เมื่อออกแบบฐานรากของอาคารและโครงสร้างต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับองค์ประกอบและโครงสร้างของดิน บางชนิดสามารถหย่อนคล้อยได้เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นภายใต้น้ำหนักของมันเองหรือจากภาระภายนอก ดังนั้นชื่อของดินดังกล่าว - "การทรุดตัว" พิจารณาคุณสมบัติเพิ่มเติม
ดู
หมวดหมู่ที่อยู่ระหว่างการพิจารณารวมถึง:
- ดินร่วน (ดินเหลวและดินเหลือง).
- ดินเหนียวและดินร่วนปน
- แยกตะกอนและดินร่วนปนแยกประเภท
- ขยะอุตสาหกรรมจำนวนมาก. โดยเฉพาะขี้เถ้า เศษฝุ่น
- ดินเหนียวปนทรายที่มีความแข็งแรงของโครงสร้างสูง
เฉพาะ
ในระยะเริ่มต้นขององค์กรการก่อสร้าง จำเป็นต้องทำการศึกษาองค์ประกอบของดินของไซต์เพื่อระบุการเสียรูปที่เป็นไปได้ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเนื่องจากลักษณะเฉพาะของกระบวนการสร้างดิน เลเยอร์อยู่ในสถานะอัดแน่นไม่เพียงพอ ในดินเหลือง สภาพดังกล่าวสามารถคงอยู่ได้ตลอดระยะเวลาที่มีอยู่
ภาระและความชื้นที่เพิ่มขึ้นมักจะทำให้เกิดการบดอัดเพิ่มเติมในชั้นล่าง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเสียรูปจะขึ้นอยู่กับแรงของอิทธิพลภายนอก ความหนาไม่เพียงพอที่สัมพันธ์กับความดันภายนอกที่เกินความเค้นจากมวลของมันเองจะยังคงอยู่
ความสามารถในการแก้ไขดินอ่อนถูกกำหนดในการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยอัตราส่วนของความแข็งแรงที่ลดลงเมื่อเปียกน้ำต่อแรงดันกระทำ
คุณสมบัติ
นอกจากการบดอัดที่ต่ำแล้ว ดินที่ทรุดตัวยังมีความชื้นตามธรรมชาติต่ำ องค์ประกอบของฝุ่น และความแข็งแรงของโครงสร้างสูง
ความอิ่มตัวของดินกับน้ำในภาคใต้ตามกฎคือ 0.04-0.12 ในภูมิภาคไซบีเรียโซนกลางตัวบ่งชี้อยู่ในช่วง 0.12-0.20 ระดับความชื้นใน กรณีแรกคือ 0, 1-0, 3 ในครั้งที่สอง - 0, 3-0, 6.
ความแข็งแรงของโครงสร้าง
สาเหตุหลักมาจากการยึดเกาะของซีเมนต์ ยิ่งความชื้นลงดินมาก ความแรงก็ยิ่งต่ำ
ผลการวิจัยพบว่าฟิล์มน้ำบาง ๆ มีผลต่อการก่อตัว พวกมันทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นทำให้อนุภาคของดินทรุดตัวเลื่อนได้ง่ายขึ้น ฟิล์มช่วยให้ชั้นหนาขึ้นภายใต้อิทธิพลจากภายนอก
คลัชอิ่มตัวความชื้นของดินที่ทรุดตัวถูกกำหนดโดยอิทธิพลของแรงดึงดูดของโมเลกุล ค่านี้ขึ้นอยู่กับระดับความหนาแน่นและองค์ประกอบของโลก
ลักษณะกระบวนการ
การถอนออกเป็นกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีที่ซับซ้อน มันปรากฏตัวในรูปแบบของการบดอัดดินเนื่องจากการเคลื่อนที่และการบรรจุอนุภาคและมวลรวมที่หนาแน่นขึ้น (กะทัดรัด) ด้วยเหตุนี้ ความพรุนทั้งหมดของชั้นจึงลดลงเป็นสถานะที่สอดคล้องกับระดับของแรงกดที่ออกฤทธิ์
ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงลักษณะส่วนบุคคลบางอย่าง ต่อจากนั้น ภายใต้อิทธิพลของแรงกด การบดอัดจะดำเนินต่อไป ตามลำดับ ความแรงก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
เงื่อนไข
สำหรับดรอดาวน์ที่จะเกิดขึ้น:
