Ші Дәріс. Сары шөкпе топырақтар негізіндегі іргетастарды жобалау ерекшеліктері

Сары шө кпе топырақ тар біздің елімізде ү лкен территорияны алып жатыр. Олар Украинада, Орта жә не Тө менгі Поволжьяда, Батыс Сібірде, Орталық Азияда жә не басқ а да аудандарда. Сары шө кпе топырақ тың негізгі ерекшелігі – оның кернеулі қ алыпты ұ зақ уақ ыт бойына қ осымша шө гуді беру, яғ ни шө кпе деп аталады. Осы ерекшелікпен бұ л топырақ структуралары – тұ рақ сыз қ атарына жатады.

Негізгі еркшеліктері: макрокеуектілігі, яғ ни кө зге кө рінетін кеуектілік; ылғ алдылық – кө біне сары шө кпе топырақ аз ылғ алды, ылғ алдылық дә режесі Sr=0, 4...0, 5, сол себепті суғ а орнатылғ ан сары топырақ бірден суланады да, суспензияғ а айналады; тұ қ ымды қ ұ рамы шаң ды қ ұ мдақ жә не саздақ.

Бұ л топырақ тың ылғ алдануы нә тижесінде ол жұ мсарып, қ атты кристаллдар байланысы ү зіліп, оның беріктігі бірден азаяды.

Шө кпе топырақ тың негізгі критериялары мыналар: қ атыстық шө гуі e_sl; бастапқ ы шө гу қ ысымы p_sl; Бастапқ ы шө гу ылғ алдылығ ы w_sl.

Қ атыстық шө гу e_sl компрессорлы сынақ тардың нә тижесімен анық талады.

e_sl =(h_пр-h_satp)/h_пр, (7.1)

мұ нда:

h_пр – табиғ и ылғ алдылық тағ ы (w = w_sat) ү лгі биіктігі, топырақ тың салмағ ы (p=s_zp+s_zq) мен ішкі жү ктемеден тү сетін қ ысым;

h_satp – ү лгінің сол биіктігі, бірақ топырақ қ а суды ең гізуден кейін;

h_nq – сол ү лгі топырақ тың биіктігі, табиғ и қ ысымдағ ы.

Топырақ шө гулі болып табылады, егер e_sl³ 0, 01. Бастапқ ы шө гу қ ысымы р_sl, бұ л минималды қ ысым, яғ ни бұ л қ ысымдағ ы топырақ тың шө гуі тек қ ана суғ а қ анық қ ан кезде басталады. Бастапқ ы шө гу қ ысымын лабораториялық сынақ тарды жү ргізе отырып анық тайды, бұ л кезде оның қ атыстық шө гуі e_sl=0, 01. Бұ л ү шін график тұ рғ ызылады. (e_sl =f(p)) (сурет 7.1).

Сынақ тарды жү ргізу арқ ылы топырақ тың талаптану шө гу типін анық тауғ а болады: 1 тип – шө гу, кө бінесе сыртқ ы жү ктемелер ә серінен, ал топырақ тың аз салмағ ынан пайда болатын шө гу 5 см-ден кө п емес, 2 тип – сыртқ ы жү ктемеден ә сер ететін шө гуден басқ а, топырақ тың ө з салмағ ынан пайда болатын шө гу 5 см-ден жоғ ары.

Сурет 7.1 Бастапқ ы шө гу қ ысымын анық тау

а – компрессионды сынақ тар талабынан ө згеретін ү лгі биіктігі һ;

б – қ атысты шө гу биіктігінің ө згеруі

Топырақ типін лабораториялық сынақ тармен компрессионалды қ ұ ралдармен жә не топырақ тың ө з салмағ ынан шө гуі (7.3) формула бойынша анық тауғ а болады.

Бастапқ ы шө гу ылғ алдылық w_sl минималды ылғ алдылық болып қ арастырылады, бұ л арқ ылы топырақ тың шө гу қ асиеттері пайда болады.

Іргетасты жобалау екі кезең нен тұ рады: 1) деформациялық шартты есебінен анық талатын іргетас ө лшемі; 2) ә ртү рлі шараларды қ олдану, ғ имарат пен ү ймереттердің зиянды мү мкіндіктерінен пайда болатын шө гу.

Іргетастың ө лшемдерін анық тайтын біртұ тас сұ лба тек қ ана ашық қ азаншұ ң қ ырлы шө гу топырақ тарына емес, сонымен бірге кә дімгі топырақ тағ ы іргетастың методикалық есебінен ерекшеленбейді.

