Мероприятия против действия сил морозного пучения грунтов

По масштабу воздействий выделяют коренные мероприятия против сил морозного пучения, ограниченные и временные.

Мероприятия против деформаций фундаментов от морозного выпучивания подразделяются на инженерно-мелиоративные (направленные на снижение величины деформации выпучивания), строительно-конструктивные (по снижению или предотвращению повреждений зданий и сооружений под действием деформаций и сил морозного пучения грунтов) и термохимические (оказывающие влияние на снижение удельных касательных и нормальных сил морозного пучения).

К конструктивным мероприятиям, направленным на снижение и преодоление касательных сил морозного выпучивания фундаментов, относятся: применение столбчатых фундаментов, уменьшение площади боковой поверхности фундамента в слое сезонного промерзания, повышение нагрузок на фундаменты, применение конструкций фундаментов анкерного типа, замена пучинистого слоя грунта непучинистым при засыпке пазух у фундаментов, снижение глубины промерзания грунтов, снижение прочности смерзания грунта с плоскостями фундаментов и др.

Мероприятия по исключению жесткого сцепления мерзлого грунта с фундаментами применяются в практике фундаментестроения уже давно. К ним относятся: засоление грунта, засыпки пазух, обмазка поверхностей фундаментов непрочносмерзающимися материалами (битумные обмазки, засыпки гидрофобным грунтом, эпоксидные смазки и др.), обертка столбчатых фундаментов рулонной гидроизоляцией.

В настоящее время промышленностью выпускается большое количество различных смазочных и полимерных материалов, которые рекомендуются для применения по снижению прочности смерзания грунта с фундаментами. Эффективность этих материалов проведена на опыте, но о долговечности этого эффекта судить пока невозможно.

29. Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта.

При наличии в сжимаемой толщи слабых грунтов необходимо проверить давление на них, чтобы убедиться в возможности применения при расчете основания (осадок) теории линейной деформативности грунтов.

Рис.

Необходимо, чтобы полное давление на кровлю подстилающего слоя не превышало его расчетного сопротивления, т.е.

, где

и - дополнительное и природное вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента;

R_z – расчетное сопротивление грунта на глубине кровли слабого слоя, определяют по формуле СНиП, как для условного фундамента шириной b_z и глубиной заложения d_z.

Все коэффициенты в формуле (γ_c1, γ_c2, k, M_q, M_g и т.д.) находят применительно к слою слабого грунта.

; ;

;

Рис. 10.15. Расчетная схема к проверке давления на подстилающий слой слабого грунта.

Ширину условного фундамента b_z назначают с учетом рассеивания напряжений в пределах слоя толщиной z. Если принять. Что давление действует по подошве условного фундамента АВ, то площадь его подошвы будет составлять:

, где

N_II – вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента;

- для ленточного фундамента

- для квадратного фундамента

- для условного прямоугольного фундамента ,

, где l и b – размеры подошвы проектируемого фундамента.

Если проверка подстилающего слоя не выполняется, необходимо увеличить размер подошвы фундамента.

30. Электрохимическое закрепление грунтов

Для грунтов с К_ф < 0,1 м/сут (супеси, суглинки) применяют электрохимическое закрепление. Электрохимическое закрепление основано на явлении электроосмоса, которое еще в 1808 г. было открыто профессором Московского университета Ф.Ф. Рейсом. Суть данного явления заключается в том, что при пропускании постоянного тока через глинистый грунт, последний теряет связную воду, которая получает перемещение (миграцию) в сторону отрицательного электрода (катода).

При электрохимическом закреплении к перфорированным трубам-электродам подается постоянный ток со средним напряжением 70…80 В (см. схему).

Принципиальная схема электрохимического закрепления связного грунта. а - инъектор-анод для закачки хлористого натрия. б - инъектор катод для откачки свободной воды.

