется от <metricconverter productid=«3 м» w:st=«on»>3 м на водоразделах и до <metricconverter productid=«20 м» w:st=«on»>20 м в понижениях рельефа. Для этих отложений характерны недоуплотненность, неоднородный состав, слоистость, наличие включений, загрязненность химическими элементами, местами они насыщены остатками строительных материалов.

В техногенных грунтах, содержащих бытовые отходы, генерируется биогаз, состоящий из токсичных и горючих компонентов. Главными из них являются метан и двуокись углерода, в качестве примесей присутствуют тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак, сероводород, водород. Биогаз сорбируется вмещающими грунтами, растворяется в воде и поступает в приземную атмосферу.

Отмечается также значительное загрязнение почв и грунтов вредными для человека химическими элементами. Опасный уровень загрязнения зарегистрирован на 25 % территории города, главным образом в центральной и восточной его частях.[5]

Напластования грунтов характеризуются большой неоднородностью (многослойность, линзы, выклинивание), а также большой изменчивостью их физико-механических свойств. В коренных отложениях обнаружены эрозионные врезы (зоны эрозионного размыва). Схематическая карта эрозионных врезов центральной части г. Москвы приведена в приложении 1.
    продолжение
--PAGE_BREAK--3. Выбор конструкции фундамента в зависимости от типа грунта


В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно-гражданского назначения размещаются в пределах г. Москвы преимущественно на следующих территориях:

-на территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно-гражданское строительство;

-на территориях со сложной инженерной подготовкой;

-на территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту;

-на территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;

-на территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения;

-в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.

С точки зрения влияния на выбор видов фундаментных конструкций из свай упомянутые в выше площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом:

-строительство на вновь выделяемых территориях;

-строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки;

-строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки;

-реконструкция зданий с изменением (частичным иди полным) его конструкций;

-реконструкция зданий-памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов).

Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно-ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями (рис.1).

Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до <metricconverter productid=«15 м» w:st=«on»>15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен.



Рис.1
. Стратиграфическая колонка г. Москвы
Во «Временных технических указаниях по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г. Москве» (Москва, <metricconverter productid=«1987 г» w:st=«on»>1987 г.) представлены обобщенные геологические профили, характерные для различных районов Москвы.

Для новых площадок строительства, схематическая карта размещения которых показана на рис. 2, в МГСН 2.07-97 «Основания фундаменты и подземные сооружения» приведены наиболее типичные инженерно-геологические колонки и дана характеристика свойств грунтов (нормативные значения).

Основными типами зданий, планируемых к массовой застройке на период до 2010 года, являются 12+17 этажные панельные дома с уровнем нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь) 0,25+0,35 МПа (таблица 1).

Как следует из таблицы, в структуре жилищного строительства здания высотой более 8 этажей и с уровнем нагрузки на основание, достигающем 0,45 МПа занимает около 60%. Учитывая это, масштабы применения фундаментных конструкций из свай должны возрасти.

Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.
Таблица 1


<img border=«0» width=«504» height=«680» src=«ref-1_1517792879-47657.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

Рис. 2. Схема размещения в г. Москве нового жилищного строительства в ближайшие годы
В настоящее время при строительстве в г. Москве зданий жилищно-гражданского назначения за редким исключением применяются забивные призматические сваи сечением 30´30 см и длиной 4-<metricconverter productid=«12 м» w:st=«on»>12 м, изготавливаемые на заводах Моспромстройматериалов по каталогу железобетонных изделий, а также на заводах других ведомств по соответствующим ведомственным каталогам. Погружение таких свай осуществляется многочисленными строительными организациями различных ведомств. Во многих случаях имеющиеся у них копровые установки позволяют погружать сваи других типоразмеров, указанные в таблице 2.

В последнее время на строительстве ряда объектов в г. Москве стали применяться буронабивные и буросекущиеся сваи диаметром 50-<metricconverter productid=«150 см» w:st=«on»>150 см и длиной до <metricconverter productid=«30 м» w:st=«on»>30 м типа БСИ, изготавливаемые специализированными строительными организациями (АО «Гидроспецфундаментстрой», АО «Гидроспецстрой», «Высотспецстрой», СУ-29, Мостотрест), оснащенными необходимыми для этого отечественными и импортными ставками. Эти же организации имеют станки, позволяющие осуществлять устройство буроинъекционных свай.

АО Московское предприятие «Гидроспецфундаментстрой», оснащенное буровыми станками типа СО-2 и СО-1200; применяет бурозавинчивающиеся сваи при реконструкции ряда московских объектов.



    продолжение
--PAGE_BREAK--