Hoonete ja rajatiste vundamentide projekteerimisel tuleb arvestada paljude teguritega. Erilist tähelepanu tuleks pöörata mulla koostisele ja struktuurile. Mõned selle liigid on võimelised vajuma, kui niiskus suureneb oma raskuse või välise koormuse mõjul. Siit ka selliste muldade nimi – "vajumine". Mõelge lähem alt nende funktsioonidele.
Vaatused
Kaalutletav kategooria sisaldab:
- Lössmullad (läga ja löss).
- Savid ja liivsavi.
- Eri tüüpi kattepuder ja liivsavi.
- Tööstusjäätmed hulgi. Nende hulka kuuluvad eelkõige tuhk ja restitolm.
- Suure struktuurse tugevusega alearmullad.
Eriandmed
Ehituse korraldamise algfaasis on vaja läbi viia objekti pinnase koostise uuring, et tuvastada võimalikud deformatsioonid. Nende esineminemullatekke protsessi iseärasuste tõttu. Kihid on ebapiisav alt tihendatud olekus. Lösspinnases võib selline seisund püsida kogu selle eksisteerimise aja.
Koormuse ja niiskuse suurenemine põhjustab tavaliselt alumistes kihtides täiendavat tihendamist. Kuna aga deformatsioon sõltub välismõju jõust, jääb paksuse ebapiisav tihenemine oma massist tulenevat pinget ületava välisrõhu suhtes.
Pehme pinnase fikseerimise võime määratakse laboratoorsetes katsetes niisutamisel tugevuse vähenemise ja mõjuva rõhu suhtega.
Atribuudid
Lisaks alatihendusele iseloomustab vajuvaid muldasid madal looduslik niiskusesisaldus, tolmune koostis ja kõrge struktuurne tugevus.
Mulla küllastumine veega lõunapoolsetes piirkondades on reeglina 0,04-0,12. Siberi piirkondades, keskmises tsoonis, on indikaator vahemikus 0,12-0,20. Niiskuse aste piirkonnas esimene juhtum on 0, 1-0, 3, teisel juhul 0, 3-0, 6.
Struktuurne tugevus
See on peamiselt tingitud tsementatsiooni nakkumisest. Mida rohkem niiskust maapinnale siseneb, seda väiksem on tugevus.
Uurimistulemused on näidanud, et õhukestel veekihtidel on moodustisi kiiluv toime. Need toimivad määrdeainena, hõlbustades vajuva pinnase osakeste libisemist. Kiled pakuvad välismõjul tihedamat kihte.
Sidur on küllastunudvajuva pinnase niiskuse määrab molekulaarse tõmbejõu mõju. See väärtus sõltub maapinna tiheduse ja koostise astmest.
Protsessi karakteristikud
Tühjendamine on keeruline füüsikaline ja keemiline protsess. See väljendub pinnase tihenemisena osakeste ja täitematerjalide liikumisest ja tihedamast (kompaktsest) pakkimisest. Tänu sellele väheneb kihtide kogupoorsus mõjurõhu tasemele vastavasse olekusse.
Tiheduse suurenemine põhjustab mõningaid muutusi individuaalsetes omadustes. Seejärel jätkub surve mõjul tihenemine, vastav alt tugevus suureneb.
Tingimused
Väljavõtete toimumiseks:
- Vundamendist tulenev koormus või selle enda mass, mis märjana ületab osakeste kohesioonijõud.
- Piisav niiskustase. See aitab vähendada jõudu.
Need tegurid peaksid koos töötama.
Niiskus määrab vajuvate muldade deformatsiooni kestuse. Reeglina toimub see suhteliselt lühikese aja jooksul. See on tingitud asjaolust, et maa on valdav alt madala õhuniiskusega.
Deformatsioon veega küllastunud olekus võtab kauem aega, kuna vesi filtreerub läbi pinnase.
Mulla tiheduse määramise meetodid
Suhteline vajumine määratakse häirimatu struktuuri proovide põhjal. Selleks kasutatakse tihendusseadet -pinnase tiheduse mõõtja. Uuringus kasutatakse järgmisi meetodeid:
- Üks kõver ühe proovi analüüsiga ja selle leotamine praeguse koormuse viimases etapis. Selle meetodi abil on võimalik määrata pinnase kokkusurutavust antud või loodusliku niiskuse juures, samuti suhtelist kalduvust deformeeruda teatud rõhul.