Свободная вода скапливается около катода, а затем через перфорированный инъектор откачивается. Одновременно через инъектор-анод подается раствор хлористого кальция (Са Сl₂), который способствует закреплению основания. Периодически производится смена полярности. На представленной схеме приняты следующие обозначения: а) – инъектор-анод с закачкой Са Сl₂; б) – Инъектор-катод с откачкой свободной воды. В результате проведения подобных работ в связном грунте уменьшается влажность (грунт переходит в категорию тугопластичного, полутвердого состояния, с коэффициентом фильтрации К_ф < 0,01 м/сут) и возрастает прочность (угол внутреннего трения и сцепления увеличиваются до 70%).

Электрохимическое закрепление грунтов является усовершенствованным способом действия постоянного тока на влажный грунт. К достоинствам этого способа относятся высокая степень механизации и малая трудоемкость.
Часто строителям приходится выполнять отверстия в железобетоне и резать его. Известны следующие способы осуществления таких работ: бурение алмазными коронками, обработка пневмоинструментом, кислородная и кислороднофлюсовая резка. В настоящее время уже накоплен большой опыт использования электродугового способа резки как на переменном, так и на постоянном токе. Например, разработанная Главленинградстроем и применяемая установка типа УПО3 позволяет прожигать отверстия диаметром 35—100 мм в горизонтальном и вертикальном положениях, на максимальную глубину 300 мм. Ее источником является сварочный трансформатор на ток 1000 А. Электродами служат графитовые стержни марки СГ диаметром 20—40 мм. Исследования электродуговой резки свидетельствуют о целесообразности использования в качестве источника не переменного, а постоянного тока от сварочного преобразователя или выпрямителя на 1000 А. Несомненно, реконструкция действующих установок, внедрение при этом средств автоматизации дадут более высокий экономический эффект.

Электрохимическая обработка используется для усиления грунтов верхней площадки земляного полотна, стабилизации откосов выемок и насыпей, обеспечения устойчивости склонов, для борьбы с (пучением грунтов и для упрочнения слабых грунтов в основаниях насыпей.

Электрохимическое закрепление может быть использовано для повышения несущей способности и уменьшения деформируемости водонасыщенных глинистых, пылеватых и илистых грунтов с коэффициентом фильтрации & ф1 10 - 2ч - 1 10 - s м / сут. Оно основано на сочетании воздействия постоянного электрического тока на грунты и вводимых в него химических добавок. От того, какого рода добавки используются в этом процессе, зависит вид закрепления. Так, электросиликатизация грунтов основана на сочетании закрепления грунтов способом силикатизации и обработки их постоянным электрическим током. Электрический ток ускоряет и облегчает проникание химических растворов в грунт. Условием применения способа является наличие водонасыщенных грунтов. Закрепление ослабленного грунта ведут вдоль фундамента заходками снизу вверх. Для электросиликатизации пользуются растворами жидкого стекла и хлористого кальция.

Способ электрохимического закрепления наклонно залегающих илистых тиксо-тропных глин был успешно применен на строительстве четырехпролетного моста в Канаде. Метод электрохимического закрепления стенок нефтяных скважин предусматривает сокращение, а в ряде случаев и исключение расхода обсадных труб.

В грунте при электрохимическом закреплении протекают такие сопутствующие физико-химические процессы, как изменение температуры, электроосмос и электрофорез, кольматация пор, коагуляция, изменение емкости поглощения и реакции обмена, миграция электролитов и адсорбция, приводящие к резкому изменению качественного состава грунта. В результате этих процессов в грунте образуются искусственные минеральные новообразования - цементы, которые связаны кристаллизационными силами.

31. Проектирование оснований и фундаментов реконструируемых зданий.

Причины, вызывающие необходимость упрочнения оснований и усиления фундаментов:

Опыт строительства и эксплуатации зданий и сооружений в различных инженерно-геологических условиях позволяет выделить ряд факторов, которые необходимо учитывать при составлении проектов инженерных изысканий и выполнении работ по реконструкции и ремонту. К ним можно отнести:

изменение физико-механических характеристик грунтов в процессе эксплуатации зданий; повреждение фундаментов;

развитие неравномерных осадок основания, вызывающих значительные деформации в конструкциях зданий; изменение схемы здания и увеличение нагрузок.

