Как определяется прочность бетонно-грунтового слоя при проектировании композитных фундаментов?

Thread Content

При проектировании композитных фундаментов на основе смеси бетона и грунта правила требуют, чтобы прочность этой смеси определялась по результатам лабораторных испытаний. Однако в большинстве случаев проектирование проводится без таких данных. Поэтому сначала необходимо определить оценочное значение прочности усиливающего элемента, прежде чем можно приступить к дальнейшим расчетам. Как правильно определить это значение, является проблемой для инженеров-проектировщиков; это также вопрос, который часто задают пользователи платформы Zhizhi. Ниже приводятся ответы на этот вопрос на основе соответствующих данных. Согласно данным полевых исследований, при использовании цемента в качестве материала для затвердевания, при одинаковых остальных условиях, прочность цементного грунта будет различаться в зависимости от доли цемента в составе грунта. Для строительства можно использовать цемент класса 32,5 при доле цемента от 7% до 12%. При доле цемента более 10% прочность цементного грунта может достигать значения от 0,3 МПа до 2 МПа и выше. Обычно доля цемента αw составляет 12%–20%. В случае бетонных сваев из цементного раствора с использованием профильной арматуры, поскольку соотношение воды к цементу здесь высокое (1,5–2,0), для обеспечения прочности таких свай необходимо использовать цемент класса не ниже 42,5, причем доля цемента должна составлять не менее 20%. Прочность бетонного грунта на сжатие увеличивается по мере повышения соответствующего содержания цемента. Однако из-за различий в свойствах грунта на участке и условиях строительства рост содержания цемента не всегда приводит к такому же процентному увеличению прочности бетонного грунта. Прочность цемента напрямую влияет на прочность бетона с добавлением цемента. При увеличении класса прочности цемента на 10 МПа прочность такого бетона увеличивается примерно на 20–30%. Согласно общему инженерному опыту, если уплотняющим материалом является глинистый грунт и отсутствуют данные о пропорциях компонентов в лабораторных условиях, то для оценки значения сопротивления столба на сжатие без ограничений с боков можно использовать значение 1,0–1,6 МПа (при доле цемента 12–15%). Прочность бетонно-глинистой смеси увеличивается по мере увеличения срока затвердевания; даже после 28 дней прочность продолжает расти. Для снижения затрат во всем мире в качестве стандартного срока для испытаний опорных бетонных свай используется 90 дней. Для бетонных сваев, выполняющих функцию опоры и принимающих горизонтальные нагрузки, с учетом влияния срока проведения копательных работ, стандартная прочность бетонно-грунтовой смеси может быть определена для возраста 28 дней. Согласно результатам испытаний на прочность при сжатии, при одинаковых условиях существует примерно линейная зависимость между прочностью бетонного раствора в разные сроки выдержки. Экспериментальные формулы имеют следующий вид: fcu7 = (0,47–0,63)·fcu28; fcu14 = (0,62–0,80)·fcu28; fcu60 = (1,15–1,46)·fcu28; fcu90 = (1,43–1,80)·fcu28; fcu90 = (2,37–3,73)·fcu7; fcu90 = (1,73–2,82)·fcu14. В этих формулах fcu7, fcu14, fcu28, fcu60, fcu90 обозначают прочность бетонного раствора после 7 дней, 14 дней, 28 дней, 60 дней и 90 дней соответственно. После трех месяцев возраста прочность бетонно-грунтовой смеси растет медленно. Прочность бетона при сроке 180 дней составляет 1,25 раза больше, чем при сроке 90 дней, причем рост прочности бетона после 180 дней также не прекращается.