Подготовка оснований под фундамент

Подготовка оснований под фундаменты состоит из ряда процессов, цель которых - обеспечить на заданной отметке контакт основания с подошвой фундамента по всей его поверхности и довести несущую способность грунта основания до проектной. Основными процессами при подготовке основания являются подчистка дна котлованов и траншей, уплотнение основания и (при необходимости) увлажнение или осушение грунта в ходе его уплотнения.

Подчистку дна котлованов выполняют по всей их площади бульдозером, который вслед за экскаватором срезает оставленный (не добранный) им грунт. Дно траншей подчищают вручную небольшими участками непосредственно перед укладкой фундаментов.

Поверхность основания выверяют визированием. Оси стен и углы на их пересечениях фиксируют колышками, отметку верха которых определяют по нивелиру. Грунт, находящийся выше поверхности колышка, при подчистке срезают вручную. Ведя механизированную подчистку в котлованах, грунт срезают ниже проектной отметки и подсыпают до верха колышков песком. При этом почти полностью исключается ручной труд и значительно улучшается контакт фундаментов с основанием. Если основание сформировано из слабых естественных или насыпных грунтов, во многих случаях проектом предусматривают увеличение их несущей способности поверхностным (на глубину 1,5-2 м) или глубинным (более 2 м) уплотнением.

Обычно уплотнению подлежат макропористые сжимаемые грунты, к которым относятся: лессовые просадочные, рыхлые песчаные, слабые глинистые и некоторые другие виды грунтов. Различают поверхностное и глубинное уплотнение основания. Поверхностное выполняют путем послойного уплотнения грунта при устройстве подушек или уплотнение оснований тяжелыми (гладкими) или кулачковыми катками, которые после многократной проходки по одному следу уплотняют слой глубиной до 0,5 т. Аналогичные результаты дают тяжелые трамбовки. Глубинное уплотнение производится посредством устройства грунтовых свай, виброуплотнения, предварительного замачивания и замачивания с глубинными взрывами.

Уплотнение тяжелыми трамбовками обеспечивается за счет свободного сбрасывания трамбовки массой 5-15 т с высоты 4-8 м. На практике применяют трамбовки диаметром по нижнему основанию 1,2-3 м. Диаметр и массу трамбовок подбирают в зависимости от требуемой глубины уплотнения, формы и размеров уплотняемых оснований. При назначении массы трамбовки следует исходить из того, чтобы статическое давление на грунт составляло не менее 15 кПа. Иногда применяют сверхтяжелые трамбовки, например, во Франции трамбовками массой 200 т, по данным фирмы «Луи Менар», уплотняли насыпи и водонасыщенные пески на глубину до 49 м, сбрасывая их с высоты 20 м специальным стреловым краном. В Англии и Швеции применяли трамбовки массой 40-50 т, а в Японии - массой 150 т. В Швеции трамбовками массой 40 т при высоте их сбрасывания 40 м уплотняли щебеночно-каменную насыпь на глубину до 40 м.

Тяжелые трамбовки используют при уплотнении лессовых просадочных, рыхлых песчаных и слабых пылевато-глинистых грунтов. Основания уплотняют с поверхности отрытого котлована по всей площади застраиваемого здания или под отдельными фундаментами. Трамбовки изготовляют из железобетона или металла в виде усеченного конуса с низкорасположенным центром тяжести, за счет чего достигается вертикальность падения и устойчивость трамбовки при ударе по грунту. Трамбовку подвешивают к стреле крана на канате через специальную подвеску, препятствующую скручиванию каната. Высоту сбрасывания трамбовки принимают, исходя из массы трамбовки. Так, при массе 5-7 т высота сбрасывания должна быть не менее 6-8 м, а при массе 10-15 т, соответственно, 12-15 м.

Глубина уплотнения основания тяжелыми трамбовками достигает 2-8 м и зависит от массы трамбовки, высоты сбрасывания, диаметра трамбовки, числа ударов и характеристик грунта. Поверхностное уплотнение применяют в пылевато-глинистых грунтах со степенью влажности не менее 0,75 и плотностью сухого грунта не выше 1,55 т/м3.

Наибольшая эффективность уплотнения достигается при оптимальной влажности грунта. Если грунт основания, подлежащий уплотнению, имеет влажность менее оптимальной, то его следует доувлажнять. При этом необходимое количество воды должно быть равномерно распределено по уплотняемой площади. После впитывания воды и подсыхания грунта до влажности, близкой к оптимальной, производят уплотнение грунта.

Для уплотнения основания тяжелыми трамбовками массой 2-7 т используют краны-экскаваторы типа Э-10011 и Э-1252, а для трамбовок массой 10-15 т краны-экскаваторы типа Э-2503 и Э-2505. Трамбование сопровождается понижением поверхности, величина которого по мере увеличения числа ударов уменьшается и после некоторого числа ударов становится постоянной. Получаемая в этом случае предельная величина понижения от одного удара называется отказом при уплотнении трамбованием.

Уплотнение производят таким числом ударов, при котором наблюдается отказ. Дальнейшее трамбование после достижения отказа приводит к выпиранию грунтов у поверхности основания и его разрыхлению. Величину отказа устанавливают опытным путем. Ориентировочно величину отказа принимают равной: для пылевато-глинистых грунтов 1-2 см, для песчаных 0,5-1 см. Число ударов для уплотнения до отказа зависит от начального значения плотности грунта и колеблется от 5 до 16 ударов.

Величина отказа зависит от параметров трамбовки и высоты ее сбрасывания. Уплотнение грунта трамбовками массой 5-7 т в пределах отдельных участков следует производить циклами с последовательным переходом от следа к следу. В каждом цикле по каждому следу производят 2-3 удара. В каждом последующем цикле трамбование ведут со смещением следов трамбования предыдущего цикла на половину диаметра трамбовки.

Уплотнение трамбовками массой 10-15 т ведут со смещением следов на расстояние, равное одному диаметру трамбовки. При этом по одному следу дается заданное число ударов по уплотнению до отказа. В зимнее время уплотнение основания тяжелыми трамбовками следует производить при талом состоянии грунта и соответственной влажности. Мерзлые грунты уплотнять нецелесообразно.

Далее>>>