Поверхневе ущільнення

Для збільшення несучої здатності грунтів природного складання може бути застосовано його поверхневе ущільнення. Поверхневе ущільнення грунтів основи зазвичай виробляють шарами товщиною ? 0,5 м, використовуючи такі механізми ущільнення, як поверхневі трамбування, катки, вібротрамбовки, віброплити і т.д.

При необхідній товщині ущільнення грунту в 2 ... 3 м, застосовують поверхневе ущільнення важкими трамбівками, масою до 2 ... 7 т. У цьому випадку по ущільнювати грунт (поверхні дна котловану) проводиться серія ударів по одному і тому ж місцю до отримання умовного відмови. Трамбування піднімається краном на висоту до 3 ... 7 м і скидається на ущільнюють підставу (див. Схему).

Схема поверхневого ущільнення грунту основи за допомогою трамбовок.

Поверхневе ущільнення важкими трамбівками застосовується для сипучих, а також лесових грунтів. Найбільший ефект ущільнення грунтів досягається при наявності в основі оптимальної вологості (W_опт). Оптимальна вологість грунту визначається зазвичай експериментально, з використанням приладу стандартного ущільнення. Експериментальна залежність у вигляді графіка зміни ?s = ?s (w) показана на нижче наведеній схемі, де ?_s - Щільність сухого ґрунту; W - вологість грунту; W_опт - Оптимальна вологість грунту.

Послідовні удари трамбування призводять до зміни щільності ґрунту підстави по глибині, а також до опускання самої поверхні. Ці закономірності ілюструються на графіку залежності зміни щільності сухого ґрунту (?_s) По глибині підстави (Н) (див. Графік на схемі), з прийнятими позначеннями: 1 - зміна ?_s - До ущільнення; 2 - теж після ущільнення; 3 - опускання поверхні грунту до 0,4 ... 0,5 м.

З представленого графіка ?_s = ?_s(Н) не важко помітити, що процес ущільнення підстави в даному випадку найбільш істотний до глибини 3 м. Якщо необхідно ущільнити підставу на хвору глибину - доцільно використовувати трамбування більшої маси.

Графік визначення максимальної щільності ґрунту в залежності то його вологості. Експериментальна графічна залежність зміни щільності ґрунту по глибині підстави. 1 зміна щільності до ущільнення. 2 той же після ущільнення. 3 - опускання поверхні грунту до 0,4 ... 0,5 м.

Для зв'язкових грунтів оптимальна вологість найчастіше становить:

W_опт = W_p + (1 ... 3%),

де W_p - Вологість грунту на кордоні пластичності (розкочування).

В окремих випадках, при розв'язанні складних інженерних завдань, при поверхневому ущільненні можуть застосовуватися трамбування маса яких перевищує 10 т.

  Розрізняють поверхневе і глибинне В. р. При поверхневому В. р. застосовують катки дорожні, трамбуючі машини, віброплити і т.п. Глибинне В. р. виробляється за допомогою вертикальних піщаних дрен, паль, гидровіброуплотненієм і ін. способами. Поверхневе В. р. виробляють при оптимальній вологості грунту. Якщо природна вологість грунту менше оптимальною, його заздалегідь зволожують. Для контролю якості В. р. здійснюють статичне і динамічне зондування грунтів, а також відбір зразків грунту з ущільненого шару з метою дослідження його прочностних, деформаційних і фільтраційних властивостей. Див. також Закріплення грунтів .

Поверхневе ущільнення ґрунтів виконують:  - важкими трамбівками (застосовують у просідних ґрунтах, рихлих пісках, свіжо вкладених зв’язаних та насипних ґрунтах при ступені водонасичення S r <0,7);  - катками, легкими трамбівками та іншими механізмами і транспортними засобами (використовують у тих самих ґрунтових умовах, але при пошаровому вкладанні);  - вібраторами ділянковими (в умовах рихлих піщаних ґрунтів при пошаровому вкладанні);  - витрамбуванням котлованів під окремі фундаменти (застосовують у просідних ґрунтах (І типу просідання) та в глинястих ґрунтах при ступені водонасичення S r <0,7).  Глибинне ущільнення ґрунтів виконують:  - ґрунтовими палями з місцевого зв’язаного ґрунту (застосовують у просідних ґрунтах);  - піщані палі (в умовах рихлих пилуватих та дрібних пісках, слабких сильностиснених заторфованих ґрунтах);  - віброущільненням або гідровіброущільненням вибухами (використовують у рихлих піщаних ґрунтах);  - попереднім замоченням (застосовують у просідних ґрунтах).