Инженерно-геологическая оценка торфяных грунтов как оснований для сооружений
Существенная территория России покрыта слоем торфа, что вызывает определенные трудности при проектировании и возведении различных сооружений. Ведь и в заболоченных районах ведется обширное транспортное, промышленное, гражданское, гидротехническое строительство; прокладка магистральных газопроводов и нефтепроводов. Из-за необходимости освоения таких территорий, в последние года, одной из важных задач современного фундаментостроения является разработка и научное обоснование методов строительства на заболоченных территориях. Но нужно учесть особенности геологического строения участков, так как торфы являются специфическими грунтами и к ним предъявляют определенные требования и при методиках исследования, и при методах строительства на них. В работе рассмотрены особенности взаимодействия торфяного основания с гражданскими и линейными сооружениями и показана специфика применяемых различных расчётов при оценке устойчивости различного вида сооружений на торфяных грунтах.
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………. 4
Глава 1. Инженерно-геологические особенности торфяных грунтов и их оценка ……… 6
Глава 2. Торфяные грунты как основания для промышленных и гражданских
сооружений …………………………………………………………………………………………………………………….. 10
2.1. Типы оснований ………………………………………………………………………………………….. 10
2.2. Свайные фундаменты ………………………………………………………………………………….. 12
2.2.1. Свайные фундаменты на торфяных грунтах…………………………………………… 13
2.2.2. Особенности работы свай при вертикальной нагрузке……………………………. 15
Глава 3. Торфяные грунты как основания земляных сооружений …………………………… 18
3.1. Земляное полотно как инженерная конструкция ………………………………………….. 18
3.2 Особенности строительства земляного полотна дорог на торфяных грунтах….. 20
3.3 Схемы возведения насыпи на торфяных грунтах …………………………………………… 23
Глава 4. Инженерно-геологическая оценка строительства административного здания на
торфяных грунтах ……………………………………………………………………………………………………………. 29
4.1. Характеристика инженерно-геологических условий площадки строительства. 29
4.1.1. Местоположение и рельеф …………………………………………………………………….. 29
4.1.2 Геологическое строение …………………………………………………………………………. 29
4.1.3. Гидрогеологические условия…………………………………………………………………. 30
4.1.4. Состав и физико-механические свойства грунтов ………………………………….. 31
4.2. Расчёт свайных фундаментов и их оснований ………………………………………………. 32
4.3. Особенности расчёта несущей способности свай в торфяных грунтах ………….. 33
4.4. Учёт изменения показателей физико-механических свойств песчано-глинистых
грунтов, залегающих ниже толщи болотных отложений, в расчётах несущей способности
свай и свайных фундаментов ……………………………………………………………………………………….. 35
4.5. Расчёт несущей способности висячей забивной сваи ……………………………………. 38
Глава 5. Инженерно-геологическая оценка участка строительства дороги на торфяных
грунтах ……………………………………………………………………………………………………………………………. 42
5.1. Характеристика инженерно-геологических условий участка строительства ….. 42
5.1.1. Местоположение и рельеф …………………………………………………………………….. 42
5.1.2 Геологическое строение …………………………………………………………………………. 42
5.1.3. Гидрогеологические условия…………………………………………………………………. 42
5.1.4. Состав и физико-механические свойства грунтов ………………………………….. 43
5.2. Устойчивость торфяных оснований земляных сооружений ………………………….. 43
5.2.1. Расчёт устойчивости основания насыпи ………………………………………………… 44
5.2.2. Расчёт продолжительности осадки насыпи ……………………………………………. 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………….. 51
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………………………………………… 53
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………………………………………. 54
Значительные территории России являются заболоченными. Заболоченность в её районах составляет 14-25%, но иногда достигает 80%. В заболоченным районах ведется обширное транспортное, промышленное, гражданское, гидротехническое строительство; прокладка магистральных газопроводов и нефтепроводов.
Торф обладает исключительно плохими строительными свойствами: значительной сжимаемостью, очень малым сопротивлением сдвигу, переменной водопроницаемостью, что вызывает при проектировании и возведении сооружений определенные трудности.
Одной из важных задач современного фундаментостроения является разработка и научное обоснование методов строительства на заторфованных территориях, так как их главной особенностью являются нестабильные деформационные характеристики. При этом необходимо учитывать особенности геологического строения участков строительства, где присутствует торф, залегая с поверхности или на глубине, открытый или погребённый торф. Также следует принимать во внимание особенности сооружения, возводимого на заторфованных территориях. Эти обстоятельства вызывают необходимость индивидуального подхода при изучении взаимодействия системы сооружение-основание, где основанием являются заторфованные грунты, которые со строительной точки зрения относятся к слабым грунтам. К торфам предъявляют определенные требования и при методиках исследования, и при методах строительства на них.
