книги из ГПНТБ / Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений 8-й междунар. конгресс по механике грунтов и фундаментостроению

ну в качестве бульдозера, грейфера и фронтального по­ грузчика. Поэтому он может быть использован как для

применил вертикальные песчаные дрены для укрепления основания железнодорожной насыпи на иольдиевых глинах (север СССР). В основании насыпи было устро­ ено 657 дрен диаметром 425 мм и глубиной 11 м. Дрены были заложены по шахматной сетке с расстоянием 2,5 м между центрами дрен. Над дренами была устрое­ на песчаная подушка шириной 5,8 м. Для изготовления дрен использовался вибропогружатель ВП1, который был подвешен к стреле экскаватора Э-1252. Такая уста­ новка позволяла устраивать вертикальные песчаные дре­

В этом случае применяются специальные обсадные тру­ бы (рис. ІП.5), состоящие из двух соосно расположен­ ных труб диаметром 48,5—41 см. Длина трубы равна

ней части) устроена металлическая перегородка, из ко­ торой выходят 24 форсунки, причем каждая третья фор­ сунка направлена под углом 45° к радиусу.

Вода под высоким давлением подается в простран­ ство между трубами и выходит из форсунок с большой скоростью.

Вертикальные дрены устраивали следующим образом. На месте расположения будущей дрены устанавливали обсадную трубу со смонтированным на ней бункером, в который затем засыпали песок. После установки трубы в межтрубное пространство подавали воду и труба под действием собственного веса погружалась до проектной отметки. Затем внутрь трубы опускали трубу диамет­ ром 8 см с перфорированными стенками в нижней час­ ти. Через нее нагнеталась вода, которая промывала взвешенный грунт. Промывка заканчивалась, когда в воде, находящейся внутри обсадной трубы с двойными стенками, оставалось менее 2% глинистых частиц. За-

142

тем прямо в воду из бункера засыпали песок, который под действием собственного веса опускался на дно и вы­ жимал воду из трубы. Чтобы ускорить процесс отмыв­ ки глинистых частиц из воды в межтрубное пространст­

Рис. Il 1.6. Схема устройства вертикальных песчаных дрен методом бурения

В некоторых случаях при устройстве вертикальных песчаных дрен длиной до 8 ж применяется способ буре­ ния. Таким способом были устроены опытные дрены в некоторых районах Сибири, на оз. Сиваш, в порту Ильичевск и во многих других местах. Обычно для этой це­ ли используется буровой станок, применяемый для бу­ рения скважин. За рубежом для устройства вертикаль­ ных песчаных дрен применяется пневматический бур, который приводится в действие от компрессора с рас­ ходом воздуха 9 мъІмин под давлением 7 ат. Схема уст­ ройства вертикальных песчаных дрен методом бурения приведена на рис. III.6.

При устройстве вертикальных песчаных дрен в засо­ ленных илах, а также в тех случаях, когда есть опасность заиления дрены, внутрь ее помещают полиэтиленовую трубу, через которую нагнетают воду и отмывают песок от примеси соли и мелких частиц.

143

4. КАРТОННЫЕ ДРЕНЫ

Применение песчаных дрен связано с трудоемкими процессами добычи и транспортирования песка на боль­ шие расстояния, с устройством складов песка на строи­ тельной площадке, многодельными работами при забив­ ке инвентарных свай или погружении инвентарных труб с подмывом. Для уменьшения трудоемкости работ и со­ здания вертикальных дренажей в водонасыщенных гли-

сечения проходящих в них внутренних продольных кана­ лов достигает 3 мм2. Их изготовляют несколькими спосо­ бами. Наиболее популярен способ, при котором дрену собирают из трех слоев картона (рис. III.7).

Чтобы предохранить картонную дрену от разъедания бактериями, предлагается картон пропитывать раство­ рами солей мышьяка. Исследования показали, что ко­ эффициент фильтрации через боковую поверхность дре­ ны из пропитанного картона составляет 1(Н—10~4 сж/сек, т. е. в подавляющем большинстве случаев в 100— 1000 раз больше коэффициентов фильтрации глинистых грунтов основания, в которых устраиваются эти дрены.

Дрены выпускают в виде сплошных лент длиной до 400 м, которые наматываются на барабан и легко тран­ спортируются на значительные расстояния. Вес 1 м кар­ тонной дрены составляет 200 г.

Картонные дрены от песчаных выгодно отличают возможность заводского изготовления, малый вес, лег­ кость транспортирования и высокая производительность устанавливающих дрены машин. Кроме того, картон-

144

ные дрены не влияют на возникающие в грунтовом мас­

Рис. II 1.8. Технологическая схема устройства картонных дрен

объекте составляла 50 центов за 1 пог. м. Технологичес­

качестве направляющей для погружаемого механизма (плоской трубы), которая часто называется пробойни­ ком. На станке устанавливают барабан с намотанной картонной дреной. Выходящая из барабана лента дре­ ны движется вверх вдоль мачты, перегибается через

Рис. 111.9. Погружатель картонных дрен (Швеция)

а — общий вид; б — малая модель; в — большая модель

колесо, поступает в пробойник и проходит внутри пего. При извлечении пробойника из грунта лента дрены не­ подвижна, и ее нижняя часть остается в земле. После выхода нижнего конца пробойника на поверхность зем­ ли ленту обрезают, а станок переезжает на новое место для погружения следующей дрены. Движение ленты по трубе регулируется подающим устройством на верхнем конце пробойника. На нижнем конце пробойника имеет­ ся устройство, препятствующее попаданию земли внутрь трубы при ее движении вниз, но позволяющее ленте вы­ ходить из трубы при движении ее вверх.

