GRUNTLAR MEXANIKASI MUNDARIJA Kirish.Gruntlar haqida asоsiy ma`lumоtlarGruntning fizik hossalariGruntning mexanik hossalariTashqi yuk ta’sirida zaminning zo’riqishi va deformatsiya bosqichlariZo’riqishning fazoviy masalasi (yagona yuk, tomonlatri cheklangan yuk ta’siridan zo’riqishZo’riqishning tekislikdagi masalasiZo’riqishning tutash masalasi. Gruntning Sof og’irligidan zo’riqish Inshoot cho’kishi va uni baholash usullari O’ta cho’kuvchan gruntlar “Gruntlar mexanikasi zamin va poydevorlar” faniga kirish Ma’ruza rejasi Bin ova inshootlar barpo etishda “Gruntlar mexanikasi” fanining o’rni, ahamiyati va mohiyati.“Gruntlar mexanikasi” fani haqida umumiy tushunchalar.Grunt, zamin, poydevor haqida asosiy ma’lumotlar.Grunt haqidagi limning rivojlanish tarixi.Fanning qisqacha mazmuni. Har qanday muhandislik inshooti o’zining turg‘unlik holatini uzoq yillar davomida o‘zgartirmay saqlashi, avvalo mustahkamlik va deformatsiya jihatidan zamin gruntlariga qo‘yiladigan talablar bilan belgilanadi. Ushbu talablarni bajarilmasligi bilan bog’liq bo’lgan inshootning buzilishi, egilishi, buralishi cho‘kishi va shunga o‘xshash noxush holatlar haqida turmushdan ko‘plab misollar keltirish mumkin. Inshoot loyihasini tuzish, so‘ngra uni barpo etish jarayonida yuzaga keluvchi zamin gruntlari bilan bog’liq turli-tuman muammolarni hal etish masalasi bilan „Gruntlar mexanikasi”, “Zamin va poydevorlar" (so’nggi yillarda “Geotexnika”) fanlari shug‘ullanadi. Ushbu fanlar asoslari bayon etilgan mazkur darslik ikki qismdan iborat. Birinchi qism „Gruntlar mexanikasi" deb atalib, unda gruntlarning turlari, tarkibi, hossalari, mustahkamlik, deformatsiya, suv sizdirish ko‘rsatkichlari, tashqi yuk ta’sirida zamin zo‘riqishi, inshoot cho’kishini aniqlash usullari, tabiiy zaminlarni muvozanat va dinamik (seysmik) ta’sirlar ostida hisoblash hamda loyihalash va boshqa ko‘plab masalalar o‘rganiladi. Ikkinchi qism „Zamin va poydevorlar" ga oid bo‘lib, unda turli-tuman geologik va gidrogeologik sharoitlarda barpo etiluvchi zamin va poydevorlarning birgalikdagi ish xycysiyatlari, poydevorlarning turlari, tiklash jarayonlari, ularni hisoblash va loyihalash ishlari, bo‘sh gruntli zaminlarni zichlash va qotirish usullari, o’ta cho’kuvchan gruntli zaminlarda inshoot barpo etish, eskirgan zamin va poydevorlarni ta’mirlash masalalari hal etiladi. A s o s i y t u sh u n ch a l a r. Inshootdan tushayotgan yukni zaminga uzatish bilan birga uning turg‘unligini ta’minlovchi yer osti,yoki suvosti qurilma poydevor deb ataladi. 1.1-rasmda tabiiy zaminda joylashgan sayoz poydevor chizmasi tasvirlangan bo‘lib, uning asosiy qismlari quyidagilardan iborat. Poydevorni inshootdan ajratib turuvchi sath poydevorning ustki pog‘onasi (a-a), uni zamindan ajratib turuvchi sath esa poydevorning tag yuzasi (b-b), poydevorning yon yuzalari (a-b) uning qirralari deb ataladi. Yer yuzasidan poydevor tag sathigacha bo‘lgan masofa poydevor chuqurligi (H) deyiladi. Poydevorning ustki pog‘onasi (a-a) bilan tag yuzasi (b-b) oralig‘idagi masofa uning balandligi (h) deb yuritiladi. Poydevordan uzatiluvchi bosimni qabul qiluvchi grunt qatlamiga zamin deb nom berilgan. Zamin ikki turga bo‘linadi: tabiiy