- ภาระจากรากฐานหรือมวลของมันเอง ซึ่งเมื่อเปียกน้ำจะเอาชนะอนุภาคที่เกาะติดกัน
- ความชื้นเพียงพอ ช่วยลดความแรง
ปัจจัยเหล่านี้ควรทำงานร่วมกัน
ความชื้นกำหนดระยะเวลาของการเปลี่ยนรูปของดินที่ทรุดตัว ตามกฎแล้วจะเกิดขึ้นภายในระยะเวลาอันสั้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าที่ดินส่วนใหญ่อยู่ในสภาพความชื้นต่ำ
การเปลี่ยนรูปในสภาวะที่มีน้ำอิ่มตัวใช้เวลานานกว่าที่กรองน้ำในดิน
วิธีการกำหนดความหนาแน่นของดิน
การทรุดตัวสัมพัทธ์ถูกกำหนดโดยตัวอย่างของโครงสร้างที่ไม่ถูกรบกวน สำหรับสิ่งนี้จะใช้อุปกรณ์บีบอัด -เครื่องวัดความหนาแน่นของดิน วิธีต่อไปนี้ถูกใช้ในการศึกษา:
- กราฟเส้นเดี่ยวพร้อมการวิเคราะห์ตัวอย่างหนึ่งตัวอย่างและการแช่ที่ขั้นตอนสุดท้ายของโหลดปัจจุบัน ด้วยวิธีนี้ เป็นไปได้ที่จะกำหนดความสามารถในการอัดตัวของดินที่ความชื้นที่กำหนดหรือความชื้นตามธรรมชาติ เช่นเดียวกับแนวโน้มสัมพัทธ์ที่จะเปลี่ยนรูปที่ความดันบางอย่าง
- สองเส้นโค้งทดสอบตัวอย่าง 2 ตัวอย่างที่มีระดับความหนาแน่นเท่ากัน หนึ่งถูกตรวจสอบที่ความชื้นตามธรรมชาติ ที่สอง - ในสถานะอิ่มตัว วิธีนี้ช่วยให้คุณกำหนดความสามารถในการอัดภายใต้ความชื้นตามธรรมชาติ แนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปเมื่อโหลดเปลี่ยนจากศูนย์เป็นขั้นสุดท้าย
- รวมกัน. วิธีนี้เป็นการผสมผสานที่ปรับเปลี่ยนจากสองวิธีก่อนหน้า การทดสอบดำเนินการกับตัวอย่างเดียว มันถูกตรวจสอบครั้งแรกในสภาพธรรมชาติที่ความดัน 0.1 MPa การใช้วิธีการรวมกันจะทำให้คุณสามารถวิเคราะห์คุณสมบัติเดียวกันกับวิธี 2 เส้นโค้งได้
จุดสำคัญ
ระหว่างการทดสอบในเครื่องวัดความหนาแน่นของดินโดยใช้ตัวเลือกข้างต้น จะต้องคำนึงว่าผลการศึกษามีความแตกต่างกันอย่างมาก ในเรื่องนี้ อินดิเคเตอร์บางตัว แม้จะทดสอบตัวอย่างหนึ่งตัวอย่าง อาจแตกต่างกัน 1, 5-3 และในบางกรณีอาจถึง 5 ครั้ง
ความผันผวนที่สำคัญดังกล่าวเกี่ยวข้องกับขนาดตัวอย่างที่เล็ก ความหลากหลายของวัสดุเนื่องจากคาร์บอเนตและการรวมตัวอื่นๆ หรือการมีอยู่ของรูพรุนขนาดใหญ่ สิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ข้อผิดพลาดในการวิจัย
ปัจจัยที่มีอิทธิพล
ในการศึกษาจำนวนมาก พบว่าตัวบ่งชี้แนวโน้มที่จะทรุดตัวของดินนั้นขึ้นอยู่กับ:
- กดดัน
- ความหนาแน่นของดินที่มีความชื้นตามธรรมชาติ
- องค์ประกอบของดินทรุดตัว
- ระดับความชื้นเพิ่มขึ้น
การพึ่งพาโหลดจะสะท้อนให้เห็นในเส้นโค้ง ซึ่งเมื่อตัวบ่งชี้เพิ่มขึ้น ค่าของแนวโน้มสัมพันธ์ที่จะเปลี่ยนแปลงก่อนก็จะถึงค่าสูงสุดเช่นกัน แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในเวลาต่อมา เริ่มเข้าใกล้ศูนย์
ตามกฎแล้ว สำหรับดินร่วนปนทรายคล้ายดินเหลือง ดินเหลือง ดินร่วน ความดันคือ 0.2-0.5 MPa และสำหรับดินเหนียวคล้ายดินเหลือง - 0.4-0.6 MPa
การพึ่งพาอาศัยกันเกิดจากการที่ในกระบวนการโหลดดินทรุดตัวที่มีความอิ่มตัวตามธรรมชาติในระดับหนึ่ง การทำลายโครงสร้างเริ่มต้นขึ้น ในกรณีนี้จะมีการบีบอัดที่คมชัดโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงความอิ่มตัวของน้ำ การเสียรูประหว่างแรงดันที่เพิ่มขึ้นจะดำเนินต่อไปจนกว่าชั้นจะถึงสถานะที่มีความหนาแน่นสูง