В представленной работе рассматриваются особенности взаимодействия торфяного основания с гражданскими и линейными сооружениями. Также показана специфика применяемых расчётов при оценке устойчивости различного вида сооружений на торфяных грунтах, что является актуальной задачей в связи с массовым освоением подобных территорий.
Целью данной выпускной квалификационной работы является:
– оценка взаимодействия торфяного основания с различными типами сооружений.
Для её достижения были поставлены следующие задачи:
– обобщить и проанализировать литературные источники, фондовые и нормативные
документы по исследованию влияния особенностей торфяных грунтов на строительство сооружений;
– охарактеризовать инженерно-геологические условия площадки в Ленинградской области и обосновать выбор фундамента для административного здания;
– охарактеризовать инженерно-геологические условия строительства подъездных путей к магистральному газопроводу на территории Тюменской области, выбрать схему возведения насыпи и произвести расчёт её устойчивости;
4
– показать отличительные особенности строительства на торфяных грунтах различных типов сооружений и принципы расчётов при оценке их устойчивости.
Данная работа основана на материалах инженерно-геологических изысканий института «Ленгражданпроект» и КДС «Групп», где я проходила практику.
Выражаю благодарность за советы и постоянные консультации при написании магистерской работы своему научному руководителю доц. Корвет Н.Г.
В результате проведенных исследований установлены геологические строения и
инженерно-геологические особенности исследуемых участков.
Площадка изысканий под строительство административного здания сложена
современными биогенными и верхнечетвертичными ледниковыми и озерно-ледниковыми
отложениями.
По результатам лабораторных исследований и по данным бурения были выделены 7 ИГЭ.
Строительные условия рассматриваемого участка являются неблагоприятными
вследствие залегания с поверхности мощной толщи сильносжимаемых слаборазложившихся
торфов. В таких условиях наиболее целесообразным является устройство бескотлованного свайного
фундамента с высоким ростверком. Для исключения нежелательных деформаций основания во
время устройства свайного фундамента рекомендуется сделать подсыпку из крупнозернистого песка
мощностью 2 м.
С целью проверки надежности, выбранного типа свайного фундамента были произведены
расчеты несущей способности сваи с учетом слоя песка двумя способами:
− первый способ – расчет несущей способности сваи при возникновении отрицательного
трения;
− второй способ – расчет с учетом внесения коррективов в расчетную схему,
предложенный СПбГГИ (Захарова , 2006).
Результаты определения несущей способности сваи (Fd ) по предложенным двум методам
имеют близкие значения: по первому способу Fd = 182, 7 тс, по второму Fd = 146, 89 тс.
Расчетные нагрузки с учетом коэффициента надежности 1.4 составили по первому способу
FR = 130,5 тс, по второму FR = 104,92 тс. Значения не превышают проектной расчетной
нагрузки на сваю 100 тс.
Второй способ является более точным и надежным при проектировании, т.к. он
учитывает негативное влияние болотных отложений на толщи грунтов, залегающих ниже
болотных отложений, что приводит к снижению устойчивости и несущей способности грунтов.
Площадка изысканий под строительство подъездных путей к магистральному
газопроводу сложена современными биогенными и среднечетвертичными водно-ледниковыми
отложениями.
По результатам лабораторных исследований и по данным бурения были выделены 9 ИГЭ.
Строительные условия рассматриваемого участка являются неблагоприятными
вследствие заболоченности части территории. В таких условиях наиболее целесообразным будет
использовать торф в качестве основания возведения насыпи.
Для обеспечения требований, которые предъявляются к земляному полотну с
использованием торфяных грунтов в основании были произведены расчеты по устойчивости
основания. И так как после возведения насыпи нельзя сразу же устроить дорожную одежду
(земляное полотно не стабильно) была рассчитана продолжительность осадки насыпи.
Таким образом, можно сделать вывод, что при разнообразии различных типов
заторфованных грунтов и различных типов сооружений, невозможно дать единые
рекомендации по устройству сооружений на торфах, схемы расчета. Всегда необходимо
индивидуальное проектирование, а также сравнение вариантов по технико-экономическим
показателям.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (37 отзывов)
5 (158 отзывов)
4.9 (5 отзывов)
0 (13 отзывов)
5 (20 отзывов)
5 (1241 отзыв)
4.7 (18 отзывов)
5 (21 отзыв)
4.6 (522 отзыва)
