CC BY
1УДК 625.12.033.38 Кахаров З.В., Мирханова М.М.
Кахаров З.В.
доцент кафедры «Инженерия железных дорог» Ташкентский государственный транспортный университет (г. Ташкент, Узбекистан)
Мирханова М.М.
старший преподаватель кафедры «Инженерия железных дорог» Ташкентский государственный транспортный университет (г. Ташкент, Узбекистан)
СПОСОБЫ УКРЕПЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ПЕСЧАНЫХ ПОДУШЕК
Аннотация: в статье рассмотрены способы укрепления основание сооружения из песчаных подушек путем уплотнения грунтов. Приведены расчеты песчаной подушки по высоте и по размерам в плане.
Ключевые слова: глинистый грунт, укрепление основание, уплотнения грунта, инъекционный метод, песчаный подушка, водонасыщенный грунт, осадка грунта.
Песчаные грунты укрепляют уплотнением и различными химическими инъекционными методами. Применение последних основано на более высоких значениях коэффициента фильтрации у песков, чем у глинистых грунтов.
Укреплять основания можно путем уплотнения грунтов, закрепления их различными инъекционными методами, а также с использованием постоянного электрического тока и термическим способом.
Основания из глинистых водонасыщенных грунтов укрепляют способом предварительного обжатия весом насыпи и также с использованием
электрического тока. При первом способе требуется устройство насыпи и значительное время для завершения процессов консолидации основания. Второй метод еще недостаточно разработан и применяют его в дорожном строительстве для стабилизации грунтов склонов и откосов выемок. При этом способе требуется также длительное воздействие тока на грунт.
Грунт, имеющий недостаточную прочность и высокую сжимаемость, в основании сооружения можно заменить песчаной подушкой. Если толщина слоя такого грунта под подошвой фундамента не превышает 1,5... 2 м, песчаную подушку обычно доводят до кровли подстилающего прочного слоя. Наличие подушки уменьшает глубину заложения фундамента и сокращает объем кладки.
При значительной мощности слоя непрочного грунта применяют распределительные песчаные подушки небольшой высоты (рис. 1). Песчаная подушка, воспринимая давление от фундамента, передает его окружающему грунту, распределяя на большую площадь.
Т2
Прочный грунт
Рисунок 1. Схема к расчету песчаной подушки.
Замена сильно сжимаемого грунта под фундаментом песчаной подушкой, имеющей более высокий модуль общей деформации в зоне действия наибольших сжимающих напряжений, значительно снижает осадку фундамента. Песчаные подушки ускоряют также уплотнение залегающих ниже водонасыщенных глинистых грунтов вследствие дренирования поровой воды из них в подушку.
При устройстве песчаных подушек выше глубины промерзания пучинистых грунтов их необходимо предохранять от заиления во избежание пучения. Если подушка насыщена водой, пучение возможно вследствие бокового смерзания ее с окружающим пучинистым грунтом.
Для устройства песчаных подушек используют среднезернистые и крупнозернистые пески. Укладывают песок послойно с трамбованием.
Плотность грунта в подушках должна составлять не менее 0,95 от максимальной плотности, устанавливаемой опытным путем. При отсутствии опытных данных допускаемая плотность сухого грунта должна быть для однородных крупно и среднезернистых песков не менее 1,6 т/м3, а для разнородных - не менее 1,65 т/м3. Модуль деформации уплотненного крупного песка в подушке может быть принят 30 МПа, а среднего - 20 МПа.
При расчете песчаной подушки определяют ее высоту и размеры в плане. Высоту подушки И„ можно найти из условия, для данного случая (см. рис. 1) имеет вид
у 1п Ьп + 71 + а(р- /1)< Я. (1)
Высота песчаной подушки должна быть проверена и из условия обеспечения допустимой осадки фундамента.
Суммарная осадка подушки Бп„ и нижележащего грунта Бсл не должна превышать предельно допустимой величины БПР для данного фундамента:
Б = Бп+Бсл = £ 2-0 ^ +£ £Г-ш+1 ^ <Бпр (2)
где: Е] - модуль деформации грунта подушки, Е2 - то же, нижележащего грунта, т - число слоев грунта, на которые разбита эпюра давлений в пределах подушки,
Международный научный журнал «ВЕСТНИКНАУКИ» № 2 (71) Том 3. ФЕВРАЛЬ 2024 г. п - общее число элементов эпюры давлений в пределах сжимаемой
толщи.
Если условие (2) не удовлетворяется, то, пользуясь им, путем подбора уточняют И пр.