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของดิน
มันแสดงให้เห็นในความจริงที่ว่าด้วยจำนวนที่เพิ่มขึ้นของความเป็นพลาสติก ตัวบ่งชี้ของแนวโน้มสัมพัทธ์ที่จะเปลี่ยนรูปจะลดลง พูดง่ายๆ ก็คือ ความแปรปรวนของโครงสร้างในระดับที่มากกว่านั้นเป็นลักษณะของสารละลาย ซึ่งน้อยกว่า - สำหรับดินเหนียว โดยธรรมชาติแล้ว สำหรับกฎข้อนี้ที่เป็นจริง เงื่อนไขอื่นๆ จะต้องเท่ากัน
ความดันเริ่มต้น
เมื่อออกแบบฐานรากของอาคารและโครงสร้างคำนวณภาระของโครงสร้างบนพื้นดิน ในกรณีนี้ ความดันเริ่มต้น (ต่ำสุด) จะถูกกำหนด ซึ่งการเสียรูปเริ่มต้นที่ความอิ่มตัวเต็มที่ด้วยน้ำ มันละเมิดความแข็งแรงของโครงสร้างตามธรรมชาติของดิน สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่ากระบวนการบดอัดปกติหยุดชะงัก ในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มาพร้อมกับการปรับโครงสร้างใหม่และการทำให้หนาแน่นมากขึ้น
เมื่อพิจารณาจากข้างต้นแล้ว ดูเหมือนว่าในขั้นตอนการออกแบบเมื่อจัดโครงสร้าง แรงดันเริ่มต้นควรเข้าใกล้ศูนย์ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ นี่ไม่ใช่กรณี ควรใช้พารามิเตอร์ที่ระบุเพื่อให้ความหนาถือว่าไม่ทรุดตัวตามกฎทั่วไป
การกำหนดอินดิเคเตอร์
ความดันเริ่มต้นถูกใช้เมื่อออกแบบฐานรากบนดินทรุดตัวเพื่อพิจารณา:
- การออกแบบที่จะไม่มีการเปลี่ยนแปลง
- ขนาดของโซนที่จะเกิดการอัดตัวจากมวลของรองพื้น
- ความลึกที่ต้องการของการเปลี่ยนรูปของดินหรือความหนาของเบาะดิน ไม่รวมการเสียรูปทั้งหมด
- ความลึกที่การเปลี่ยนแปลงจากมวลดินเริ่มต้น
ความชื้นเริ่มต้น
เรียกว่าตัวบ่งชี้ว่าดินที่อยู่ในสถานะเครียดเริ่มบรรเทาลง เมื่อกำหนดความชื้นเริ่มต้น ค่าสัมพัทธ์ 0.01 จะถูกนำมาเป็นค่าปกติ
วิธีการกำหนดพารามิเตอร์ขึ้นอยู่กับการทดสอบในห้องปฏิบัติการบีบอัด จำเป็นต้องมีตัวอย่าง 4-6 ตัวอย่างสำหรับการศึกษา ใช้ทั้งสองวิธีเส้นโค้ง
ทดสอบตัวอย่างหนึ่งตัวอย่างที่ความชื้นธรรมชาติพร้อมโหลดที่แรงดันสูงสุดในขั้นตอนที่แยกจากกัน ด้วยวิธีนี้ดินจะชุ่มจนดินทรุดตัว
ตัวอย่างที่สองจะอิ่มตัวด้วยน้ำก่อน จากนั้นจึงแช่อย่างต่อเนื่องจนสุดแรงดันในขั้นตอนเดียวกัน
การให้ความชื้นของตัวอย่างที่เหลือจะดำเนินการกับตัวบ่งชี้ที่แบ่งขีดจำกัดความชื้นจากความอิ่มตัวของน้ำเริ่มต้นจนถึงความอิ่มตัวของน้ำเต็มเป็นช่วงที่ค่อนข้างเท่ากัน จากนั้นจะถูกตรวจสอบในอุปกรณ์บีบอัด
การเพิ่มขึ้นทำได้โดยการเทปริมาตรน้ำที่คำนวณได้ลงในตัวอย่างโดยค้างไว้ 1-3 วันจนกว่าระดับความอิ่มตัวจะคงที่
ลักษณะการเสียรูป
คือสัมประสิทธิ์การอัดและความแปรปรวน โมดูลัสของการเปลี่ยนรูป การบีบอัดสัมพัทธ์
โมดูลัสของการเสียรูปใช้ในการคำนวณตัวบ่งชี้ที่น่าจะเป็นของการตั้งถิ่นฐานของฐานรากและความไม่สม่ำเสมอของพวกมัน ตามกฎแล้วจะมีการกำหนดในสนาม ด้วยเหตุนี้ ตัวอย่างดินจึงได้รับการทดสอบด้วยโหลดแบบสถิต ค่าโมดูลัสของการเสียรูปได้รับผลกระทบจากความชื้น ระดับความหนาแน่น การเกาะติดกันของโครงสร้าง และความแข็งแรงของดิน