Судан қ орғ ау жә не конструктивті шешімдерді қ абылдауда есептік кедергі ішкі ү йкелу бұ рышы мен меншікті ілінісу мә ндерінен анық талады.

Есептік вертикальді деформация екі ұ зындық тың S қ осындысынан тұ рады:

s = s₀+s_sl, (7.2)

мұ нда:

s₀ – іргетастың шө гуі, кә дімгі шө кпейтін топырақ тар ү шін;

s_sl – іргетастың ө з салмағ ы мен жү ктемесінен тү сетін іргетас шө гуі.

s_sl = e_slih_ik_sli, (7.3)

мұ нда:

e_sli – қ атысты шө гушілік; ә рбір шө гуші топырақ қ абаты ү шін (7.1) формула бойынша;

h_i – і-нші топырақ қ абатының қ алың дығ ы; бұ ғ ан h_sl шө гу аймағ ы қ атысты (сурет 7.2), бұ л қ алың дық жоғ арғ ы шө гу аймағ ының сыртқ ы жү ктемеден шө гуі мен топырақ тың ө з салмағ ынан астың ғ ы аймағ ына ә сер ететін шө гу мә ндерінен анық талады;

k_sli – коэффициент, іргетастардың қ алың дығ ы 12 метр жә не одан да кө п болатын іргетастар ү шін.

Сурет 7.2 Кейбір іргетастар шө гуінің есептік сұ лбасы

а – астың ғ ы жә не ү стің гі шө гу аймақ тары қ иылыспайды жә не нейтралды аймақ тың бар болуы; б - астың ғ ы жә не ү стің гі шө гу аймақ тары қ иылысады

1 – топырақ тың ө з салмағ ынан болатын вертикальді қ ысым;

2 – топырақ тың ө з салмағ ы мен сыртқ ы жү ктемелі есепті вертикальді кернеу;

3 – терең діктен шө гу қ ысымынын бастапқ ы ө згеруі

Іргетастың қ алың дығ ы: b£ 3м мә ніндегі іргетастың мә ні мына формуламен анық талады:

k_sli =0, 5+1, 5 , (7.4)

мұ нда:

р – іргетас табанының орташа қ ысымы, кПа;

p_sli – бастапқ ы шө гу қ ысымы, МПа;

р₀ – қ ысым, 0, 10 МПа-ғ а тең.

(3 м< b< 12 м) аралығ ында іргетас табанының k_sli – коэффициентінің интрополяция кө мегімен анық талады.

Негізгі жұ мыстардың тү ріне, шө гудің ә сері мен ғ имараттар мен ү ймереттердің пайдалану жарамдығ ынан басқ а, мыналар жатады: шө гу аймағ ының барлық дифформация аймағ ы мен оның бө ліктеріндегі топырақ ты нығ ыздау мен бекіту, іргетастың шө гілген аймағ ынан топырақ ты кесу; судан қ орғ ау мен конструктивті жұ мыстарды комплекс ретінде қ арастырып, олардың топырақ тың шө гу қ асиетіне ә сер етуі.

Ә рбір жұ мысты қ арастырайық. Топырақ тың шө гу қ асиеттерін жою – дефформацияғ а ұ шырайтын аймақ та жү ргізіледі. Бұ д келесі жолдармен жү ргізіледі:

1) топырақ ты ауыр трамбалы қ алың дық та қ абат қ алың дығ ы 2...3 м нығ ыздау. Негізгі кө рсеткіші қ ұ рғ ақ топырақ тың меншікті салмағ ы. Оның мә ні тө менгі шекаралық аймақ та g_d³ 1600 кг/м³ болу тиіс.

2) Топырақ ты тұ ғ ырық тың қ ұ рылғ ысымен – шө гуші топырақ тың бү кіл аймағ ы немесе дефформация аймағ ындағ ы топырақ нығ ыздалғ ан балшық ты топырақ пен алмастырады. Бұ л ә діс ауыр трамбалалармен нығ ыздау жү зеге аспағ ан жағ дайда орындалады.

3) Қ азаң шұ ң қ ырды трамбылау ә дісі. Топырақ ты нығ ыздау трамбылауда 3...8 м немесе одан да кө п трамбылау биіктігінен лақ тыру.