Размеры подошвы подушки Ьп и ап должны превышать размеры фундамента в плане на такую величину, чтобы в пределах подушки нормальные напряжения ау и ах были снижены до величин, при которых обеспечивается устойчивость грунта вокруг подушки, а его горизонтальные деформации не вызывают чрезмерной осадки фундамента за счет изменения формы подушки. Ширину песчаной подушки для удовлетворения приведенных выше требований назначают по данным практики из условия, чтобы угол рп был в пределах п/4^п/6.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Djabbarov S., Kakharov Z., Kodirov N. Device of road boards with compacting layers with rollers //AIP Conference Proceedings. - AIP Publishing LLC, 2022. - Т. 2432. - №. 1. - С. 030036;
2. Э. В.Костерин. «Основания и фундаменты»: Учеб. для вузов- 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 1990;
3. Кахаров З. В., Пурцеладзе И. Б. Сырьевые материалы, применяемые при производстве цемента //Вестник науки. - 2023. - Т. 3. - №. 1 (58);
4. Кахаров З. В., Эшонов Ф. Ф. Изменение состава веществ (материалов) в производстве //Научный журнал. - 2019. - №. 3 (37). - С. 22-23;
5. Кахаров З. В. Анализ процесса схватывания бетона. // Universum: технические науки. - 2022. - №. 12-2 (105);
6. Кахаров З. В., Кодиров Н. Б. Механизм процессов общего сжатия и расширения массы //Моя профессиональная карьера. - 2023. - Т. 1. - №. 44. - С. 11-14;
7. Kakharov, Z., Yavkacheva, Z. Determination of the bearing capacity of a building and structures of energy facilities. E3S Web of Conferences, 2023, 371, 02042;
8. Кахаров З. В., Кодиров Н. Б. Методы укрепления оснований здании и сооружения //Системная трансформация-основа устойчивого инновационного развития. - 2021. - С. 18-37;
9. Кахаров З. В. Уплотнение слоев вальцами катков //Электронный инновационный вестник. - 2018. - №. 3. - С. 10-11;
10. Кахаров З. В. и др. Устройство основания сооружений в слабых грунтах //Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации. - 2020. - С. 63-65;
11. Кахаров З. В. Укрепления основания фундаментов методом закрепления грунтов инъекцией растворов //Глобус: технические науки. - 2019. - №. 6 (30). - С. 12-13;
12. Кахаров З. В. Железнодорожная конструкция для высокоскоростных дорог //Universum: технические науки. - 2022. - №. 5-4 (98). - С. 43-45;
13. Кахаров З. В. и др. Требование к верхнему строения пути на высокоскоростных железнодорожных путях //Евразийский союз ученых. -2021. - №. 4-1. - С. 45-48;
14. Кахаров З. В. Земляные работы при возведении земляного полотна железных дорог //Вопросы технических наук в свете современных исследований. - 2017. - С. 39-43;
15. Кахаров З. В., Мирханова М. М. Переход жидких, пластичных, сыпучих тел в твердое состояние //Научно-технический прогресс: актуальные и перспективные направления будущего. - 2019. - С. 164-166;
16. Кахаров З. В., Кодиров Н. Б. Основные требования к щебню из природного камня для балластного слоя железнодорожного пути //Инновационные научные исследования. - 2022. - №. 12-2. - С. 24;
17. Кахаров З. В. и др. Устройство оснований автомобильных дорог с уплотнением слоев катками //Инновации. Наука. Образование. - 2021. - №. 41. - с. 457-463;
18. Кахаров З. В., Исломов А. С. Бетоны с заполнителями из продуктов дробления вторичного бетона //Вестник науки. - 2023. - Т. 3. - №. 5 (62). - С. 820-825;
19. Кахаров З. В., Исломов А. С. Проблема рационального расходования энергии при производстве сборного железобетона //Вестник науки. - 2023. - Т. 3. - №. 3 (60). - С. 269-275;
20. Кахаров З. В., Кодиров Н. Б. Ресурсосберегающей технологии оптимизации трасс инженерных сооружений по геодезическим данным //Вестник науки. - 2023. - Т. 1. - №. 4 (61). - С. 378-384;
21. Кахаров З. В. Взаимодействие стрелового крана с грузом //Universum: технические науки. - 2023. - №. 1-2 (106). - С. 48-50;
22. Кахаров З. В. Взаимодействие рабочих органов машин с перерабатываемыми материалами //Технические науки: проблемы и решения. -2018. - С. 104-108;
23. Kakharov, Z., Mirzakhidova, O. (2023). Soil Surface Compaction Analysis During the Construction of Railways and Roads. AFE 2023. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 706. Springer, Cham;
24. Kakharov Z. Mechanisms of the processes of shear, slice, general compression and expansion of mass //E3S Web of Conferences. - EDP Sciences, 2023. - Т. 402. -С.12007;
25. Кахаров З. В. и др. Назначение материалы для балластного слоя железнодорожных путей //Новая наука: история становления, современное состояние, перспективы развития. - 2021. - С. 33-35;
26. Кахаров З. В., Пурцеладзе И. Б. Проблемы экономии энергоресурсов в строительстве //Инновационные научные исследования. - 2022. - №. 11-5;
27. Кахаров З. В., Пурцеладзе И. Б. Проходка выработок в мягких породах без применения буровзрывных работ //Мировая наука. - 2022. - №. 11 (68). - С. 75-78;
28. Кахаров З. В. и др. Минеральные добавки для бетонов //Точная наука. -2018. - №. 31. - С. 2-4;
29. Улугмуротов Н. Р., Кахаров З. В. Основные требования к земляному полотну железных дорог //International scientific conference" Innovative trends in science, practice and education". - 2023. - Т. 2. - №. 4. - С. 24-29;
30. С.Б.Ухов и др., «Механика грунтов, основания и фундаменты» / Учебное пособие: - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005 г.
Kakharov Z. V., Mirkhanova M.M.
Kakharov Z.V.
Tashkent State Transport University (Tashkent, Uzbekistan)
Mirkhanova M.M.
Tashkent State Transport University (Tashkent, Uzbekistan)
METHODS OF STRENGTHENING FOUNDATIONS OF STRUCTURES MADE OF SAND PILLOWS
Abstract: the article discusses ways to strengthen the base of a structure made of sand pillows by compacting soils. Calculations of the sand cushion in height and size in plan are given.
Keywords: clay soil, strengthening the base, soil compaction, injection method, sand cushion, water-saturated soil, soil sediment.
