книги из ГПНТБ / Фомичева Р.Ф. Условия строительства на лессовых просадочных грунтах Калмыкии и восточной части Ростовской области

ке свай в грунты различной начальной влажности уста­ новлено, что зона уплотнения (рис. 306) больше в грун­ тах с начальной влажностью 14—16%, которая близка к оптимальной. Радиус уплотнения составляет более трех диаметров свай. В грунтах же с начальной влажностью 10—12% радиус уплотнения (рис. 30а) составляет около двух диаметров сваи и переход от уплотненной зоны к грунту естественного залегания визуально проследить почти невозможно. С. М. Рак [35] полагает, что процесс структурного изменения глинистого грунта по глубине, которое вызвано забивкой свай, под влиянием гидроди­ намических давлений протекает в ином направлении, чем простое уплотнение механическим способом. После за­ бивки сваи происходит уплотнение и консолидация гли­ нистого грунта, вследствие чего повышаются его прочно­ стные свойства вокруг сваи. В процессе забивки сваи создается встряска грунта, вследствие чего твердые его частицы, занимавшие мало устойчивое положение, под влиянием сил инерции сдвигаются и уплотняются. Сте­ пень уплотнения зависит от степени рыхлости и связнос­ ти грунта, а также от величин его сцепления. В нашем случае отмечается, что зона уплотнения получается зна­ чительной в грунтах влажностью 10—12% и 14—16%. Видимо, это можно объяснить структурными особеннос­ тями грунтов, обладающих зернистостью и меньшей связностью. В процессе забивки это дает возможность грунту приобретать новую структуру, которая стано­ вится более прочной, что значительно улучшает строи­ тельные свойства грунта, а следовательно, увеличивает несущую способность сваи, так как она с уплотненной зоной составляет как бы единое целое.

В настоящее время в условиях лессовых грунтов рес­ публики применяются предварительно напряженные сваи без поперечного армирования, что позволяет эко­ номить металл. На рис. 31, 32 приводятся рекомендован­ ные для строительства типы свайных фундаментов жи­ лых домов серии 1-464А, с высоким сборным растверком, а также без него, применение этих вариантов по­ высит индустриальность возведения зданий.

Для повышения качества работ и повышения произ­ водительности труда на строительных площадках в на­ стоящее время широко применяются оголовок с «нла-

101

статических испытаний, в условиях замачивания лессо­ вых грунтов I типа просадочности падает в среднем на 30%.

2. Несущая способность свай, по данным забивки в природной обстановке, близка к полученной по данным статических испытаний и на 1,19—1,36 больше получен­ ной по «Руководству...» [37] для случая невозможного замачивания грунтов.

3. При анализе данных статического испытания свай в грунтах естественного залегания и замоченных и рас­ считанных по «Руководству...» [37] отмечается, что в последнем случае она оказывается наиболее низкой. Это подтверждается и тем, что здания, выстроенные на свайных фундаментах со значительно большими нагруз­ ками, чем рассчитанные на случай аварийного замачи­ вания, и неоднократно подвергавшиеся замачиванию ие дали деформаций.

4. При определении зоны уплотнения вокруг свай от­ мечается, что она составляет от двух до трех диаметров и в маловлажных грунтах имеет значительные размеры, что оказывает большое влияние на несущую способность сваи.

§10. ФУНДАМЕНТЫ И ОСНОВАНИЯ

ИЗ З А К Р Е П Л Е Н Н Ы Х МЕТОДОМ СИЛИКАТИЗАЦИИ

ГРУНТОВ

В настоящее время в Советском Союзе и за рубе­ жом получило широкое распространение искусственное закрепление грунтов как для подготовки оснований, так и с целью использования их в качестве фундаментов зданий.

Техническая мелиорация грунтов развивается в двух направлениях: первое основано на закреплении грунтов с помощью неорганических высокомолекулярных соеди­ нений — силикатных растворов и их производных, вто­ рое — на применении органических полимеров: карбамидной и других смол.

В 1940 г. начались работы по закреплению лессовых грунтов методом силикатизации. В 1939—1941 гг. иссле­ дования однорастворного способа силикатизации грун­ тов проводились под руководством В. В. Аскалонова, ко­ торым были изучены процессы гелеобразования щелоч-

105

ных и кислотных затей и их закрепляющие свойства, бы­

том ведутся комплексные исследования по скоростной технологии силикатизации грунтов, подбору оборудова­ ния, изучению строительных свойств силикатированных

основания большого количества деформированных зда­ ний и возвести на фундаментах из силикатированного грунта несколько жилых и промышленных объектов.

Закрепление .лессовых грунтов силикатизацией ос­

Лессовые грунты, вследствие активного физико-хими­ ческого взаимодействия с раствором силиката натрия, способны мгновенно закрепляться, приобретая повышен­ ную водостойкость, прочность, достигающую 4—25 кг/см2 .

пени влажности не более 0,7, емкости поглощения в однонормальном растворе щелочи не менее 10 мг. экв на 100 г сухого грунта.

