Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Способы уплотнение грунтов
|
|
1.Поверхностное уплотнение:
- пневматические трамбовки 10-20 см,
- катки 10-30 см,
- вибро-катки до 1, 2 м,
- вибро-плиты до 60 см,
- тяжелые трамбовки 2 т – до 2 м, 10 т – до 6 м.
Уплотнение проходит до 6-8 проходов трамбовки.
2.Глубинное уплотнение:
- уплотнение рыхлого песка вибротрамбованием
- уплотненные лессовых и песчаных грунтов взрывами с предварительным замачиванием
после подрыва верхний слой грунта дополнительно уплотняется тяжелыми трамбовками
- уплотнение устройством грунтовых и песчаных свай
- фундаменты в утрамбованных котлованах
Методы уплотнения по способам воздействия на грунты могут быть поверхностными и глубинными.
Поверхностное уплотнение производится катками различной конструкции, тяжелыми трамбовками и вибрационными механизмами. К глубинному уплотнению относится устройство грунтовых или песчаных свай (или из других подходящих материалов, например, из извести), глубинное виброуплотнение, водопоиижение, пригрузка сильносжимаемого слоя в сочетании с устройством вертикального дренажа.
При любом способе уплотнение грунта происходит до определенного предела, зависящего как от вида и физического состояния самого грунта, так и от характера уплотняющего воздействия. Так поверхностное уплотнение глинистых грунтов можно применять при коэффициенте водонасыщенности Sr < 0, 7. Наибольшее уплотнение происходит при оптимальной влажности ω 0 и характеризуется максимальной плотностью скелета рd, max. Величины этих параметров обычно находят из стандартных опытов по уплотнению образцов грунта ударами груза весом 215 Н, сбрасываемым с высоты 0, 3 м. Оптимальная влажность глинистых грунтов ω 01 уплотняемых трамбованием, приблизительно равна ω 0= - ω 01, - (0, 01...0, 03). При уплотнении укаткой она близка к ω р (ω р - влажность на границе раскатывания). Каждый метод позволяет уплотнять грунты в пределах только некоторой глубины.
Уплотнение укаткой производится многократной (от 6 до 12 раз) проходкой по одному следу самоходными и прицепными катками, гружеными скреперами и автомашинами, тракторами. Вследствие того, что при проходке уплотняющих механизмов грунты уплотняются только на небольшую глубину, метод применяется при послойном возведении грунтовых подушек, земляных сооружений, устройстве оснований под полы. Оптимальная толщина укладываемых слоев устанавливается при проведении работ на опытных площадках по специально разработанным программам. В производственных условиях качество уплотнения контролируется по толщине отсыпаемого слоя, его влажности и плотности в пунктах, назначаемых на каждые 300...600 м2 уплотняемой площади. Механические характеристики грунта определяются по результатам лабораторных испытаний образцов, отбираемых из уплотненного слоя, или по данным полевых опытов непосредственно на площадке.
Уплотнение тяжелыми трамбовками, предложенное в нашей стране в 1954 году Ю, Ы. Абелевым, производится ударами свободнопадающих трамбовок с плоской подошвой диаметром 1, 2, -3, 6 м и весом 25... 150 кН (2, 5... 15 т). Трамбовки поднимаются краном на высоту 5... 10 м и затем сбрасываются. Имеется опыт применения сверхтяжелых трамбовок весом более 400 кН (40 т), поднимаемых на высоту до 40 м. Трамбование может применяться для уплотнения как природных дисперсных грунтов (глинистых при Sr < 0, 7 и сыпучих}, так и насыпей.
Уплотненное состояние грунта при трамбовании создается после нанесения некоторого числа ударов по одному месту или следу. Поверхность грунта при этом постепенно понижается. Одинаковое после нескольких ударов оседание принято называть отказом, появление которого означает, что грунт в пределах некоторой глубины уплотнился. Удары после получения отказа вызывают разрыхление грунта по периметру трамбовки, что ведет к ослаблению основания. Для глинистых грунтов ориентировочная величина отказа составляет 1...2 см, для сыпучих грунтов она находится в интервале 0, 5... 1 см. Глубина уплотнения hd может устанавливаться опытным путем по величине плотности скелета грунта рds или приближенно вычисляться из выражения hd=kdd
где d - диаметр трамбовки;
kj - эмпирический коэффициент, принимаемый для супесей и суглинков 1, 8, для глин - 1, 5.
Значения механических характеристик уплотненного грунта устанавливаются по результатам лабораторных испытаний образцов или по данным полевых опытов. При проектировании фундаментов определяются размеры подошвы по расчетному сопротивлению уплотненного грунта и осадки основания с учетом повышения модуля деформации слоя в пределах глубины hd. Если требования расчетов по деформациям не удовлетворяются, то уплотнение грунтов трамбовками для проектируемого здания не подходит.
