Al diseñar los cimientos de edificios y estructuras, se deben tener en cuenta muchos factores. Se debe prestar especial atención a la composición y estructura del suelo. Algunas de sus especies son capaces de hundirse cuando la humedad aumenta por su propio peso o por una carga externa. De ahí el nombre de tales suelos - "hundimiento". Considere más sus características.
Vistas
La categoría bajo consideración incluye:
- Suelos loess (purina y loess).
- Arcillas y margas.
- Tipos separados de lodos y margas de cobertura.
- Residuos industriales a granel. Estos incluyen, en particular, cenizas, polvo de rejilla.
- Suelos arcillosos limosos con alta resistencia estructural.
Especificaciones
En la etapa inicial de la organización de la construcción, es necesario realizar un estudio de la composición del suelo del sitio para identificar posibles deformaciones. su ocurrenciadebido a las peculiaridades del proceso de formación del suelo. Las capas se encuentran en un estado insuficientemente compactado. En suelo de loess, tal estado puede persistir durante todo el tiempo de su existencia.
El aumento de la carga y la humedad suele provocar una compactación adicional en las capas inferiores. Sin embargo, dado que la deformación dependerá de la fuerza de la influencia externa, permanecerá la compactación insuficiente del espesor en relación con la presión externa que excede el estrés de su propia masa.
La capacidad para fijar suelos blandos se determina en pruebas de laboratorio por la relación entre la reducción de la resistencia cuando se humedece y la presión de actuación.
Propiedades
Además de la subcompactación, los suelos hundidos se caracterizan por un bajo contenido de humedad natural, una composición polvorienta y una alta resistencia estructural.
La saturación del suelo con agua en las regiones del sur, por regla general, es de 0,04 a 0,12. En las regiones de Siberia, la zona media, el indicador está en el rango de 0,12 a 0,20. El grado de humedad en el el primer caso es 0, 1-0, 3, en el segundo - 0, 3-0, 6.
Resistencia estructural
Se debe principalmente a la adhesión de la cementación. Cuanta más humedad entre en el suelo, menor será la fuerza.
Los resultados de la investigación han demostrado que las películas delgadas de agua tienen un efecto de cuña en las formaciones. Actúan como un lubricante, facilitando el deslizamiento de las partículas del suelo que se hunde. Las películas proporcionan una colocación más densa de capas bajo la influencia externa.
Embrague saturadola humedad del suelo que se hunde está determinada por la influencia de la fuerza de atracción molecular. Este valor depende del grado de densidad y composición de la tierra.
Características del proceso
Drawdown es un proceso físico y químico complejo. Se manifiesta en forma de compactación del suelo debido al movimiento y empaquetamiento más denso (compacto) de partículas y agregados. Debido a esto, la porosidad total de las capas se reduce a un estado correspondiente al nivel de presión actuante.
El aumento de la densidad conduce a algún cambio en las características individuales. Posteriormente, bajo la influencia de la presión, la compactación continúa, respectivamente, la fuerza continúa aumentando.
Condiciones
Para que ocurran retiros:
- La carga de los cimientos o su propia masa que, cuando está mojada, vencerá las fuerzas cohesivas de las partículas.
- Nivel de humedad suficiente. Ayuda a reducir la fuerza.
Estos factores deberían trabajar juntos.
La humedad determina la duración de la deformación de los suelos hundidos. Como regla general, ocurre en un tiempo relativamente corto. Esto se debe al hecho de que la tierra se encuentra predominantemente en un estado de baja humedad.
La deformación en un estado saturado de agua lleva más tiempo ya que el agua se filtra a través del suelo.
Métodos para determinar la densidad del suelo
El hundimiento relativo se determina mediante muestras de estructura intacta. Para esto, se usa un dispositivo de compresión:densímetro de suelo. En el estudio se utilizan los siguientes métodos:
- Curva simple con análisis de una muestra y su remojo en la etapa final de la carga actual. Con este método, es posible determinar la compresibilidad del suelo a una humedad dada o natural, así como la tendencia relativa a deformarse a una determinada presión.