Длительная эксплуатация зданий и сооружений может привести к развитию как позитивных, так и негативных процессов в грунтах основания. К позитивным относится уплотнение грунтов основания в пределах зоны деформаций, формирующейся непосредственно под подошвой фундамента в процессе возрастания нагрузки. В пределах этой зоны происходит увеличение прочностных и деформационных свойств грунтов. Как было отмечено ранее, глубина развития зоны деформации грунтов зависит от целого ряда факторов, в первую очередь от плотности грунта в сухом состоянии «ρd», передаваемой нагрузки на грунт основания «Р», формы и площади фундамента «А». Как свидетельствуют многочисленные экспериментальные исследования, глубина развития зоны деформаций грунтов в 2...3 раза меньше глубины сжимаемой толщи. П. А. Коновалов отмечает, что вследствие длительно эксплуатируемого здания увеличивается расчетное сопротивление несущего слоя грунта до 56% для глинистых и до 44% для песчаных грунтов по сравнению с первоначальным его значением. Аналогично зафиксировано и повышение модуля деформации грунтов в пределах этого слоя. Этим объясняется возможность в ряде случаев выполнять надстройку эксплуатируемых зданий на один-два этажа без усиления существующих фундаментов и упрочнения основания.

К негативным процессам, приводящим к ухудшению свойств грунтов, относится увеличение влажности грунтов в верхней части основания, вызванное нарушением условий аэрации на застроенной площадке, сезонным промерзанием и оттаиванием грунтов основания, а также утечкой технологических вод из коммуникаций, расположенных вблизи или в пятне застройки здания. Наличие промышленных предприятий и утечка производственных отходов могут существенно повлиять на повышение агрессивности подземных вод по отношению к материалам фундаментов и привести к резкому снижению прочностных и деформационных характеристик грунтов основания. Изменение гидрогеологических условий (повышение или понижение уровня подземных вод) существенно влияет на совместную работу сооружения и основания. Понижение уровня подземных вод вызывает увеличение удельного веса грунта из-за прекращения действия взвешивающих сил на его частицы и может привести к развитию дополнительных осадок основания. Переменный уровень подземных вод, местная утечка из водонесущих коммуникаций, строительное водопонижение являются причинами механической суффозии - вымывания пылеватых и мелких песчаных частиц из грунтов основания, что приводит к увеличению их пористости и снижению прочностных и деформационных свойств. Движущиеся подземные воды могут являться причиной карстообразования, представляющего значительную опасность для существующих зданий.

Степень износа фундаментов, относящихся к различным периодам их возведения, различна и не всегда соответствует возрасту зданий. Анализ результатов и многочисленных исследований показывает, что износ фундаментов обусловливается двумя группами причин - физико-механическими и механическими.

Физико-механические причины являются результатом взаимодействия материала фундамента с окружающей средой. К ним относятся: выщелачивание вяжущего, разрушение кладки в агрессивной среде, коррозия арматуры, особенно интенсивная при наличии агрессивных подземных вод и блуждающих токов.

К механическим причинам относятся неравномерные деформации основания и различные внешние воздействия (земляные работы вблизи здания, динамические воздействия транспорта и строительных механизмов, значительное увеличение нагрузок и т.д.).

Причинами разрушения фундаментов или их преждевременного износа могут быть:

неудовлетворительное качество строительных материалов; ошибки конструктивного характера при проектировании фундаментов; ошибки технического и технологического характера, допущенные при выполнении строительно-монтажных работ. Развитие недопустимых деформаций в конструкциях эксплуатируемых зданий и сооружений может возникнуть также за счет ошибок или отклонений от нормативных требований, допущенных при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации. К природным факторам, способствующим развитию неравномерных осадок оснований сооружений, относятся изначальная неоднородность грунтового основания в плане и по глубине, наличие линз слабых грунтов.

