69.Траншейные фундаменты, возводимые методом «стена в грунте»

Интенсивное освоение подземного пространства большие городов связано с необходимостью внедрения в строительную практику новых прогрессивных способов возведения подземных: сооружений. В настоящее время в отечественной практике и за рубежом успешно внедряется новый способ, который условно именуется "стена в грунте". Сущностью этого способа является устройство в грунте траншей, выемок различной в плане конфигурации, устойчивость которых в процессе разработки достигается заполнением глинистыми растворами с тиксотропными свойствами. После разработки в грунте выемок или траншей их заполняют монолитным бетоном, сборными элементами, различного рода смесями глины с цементом, в результате чего формируются несущие, ограждающие конструкции или противофильтрующие завесы. Основные виды конструкций, устраиваемых способом "стена в грунте". По сравнению с обычным возведением фундаментов в открытых котлованах способ "стена в грунте" имеет ряд преимуществ: объем земляных работ уменьшается в 5.6 раз; исключается применение стального шпунта и профильного проката; упрощается выемка грунта между стенками (можно разрабатывать экскаватором, как в карьере).

Стоимость разработки грунта для устройства фундаментов способом "стена в грунте" сокращается более чем на 50% по сравнению со строительством опускного колодца и может выполняться в монолитном, сборно-монолитном сборном исполнении. При производстве работ по устройству "стены в грунте" в монолитном исполнении в разработанную под глинистым раствором траншею-щель укладывается бетон. При значительных размерах туннелей и больших нагрузках на них все элементы предусматриваются из железобетона. При высоком уровне подземных вод и использовании обмазочных или склеечных гидроизоляционных покрытий внутри туннеля производится дополнительная отделка. При применении сборных конструкций вместо укладки бетона в траншею устанавливают готовые железобетонные панели сплошного сечения или с пустотами.

71.Поверхностное и глубинное уплотнение грунтов.

В практике современного строительства для улучшения работы и свойств грунтов оснований часто применяют уплотнение грунтов. Используют следующие методы уплотнения: поверхностное; глубинное динамическими воздействиями; устройство грунтовых свай; статической нагрузкой; с помощью искусственного водопонижения.

Поверхностное уплотнение используют для устройства песчаных й грунтовых подушек, устранения просадочности макропористых и рыхлых песчаных грунтов, а также свежеуложенных связных и насыпных грунтов при степени влажности 5Г<0,7.

Поверхностное уплотнение осуществляют тяжелыми трамбовками массой от 1 до 10 т (рис. 12.3, а), подъем и сбрасывание которых производят с помощью крана с высоты 4…8 м и более.

Рис. 12.3. Схемы уплотнения грунтов: 1 – петля для подъема; 2 — арматурный каркас; 3 — стальное окаймляющее кольцо; 4 — подъемный механизм; 5 —трос; 5 —вибратор; 7—граница уплотнения; 8 — вибропогружатель; 9 – стержень из трубы; 10 — приваренные металлические планки; 11 — контурная траншея; 12 – поверхность уплотняемого грунта; 13 — скважины; 14 — непросадочный грунт; 15 — граница зоны уплотнения; 16 — неуплотняемый грунт; 17 — стакан; 18 — фундамент; 19 — уплотненный грунт; 20 — щебень

Применяют и другие механизмы для поверхностного уплотнения грунтов, в частности пневматические трамбовки, различного типа катки и виброплиты.

Уплотнение грунтов выполняют до плотности сложения, при которой они приобретают деформативность, не выше заданной в проекте, и требуемую прочность.

Уплотнение грунтов с помощью трамбовок ведут до тех пор, пока поверхность грунта при каждом последующем падении не будет опускаться на одну и ту же величину, называемую «отказом». Размер отказа ориентировочно принимают равным для пылевато-глинистых грунтов 1…1,5 см, песчаных — 0,5.. 1 см. Отказ достигается после 8… 12 ударов по одному следу. Режим уплотнения устанавливается экспериментально в зависимости от грунтовых условий на строительной площадке.

Если грунт не обладает оптимальной влажностью для уплотнения, то грунт основания доувлажняют с помощью подачи дополнительного количества воды в котлован, а к уплотнению приступают через 12…24 ч после проникновения влаги в грунт. Контроль за состоянием грунтов до, во время и после уплотнения осуществляют с помощью отбора образцов или зондирования.

Поверхностное виброуплотнение Осуществляют виброкатками, самоходными вибротрамбовками и виброплитами, масса которых колеблется в пределах 0,25…20 т при частоте колебаний от 600 до 3000 в минуту. Этот способ применяют при послойной укладке в основном несвязных грунтов при устройстве песчаных подушек, оснований под полы и оборудование.