- Kaks kõverat, mis testivad kahte sama tihedusega proovi. Ühte uuritakse loodusliku niiskuse juures, teist - küllastunud olekus. See meetod võimaldab määrata kokkusurutavust täis- ja loomuliku niiskuse korral, suhtelist kalduvust deformatsioonile, kui koormus muutub nullist lõplikuks.
- Kombineeritud. See meetod on kahe eelmise modifitseeritud kombinatsioon. Katse tehakse ühe prooviga. Esm alt uuritakse seda loomulikus olekus rõhuni 0,1 MPa. Kombineeritud meetodi kasutamine võimaldab analüüsida samu omadusi, mis 2 kõvera meetodil.
Olulised punktid
Mullatiheduse mõõturitega testimisel, kasutades mõnda ül altoodud võimalust, tuleb arvestada, et uuringute tulemused on väga erinevad. Sellega seoses võivad mõned näitajad isegi ühe proovi testimisel erineda 1, 5-3 ja mõnel juhul isegi 5 korda.
Sellised olulised kõikumised on seotud proovide väikese suurusega, materjali heterogeensusega karbonaadist ja muudest lisanditest või suurte pooride olemasolust. Paratamatuuurimisvead.
Mõjutavad tegurid
Arvukate uuringute käigus on kindlaks tehtud, et mulla vajumiskalduvuse näitaja sõltub peamiselt:
- Rõhk.
- Mulla tiheduse astmed loodusliku niiskusega.
- Vajunud pinnase koostis.
- Niiskuse suurenemise tase.
Sõltuvus koormusest kajastub kõveral, mille kohaselt saavutab indikaatori tõusuga oma maksimumväärtuse ka suhtelise muutumiskalduvuse väärtus esm alt. Järgneva rõhu tõusuga hakkab see lähenema nullile.
Reeglina on lössilaadsetel liivsavidel, lössidel, savidel rõhk 0,2-0,5 MPa ja lössilaadsetel savidel - 0,4-0,6 MPa.
Sõltuvus on tingitud asjaolust, et teatud tasemel loodusliku küllastusega vajumispinnase laadimise protsessis algab konstruktsiooni hävimine. Sel juhul täheldatakse teravat kokkusurumist ilma vee küllastuse muutumiseta. Deformatsioon rõhu suurenemise käigus jätkub seni, kuni kiht saavutab ülitiheda oleku.
Sõltuvus mulla koostisest
See väljendub selles, et plastilisuse arvu suurenemisega suhtelise deformatsioonikalduvuse näitaja väheneb. Lihtsam alt öeldes on suurem struktuuri varieeruvus iseloomulik lägale, väiksem - savile. Loomulikult peavad selle reegli tõeseks muutmiseks olema võrdsed muud tingimused.
Algrõhk
Hoonete ja rajatiste vundamentide projekteerimiselarvutatakse konstruktsioonide koormus maapinnale. Sel juhul määratakse esialgne (minimaalne) rõhk, mille juures algab deformatsioon veega täielikul küllastumisel. See rikub mulla loomulikku struktuurset tugevust. See toob kaasa asjaolu, et tavaline tihendusprotsess on häiritud. Nende muutustega omakorda kaasneb struktuuriline ümberkorraldamine ja intensiivne tihenemine.
Eeltoodut arvestades tundub, et projekteerimisetapis ehituse korraldamisel tuleks algrõhk võtta nulli lähedale. Praktikas see aga nii ei ole. Määratud parameetrit tuleks kasutada nii, et paksust loetaks üldreeglite kohaselt mittevajuvaks.
Mõõdiku määramine
Vajuvatele pinnastele vundamentide projekteerimisel kasutatakse algrõhku, et teha kindlaks:
- Disaini koormus, mille juures muudatusi ei tehta.
- Tsooni suurus, mille sees toimub tihenemine vundamendi massist.
- Pullase deformatsiooni nõutav sügavus või pinnasepadja paksus, välistades täielikult deformatsiooni.
- Sügavus, millest algavad muutused pinnase massist.
Esialgne niiskus
Seda nimetatakse indikaatoriks, mille juures pingestatud pinnas hakkab vajuma. Algse niiskuse määramisel võetakse normaalväärtuseks suhteline väärtus 0,01.
