Влиянието на подземните води върху стабилността и здравината на основата

Промяната в нивото на подземните води след изграждането на конструкцията може драстично да намали здравината на основата и да причини сериозна деформация на конструкцията в следните случаи:

при наличие на лесно разтворими във вода вещества в почвата, почвата може драстично да промени свойствата си с времето и да се срути; това може да се опасява, когато чрез химичен анализ се установи наличието на голямо количество минерали в подпочвените води. Следователно във всички подобни случаи е необходимо да се проучи подробно състава на почвата и да се определят мерки, които елиминират възможността за нейното унищожаване;
когато конструкцията е разположена върху фини и прахообразни насипни пясъци, които текат под налягане заедно с водата. Такива почви се наричат плавни пясъци. Ако подпочвените води имат изход към повърхността (например на място с рязка промяна в релефа, когато се изкопава яма или яма и т.н.), съществува опасност от отстраняване на частици от почвата под проектираната конструкция или от сгради, разположени до ямата.

Следователно, когато се проектира структура върху плаващи пясъци, е необходимо чрез специални изследвания да се установят границите на разпространение на плаващи пясъци, възможността за тяхното отстраняване на места с остри счупвания на релефната повърхност, естеството и релефа на подлежащите почви, посоката и скоростта на движение на подпочвените води. Въз основа на тези данни във всеки конкретен случай се решава конкретно въпросът за избора на допустимото налягане върху плаващите пясъци, като се вземе предвид ефектът, който това налягане ще окаже върху нивото и движението на подземните води. В същото време се установяват мерки за премахване на възможността за отстраняване на почвата под конструкцията;

в цялата страна са доста разпространени специални глинести почви, които, като са подложени на натоварване в сухо състояние, не се различават по естеството на работа от други глинести почви.почви, но при преминаване през водния им стълб веднага рязко губят своята устойчивост. Такива почви се наричат льосовиилислягане. Както показа строителната практика, льосовите почви могат да служат като основа за строителство, ако се елиминира възможността за тяхното накисване.

Агресивност на подземните води

Подпочвените води, способни да разрушават циментови бетони и разтвори, се наричат агресивни. Тяхната агресивност зависи от химичния състав на разтворените в тях соли и киселини. Тези вещества навлизат във водата от подземни природни находища или от отпадъците на някои индустрии. Следователно агресивните води се срещат навсякъде. Водата дори с малко количество вредни вещества може да бъде опасна за бетона, тъй като поради непрекъснатото движение на водата все повече частици от вредни примеси действат върху бетона. Затова винаги трябва да се извършва химичен анализ на водата. Всяка вода съдържа, дори и в следи, въглероден диоксид (CO2). Може да бъде обвързан (неактивен, не може да влиза в нови връзки) и свободен (активен). Свързаният въглероден диоксид е безвреден за бетона. Свободният въглероден диоксид реагира с вар от бетон и образува водоразтворими соли. В силно замърсена вода, в присъствието на свободен въглероден диоксид (CO2), сулфати (SO4), хлориди (Cl) и магнезиев оксид (MgO), разтворимите соли се образуват при взаимодействие с бетона и следователно агресивността на водата зависи от съвкупността от всички тези примеси. В относително чиста вода, при липса на хлор (Cl) и свободен въглероден диоксид (CO2), в присъствието на магнезиеви (MgO) и натриеви (NaO) соли в количество по-малко от 60 mg / l, гипсовите разтвори са вредни, тъй като водят до образуването на сложни соли („циментов бацил“), които увеличаватобем и следователно разрушават бетона. Много вредни примеси от азотна и азотиста киселина и амоняк. Напротив, силициевата киселина във всяко количество е безвредна.

3.6. Влияние на физико-механичните характеристики върху строителните свойства на почвите

Характерните свойства на почвите за дълго време да възприемат външни натоварвания по време на деформации на основите, които не пречат на нормалната експлоатация на сгради и конструкции, се наричат строителни свойства.

Под действието на външно натоварване в почвата възниква уплътняване - намаляване на обема на порите в резултат на преопаковане на минерални частици, както и тяхното взаимно движение. Процесите на деформация са сложни поради наличието на кохезионни сили между отделните минерални частици и съдържанието на вода в порите на почвата, която е във взаимодействие с тези частици.

