8. Искусственно улучшенные основания. (Общие положения).

Методы преобразования строительных свойств оснований мож­но разделить на три группы:

конструктивные методы, которые в отличие от других мето­дов не улучшают свойства самих грунтов, а создают более благо­приятные условия работы их как оснований за счет регулирования напряженного состояния и условий деформирования;

уплотнение грунтов, осуществляемое различными способами и направленное на уменьшение пористости грунтов, создание более плотной упаковки минеральных агрегатов;

закрепление грунтов, заключающееся в образовании про­чных искусственных структурных связей между минеральными ча­стицами. Основания с измененными таким образом свойствами называют искусственными или искусственно улучшенными (в отличие от есте­ственных оснований). Выбор методов преобразования строитель­ных свойств оснований зависит от характера напластований, типов грунтов и их физико-механических свойств, особенностей сооруже­ний и интенсивности передаваемых ими нагрузок, решаемых ин­женерных, задач, технологических возможностей строительных ор­ганизаций и т. д. Устройство грунтовых подушек. Если в основании фундамента залегают слабые грунты (илы, текучие пылевато-глинистые грунты, торфы, заторфованные, малоуплотненные насыпные или пучинис- тые грунты), обладающие низкой несущей способностью и повы­шенной сжимаемостью, то их использование в качестве естествен­ных оснований чаще всего оказывается невозможным или нецелесо­образным. В этом случае экономичной может оказаться замена слабого грунта другим, обладающим достаточно высоким сопроти­влением сдвигу и имеющим малую сжимаемость, который образует так называемую грунтовую подушку. В качестве материала грунтовых подушек обычно используют крупнообломочные грунты (гравий, щебень), крупные и среднезер­нистые пески, шлак и т. д. При устройстве грунтовых подушек в лёссовых основаниях при­меняют перемятые местные грунты. Наиболее часто грунтовые подушки имеют толщину в пределах 1... 3 м. При решении вопроса о назначении толщины грунтовых поду­шек могут быть два случая. Возможен вариант (рис. 12. 1, а), когда слой слабого грунта подстилается более прочным и малосжима- емым грунтом, причем расстояние от подошвы фундамента до кровли прочного грунта z не превышает 1... 3 м. Тогда целесообразно пол­ностью удалить слабый грунт в пределах этой глу­бины и заменить его, на­пример, песком, создав песчаную подушку. Когда пласт слабого гру­нта имеет большую тол­щину (рис. 12. 1, б), то пол­ная замена слабого грун та оказывается неэкономичной и прибегают к устройству грунтовых подушек «висячего» типа, подстилаемых слабым грунтом. Если в первом случае выбор толщины грунтовой подушки однозначен, то во втором случае ее толщина должна быть подобрана таким образом, чтобы обеспечивалась надежность решения в соответствии с принципами проектирования оснований по предельным состо­яниям.

Шпунтовые конструкции как ограждающие элементы могут быть использованы для улучшения условий работы грунтов в снованиях сооружений.

Шпунт погружают через толщу слабых грунтов в относительно плотный грунт (рис. 12. 2). Фунда­ментная конструкция устраивается на песчаной подготовке и сопряга­ется со шпунтовым ограждением. Такое техническое решение исклю­чает возможность выпирания грун­та в сторону из-под фундамента, т. е. увеличивает его несущую спо­собность, и ограничивает боковое расширение грунта при деформаци­ях основания, что приводит к уменьшению осадок. Армирование грунта заключается во введении в грунт специаль­ных армирующих элементов. Эти элементы выполняются в виде лент или сплошных матов, изготовленных из геотекстиля. Реже используется металлическая арматура. Армирующие элементы должны обладать достаточной прочностью и обеспечивать необходимое зацепление с грунтом, для чего их поверхность делается шероховатой. На рис. 12. 3, а приведе­на схема армирования искусственного основания фундамента. За счет восприятия армирующими элементами касательных и горизон­тальных напряжений увеличивается несущая способность основания и снижаются осадки фундаментов. Эффективно армирование грунта в теле искусственных насыпей (рис. 12. 3, б), что повышает устой­чивость их откосов. При возведении подпорных стенок армирова­ние грунта обратной засыпки (рис. 12. 3, в) существенно снижает активное давление грунта на стенку, вследствие чего уменьшаются усилия в конструкции стенки и увеличивается ее устойчивость. Арматура здесь играет роль анкерующих элементов и должна заво­диться за пределы призмы обрушения.

Боковые пригрузки. При возведении ограждающих дамб и дру­гих земляных сооружений на слабых грунтах устойчивость откосов сооружений и их оснований может быть повышена устройством пригрузок основания и низовой части откосов, выполняемых, как правило, из крупнообломочных или песчаных грунтов (рис. 12. 4).