Parameetri määramise meetod põhineb kompressioonilaboritestidel. Uuringu jaoks on vaja 4-6 proovi. Kasutatakse kahte meetoditkõverad.
Ühte proovi testitakse loomuliku niiskuse juures, laadides kuni maksimaalse rõhuni eraldi etappidena. Sellega leotatakse mulda, kuni vajumine stabiliseerub.
Teine proov küllastatakse esm alt veega ja seejärel laaditakse pideva leotamise käigus samade sammudega maksimaalse rõhuni.
Ülejäänud proovide niisutamine viiakse läbi indikaatoriteni, mis jagavad niiskuse piiri algsest vee küllastumisest täieliku küllastumiseni suhteliselt võrdseteks intervallideks. Seejärel uuritakse neid tihendusseadmetes.
Kasv saavutatakse, valades proovidesse arvutatud koguse vett, hoides seda veel 1-3 päeva, kuni küllastustase stabiliseerub.
Deformatsiooni omadused
Need on kokkusurutavuse ja selle muutlikkuse koefitsiendid, deformatsioonimoodul, suhteline kokkusurumine.
Deformatsioonimoodulit kasutatakse vundamendi vajumise ja nende ebaühtluse tõenäoliste näitajate arvutamiseks. Reeglina määratakse see põllul. Selleks testitakse mullaproove staatiliste koormustega. Deformatsioonimooduli väärtust mõjutavad niiskusesisaldus, tihedus, struktuurne sidusus ja pinnase tugevus.
Mulla massi suurenedes see indikaator suureneb, suurema veega küllastumise korral see väheneb.
Tihendatavuse varieeruvuse tegur
See on defineeritud kui kokkusurutavuse suhe ühtlase või loodusliku niiskuse tingimustes mulla omadustega veega küllastunud olekus.
Sobibväli- ja laboriuuringutes saadud koefitsiendid, näitab, et erinevus nende vahel on tühine. See jääb vahemikku 0,65-2 korda. Seetõttu piisab praktiliseks rakendamiseks näitajate määramisest laboris.
Muutlikkuse koefitsient sõltub peamiselt rõhust, niiskusest ja selle suurenemise tasemest. Rõhu suurenemisega indikaator suureneb, loodusliku niiskuse suurenemisega see väheneb. Kui see on täielikult veega küllastunud, läheneb koefitsient 1.
Tugevusnäitajad
Need on sisemise hõõrdumise ja spetsiifilise ühtekuuluvuse nurk. Need sõltuvad konstruktsiooni tugevusest, vee küllastumise tasemest ja (vähemal määral) tihedusest. Niiskuse suurenedes väheneb haardumine 2-10 korda ja nurk väheneb 1,05-1,2. Konstruktsiooni tugevuse suurenedes suureneb nake.
Vajunud pinnase tüübid
Kokku on 2:
- Vajumine toimub peamiselt aluse deformeeritavas tsoonis vundamendi koormuse või muu välisteguri mõjul. Samal ajal deformatsioon selle kaalust peaaegu puudub või ei ületa 5 cm.
- Pullase võimalik vajumine selle massist. See esineb peamiselt paksuse alumises kihis ja ületab 5 cm. Välise koormuse mõjul võib deformeeruva tsooni piires tekkida ka ülemises osas vajumine.
Vajumise tüüpi kasutatakse ehitustingimuste hindamisel, vajumisvastaste meetmete väljatöötamisel, vundamentide projekteerimisel,vundament, hoone ise.
Lisainfo
Vajumine võib ilmneda ehitise ehitamise või kasutamise mis tahes etapis. See võib ilmneda pärast esialgse vajumise niiskuse suurenemist.
Hädaleotusel vajub pinnas deformeeritava tsooni piires üsna kiiresti - 1-5 cm/ööpäevas. Pärast niiskuse tarnimise lõppemist, mõne päeva pärast, veekulu stabiliseerub.
Kui esialgne leotamine toimus deformatsioonivööndi osa piirides, siis iga järgneva veega küllastumisega toimub vajumine kuni kogu tsooni täieliku niisutamiseni. Sellest lähtuv alt suureneb see mulla koormuse suurenedes.
Intensiivse ja pideva leotamise korral sõltub mulla vajumine niisutava kihi allapoole liikumisest ja veega küllastunud tsooni tekkest. Sel juhul algab vajumine kohe, kui niisutav front jõuab sügavusele, mille juures pinnas oma kaalust alla vajub.
