2.2. Підсилення основ фундаментів

При недостатній несучій здатності ґрунтів основи виникає необхідність в їх зміцненні. Основні способи зміцнення (закріплення) основ будівель та споруд наступні: конструктивні, механічні, фізико-хімічні, спеціальні.

Конструктивний спосіб уключає таке: влаштування подушок (із піску чи місцевого зв’язного ґрунту); влаштування шпунтової огорожі; армування ґрунту; створення бокового привантаження; влаштування протифільтраційних завіс.

Шпунтова огорожа виконується, як правило, з металевого прокату спеціального профілю. Її влаштування дає можливість підвищити несучу здатність слабкого ґрунту, що підстеляє фундамент (рис. 2.1).

П ри цьому за рахунок бокового обтискання слабкого ґрунту невеликої товщини можна досягти поліпшення його опірності дії вертикальних навантажень.

Такий спосіб закріплення ґрунту може бути використаний також для забезпечення стійкості ґрунту як у середині приміщень (рис. 2.2), так і назовні (рис. 2.3).

Протифільтраційні завіси споруджуються в місцях можливого підтоплення й там, де є ймовірність підняття ґрунтових вод через фільтрування її з водоймищ. Найбільш прогресивним на даний час способом виконання таких завіс є метод „стіна в ґрунті“ (рис. 2.4).

М еханічний спосіб підсилення ґрунтової основи полягає в ущільненні ґрунту. Це ущільнення може бути поверхневим, глибинним або у вигляді попереднього обтиснення.

Поверхневе ущільнення виконують трамбівками та трамбуючими машинами, котками, вібраторами. При виконанні глибинного ущільнення можуть бути: влаштовані ґрунтові, шлакові, ґрунтоцементні чи вапняні палі; виконане глибинне віброущільнення, попереднє замочування ґрунту, попереднє замочування з підводними вибухами, глибинне гідроущільнення вибухами тощо.

Попередній обтиск ґрунту реалізується шляхом пониження ґрунтових вод (улаштування водозниження, дренажів), ущільнення зовнішнім привантаженням.

При фізико-хімічному закріпленні в ґрунт закачується ущільнюючий розчин: силікату натрію (одно- чи двокомпонентний), цементний, бітумний, або ґрунт закріплюється при дії на нього електричного струму (електрохімічне закріплення та закріплення електроосмосом) чи вогню (термічне підсилення).

Рішення про вибір способу фізико-хімічного закріплення ґрунту повинне прийматися на основі проведених вишукувань і лабораторного визначення фізико-механічних характеристик ґрунту. Основним питанням, яке при цьому необхідно визначити, є можливість просочування вибраного розчину в ґрунті.

Закачування розчинів (силікатного, цементного, бітуму, різних смол тощо) у ґрунт може проводитися як із денної поверхні (рис. 2.5), так і з попередньо споруджених колодязів (рис. 2.6).

П ід час електрохімічного закріплення ґрунту через нього за допомогою електродів (рис. 2.7) пропускається постійний струм. Цей струм викликає хімічні реакції в ґрунті внаслідок чого його фізико-механічні характеристики поліпшуються. При відповідному обґрунтуванні методи електрохімічного закріплення та закачування розчину в ґрунт можуть застосовуватися в комплексі.

Метод термічного закріплення ґрунту полягає в дії на нього відкритого вогню (рис. 2.8). Для цього попередньо проходять свердловини, а потім поступово в них занурюють форсунки з відкритим вогнем. Сила вогню та час дії його на ґрунт призначаються залежно від фізико-механічних характеристик останнього.