Трамбылау болашақ іргетастың формасын келтіреді. Қ азаң шұ ң қ ырларды трамбылау кран – экскаваторлар, тракторлар кө мегімен іске асады. Трамбыланғ ан қ азаң шұ ң қ ыр монолитті бетонмен толтырылады немесе оның ішіне жинақ ты бетон блоктары орналастырылады. Трамбылау ә дісінен пайда болғ ан қ азаншұ ң қ ырлардың іргетастары келесі жолдармен былай бө лінеді: 1) кең ейтілмеген негізсіз – қ азаншұ ң қ ырлардың тү біне қ атты топырақ ты материалды трамбылаусыз орындалады. (7.3-сурет); 2) кең ейтілген негізбен - қ азаншұ ң қ ырдың тү біне қ атты материалды заттарды трамбылау арқ ылы орындалады, материал ретінде қ иыршық тас немесе малтатас, топырақ ты малтатас қ оспалары, ірі топырақ т.б. 3) кө теру қ абатымен – бірнеше қ азаншұ ң қ ырды тромбылау, қ атты материал мен оны нығ ыздаумен жү ргізілетін тромбылау ә дісі.

Сурет 7.3 Тромбыланғ ан қ азаншұ ң қ ырдағ ы іргетастар

а – кең ейтілген негізсіз; б – кең ейтілген негізбен; в – кө теру қ абатымен

1 – іргетас; 2 – ұ стынды жабдық қ а арналғ ан станок; 3 – нығ ыздалғ ан аймақ;

4 – қ атты топырақ ты материалдың тромбылануы;

5 – кең ейтілген негізге арналғ ан қ азаншұ ң қ ырлар

Тромбыланғ ан қ азаншұ ң қ ырлардағ ы іргетастарды шө гетін сары топырақ тар ү шін қ олдануғ а ұ сынылады, тү рлі балшық ты, тү йіршікті топырақ тарда иілгіштігі I_р³ 3; қ ұ рғ ақ кү йінде меншікті салмағ ы g_d£ 1, 7 жә не ылғ алдылық дә режесі S_r£ 0, 75. Сонымен бірге балшық ты топырақ тарда меншікті салмағ ы g_d³ 1, 7 г/м³ болатын суғ а қ анық қ ан балшық пен қ ұ мды топырақ тарда ылғ алдылық дә режесі болатын тромбыланғ ан қ азаншұ ң қ ырлы іргетастарда қ олдануғ а болады. Шө гуі жағ ынан 2 типтегі топырақ тарды мұ ндай іргетастарды келесі талаптармен орындауғ а болады: топырақ тың есепті шө гуі оның ө з салмағ ы мен іргетасқ а тү сетін сыртқ ы жү ктемеден аспауы тиіс.

Шө гуші топырақ ты кесу ә дісі былай орындалады: қ адамы іргетасты жабдық пен, бағ анды жабдық пен, термиялық, химиялық жә не басқ а ә дістермен қ олданылатын таспалар.

Судан қ орғ ау мен конструктивті жұ мыстар нығ ыздау мен бекіту комплекісінде деформацияланатын аймақ тағ ы топырақ тар ү шін қ олданылып, негізінен шө гуі 2 типтегі топырақ тар ү шін қ олданысқ а тү седі.

Судан қ орғ ау жұ мыстары топырақ ты сумен басу қ аупінен сақ тау ү шін, желілерді бағ дарлау, су ағ ынын болдырмау ү шінжү ргізеді.

Конструктивті жұ мыстар, негізінен біртұ тастығ ы жоқ шө гуші топырақ та орналасқ ан ғ имарат пен ү ймереттердің есептеулері бойынша жү ргізіледі. Олар негізгі ү ш топқ а бө лінеді: 1) ғ имарат пен ү ймереттердің бү кіл кең істікке жә не жоғ арғ ы биіктікке жеткізу; 2) ғ имараттардың икемділігін жоғ арылату; 3) қ алыпты пайдалану жағ дайын қ амтамасыз ету. Бұ л жұ мыстар ғ имарат конструкциясының, топырақ талаптарына т.б. сә йкес жү ргізіледі.

Негізгі ә дебиет: 1 [233-239], 2 [262-263; 265-273]

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Сары шө кпе топырақ тардың қ ұ рылымдық орнық сыздығ ы неден болады?

2. Сары шө кпе топырақ тар негізіндегі іргетастарды жобалау ерекшеліктері қ андай?

3. Шө кпе топырақ тар негізіндегі ғ имараттардың орнық тылығ ын қ амтамасыз ету ү шін қ андай шаралар қ олданылады?