Подготовка оснований под фундамент. Часть 4

Глубинное виброуплотнение естественных песчаных оснований основано на способности таких грунтов переходить в плотное состояние под воздействием сил вибрации. Насыщенный водой песчаный грунт при воздействии на него колебательных движений вибратора становится подвижным, зерна его под влиянием силы тяжести перемещаются вниз, и грунт уплотняется.

Глубинное уплотнение таких песчаных грунтов в основаниях осуществляют виброустановкой ВУУП-6 с уплотнителем специальной конструкции. Для повышения эффективности уплотнения в песчаных грунтах природного сложения необходимо предварительно произвести рыхление грунта на глубину уплотнения для разрушения структурных связей песка и увеличения зоны уплотнения. Рыхление и уплотнение целесообразно выполнять по квадратной сетке со сторонами, равными 2 м. Полный цикл уплотнения песчаных оснований на глубину 6 м в одной точке должен продолжаться не менее 15 минут и состоять из 4-5 чередующихся погружений и подъемов уплотнителя. После полного цикла уплотнения грунта основания в четырех точках установка отключается. Иногда для лучшего уплотнения песчаного основания применяют его искусственное водонасыщение. Виброуплотнение может быть также использовано для уплотнения насыпных и намывных песчаных оснований.

Глубинное уплотнение оснований предварительным замачиванием, а также замачиванием и глубинными взрывами применяют с целью повышения прочности и несущей способности, устранения просадочных свойств, снижения их деформативности и коэффициента фильтрации. Эти способы уплотнения основываются на способности некоторых видов грунтов самоуплотняться при замачивании под действием собственного веса. К таким грунтам относятся лессовидные суглинки и супеси, пылеватые пески с высоким коэффициентом фильтрации (К > 0,2 м/сут).

Процесс уплотнения оснований при предварительном замачивании длится медленно, в течение 2-3 месяцев, но эти сроки можно сократить до 3-7 дней, если одновременно с замачиванием использовать глубинные взрывы. При взрывах создается серия ударных волн, которые подвергают грунт многократному динамическому воздействию и в результате глубина уплотнения грунта достигает 30 м.

При залегании на поверхности суглинков или глин для сокращения времени замачивания устраивают дренажные скважины диаметром не менее 150 мм с засыпкой песком или гравием. Их необходимо устраивать на глубину 0,7-0,8 просадочной толщи и располагать по периметру котлована через 2-4 м.

Для уплотнения грунтов предварительным замачиванием котлованы заполняют водой глубиной 0,3-0,8 м с поддержанием уровня до, промачивания всей толщи просадочных грунтов и условной стабилизации просадки, за которую принимают просадку менее 1 мм в неделю. Разрыв между окончанием замачивания и взрывами не должен превышать 3-8 часов. При уплотнении грунтов оснований замачиванием и глубинными взрывами следует применять водостойкие ВВ, в том числе аммонит №6 ЖВ, граммонол, зерногранулит 50/50-В, 30/70-В.

Поскольку уплотнение грунтов после замачивания, в том числе и с использованием глубинных взрывов, происходит в основном под воздействием их собственного веса, то для большего эффекта целесообразно верхний слой доуплотнять тяжелыми трамбовками, укаткой или грунтовыми сваями.

Устройство грунтовых подушек в котлованах в ряде случаев необходимо для распределения давлений от фундамента на большую площадь слабого грунта основания или же для полной замены этого слабого грунта, особенно при небольшой его мощности. Обычно грунтовые подушки устраивают толщиной 1,5-5 м, но бывают случаи утолщения их до 10-12 м.

Для устройства подушек используют местные пылевато-глинистые, песчаные и песчано-гравелистые грунты оптимальной влажности, также гравий, щебень и шлаки. Допускается также использовать грунты с содержанием органических включений и комьев грунта размером до 10 см при общем содержании их не более 15 %. Перед устройством подушки дно котлована и верхний слой котлована уплотняют до проектной плотности. Грунт при устройстве подушек отсыпают обязательно слоями с их уплотнением. Толщину слоев принимают в зависимости от вида применяемого уплотняющего оборудования, которое в свою очередь выбирают, исходя из объемов и сроков выполнения работ и вида применяемых для устройства подушки грунтов. При больших объемах работ целесообразно применять трамбующие машины Д-1471 или тяжелые катки на пневмоколесном ходу. При небольших размерах подушек применяют самоходные катки, тракторы и тяжелые трамбовки.

Технологическую схему и порядок производства работ по устройству подушки выбирают в зависимости от конструктивной формы здания в плане и типа грунтоуплотняющего механизма. Грунт в котловане уплотняют полосами поперек его на всю ширину. Эти полосы должны перекрывать одна другую на 0,2-0,5 м. Грунт в подушках можно уплотнять также транспортными средствами, доставляющими его, причем для более равномерного уплотнения необходимо соответствующим образом организовать движение транспортных средств. Во избежание промерзания грунта при устройстве подушек весь технологический процесс должен быть организован непрерывным потоком. Укладывать грунт на ранее уплотненный промороженный грунт допускается только в том случае, когда толщина слоя не превышает 0,4 м и когда влажность его грунта не превышает 0,9 влажности на границе раскатывания.

При использовании для уплотнения грунтов подушек тяжелых трамбовок работы производят следующим образом. Вначале, после отрывки котлована, трамбовками уплотняют его дно, причем до отказа. Затем отсыпают такой слой грунта, который может быть уплотнен имеющейся тяжелой трамбовкой, а затем отсыпают такие же слои и уплотняют трамбовкой.

Под отдельно стоящие фундаменты колонн устраивают траншеи в виде сплошных лент и, соответственно, в виде лент устраивают и грунтовые подушки. Наряду с рассмотренными видами работ, где при устройстве оснований под фундаменты на слабых грунтах для повышения прочности оснований и снижения деформации выполняют также работы по закреплению грунтов различными способами.

Фундаменты зданий, устраиваемые из монолитных или сборных железобетонных элементов в открытых котлованах, обычно не вызывают особых трудностей, но представляет интерес технологический процесс возведения фундаментов в вытрамбованных котлованах.

Принцип этого метода состоит в том, что котлованы под фундаменты не разрабатывают, а вытрамбовывают на необходимую глубину трамбовкой с последующим заполнением образованного пространства или установкой в него сборного железобетонного фундамента. Этот метод работ довольно эффективен и имеет много преимуществ, так как в процессе вытрамбовывания котлована вокруг него образуется зона уплотненного грунта, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается его сжимаемость. Это повышает несущую способность фундамента и, соответственно, прочность и устойчивость здания или сооружения.

Вытрамбовывание котлованов осуществляют путем многократного сбрасывания с высоты 3-8 м трамбовки, имеющей форму будущего фундамента. Для вытрамбования используют краны-экскаваторы, тракторы со специальным навесным оборудованием, включающим направляющую штангу, каретку и трамбовку.

Грузоподъемность базовой машины должна быть в 2,5-4 раза больше массы трамбовки.

Поскольку при вытрамбовывании котлованов в различных грунтовых условиях проявляются специфические особенности, перед началом производства работ выполняют опытные работы для уточнения технологии вытрамбовывания. В частности, в процессе опытных работ определяют среднее число ударов трамбовки и оптимальную высоту сбрасывания, объем засыпки жесткого материала, минимально допустимое расстояние между соседними котлованами и физико-механические характеристики уплотненного грунта.

<<<В начало К части 3 Далее>>>