Едрозърнестите почви под натоварване се уплътняват малко. Тяхната носимоспособност е висока, което се обяснява с високата устойчивост на срязване. В допълнение, те имат висока водопропускливост и са слабо ерозирани. Насищането с вода практически не оказва влияние върху техните строителни свойства.

Носещата способност на пясъците, състоящи се от отделни, несвързани зърна, се определя от тяхната устойчивост на срязване. То е толкова по-голямо, колкото по-груби и едри са зърната и колкото по-плътно са разположени. Овлажняването на пясъците води до намаляване на тяхната носеща способност, като влиянието на този фактор се увеличава с намаляване на размера на пясъка.

Под натиска на конструкцията върху наситени с вода песъчливи почви водата се изстисква от порите и техният обем намалява, а оттам и слягането на основата. Пясъчните почви имат висока водопропускливост и следователно водата се изстисква от порите и основните седименти се появяват за кратък период от време. Това е ценен имотпясъчни основи, тъй като слягането на конструкциите става главно по време на строителния процес, което подобрява условията на работа на конструкциите.

Важна характеристика на строителните свойства на пясъците е ъгълът на вътрешно триене φ. Тя се увеличава с увеличаване на тяхната плътност, размер, твърдост и ъгловатост на частиците и намалява с увеличаване на влажността, както и при трусове, възникващи при силни земетресения, експлозии и вибрации. Ъгълът на вътрешното триене на пясъка варира в зависимост от неговата плътност от 25 до 45° със средни стойности 30 - 35°.

Обемната плътност на насипните почви е от първостепенно значение за оценка на техните строителни свойства при избора на основите на конструкциите. За обемната плътност може да се съди по коефициента на порьозност на почватае. Колкото по-голяма е промяната на този коефициент в даден диапазон от промени в налягането, толкова по-голяма е свиваемостта на почвата.

Глинестите почви, освен свободна вода, съдържат свързана вода, която покрива отделни частици. Когато почвата се навлажни, свързаните водни филми се удебеляват, разстоянията между частиците се увеличават, почвата набъбва и преминава от твърдо състояние (твърда консистенция) в пластично (тестообразно) състояние, а след това в течно състояние, т.е. придобива свойствата на вискозна течност. Такива преходи са придружени от рязко намаляване на носещата способност на почвите. Това обстоятелство трябва да се вземе предвид при проектирането и изграждането на основите на конструкциите.

Стойностите на характеристиките на срязване на глинестите почви варират в широк диапазон. Те до голяма степен зависят от тяхната структура, съдържание на влага, гранулометричен и минералогичен състав и др. Степента на уплътняване на глинестите почви се характеризира с тяхната консистенция, т.е. способността да устояват на пластичната промяна на формата.

Черноваглинестите почви под натоварване продължават дълго време (години и дори десетилетия), което се обяснява с ниската водопропускливост на такива почви (особено глини), което затруднява изстискването на вода от порите им. Това трябва да се има предвид, когато се използват глини като основи за конструкции.

Ниската температура се отразява негативно и на строителните свойства на глинестите почви. Когато водата замръзне в почвата, тя набъбва (повърхността се издига), което може да повлияе неблагоприятно на стабилността на основите.

Модулът на деформация на почвата може да варира в широк диапазон. За почви, използвани като естествени основи, неговите стойности, в зависимост от размера и плътността на пясъците и консистенцията на глинестите почви, варират от около 5 до 50 MPa, а понякога и повече.

При общата деформация на почвите еластичните деформации са линейни, а остатъчните деформации са нелинейни. За плътни или силно структурни почви еластичните деформации са от първостепенно значение. За такива почви прогнозата за слягане по методите на теорията на еластичността дава най-голямо съответствие с действителното състояние. Напротив, колкото по-ниска е структурната якост на почвите или колкото по-ниска е обемната им плътност, толкова по-голяма е значимостта на остатъчните деформации и толкова по-голямо е отклонението на прогнозираните слягания от реалните.