Чаще всего картонные дрены применяются для дре­ нирования оснований под аэродромы. При этом с no­

мощью станков за 8 ч удавалось погрузить до 400 дрен на глубине 6 м.

В г. Вэсбю при устройстве покрытия аэродрома, ос­ нованием которого служила 13-метровая толща водона­ сыщенных глинистых грунтов, были проведены большие

Так, в районе Хиросимы их применяли при строительст­ ве автомобильного завода. Большое количество дрен было установлено на территории порта в г. Кобе. Кар­ тонные дрены широко применялись при устройстве до­ рог на небольших дамбах, в основании которых залега-

148

в которые добавляют соединения мышьяка. Чтобы уве­ личить прочность материала картонных дрен, в ряде случаев их пропитывают меламиновыми смолами.

Широко использует вертикальные картонные дрены при устройстве оснований на слабых глинистых грунтах

длины на опытных участках, в основании которых зале­ гали илы на глубину 5 м. Наблюдения в течение шести месяцев показали, что картонные дрены обеспечивают более высокую степень консолидации уплотняемых грунтов по сравнению с песчаными дренами. На участ­

картонных дрен были отобраны образцы грунта. Иссле­ дования их показали, что сопротивление грунта сдвигу увеличилось почти в 2 раза и составило 0,15—0,2 кгс/см2. Для района г. Фукуяма, где песок дорог, применение картонных дрен оказалось более дешевым методом уст­ ройства искусственных оснований.

Большое количество картонных дрен было устроено в районе Улжино при строительстве цехов завода «Тойо

5,5 м пылеватьгми суглинками и супесями, отобранными со дна моря. Так как пресноводные илы аллювиального происхождения в устье р. Ота (ниже намытого слоя грунта) залегали на глубину до 15 м, для сокращения сроков консолидации грунтов основания картонные дре­ ны устраивали глубиной до 20 м. Общая площадь заст­ раиваемой территории составляла около 35 га, поэтому количество дрен превысило 120 тыс.

После устройства картонных дрен (их размещали по вершинам правильного равностороннего треугольника

149

на расстоянии 1,8 м одна от другой) площадку пригружали слоем песка толщиной 4,8 м (объем около 600 тыс. At3) для отжатия поровой воды в дрены. Когда во­ донасыщенные грунты основания достигали заданной степени консолидации, песок из пригрузочной насыпи

комплект аппаратуры для измерения порового давления

в процессе консолидации через определенные промежут­

водились наблюдения за геодезическими поверхностны­ ми марками, установленными на поверхности намытого слоя (ниже песчаной подушки). Как показали результа­ ты лабораторных определений и данные замера порово­ го давления, прочность грунта при дренировании уве­ личивалась.

В Японии картонные дрены применяются также для ускорения осадки прибрежных участков, созданных на­ мывом или отсыпкой грунта на дно моря для освоения новых территорий под промышленное, транспортное и портовое строительство. Например, в Токийской бухте для строительства теплоэлектростанции была отсыпана

щадь искусственной территории под промышленные предприятия достигла 6 млн. м2.

В последние годы картонные дрены устраивают при помощи машин, выпускаемых японской фирмой «Като» с 1963 г. Наиболее широкое распространение получили

150

нечник), чтобы предупредить попадание воды из слабых водонасыщенных глинистых грунтов с разрушенной

Рис. III.П. Конструкция обсадного устройства для погружения кар­ тонных дрен

рис. III.11.

Для обрезания дрен в комплекте погружателя пре­

151

Чтобы погружать картонные дрены на одну и ту же глубину, машины оборудованы автоматическими уста­ новками для фиксации заданной глубины погружения обсадного устройства. За последние годы погружатели картонных дрен фирмы «Като» нашли широкое приме­ нение и в других странах. Несколько станков этой фир­ мы имеются в СССР.

уплотнения грунтов песчаными сваями не было оценено объективно. По данным А. А. Эрлиха, песчаные сваи в

СССР были применены впервые при строительстве зда­

несовершенство технологии устройства этих свай, а так­ же недостаточно разработанные методы расчета затор­

лезобетонными висячими сваями. Технико-экономические показатели упрочнения оснований песчаными и жестки­ ми сваями приведены в табл. I I I . 1 , составленной Е. В. Светинским.

Сущность метода уплотнения грунтов песчаными сваями заключается в следующем. При забивке в грунт металлической трубы с закрытым концом или железо­ бетонной сваи вокруг них возникает зона уплотненного грунта за счет его смещения из участка образования

152