Поверхностное уплотнение грунтов

Поверхностное уплотнение обычно производят слоями толщиной £ 0,5 м, используя такие механизмы уплотнения, как поверхностные трамбовки, катки, вибротрамбовки, виброплиты и т. д.

При необходимой толщине уплотнения грунта в 2…3 м, применяют поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, массой до 20…70 кН. В этом случае по уплотняемому грунту (поверхности дна котлована) производится серия ударов по одному месту до получения условного отказа. Трамбовка поднимается краном на высоту до 3…7 м и сбрасывается на уплотняемое основание (рис. 4.6).

Поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками применяется для сыпучих, а также лёссовых грунтов. Наибольший эффект уплотнения грунтов достигается при наличии в основании оптимальной влажности. Оптимальная влажность грунта определяется обычно экспериментально, с использованием прибора стандартного уплотнения. Если влажность грунта меньше оптимальной, то его доувлажняют путем заливки воды на дно трамбуемого котлована (особенно у просадочных грунтов).

Рис. 4.6. Схема поверхностного уплотнения грунта тяжелыми трамбовками

Глубина уплотнения грунтов тяжелыми трамбовками зависит от плотности и влажности уплотняемых грунтов, диаметра, веса трамбовки и приближенно определяется по формуле

h_упл = k_yd (4.2)

где d – диаметр трамбовки; k_y – коэффициент пропорциональности, принимаемый для песков – 1,55, суглинков – 1,45, глин – 1,0.

Вес трамбовки назначают из условия обеспечения давления на грунт не менее 0,015... 0,20 МПа (обычно он равен 20...50 кН).

В отдельных случаях, при решении сложных инженерных задач, при поверхностном уплотнении могут применяться трамбовки массой более 100 кН. Известны случаи применения сверхтяжелых трамбовок весом 400 кН, позволявших при сбрасывании с высоты 40 м уплотнить щебенисто-каменную насыпь на глубину до 40 м.

Понижение трамбуемой поверхности (или недобор грунта до проектной отметки заложения фундаментов) определяют по формуле

Dh = 1,2h_упл (4.3)

где g_d – удельный вес сухого грунта; g_dупл ­– среднее значение удельного веса сухого грунта в пределах уплотненного слоя (принимается в среднем 16 кН/м³ для всех видов грунтов).

Ширина уплотненной полосы за пределами фундамента должна быть не менее 0,2 м с каждой стороны и не менее диаметра трамбовки.

Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками сопровождается динамическим воздействием на грунт и может вызвать сотрясение близко расположенных зданий или сооружений. В связи с этим при уплотнении трамбовками весом до 50кН расстояние до зданий, находящихся в удовлетворительном состоянии, должно быть не менее 10 м. При наличии близко расположенных зданий, имеющих трещины в стенах или вообще находящихся в ветхом состоянии, это расстояние увеличивается до 15 м. Если инженерные сети выполняются из асбестоцементных, керамических труб, то расстояние до зданий принимается более 15 м.

До начала работ по уплотнению грунтов тяжелыми трамбовками проводят работы на опытном участке котлована: уточняется величина недобора грунта, отказа при трамбовании (осадка от одного удара), количество ударов, глубина уплотняемой зоны и т. д. Полученные данные используют при составлении проекта работ по уплотнению грунтов тяжелыми трамбовками.

Рыхлые песчаные грунты на глубину 0,5–1,5 м уплотняются различными вибрационными машинами: виброплитами, пневматическими трамбовками, виброкатками, молотами двойного действия и др. Уплотнение грунтов может быть достигнуто многократной проходной катков. Основные сведения о толщине уплотняемого слоя указанными машинами приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Глубина уплотнения грунта