Дренирующие материалы (песок, шлак и др.) для устройства грунтовых подушек допускается применять только на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности.
Грунтовые подушки должны устраиваться из однородных грунтов оптимальной влажности. Уплотнение грунта в грунтовых подушках производится трамбованием или укаткой.
При устройстве грунтовых подушек с целью ликвидации просадочных свойств основания под фундаментами плотность грунта (объемный вес скелета) должна быть не менее 1,6 тс/м3 и не менее величины, при которой просадка грунта исключается, а при устройстве подушек с целью создания сплошного водонепроницаемого экрана – не менее 1,7 тс/м3.
Устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах
Особенность метода возведения столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах ( рис. 22 ) состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину трамбовкой весом 1,7–7,0 т, падающей с высоты 6,0–8,0 м по направляющей штанге. После этого в вытрамбованный котлован заливается монолитный бетон (без опалубки) или устанавливается сборный фундамент, имеющий форму и размеры котлована.
Вытрамбовывание котлованов выполняется тяжелыми трамбовками, с помощью которых образуется котлован заданной формы и глубины, с уплотненным грунтом под котлованом и его наклонными стенками.
Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяются на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности при:
• наличии рядом с площадкой строительства существующих зданий, сооружений и инженерных коммуникаций на расстоянии не менее 10,0–15,0 м;
• малоэтажном (до двух этажей) строительстве;
• степени влажности грунта G ≤ 0,7 и плотности скелета грунта γск < 1,6 тс/м3.
Отметки планировки котлованов под здания и сооружения для вытрамбовывания отдельных котлованов под столбчатые фундаменты принимаются исходя из необходимости срезки насыпного и растительного слоя грунта, содержащего органических включений более 5 %.
Столбчатые фундаменты в вытрамбованных котлованах выполняются, как правило, монолитными.
Размеры и глубина вытрамбованных котлованов назначаются в соответствии с размерами и глубиной заложения фундаментов, определяемых расчетом.
hk – глубина котлована;
bср – среднее значение ширины котлована;
hупл – 1,5bср,
где hупл – толщина уплотненной зоны в основании фундамента в вытрамбованном котловане;
D = 2bср,
где D – ширина уплотненной зоны.
Минимальное расстояние в осях между вытрамбованными котлованами должна быть не менее 2bср.
Уплотнение оснований грунтовыми сваями
Глубинное уплотнение просадочных грунтов грунтовыми сваями осуществляется путем устройства скважин с созданием вокруг них уплотненных зон и последующим заполнением скважин грунтом с уплотнением.
Глубинное уплотнение просадочных грунтов грунтовыми сваями выполняется с целью:
• устранения просадочных свойств грунтов в пределах просадочной толщи;
• создания в основании зданий и сооружений сплошного маловодопроницаемого экрана из уплотненного грунта;
• устройства противофильтрационных завес из уплотненного грунта.
Уплотнение грунтовыми сваями целесообразно применять при влажности просадочных грунтов, близкой к оптимальной, и степени влажности не более G ≤ 0,75, отсутствии слоев и прослоек плотных грунтов, песков, маловлажных супесей, линз переувлажненных грунтов со степенью влажности более G > 0,75, а также верховодки, при толщине просадочного слоя грунта от 10 до 24 м.
Параметры глубинного уплотнения просадочных грунтов грунтовыми сваями (количество, шаг, размеры свай и т. п.) должны назначаться из условия достижения требуемой плотности грунтов основания, при которой полностью устраняется просадка грунта от его собственного веса и от нагрузки, передаваемой фундаментами, а размеры уплотняемой площадки в плане – исходя из условия обеспечения несущей способности уплотненного массива и подстилающего его грунта при возможной просадке окружающего грунта природной структуры.
Диаметры скважин для грунтовых свай принимаются равными:
• при пробивке станками ударно-канатного бурения d = 0,5 м;
• при использовании энергии взрыва d = 0,4 м.
Скважины располагаются на расстоянии «l» (в осях), при котором уплотненные зоны смыкаются, образуя массив уплотненного грунта толщиной, превышающей на 2,5d глубину проходки скважин.
