1.3. Искусственные основания.

Некоторые грунты, как отмечалось выше, в силу своей природной структуры могут иметь значительные и неравномерные осадки, а также недостаточную несущую способность. В этом случае для восприятия соответствующей нагрузки их необходимо искусственно упрочнять. К таким грунтам относятся насыпные грунты, торфянистые, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических остатков и т.п. Основания, способные воспринимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называют искусственными снованиями.

Искусственные основания – это грунты, которые в природном состоянии, в пределах сжимаемой толщи, не обладают достаточной несущей способностью, и их необходимо искусственно укреплять.

В массовом гражданском строительстве, как правило, применяют искусственные основания трех типов; основания, создаваемые уплотнением или закреплением существующего грунта, и заменой слабого грунта более прочным.

Уплотнение может быть поверхностное или глубинное. Поверхностное уплотнение производят с помощью послойной укатки, трамбования или вибрирования. В последнее время вытрамбование котлованов получило распространение как мера повышения несущей способности обычных оснований. Глубинное уплотнение может быть осуществлено песчаными или грунтовыми сваями, или с помощью взрывов.

Искусственное закрепление слабых грунтов достигается цементацией, термическим способом, химическим закреплением или силикатизацией грунтов.

Термический способ закрепления грунта состоит в нагнетании в толщу грунта под давлением через трубы воздуха, нагретого до 600-800°С, или в сжигании горючих продуктов, подаваемых в герметически закрытую скважину под давлением. Термический способ глубинного уплотнения грунта применяют для устранения просадочных свойств лессовых грунтов на глубине до 10 – 15 м. Обожженный грунт образует фильтрующий слой, сквозь который вода может проникнуть через толщу просадочного грунта на устойчивый непросадочный грунт. Обожженный грунт приобретает свойства керамического тела, не намокает и не набухает.

Цементация грунтов осуществляется нагнетанием в грунт через забитые в него трубы цементной суспензии, цементно-глинистых растворов. Цементация применяется для укрепления гравелистых, крупно- и среднезернистых песков, для заделки трещин и полостей в скальных грунтах.

Силикатизация состоит в инъекции через трубы в грунт растворов жидкого стекла и хлористого кальция и применяется для укрепления песчаных пылеватых грунтов, плывунов и макропористых грунтов. Инъекция делается на глубину 15 – 20 м и более, а радиус распространения силикатизации достигает 1 м.

Замену грунта осуществляют тогда, когда уплотнение и закрепление невозможны или неэффективны. При этом методе слой слабого грунта заменяют более прочным. Укладку нового основания следует производить послойно с увлажнением и вибрированием или трамбованием. Одним из примеров такого метода упрочнения оснований может быть часто используемые песчаные подушки.

Существуют и некоторые другие методы создания искусственных оснований (искусственное замораживание грунтов, шпунтовое ограждение и др.), рассматриваемые в специальных курсах.