เมื่อมวลดินเพิ่มขึ้น ตัวบ่งชี้นี้จะเพิ่มขึ้น ความอิ่มตัวของน้ำที่มากขึ้นก็จะลดลง
ปัจจัยความแปรปรวนของการบีบอัด
ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความสามารถในการอัดภายใต้ความชื้นคงที่หรือเป็นธรรมชาติต่อลักษณะของดินในสภาวะอิ่มตัวด้วยน้ำ
จับคู่ค่าสัมประสิทธิ์ที่ได้จากการศึกษาภาคสนามและในห้องปฏิบัติการ แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างระหว่างค่าทั้งสองไม่มีนัยสำคัญ อยู่ในช่วง 0.65-2 เท่า ดังนั้นสำหรับการใช้งานจริง การกำหนดตัวชี้วัดในห้องปฏิบัติการก็เพียงพอแล้ว
สัมประสิทธิ์ความแปรปรวนขึ้นอยู่กับความดัน ความชื้น และระดับการเพิ่มขึ้นเป็นหลัก เมื่อความดันเพิ่มขึ้นตัวบ่งชี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นตามธรรมชาติเพิ่มขึ้นจะลดลง เมื่ออิ่มตัวด้วยน้ำเต็มที่ สัมประสิทธิ์เข้าใกล้ 1.
ลักษณะเด่น
คือมุมของแรงเสียดทานภายในและการเกาะติดกันเฉพาะ ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของโครงสร้าง ระดับความอิ่มตัวของน้ำ และความหนาแน่น (ในระดับที่น้อยกว่า) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น การยึดเกาะจะลดลง 2-10 เท่า และมุมลดลง 1.05-1.2 เมื่อความแข็งแรงของโครงสร้างเพิ่มขึ้น การยึดเกาะจะเพิ่มขึ้น
ประเภทของดินทรุดตัว
มีทั้งหมด 2 อย่าง:
- การหย่อนคล้อยเกิดขึ้นส่วนใหญ่ภายในโซนที่ผิดรูปของฐานภายใต้การกระทำของภาระฐานรากหรือปัจจัยภายนอกอื่นๆ ในขณะเดียวกันการเสียรูปจากน้ำหนักก็เกือบจะหายไปหรือไม่เกิน 5 ซม.
- ดินอาจทรุดตัวจากมวลของมัน มันเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในชั้นล่างของความหนาและเกิน 5 ซม. ภายใต้การกระทำของโหลดภายนอก การทรุดตัวอาจเกิดขึ้นในส่วนบนภายในขอบเขตของโซนที่ผิดรูป
การทรุดตัวที่ใช้ในการประเมินสภาพการก่อสร้าง การพัฒนามาตรการป้องกันการทรุดตัว การออกแบบฐานรากรากฐาน ตัวอาคารเอง
ข้อมูลเพิ่มเติม
Sag อาจเกิดขึ้นในทุกขั้นตอนของการก่อสร้างหรือการทำงานของโครงสร้าง อาจปรากฏขึ้นหลังจากเพิ่มความชื้นในการทรุดตัวเริ่มต้น
ในระหว่างการแช่ฉุกเฉิน ดินจะยุบภายในขอบเขตของโซนที่เปลี่ยนรูปค่อนข้างเร็ว - ภายใน 1-5 ซม./วัน หลังจากหยุดการจ่ายความชื้น หลังจากนั้นสองสามวัน การสูญเสียจะคงที่
หากการแช่ครั้งแรกเกิดขึ้นภายในขอบเขตของส่วนหนึ่งของโซนการเปลี่ยนรูป กับความอิ่มตัวของน้ำในแต่ละครั้ง การทรุดตัวจะเกิดขึ้นจนกว่าโซนทั้งหมดจะชุบน้ำจนหมด ดังนั้นก็จะเพิ่มขึ้นตามภาระที่เพิ่มขึ้นในดิน
ด้วยการแช่อย่างเข้มข้นและต่อเนื่อง การทรุดตัวของดินขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ลงของชั้นที่เปียกชื้นและการก่อตัวของโซนที่มีน้ำอิ่มตัว ในกรณีนี้ การทรุดตัวจะเริ่มขึ้นทันทีที่ส่วนหน้าเปียกชื้นถึงระดับความลึกที่ดินทรุดตัวจากน้ำหนักของมันเอง