Вытрамбовывание котлованов является разновидностью уплотнения грунтов трамбовками. Метод эффективен тем, что ударами трамбовки конической формы, сужающейся книзу, высотой 1...3.5 м, в грунтовом массиве вытрамбовывается выемка (полость), в которой можно бетонировать фундамент враспор со стенками без установки опалубки. Трамбовки весом 15... 100 кН (1, 5... 10 т) сбрасывают по направляющей мачте с высоты 3...8 м в одно и то же место. Для вытрамбовывания котлована обычно требуется 10... 16 ударов. Грунт по глубине и ниже вытрамбовываемой полости уплотняется, за счет чего несущая способность основания увеличивается, а деформативность снижается. При втрамбовывании в дно полости крупнообломочного материала (щебня, гравия и т.п.) образуется так называемое уширенное основание, которое в ещё большей степени снижает деформативность основания и повышает его несущую способность.
Вытрамбованные котлованы рекомендуется устраивать в глинистых грунтах с плотностью скелета pd до 1, 65... 1, 7 т/м3, а также в пылеватых и мелких песках. Бетонируемые в них фундаменты пригодны для каркасных зданий с нагрузками на колонны до 2000 кН, бескаркасных зданий с нагрузкой до 500 кН/м, Проектирование фундаментов ведется по предельным состояниям. Особенности методики выполняемых расчетов изложены в пособии по проектированию оснований зданий и сооружений [6]. Несмотря на это, нагрузку на фундаменты нередко устанавливают по результатам статических испытаний пробных фундаментов.
Песчаные сваи позволяют уплотнять грунты на любую глубину. Изготавливаются сваи следующим образом. В грунт вибратором или свайным молотом погружается металлическая труба диаметром 0, 3...0, 4 м с раскрывающимся наконечником или теряемым башмаком. Вокруг трубы при этом образуется уплотненная зона. После погружения до проектной глубины в трубу на высоту 3...4 м через специальную воронку в верхней части засыпают порцию песка средней крупности или крупного. Затем включают вибратор, и трубу приподнимают на 2...3 м. Наконечник при этом раскрывается, и в остающуюся скважину высыпается песок, предупреждающий обрушение её стенок и сохраняющий уплотненное состояние окружающего грунта. Эти операции повторяют до полного извлечения трубы, после чего в грунтовом массиве остается столб уплотненного песка (песчаная свая). В целях повышения плотности песка трубу можно погружать повторно в уже изготовленную сваю (метод «свая в свае»), диаметр которой увеличивается до 0, 6.,.0, 7 м.
Для глубинного уплотнения водонасыщенных заторфованных и глинистых грунтов применяют известковые сваи. Технология их устройства такая же, как и песчаных свай. Вместо песка в скважину (если её стенки не заплывают) засыпают и трамбуют трамбовкой весом 3.-.4 кН комковую известь. Трамбование может привести к увеличению до 20% диаметра скважины. При взаимодействии с водой известь гасится, увеличиваясь при этом, в объеме и выделяя большое количество тепла. За счет роста объёма извести скважина в некоторых случаях может расшириться ещё на 60... 80%. Вследствие выделения тепла температура сваи повышается до 300°, вызывая частичное испарение паровой воды в окружающем грунте. Кроме того, при взаимодействии извести с грунтом происходит физико-химическое закрепление грунта вокруг сваи, прочностные и деформативные характеристики которого возрастают. После устройства известковых свай на поверхности участка обычно отсыпают с уплотнением слой местного фунта толщиной 2...3 м.
Значения механических характеристик улучшенного известковыми сваями оснований определяются экспериментально по результатам, лучше всего, полевых испытаний. Необходимая длина свай устанавливается из расчетов осадки фундаментов. Стоимость известковых свай довольно низкая и потому они является дешевым способом упрочнения слабых водонасыщенных грунтов.
Глубинное виброуплотненив применяют для уплотнения рыхлых песчаных грунтов. Вследствие вибрации, возникающей при погружении в толщу грунтов на глубину до 8... 10 м включенных вибраторов (вибробулавы}, пески приходят в движение и уплотняются. Эффективность уплотнения повышается при подаче в зону уплотнения воды. Такой прием часто называют гидровиброуплотнением. До начала работ проводят виброуплотнение на опытной площадке, по результатам которого устанавливаются параметры режима уплотнения (число повторных погружений вибратора, время вибрации, расстояние между точками установки вибратора). Качество виброуплотнения контролируют статическим зондированием или по результатам испытаний образцов уплотненного грунта. Проектирование фундаментов ведется по значениям характеристик уплотненного песка.
Водопонижение применяется при уплотнении мелких и пылеватых песков. Суть метода состоит в том, что при понижении уровня грунтовых вод происходит увеличение удельного веса осушенного грунта на величину y – ysb (ysb удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии) за счет снятия взвешивающего действия
воды. Повышение давления от собственного веса грунта вызывает уплотнение грунтового массива.
Для водопонижения используются различные конструкции иглофильтровых установок, позволяющих понизить уровень грунтовых вод до глубины 25 м. При пропускании через грунт постоянного электрического тока (явление электроосмоса) водопонижение можно производить и в глинистых грунтах.
Уплотнение пригрузкой применяют для улучшения строительных свойств слабых водонасыщенных глинистых грунтов и торфов при их залегании на значительную глубину, Пригрузка создается отсыпкой на уплотняемой площади насыпи из местных материалов и должна быть не менее давления, передаваемого на основание проектируемым сооружением. Поскольку высота временной насыпи, для возведения которой требуется переместить большое количество материала, ограничена, то её устраивают для сооружений, передающих на основание сравнительно небольшие давления
|
|