Отрицательное влияние на строительные свойства грунтов основания, способное вызвать недопустимые деформации конструкций, оказывают также факторы эксплуатационного характера. К ним относится подтопление основания атмосферными, бытовыми или техногенными водами, связанное с низким качеством отмостки и грубыми нарушениями в организации отвода дождевых и талых вод от стен здания, а также с аварийными и продолжительными сбросами или утечками из водонесущих коммуникаций.

Иногда имеют место нарушения технологии выполнения работ нулевого цикла как в процессе строительства, так и при эксплуатации. К первым относятся излишний перебор грунта при откопке котлована и недостаточное уплотнение вновь отсыпанного грунта в местах перебора; нарушение природной структуры грунтов при разработке котлована; промораживание или затопление котлована водой при длительных перерывах в работе. Ко вторым относятся нарушения при выполнении строительных работ вблизи существующего здания, динамические воздействия на основание при возведении нового здания.

Изменение схемы здания и увеличение нагрузок на фундаментыимеют место при реконструкции и капитальном ремонте зданий. Это сопровождается увеличением нагрузок на существующие фундаменты которые возникают при замене деревянных конструкций на железобетонные или металлические; надстройка дополнительных этажей; перепланировка этажей здания и ликвидация ряда несущих элементов.

Проектирование оснований и фундаментов реконструируемых зданий:

Для принятия рационального решения по усилению и реконструкции фундаментов производится тщательное обследование основания и фундаментов. Весь комплекс работ по обследованию фундаментов и оснований разделяется на следующие этапы.

Первый этап заключается в сборе и обобщении сведений о здании, времени его строительства и сроках эксплуатации, объемно-планировочном и конструктивном решении и детальном изучении имеющейся технической документации.

Второй этап имеет целью обследование окружающей местности и надземных конструкций здания или сооружения. Это позволяет выяснить причину деформаций и установить факторы, отрицательно действующие на основание и фундаменты.

Для выявления процесса деформаций во времени устанавливают контрольные маяки на характерных трещинах, а также выполняют нивелирование стеновых марок, установленных на цоколе здания, относительно неподвижных глубинных реперов.

Третий этап предусматривает обследование фундаментов и грунтов основания из шурфов, количество и размеры которых определяются состоянием и конфигурацией объекта и грунтовыми условиями. Обычно шурфы закладывают в аварийной зоне. При обследовании фундаментов в открытых шурфах устанавливаются тип и материал фундамента, его ширина и глубина заложения. Производится также отбор образцов грунта ненарушенной структуры из стен шурфа и его дна для определения их вида и физико-механических характеристик лабораторным методом.

Инженерно-геологические изыскания являются составной частью работ, связанных с инженерными изысканиями при обследовании зданий и сооружений, подлежащих усилению или реконструкции.

Задачами инженерно-геологических изысканий являются:

составление общего геолого-литологического разреза по глубине;

установление гидрогеологического режима и химического состава подземных вод;

определение физико-механических свойств грунтов на уровне подошвы фундаментов и ниже ее.

Одним из основных видов работ при инженерно-геологических изысканиях является бурение скважин.

Принципы расчетов существующих и дополнительно возводимых фундаментов различны. Для существующих фундаментов после сбора нагрузок и с учетом реконструкции вычисляют давление на уровне подошвы фундамента и не допускают превышения фактических давлений на грунты над расчетным сопротивлением.

При проектировании новых фундаментов глубину их заложения назначают с учетом заложения существующих фундаментов. В случае необходимости производится проверка взаимного влияния новых фундаментов на существующие. Размеры фундаментов определяют в соответствии с действующими нагрузками и свойствами грунтов и оснований.