В условиях строительства тяжелые трамбовки стали использовать для устройства столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах, которые применяют в основном под относительно легкие каркасные здания, возводимые на просадочных, насыпных и связных грунтах со степенью влажности 5Г<0,7 и нагрузках на Фундаменты до 3 МН.

Для уплотнения песчаных грунтов значительной мощности применяют глубинное уплотнение динамическими воздействиями. Виброуплотнение производят двумя способами: вибраторами (рис. 12.3, б) или погружением в грунт стержня, прикрепленного к вибропогружателю (рис. 12.3, в). Колебательное движение, передаваясь окружающему грунту, вызывает его постепенное уплотнение. Если в основании имеются ненасыщенные водой пески, то к зоне вибрирования подается вода.

Вибраторы обычно применяют для уплотнения грунтов глубиной от 1 до 10 м. Для уплотнения грунтов на глубине 5…20 м используют вибропогружатели, которые крепят к трубчатому стержню с приваренными к нему горизонтальными планками (рис. 12.3, в). Для ускорения работ при виброуплотнении иногда применяют вибраторы, закрепленные на специальной металлической раме, которая поднимается и опускается с помощью подъемного крана. Вибрацией уплотняют все виды песчаных грунтов.

С помощью взрывов уплотняют и основания, сложенные просадочными лёссовыми грунтами. Для этого площадку строительства окружают контурной насыпью по периметру предполагаемого котлована и замачивают грунт, подавая воду в предварительно npoбyренные фильтрующие или совмещенные скважины. Далее в эти скважины устанавливают заряды в трубках и производят взрывы! следущие один за другим с интервалом в несколько секунд (рис. 12.3, г). Грунт, уплотненный таким образом, в результате замачивания и глубинных взрывов теряет просадочные свойства и может быть использован в качестве основания даже для строительства тяжелых зданий и сооружений. При использовании данного метода плохо уплотняется поверхностный слой грунта толщиной 2…3 м, который доуплотняют с помощью тяжелых трамбовок или подводными взрывами.

Глубинное уплотнение грунта с помощью песчаных и грунтовых свай используют чаще всего в макропористых просадочных грунтах, рыхлых пылеватых и мелких песках, а также слабых сильно сжимаемых заторфованных грунтах. Для грунтовых свай чаще всего применяют местный связной грунт. Этот тип свай используют для уплотнения только макропористых просадочных грунтов. Для остальных типов грунтов применяют песчаные сваи, которые изготовляют с помощью инвентарных труб с раскрывающимся башмаком (рис. 12.4, а). Инвентарные трубы погружают в грунт с помощью забивки или вибрирования. По достижении требуемой отметки в трубу послойно укладывают песок с последующей его трамбовкой и постепенно извлекают инвентарную трубу (рис. 12.4, б, в). При включенном вибраторе трубу извлекают, тем самым уплотняя песок.

Рис. 12.4. Уплотнение грунта песчаными сваями:

а — конструкция раскрывающегося башмака; б — изготовление песчаной сваи; в, г — размещение свай; 1 — инвентарная труба; 2 — шарнир; 3 — раскрывающиеся створки; 4 — теряемое кольцо; 5 — песчаная свая; 6—граница зоны уплотнения

Сваи размещают, как правило, в шахматном порядке и вершинах равносторонних треугольников (рис. 12.4, г).

Грунтовые сваи в лёссовых просадочных грунтах, которые способны удерживать вертикальные стенки без обрушения, сооружают с помощью инвентарного сердечника, который при забивке дополнительно уплотняет окружающий грунт. После забивки сердечник извлекают и в полученную скважину укладывают грунт с последующим послойным трамбованием.

Для уплотнения насыщенных водой заторфованных песков и слабых насыщенных водой пыл ев ато-глинистых грунтов используют известковые сваи, устанавливаемые с помощью инвентарных труб, в которые засыпают гашеную известь. Гашение извести происходит в результате воздействия воды, находящейся в грунте. В процессе гашения известь, увеличиваясь в объеме, уплотняет окружающий грунт.

Поверхностное и глубинное уплотнение, а также уплотнение с помощью песчаных свай выполняют не только непосредственно под подошвой возводимого фундамента, но и на участках, прилегающих к зонам наибольшего давления. Ширина уплотняемого участка вокруг контура подошвы должна находиться на расстоянии 0,2Ь от грани подошвы, где Ь — ширина фундамента.