В результате закрепления вокруг инъектора (сква­ жин) образуется из силикатированного грунта столб диаметром 0,6—2 м. Установлено, что массив, закреп­ ленный способом однорастворной силикатизации, яв­ ляется надежной конструкцией. В процессе исследова-

106

его в качестве фундаментов, а также ликвидации про­ садочности, без существенного их упрочнения. Это до­

ний и фундаментов Госстроя СССР, дали возможности

1970 г. были изданы рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из закрепленного грунта.

Изучение вопроса строительства зданий и сооруже­ нии в условиях лессовых просадочных грунтов I I типа остается актуальным, несмотря на то, что многие годы исследовательские работы были направлены на поиски эффективных методов подготовки оснований и строитель­ ства фундаментов. На данном этапе наиболее надежным является метод однорастворной силикатизации, с по­ мощью которого устраняется иросадочиость грунто.ч, устраиваются фундаменты различной конструкции, а также иротивофіѵіьтрационпые завесы и экраны с целью предохранения грунтов от замачивания. Проектирование этих работ ведется по данным изучения инженерно-гео­ логических условий строительной площадки, лаборатор­ ных исследований, физико-механических и химических свойств грунтов. Метод подготовки оснований и конст­ рукций фундаментов выбирается в результате техникоэкономического анализа, с учетом конструктивных осо­ бенностей зданий и сооружений, вероятности замачи­ вания основания, а также требований индустриализации работ.

Впроекте должны содержаться сведения о конфигу­ рации, объеме закрепляемого массива, плане инъекцион­ ных скважин или местах забивки инъекторов с указанием их глубины, количества заходок для инъецирования, данных о растворе силиката натрия, параметрах нагне­ тания (время, давление, расход раствора), схеме орга­ низации работ.

В1969 -1971 гг. на территории Калмыцкой респуб­

107

совых грунтов I I типа просадочности. В ходе этих работ было выявлено, что наиболее эффективной технологией для закрепления грунтов на глубину 13—18 м. является нагнетание раствора в грунт через предварительно про­ буренные скважины диаметром 75—100 мм. В качестве запорных устройств скважин при нагнетании успешно применялись пневматические, гидравлические инъекторы — тампоны, а для нагнетания раствора силиката нат­ рия использовались как центробежные насосы, так и пиевмоустановки непрерывного действия.

Вполевых условиях устраивались сваи-опоры, мас­ сивы из закрепленного грунта, противофильтрационные завесы, а также экраны, предохраняющие нижележащие просадочные грунты от замачивания сверху.

Впроцессе работ по подготовке оснований и созда­ нию фундаментов определялась равномерность проника­ ния раствора силиката натрия в грунт по радиусу за­ крепления, исследовались прочностные, деформационные характеристики материала силикатированного грунта, определялись сдвиговые характеристики на контакте закрепленных и незакрепленных грунтов, исследовалось изменение относительной просадочности и начального просадочного давления по радиусу свай-опор на значи­ тельном расстоянии от инъекционных скважин. Силика­ тированные грунты обнажались на значительную глуби­ ну шурфами с целью отбора монолитов для лаборатор­ ных исследований и определения зон закрепления. На основе проведенных работ были составлены рекоменда­

ции по применению силикатизации в грунтовых условиях I I типа по просадочности. Разработан ряд проектов для

участки сложены преимущественно легкими (реже сред­ ними) суглинками маловлажными (8—12%), средней и низкой плотности ( Тек = 1,55 г/см3 и п = 43±48%) . Относительная просадочность при нагрузке 3 кг/см2 со­ ставляет 8—10%. Начальное просадочное давление на первой площадке — 1,0—1,25, на второй —0,3—1,0 и на третьей —0,5—0,8 кг/см2 . Все три площадки характери-

108

ности обычно снижается, нередко грунт теряет свои пла­ стические свойства, І. е. не раскатывается. Число плас­ тичности с 8—11% уменьшается до 4—5% и менее. Плот­ ность практически не изменяется.

Для сравнимости результатов определения относи­ тельной просадочности до и после закрепления силика­ тированные грунты выдерживались в воздушно-влаж- ностной среде в эксикаторе и затем подсушивались до степени влажности менее 0,6. Только после этого образ­ цы исследовались на просадочность.

При закреплении лессовых грунтов растворами с ма­ лым удельным расходом силиката натрия просадочность ликвидируется полностью или устраняется частично, уменьшаясь в среднем в два-три раза и более (табл. 14).

Как следует из табл. 14, при введении раствора сили­ ката натрия в грунт величина его относительной проса­ дочности уменьшается и уже при расходе в 25—30 кг/м3 он практически становится непросадочным.

Начальное просадочное давление незакрепленного грунта составляло 0,5—0,8 кг/см2 , а после силикати­ рования при удельном расходе силиката натрия

25кг/м3 возросло до 3,1 кг/см2 .

Таким образом, при строительстве большинства граж-

109