За счет частичного выпирания грунта верхняя часть уплотненного массива, называемого буферным слоем «hб», разуплотняется, поэтому перед закладкой фундаментов этот слой снимается или доуплотняется. Доуплотнение буферного слоя осуществляется тяжелыми трамбовками на глубину не менее 1,5 м.
Толщина буферного слоя принимается равной hб = Kб × d, где Кб – коэффициент пропорциональности, принимаемый равным по опытным данным:
• для супесей Кб = 4;
• для суглинков Кб = 5;
• для глин Кб = 6.
Уплотнение грунтовыми сваями выполняется в котлованах размерами на 3,0 м большими в каждую сторону размеров уплотняемой площади. Отметка дна котлованов назначается с учетом последующей частичной срезки буферного слоя из расчета, чтобы оставшаяся толщина его не превышала 1,5 м. Частичная срезка буферного слоя производится с недобором на 20 см до отметки заложения фундаментов.
Площадь уплотняемого основания должна превышать площадь подошвы фундамента за счет полосы, выступающей за его пределы по периметру, на величину, равную:
• при I типе грунтовых условий по просадочности – 0,2b, но не менее 0,8 м, а для отдельно стоящих сооружений с высоким расположением центра тяжести (дымовые трубы, водонапорные башни и т. п.) – не менее 0,3b (где b – меньшая сторона прямоугольного или диаметр круглого фундамента);
• при II типе грунтовых условий по просадочности – не менее 0,2 Нпр (где Нпр – просадочная толща грунта).
Ширина уплотнения целых площадок принимается:
• при I типе грунтовых условий по просадочности – 0,2Ну (где Ну – глубина уплотнения);
• при II типе грунтовых условий по просадочности – не менее 0,5Нпр.
Грунтовые сваи в уплотняемом основании следует размещать в шахматном порядке – по вершинам равностороннего треугольника (
рис. 24 ).
Независимо от полученного по расчету числа грунтовых свай число рядов их по длине и ширине фундамента должно быть не менее трех. Первый ряд грунтовых свай располагается от границы уплотняемой площадки основания на расстоянии, равном 0,5l (где l – расстояние между осями грунтовых свай, определенное расчетом).
Во всех случаях число грунтовых свай непосредственно под фундаментами колонн здания или сооружения должно быть не менее восьми.
При уплотнении просадочных грунтов грунтовыми сваями средняя плотность грунта в уплотненном массиве, соответствующая объемному весу скелета грунта, должна составлять:
• на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности – 1,65 тс/м3;
• на площадках со II типом грунтовых условий по просадочности в пределах верхнего слоя на глубину Ну/2—1,65 тс/м3, нижнего на глубину Ну/2—1,7 тс/м3.
При применении грунтовых свай в целях устройства противофильтрационной завесы средний объемный вес скелета грунта должен быть не менее 1,75 тс/м3.
Уплотнение грунтовыми сваями осуществляется:
• на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности – в пределах всей глубины деформируемой зоны Идеф, а при Идеф > Нпр – в пределах всей величины просадочной толщи (Нпр);
• на площадках со II типом грунтовых условий по просадочности – на всю величину просадочной толщи (Hпр).
Отметка низа грунтовых свай принимается на 2,5d (где d – диаметр грунтовой сваи) выше глубины уплотнения.
Уплотнение оснований предварительным замачиванием
Уплотнение просадочных грунтов предварительным замачиванием происходит под действием их собственного веса в результате снижения прочности грунтов при их увлажнении.
В процессе предварительного замачивания уплотняются нижние слои грунтовой толщи, начиная с глубины, на которой давление от собственного веса грунта превышает начальное просадочное давление. Верхние слои грунта вследствие недостаточной нагрузки на них остаются в недоуплотненном состоянии, и, таким образом, предварительное замачивание обеспечивает перевод толщи лёссовидных грунтов из I в II тип грунтовых условий по просадочности.
Предварительное замачивание грунтов основания должно предусматриваться для уплотнения (устранения просадочных свойств) только нижних слоев грунта в пределах зоны просадки грунта от собственного веса. Размеры уплотняемой площади и методы замачивания назначаются с таким расчетом, чтобы в пределах застраиваемой площади просадка грунта от собственного веса была полностью устранена.