При расчете новых и существующих фундаментов неравномерность осадок, рассчитанных на воздействие дополнительных нагрузок, не должна превышать допустимых, установленных нормами проектирования.

При реконструкции зданий, связанной с увеличением нагрузок, осадки которых полностью стабилизировались, расчетную осадку рекомендуется вычислять только от действия дополнительных нагрузок. Наличие уплотненной зоны грунта в основании фундаментов следует учитывать путем введения в расчет фактических характеристик, установленных при изысканиях. Основания реконструируемых зданий рассчитывают, как и новых, по двум группам предельных состояний: несущей способности и деформациям.

Основными методами усиления фундаментов являются:

укрепление кладки фундаментов; уширение подошвы фундамента; устройство промежуточных опор; устройство под зданием фундаментной плиты; заглубление фундаментов; применение свай.

Выбор метода зависит от типа существующего фундамента, степени физического износа, особенностей инженерно-геологического напластования, уровня подземных вод, конструктивной схемы здания, величины и характера действующих нагрузок.

Закрепление грунтов основания применяется для увеличения несущей способности оснований реконструируемых зданий. Способы закрепления грунтов основаны на нагнетании раствора, состоящего из одного или нескольких компонентов, способных при смешивании образовать гель в порах грунта, придавая ему прочность и водонепроницаемость.

При реконструкции зданий цементацию применяют как для закрепления оснований и усиления контакта «подошва фундамента -грунт», так и для усиления частично разрушенной кладки. Кроме того, в крупнообломочных и песчаных грунтах цементацию применяют и для создания противофильтрационных завес, препятствующих выносу мелких частиц из основания фундаментов существующих зданий при откачках воды из котлована, расположенного рядом. Наряду с закреплением грунтов основания цементацию часто применяют для заполнения пустот и каверн в закарстованных основаниях.
Силикатизация основания существующих фундаментов предназначена для повышения несущей способности мелких и пылеватых песков, плывунов, лессовидных и насыпных грунтов. В необходимых случаях силикатизация также может быть использована для создания противофильтрационных завес (рис. 13.4.6).

Рис. 13.4.6. Схема силикатизации основания под ленточным фундаментом: 1 - инъектор; 2 - фундамент; 3 - укрепленная зона

 

Возведения фундаментов вблизи существующих зданий:

Опыт свидетельствует, что пренебрежение особыми условиями такого строительства может привести к появлению в стенах ранее построенных зданий трещин, к перекосам проемов и лестничных маршей, к сдвигу плит перекрытий и, в конечном итоге, к нарушению нормальных условий эксплуатации существующих зданий, а иногда даже к аварийным ситуациям. Особенно возрастает опасность подобных деформаций при строительстве на основаниях, сложенных слабыми грунтами, так как эти грунты сравнительно легко подвержены технологическому разрушению и характеризуются значительными и медленно затухающими осадками.

При разработке котлована для строительства нового здания рядом с существующим необходимо соблюдать следующие правила: не применять ударные и взрывные способы разработки грунта; максимально сокращать строительные работы в котловане.

Если строительство ведется рядом с существующим зданием вплотную и отметки заложения подошв их фундаментов совпадают, то не рекомендуется разрабатывать весь котлован до стенки существующего фундамента без специальных мероприятий. Строительствов этом случае осуществляют захватками. При этом соседняя захватка делается только после возведения фундамента на предыдущем участке.

Если глубина заложения подошвы фундамента нового здания больше, чем глубина существующего, то применяется шпунтовое ограждение, или «стена в грунте». Водопонижение в этих случаях следует проводить с осторожностью, так как оно может вызвать дополнительные осадки.

Для рядом строящихся зданий желательно использовать однотипные фундаменты.

Основная опасность для существующих зданий связана с развитием дополнительных осадок, вызванных передаваемым давлением на грунт основания новым зданием. При этом наибольшие повреждения возникают в пределах 2...7 м от границы примыкания старых зданий. Следовательно, если между смежными зданиями обеспечен достаточный разрыв, то опасность дополнительной осадки резко снижается. На этом принципе было разработано предложение консольного примыкания к существующим фундаментам новых зданий.