- Dos curvas probando 2 muestras con el mismo grado de densidad. Uno se investiga a la humedad natural, el segundo, en un estado saturado. Este método le permite determinar la compresibilidad bajo humedad total y natural, la tendencia relativa a la deformación cuando la carga cambia de cero a final.
- Combinado. Este método es una combinación modificada de los dos anteriores. La prueba se lleva a cabo en una muestra. Primero se examina en su estado natural a una presión de 0,1 MPa. El uso del método combinado le permite analizar las mismas propiedades que el método de 2 curvas.
Puntos importantes
Durante las pruebas en densímetros de suelo utilizando cualquiera de las opciones anteriores, se debe tener en cuenta que los resultados de los estudios varían mucho. En este sentido, algunos indicadores, incluso cuando se prueba una muestra, pueden diferir en 1, 5-3 y, en algunos casos, incluso 5 veces.
Estas fluctuaciones significativas están asociadas con el tamaño pequeño de las muestras, la heterogeneidad del material debido al carbonato y otras inclusiones, o la presencia de poros grandes. Lo inevitableerrores de investigación.
Factores que influyen
En el curso de numerosos estudios, se ha establecido que el indicador de la tendencia del suelo a hundirse depende principalmente de:
- Presión.
- Grados de densidad del suelo con humedad natural.
- Composición del suelo hundido.
- Nivel de aumento de humedad.
La dependencia de la carga se refleja en la curva, según la cual, con un aumento en el indicador, el valor de la propensión relativa a cambiar primero también alcanza su valor máximo. Con el subsiguiente aumento de presión, comienza a aproximarse a cero.
Como regla general, para loess, loess, loams arenosos similares al loess, la presión es de 0.2-0.5 MPa, y para arcillas similares al loess, 0.4-0.6 MPa.
La dependencia es causada por el hecho de que en el proceso de carga del suelo hundido con saturación natural a un cierto nivel, comienza la destrucción de la estructura. En este caso, se nota una fuerte compresión sin un cambio en la saturación de agua. La deformación en el curso del aumento de la presión continuará hasta que la capa alcance su estado extremadamente denso.
Dependencia de la composición del suelo
Se expresa en el hecho de que con un aumento en el número de plasticidad, el indicador de la tendencia relativa a la deformación disminuye. En pocas palabras, un mayor grado de variabilidad de la estructura es característico de la suspensión, uno más pequeño, para la arcilla. Naturalmente, para que esta regla sea cierta, las demás condiciones deben ser iguales.
Presión inicial
Al diseñar los cimientos de edificios y estructurasse calcula la carga de las estructuras sobre el terreno. En este caso, se determina la presión inicial (mínima), a la que comienza la deformación con la saturación total con agua. Viola la fuerza estructural natural del suelo. Esto conduce al hecho de que se interrumpe el proceso normal de compactación. Estos cambios, a su vez, van acompañados de una reestructuración estructural y una intensa densificación.
Considerando lo anterior, parece que en la etapa de diseño cuando se organiza la construcción, la presión inicial debe tomarse cercana a cero. Sin embargo, en la práctica este no es el caso. El parámetro especificado debe usarse de tal manera que se considere que el espesor no se ha hundido de acuerdo con las reglas generales.
Asignación de indicadores
La presión inicial se usa cuando se diseñan cimientos en suelos hundidos para determinar:
- Carga de diseño en la que no habrá cambios.
- El tamaño de la zona dentro de la cual ocurrirá la compactación de la masa de la cimentación.
- La profundidad requerida de deformación del suelo o el espesor del colchón del suelo, excluyendo por completo la deformación.
- La profundidad a partir de la cual comienzan los cambios en la masa del suelo.
Humedad inicial
Se llama el indicador en el que los suelos en un estado estresado comienzan a hundirse. A la hora de determinar la humedad inicial se toma como valor normal un valor relativo de 0,01.
El método para determinar el parámetro se basa en pruebas de laboratorio de compresión. Se necesitan 4-6 muestras para el estudio. Se utiliza el método de doscurvas.