va sun’iy zaminlar. Tabiiy zamin grunt tabiatda qanday bo‘lsa shunday holatda bo’ladi, sun’iy zamin esa inshoot barpo etilgunga qadar gruntni turli usullar yordamida mustahkamlash (zichlash yoki qotirish) oqibatida yuzaga keladi.. Binolar uchun zamin, ba’zi inshootlar uchun esa xomashyo sifatida foydalaniladigan tog‘ jinslari grunt deb ataladi. Demak, har qanday tog‘ jinsi grunt bo‘lishi uchun u bosim ta’sirida ishlashi kerak. Shuningdek, gruntni tuproqdan farqlay bilish lozim. Tuproq yer yuzasidagi chiqindi qatlam bo’lib, inshoot uchun maydon tekislanayotgan vaqtda zamin yuzasidan olib tashlanadi. „Gruntlar mexanikasi" fanining asosiy maqsadi tog‘ jinslarining yemirilishi natijasida hosil bo‘luvchi o‘zaro bog‘lanmagan yoki kuchsiz bog‘langan mayda zarralardan tashkil topgan jinslar hossasini o‘rganishdir. Bunday jinslar zarralari orasida g‘ovaklar mavjudligi bilan boshqa jinslardan farqlanadi. G‘ovaklar suv va qisman havo bilan to‘lgan bo‘ladi. Ma’lumki, fizika fanida bunday jismlar dispers jismlar deb nomlanadi (dispersus - yunoncha atama bo‘lib, o‘zbek tilida “maydalangan”, “bo‘laklangan” degan ma’noni anglatadi). Shunday qilib, gruntlar mexanikasi dispers jismlar mexanikasi shaklida namoyon bo‘ladi. Yuqorida aytilganlarga asoslanib, gruntlar mexanikasining masalalarini yechishda yaxlit jism qonuniyatlaridan foydalanish yetarli emas degan hulosaga kelish mumkin. Ushbu masalalarni batafsil tushunib yetish uchun g‘ovak jismlarga xos qonuniyatlar: siljishga qarshilik (mustahkamlik), tashqi yuk ta’sirida zichlanish va o’zidan suv sizdirishga oid muammolarni qo‘shimcha ravishda o‘rganish talab etiladi. Zamin va poydevorlar barpo etishdagi nuqsonlar. Yuqorida ta’kidlanganidek, bino va inshootlarning mustahkamligi va turg‘unligini ta’minlashga oid masalalar zamin gruntlarining mustahkamlik va turg‘unlik darajasi bilan uzviy bog‘liq. Shuningdek, poydevor qurilmalarini to‘g‘ri tanlash va ularni tiklash jarayonida yuz beradigan o‘zgarishlar ta’sirini o‘rganish ham ahamiyatlidir. Bunday yechimlarning murakkablik darajasi tabiatda uchraydigan gruntlarning turli-tumanligi va bir-biridan tubdan farqlanuvchi hossalariga bog‘liq. Har qanday zamin grunti o‘ziga xos murakkab jism bo‘lib, bu murakkablik grunt zarralarining zichlik va namlik ko‘rsatkichlarini o‘zgaruvchanligi bilan ortib boradi. Bunday masalalarni to‘g‘ri yechishning birdan-bir yo‘li qurilish maydonida mukammal ravishda muhandis-geologik va gidrigeologik izlanishlar olib borish, inshoot og‘irligi ta’siridan zamin gruntlarida yuz beruvchi fizik va mexanik xususiyatlarning o’zgarishi, shuningdek, turli boshqa ta’sirlarni batafsil o‘rganish natijasida mulohaza yuritishdir. Agar yuqorida qayd etilgan mulohazalarga yetarlicha ahamiyat berilmasa, yoki gruntlar mexanikasi, zamin va poydevorlar ilmining yutuqlari amaliyotga tadbiq etilmasa bino va inshootlarni loyihalashda xatoga yo‘l qo‘yish bilan bog’liq. Bu esa ko‘p hollarda xalokatli natija bilan tugashi mumkin. Misol tariqasida Shimoliy Afrikadagi Tunis shahrida yuz bergan tegirmon binosining zararlanish hodisasini keltirish maqsadga muvofiqdir (1.2-rasm). Mazkur binoni serg‘ovak qumda barpo etilganligi, uning temir-beton qurilmali yaxlit poydevori nihoyatda oz miqdorli (0,04 Mpa) bosim ta’sirida bo‘lganligi qayd etilgan. Shunday bo‘lishiga qaramay, zamin gruntlarining mustahkamligi va turg‘unligining buzilishi natijasida yuzaga kelgan holat rasmdan yaqqol ko‘rinib turibdi. 