Разделительная стенка должна устраиваться по всей линии примыкания фундамента нового здания к существующему и с каждой стороны выходить за пределы существующего здания не менее чем на hi/4. Шпунтовая стенка в плане должна иметь шпоры, развитые в стороны примерно на 0,25h (h - мощность сжимаемой толщи или глубина развития зоны деформации).

Перспективным является способ погружения свай вблизи существующего здания статической нагрузкой. Применение этого метода позволяет полностью устранить шум, опасную вибрацию и загрязнение воздушной среды. Разработан ряд эффективных установок, позволяющих производить вдавливание свай.

Устройство буронабивных свай по технологическим особенностям вполне отвечает требованиям к возведению фундаментов вблизи зданий. В перспективе при выборе типа фундаментов вблизи существующих зданий преимущество будет отдаваться буронабивным сваям, позволяющим достигать высокого уровня механизации процесса, иметь высокую несущую способность, проходить толщу слабых грунтов, опираться на прочные грунты и создавать необходимые условия для сохранения несущих конструкций зданий, вблизи которых выполняется строительство новых зданий.

Таким образом, анализ современной практики инженерно-геологических изысканий на застроенных территориях показывает, что большинство используемых методов не всегда приемлемы для условий реконструкции и восстановления зданий. Это связано с трудоемкостью, высокой стоимостью выполняемых работ по инженерно-геологическому обследованию площадок (проходка скважин и геологических выработок, отбор образцов грунта и проведение лабораторных исследований, наблюдения за состоянием реконструируемых объектов и др.). Для выполнения инженерно-геологических изысканий на площадках реконструируемых и восстанавливаемых зданий перспективными признаются ускоренные методы (экспресс - методы) исследования грунтов зондированием, прессиометрией, а также радиоизотопные, геофизические, терморадиационные и другие методы, которые позволяют оперативно, с минимальными затратами оценить изменения свойств грунтов и определить нужные параметры.

32. Возведение фундаментов в вытрамбованных котлованах.

Принцип устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах состоит в том, что котлованы под фундаменты не разрабатываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину трамбовкой с последующим бетонированием образованного котлована или с установкой в него сборных железобетонных элементов. При вытрамбовании котлована вокруг него образуется зона уплотненного грунта, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается сжимаемость.

Вытрамбование котлованов осуществляется путем многократного сбрасывания с высоты 3—8 м трамбовки, имеющей форму будущего фундамента. Для вытрамбования используются краны-экскаваторы, тракторы с навесным оборудованием, включающим направляющую штангу, каретку и трамбовку.

Сущность: способ включает трамбование котлована с помощью трамбовки в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной пирамиды путем периодического подъема и сбрасывания трамбовки с заданной высоты и последующего заполнения котлована монолитным бетоном. После вытрамбовывания до проектной отметки нижнюю часть трамбовки поворачивают относительно верхней на угол, определяемый по формуле a = 180°/n, где n - количество боковых граней пирамиды, и производят дополнительное вытрамбовывание. Устройство содержит подъемный механизм со стрелой, направляющую штангу и установленную на ней посредством каретки с возможностью возвратно-поступательного перемещения трамбовку в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной пирамиды, выполненную составной из двух, верхней и нижней, частей, связанных осью вращения. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

В зависимости от способа повышения несущей способности по грунту основания фундаменты в вытрамбованных котлованах могут быть: без уширенного основания с плоской или заостренной подошвой без дополнительного втрамбования в дно котлована жесткого материала; с уширенным основанием, получаемым втрамбованием в грунт жесткого материала (щебня, песка, гравия, песчано-гравийной смеси, шлака и т. п.); в виде отдельно стоящих, ленточных и ленточных прерывистых.