Se prueba una muestra a la humedad natural con carga hasta la presión máxima en pasos separados. Con él, se empapa el suelo hasta que se estabiliza el hundimiento.
La segunda muestra primero se satura con agua y luego, con remojo continuo, se carga a la presión máxima en los mismos pasos.
La hidratación de las muestras restantes se lleva a cabo con indicadores que dividen el límite de humedad desde la saturación de agua inicial hasta la total en intervalos relativamente iguales. Luego se examinan en dispositivos de compresión.
El aumento se logra vertiendo el volumen calculado de agua en las muestras y manteniéndolas durante 1 a 3 días hasta que el nivel de saturación se estabilice.
Características de deformación
Son los coeficientes de compresibilidad y su variabilidad, módulo de deformación, compresión relativa.
El módulo de deformación se utiliza para calcular los indicadores probables de asentamiento de la cimentación y su f alta de uniformidad. Por regla general, se determina en el campo. Para ello, se ensayan muestras de suelo con cargas estáticas. El valor del módulo de deformación se ve afectado por el contenido de humedad, el nivel de densidad, la cohesión estructural y la resistencia del suelo.
Con el aumento de la masa del suelo, este indicador aumenta, con una mayor saturación de agua disminuye.
Factor de variabilidad de la compresibilidad
Se define como la relación entre la compresibilidad en condiciones de humedad constante o natural y las características del suelo en estado de saturación de agua.
Coincidenciacoeficientes obtenidos en estudios de campo y laboratorio, muestra que la diferencia entre ellos es insignificante. Está en el rango de 0,65-2 veces. Por lo tanto, para la aplicación práctica, basta con determinar los indicadores en el laboratorio.
El coeficiente de variabilidad depende principalmente de la presión, la humedad y el nivel de su aumento. Con un aumento de la presión, el indicador aumenta, con un aumento de la humedad natural, disminuye. Cuando está completamente saturado con agua, el coeficiente se aproxima a 1.
Características de resistencia
Son el ángulo de fricción interna y la cohesión específica. Dependen de la resistencia estructural, el nivel de saturación del agua y (en menor medida) la densidad. Con el aumento de la humedad, la adherencia disminuye de 2 a 10 veces y el ángulo disminuye de 1,05 a 1,2. A medida que aumenta la resistencia estructural, la adherencia aumenta.
Tipos de suelos hundidos
Hay 2 en total:
- El hundimiento se produce principalmente en la zona deformable de la base bajo la acción de la carga de la cimentación u otro factor externo. Al mismo tiempo, la deformación por su peso está casi ausente o no supera los 5 cm.
- Posible hundimiento del suelo debido a su masa. Se produce principalmente en la capa inferior del espesor y supera los 5 cm. Bajo la acción de una carga externa, también puede producirse un hundimiento en la parte superior dentro de los límites de la zona deformable.
El tipo de hundimiento se utiliza para evaluar las condiciones de construcción, desarrollar medidas antihundimiento, diseñar cimientos,cimiento, el edificio mismo.
Información adicional
El hundimiento puede ocurrir en cualquier etapa de construcción u operación de una estructura. Puede aparecer tras un aumento de la humedad de hundimiento inicial.
Durante el remojo de emergencia, el suelo se hunde dentro de los límites de la zona deformable con bastante rapidez, entre 1 y 5 cm/día. Después del cese del suministro de humedad, después de unos días, la reducción se estabiliza.
Si el remojo inicial tuvo lugar dentro de los límites de una parte de la zona de deformación, con cada saturación de agua posterior, se producirá un hundimiento hasta que toda la zona esté completamente humedecida. En consecuencia, aumentará con el aumento de la carga sobre el suelo.
Con un remojo intensivo y continuo, el hundimiento del suelo depende del movimiento hacia abajo de la capa humectante y la formación de una zona saturada de agua. En este caso, el hundimiento comenzará tan pronto como el frente húmedo alcance la profundidad a la que el suelo se hunde por su propio peso.