1.2-rasm. Zaminning cho’kishi natijasida yuz bergan halokat 1957 yilning oktyabr oyida qurilgan osma ko‘prikda yuz bergan halokat o‘z vaqtida ko‘p shov-shuvlarga sabab bo‘lgan. Bu ko‘prikni 1942 yilda Kanada - Alyaska avtomobil yo‘lini bog‘lash maqsadida amerikalik muhandislar barpo etgan edilar. Ko‘prikning bosh osma tomoni 285 m, yon tomonlari - 142 m va qirg‘oqqa qaragan tomoni - 41 m uzunlikda bo’lgan. Uning qirg‘oq tayanchlari ostidagi zamin muzlik davriga oid tasmasimon loy va shag‘alli gruntlardan tashkil topgan. Daryoning shimoliy qirg‘og‘i bo‘ylab 300 m uzunlikdagi gruntning to‘satdan siljishi natijasida ko‘prik halokati yuz bergan. Siljiyotgan grunt ko‘prikning shimoliy tayanchini daryo tomonga 3,5m surib yuborgan. Natijada ko’prik tayanchi vazifasini o’tovchi yo‘g‘on simlar bo‘shab, ularning ilgaklari uzilishi oqibatida ko‘prik qulab tushgan. 1958 yilda Rio-de-Janeyroda o‘n qavatli sinchli bino qulab tushdi. Bino zaminida 15 m qalinlikka ega bo‘lgan nihoyatda bo‘sh quyqasimon loyli gruntlar bo‘lgani bois uning poydevori ustun qoziq sifatida hal etilgan. Uzunligi 20 m li ustun koziqlar bo‘sh grunt qatlamlarni kesib o‘tib, zich holatdagi qumli qatlamga o‘rnatilgan edi. Hali foydalanishga topshirilmasdanoq qurilib bitkazilgan binoning cho‘kishi oqibatida og‘ayotgani sezilib qoldi. Oradan ko‘p o‘tmay bino ag‘darilib tushdi. Bino xalokati yuzasidan ish olib borgan hayyat hulosasiga ko’ra mazkur ko’ngilsiz holat poydevor qoziqlarining o‘rnatilish jarayonida hatolikka yo‘l qo‘yilganligi va zamin gruntlarining hossalari to’liq o’rganilmaganligi oqibatida yuz bergan. 1.3-rasim Zaminga cho’kib botgan bino Poydevorning yuqori miqdorli va notekis cho‘kishi, aksariyat hollarda, zilzila oqibatida yuz beradi. Bunga yaqqol dalil sifatida 1964 yilda Yaponiyadagi Niiagata shahrida ro‘y bergan halokatli hodisani keltirish mumkin. Shahar maydoni deyarli 200 m qalinlikdagi mayda hamda changsimon qum va bir jinsli quyqa loy aralashmasidan tashkil topgan bo‘lib, yer osti suvlari uning yuzasidan 0,5-1,0 m pastda joylashgan. Zilzila natijasida shahardagi 300 dan ziyod bino va inshootlar cho‘kib, 30° gacha qiyshaya boshladi (1.3-rasm). 2-5 m.gacha cho‘kkan inshootlar soni 20 dan oshib ketdi. Bunda asosan, og‘ir beton va temir-beton inshootlar shikastlanib, yog‘ochli yengil binolar deyarli butun qoldi. Yapon olimlarining shohidlik berishicha, shahardagi binolardan 25% zararlanib, ularning 1/3 qismi qurilmalar buzilishi hisobiga, 2/3 qismi esa inshoot qurilmalariga hech qanday zarar yetmagan holda cho‘kib zaminga botish, qiyshayish va egilish hisobiga ro‘y bergan (1.4-rasm). Quruvchi muhandislarga ko‘pdan beri ayon bo‘lib kelgan holatlardan biri loyli gruntlarning qo‘shimcha namlanishi natijasida mustahkamligining kamayishidir. Bu holat, aksariyat, inshootlarning kutilmagan notekis cho‘kishiga olib keladi va o‘z navbatida bino devorlarida turli yoriqlar hosil qiladi. Minorasimon binolar va mo’rilarda bunday cho’kishlar havfli egilishlarga olib kelib, ko’pincha ularningqulashi bilan tugaydi. 1.4-rasim. Zilzila natijasida egilgan, cho’kkan va og’gan binolar Namlikning ortishi, ayniqsa, yirik g‘ovakli lyoss va lyossimon gruntlar uchun havfli bo‘lib, mazkur gruntlarda barpo etilgan inshootlarda o‘ta cho‘kish holati yuzaga kelib, inshoot foydalanishga yaroqsiz bo’lib qolishi mumkin. Misol tariqasida quyidagi hodisa ustida to‘xtalib o‘tamiz. Toshkentning Naqqoshlik ko‘chasida to‘rt qavatli turar joy binosi foydalanishga topshirilgandan so’ng ko’p vaqt o‘tmay halokat yoqasiga kelib qoldi. Binoning tasmasimon poydevori 2,4 m chuqurlikda joylashgan. Zaminga uzatilgan yukning miqdori 14-15 H/m2. Bino zaminini 18-22 m qalinlikdagi o‘ta cho‘kish xususiyatiga ega bo‘lgan lyossimon gruntlar tashkil etib, sizot suvlari yer sathidandan 17,4 m chuqurlikda joylashgan. Qurilish maydoni nisbatan tekis bo’lib, shimoliy-sharqdan janubiy-g‘arbga tomon ozroq nishab hosil qiladi. 1975 yilning noyabr oyi o‘rtalarida (bino foydalanishga topshirilgandan so‘ng taxminan ikki yil o‘tgach) binoning sezilarli darajada cho‘kishi kuzatildi (1.5-rasm). Ushbu hodisani taftishdan o‘tkazgan mutaxassislar (ular ichida ushbu kitob muallifi ham bor edi) binoning cho’kishi zamin gruntlarining qo‘shimcha namlanishi bilan bog‘liq degan hulosaga keldilar. Namlanish quyidagi sabablar natijasida yuzaga kelgani e’tirof etildi: - maydonning qiyalik holati yog‘in suvlarini bino tomonra oqizib kelgan; - bino atrofidagi bog‘ va ekinzorlarni sug‘orish suvlari asta sekin zamin tomonga siljigan; - binodan yiroq bo‘lmagan anhor suvlari sizib kelgan; - bino atrofidagi chiqindi oqizuvchi tarmoqlar buzilgan va hokazo. Oradan bir necha oy o‘tgach, ya’ni 1976 yilning aprelida mazkur bino deyarli foydalanishga yaroqsiz bo‘lib qoldi. Uning devorlaridagi yoriqlar o‘lchami 1-2 sm ga yetib, bino atrofi gruntlarida katta yoriqlar hosil bo‘la boshladi. Bular ko‘proq binoning sernam janubiy tomonida bo‘lib, ularning o‘lchami 3-3,5 sm dan oshib ketdi. Shu tomondagi zamin gruntlarining poydevor ostidan bo‘rtib chiqish holati kuzatila boshlandi (1.5-rasm). Yuqorida qayd etilgan halokatlarning kelib chiqishi, asosan, qurilish maydonidagi gruntlarning xususiyatlari, zaminning yuk ko‘tarish qobiliyati va ularning u yoki bu sabablarga ko’ra o’zgarishi bilan bog‘liq ekanligi haqida mutaxassislar hamfikr bo’lganlar. Shuning uchun bino va inshootlarni loyihalash, ularni tiklash va foydalanish jarayonida zamin gruntlarida bo‘ladigan barcha o‘zgarishlarni hisobga olish va ular bilan bog‘liq masalalarga nihoyatda ehtiyotkorlik bilan yondashish lozim. Gruntlar mexanikasi tarixiga oid ma’lumotlar. Zamin va poydevorlar barpo etish tarixi qadim zamonlarga borib taqaladi. Eramizdan bir necha ming yillar avval Yunoniston, Arabiston, Chin (Xitoy), Rum, Hindiston, Turon (O‘rta Osiyo) va shunga o‘xshash taraqqiy etgan mamlakatlarda zaminga yuqori miqdorli yuk uzatuvchi yirik hashamatli binolar barpo etilgan. Misol tariqasida Nil daryosi sohilida bundan 4,5 ming yil avval qurilgan, og‘irligi 6 mln. tonnadan ziyod, zaminga 120 N/m2 bosim uzatuvchi Xeops (Hufu) piramidasini keltirish mumkin.