В зависимости от способа возведения фундаменты в вытрамбованных котлованах могут быть монолитными и сборными.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах рекомендуется применять в просадочных грунтах, а также в различных пылевато-глинистых грунтах.

Фундаменты без уширенного основания в вытрамбованных котлованах выполняют трамбовками, имеющими в плане форму квадрата, прямоугольника, многогранника или круга с шириной понизу 0,4—1,5 м, конусностью 1:20—1:5 и высотой 1—2 м (рис. 6.29.. Такие трамбовки делают с плоским дном. При вытрамбовании котлованов в плотных грунтах целесообразно днище делать с заострением в 90—120°, в результате чего обеспечивается более интенсивное выпирание грунта в стороны и повышается эффективность вытрамбования котлована.

Фундаменты с уширенным основанием в вытрамбованных котлованах выполняются с использованием трамбовок шестигранной, квадратной и круглой формы диаметром поверху 0,6—1,2 м, понизу 0,4—1 м, высотой 1,5—3,5 м с заострением нижнего конца под углом 60—90°.

Фундаменты из сборных бетонных блоков в вытрамбованных котлованах выполняют путем вытрамбования котлованов на глубину 0,6— 0,95 проектной глубины заложения фундаментов, установки в вытрамбованный котлован сборного бетонного блока и последующего погружения его до проектной отметки забивкой той же трамбовкой. Сборные бетонные блоки изготовляют по форме трамбовки с размерами в плане на 2—5 см больше размеров трамбовки. Это превышение размеров обеспечивает при добивке блока его плотное сопряжение с грунтов.

Вытесняемый грунт вначале перемещается в стороны, а затем вверх, в результате чего наблюдается подъем поверхности грунта вокруг котлована. Выпор грунта в стороны и вверх обычно наблюдается при вытрамбовании котлованов в плотных грунтах, а также в водонасыщенных. Выпор происходит после окончания формирования уплотненной зоны.

Разуплотнение грунта на дне и стенках котлована вызывается нарушением равновесия между силами сопротивления продавливанию и прочностью сформированного уплотненного грунта. В этом случае значительная часть энергии расходуется на образование упругих колебаний и деформации грунта в уплотненной зоне. Разуплотнение грунта наблюдается при высокой энергии удара трамбовки и зависит от связности и влажности грунтов. В пылевато-глинистых грунтах с числом пластичности разуплотнение грунта практически отсутствует. При снижении влажности грунтов возможность возникновения разуплотнения грунтов возрастает, поэтому для снижения разуплотнения грунта при вытрамбовании котлованов повышают влажность грунта, подсыпают в котлован глинистый грунт, снижают энергию удара трамбовки.

Разжижение грунтов при вытрамбовании котлованов наблюдается в водонасыщенных глинистых грунтах, склонных к тиксотропным явлениям. В таких грунтах наблюдается засасывание трамбовки. Разжижение песчаных грунтов происходит при влажности, близкой к полному водонасыщению.

Размеры общего котлована под здание или сооружение назначаются с учетом принятой технологии производства работ и схемы движения механизмов. Размеры в плане и конфигурацию вытрамбованных котлованов принимают в соответствии с размерами фундаментов и применяемых трамбовок.

Толщина подсыпки при планировке котлована под здание не должна превышать величины определяемой по формуле

Массу трамбовк и для обеспечения эффективного вытрамбования котлованов назначают исходя из того, что удельное статическое давление по основанию трамбовки должно быть не менее 0,03 МПа — для фундаментов неглубокого заложения и 0,05 МПа —для фундаментов с уширенным основанием.

Высоту сбрасывания трамбовок в зависимости от типа применяемого оборудования и вида грунта принимают равной 3-8 м.

При устройстве уширенного основания необходимое число ударов трамбовки для втрамбования жесткого грунтового материала в дно котлована определяется для каждой засыпки высотой по формуле. При этом приведенные выше значения понижения дна котлована Sim принимают в 1,5 раза меньше.

Для вытрамбования котлованов используют навесное оборудование, в комплект которого входит трамбовка, направляющая штанга или рама и сбрасывающая каретка. Для вытрамбования котлованов небольших размеров может использоваться сваебойное оборудование.

В качестве базовой машины используют краны-экскаваторы на гусеничном ходу Э-652, Э-10011 и Э-1252 и на колесном ходу Э-302. Грузоподъемность базовой машины должна быть в 2,5—4 раза больше массы трамбовки.

Вытрамбование котлованов производят в соответствии с технологической картой. Очередность вытрамбования котлованов и схему движения механизма назначают с таким расчетом, чтобы обеспечивалось бетонирование фундаментов не позднее чем через 1—2 сут после окончания вытрамбования с учетом расстояния между трамбуемой и бетонируемой захватками не менее 10 м в целях сохранения свежеуложенного бетона от сотрясения в течение 3 сут.

При расстояниях в свету между отдельными фундаментами менее 0,8 bCf> (Ьср —средняя ширина фундамента) котлованы вытрамбовываются через один. Вытрамбование пропущенных котлованов производится не менее чем через 3 сут после бетонирования ранее вытрамбованных котлованов.

Для предотвращения засасывания трамбовки высота ее сбрасывания вначале должна быть не более 3— 5 м, а затем снижаться до 1,5—2,5 м, а в процессе трамбования подсыпать на дно котлована песок, щебень или маловлажный пылевато-глинистый грунт. При вытрамбовании котлованов в песчаных грунтах создают по стенкам котлованов оболочки из пылевато-глинистого грунта, которые исключают обрушение стенок котлованов и препятствуют поступлению воды в котлован. Приемка котлованов производится на основе исполнительных схем. Монолитные фундаменты бетонируются сразу же после приемки котлованов. Перед бетонированием устанавливают арматурные каркасы, опалубку стаканной части и закрепляют закладные детали и анкерные болты.

Опытные работы включают два основных этапа: отработку технологии вытрамбовывания котлованов, втрамбовывание в дно их жесткого материала и изучение эффективности применения фундаментов в вытрамбованных котлованах. На первом этапе опытных работ определяют: среднее количество ударов трамбовки, и оптимальную высоту сбрасывания для вытрамбовывания котлованов; для фундаментов с уширенным основанием количество и объем засыпки жесткого материала, а также необходимое число ударов для втрамбовывания каждой порции засыпки; для ленточных прерывистых фундаментов — минимально допустимое расстояние между двумя соседними котлованами при различной глубине вытрамбовывания.
На втором этапе определяют объемную массу скелета, влажность, прочностные характеристики уплотненного грунта, размеры уплотненной зоны вокруг вытрамбованного котлована, а также размеры уширенного основания при втрамбовывании в дно жесткого материала. Кроме этого, в необходимых случаях проводятся испытания опытных фундаментов на вертикальные и горизонтальные нагрузки и определение модулей деформации уплотненных и неуплотненных просадочных грунтов штампами.
Испытания опытных фундаментов вертикальными и горизонтальными статическими нагрузками производятся, как правило, для новых районов, в которых впервые начинается применение фундаментов в вытрамбованных, котлованах; новых конструкций фундаментов в вытрамбованных котлованах, новых конструктивных схем зданий. Вытрамбовывание производится вдоль осей здания отдельными участками сразу на всю глубину котлована.

Засыпка и втрамбовывание жесткого материала в вытрамбованный котлован производится отдельными порциями из расчета заполнения котлована на 0,6—1,2 м по высоте и выполняется при поднятой трамбовке мерными емкостями (например, ковшом автопогрузчика). Каждая порция материала засыпается после втрамбовывания предыдущей до проектной глубины котлована или отметки, указанной в проекте.
Смещение центров вытрамбованных котлованов от проектного положения не должно превышать 0,1 его ширины поверху, а при наличии стака

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: