Лекция 5
Подготовка оснований под фундаменты состоит из ряда процессов, целью которых является:
- обеспечение на заданной отметке контакта основания с подошвой фундамента
по всей его поверхности;
- доведение несущей способности грунта основания до проектной.
Главные процессы по подготовке основания – подчистка дна котлованов
и траншей, уплотнение основания, увлажнение или осушение грунта
(при необходимости) в ходе работ по уплотнению грунта.
Под основаниями понимают напластование грунтов, которые воспринимают нагрузку от здания или сооружения. Различают основания естественные, сложенные природными грунтами, и искусственные, когда природные грунты частично заменены или свойства их улучшены тем или иным способом (уплотнением, закреплением и т.п.).
Прочность и устойчивость построенных зданий и сооружений в значительной мере зависит от качества подготовки основания. Наиболее часто осуществляют подготовку основания способами уплотнения и закрепления грунтов с целью снижения их деформируемости, увеличения несущей способности и устойчивости.
Закрепление грунтов – это целенаправленное изменение их физико-механических свойств в результате искусственного преобразования путём введения в поры грунтов крепителей или воздействием физико-химических факторов (электрического тока, температуры и других).
Уплотнение грунтов – это целенаправленное изменение их прочностных и деформационных показателей в результате повышения плотности грунтов механическими способами (трамбованием, устройством грунтовых свай, гидро-виброуплотнением, вытрамбовыыванием котлованов и другими).
Существуют следующие способы уплотнения грунтов:
– поверхностные способы
– глубинные способы.
Поверхностное уплотнение - выполняют путём послойного уплотнения грунта при устройстве подушек или уплотнением оснований тяжёлыми трамбовками.
Глубинное уплотнение – производится посредством устройства грунтовых свай, виброуплотнения, предварительного замачивания.
Уплотнение тяжёлыми трамбовками обеспечивается за счёт свободного сбрасывания трамбовки массой 5-15 тонн с высоты 4-8 метров. Применяются трамбовки диаметром по нижнему основанию 1,2 – 3 м. Диаметр и массу трамбовок подбирают в зависимости от требуемой глубины уплотнения, формы и размеров уплотняемых оснований.
Иногда применяют сверхтяжёлые трамбовки, как, например, во Франции трамбовками массой 200 т уплотняли насыпи и водонасыщенные пески на глубину до 49 м, сбрасывая их с высоты 20 м специальным стреловым краном.
Уплотнение грунтов тяжёлыми трамбовками.
а – конструкция тяжёлой трамбовки, б – схема производства работ,
1- стальной лист толщиной 20 мм, 2 – стальные пластины толщиной 20 мм, 3 – арматурные стержни,
4 – устройство для присоединения к канату, 5 – пространство, заполняемое бетоном, 6 – кран, 7 – трамбовка, 8 – проектная отметка, 9 – отметка дна котлована перед трамбованием, 10 – направление движения крана, 11 – уплотнённый грунт, 12 – полоса, уплотнённая с одной стоянки, 13 – стоянка крана через 0,9 d (где d – диаметр основания трамбовки).
Поверхностное уплотнение трамбованием включает следующие процессы:
- отрыв котлована или транши;
- подготовка основания для уплотнения
- уплотнение грунта основания;
- контроль качества уплотнения.
Особый интерес вызывает устройство монолитных или сборных фундаментов в вытрамбованных котлованах. Принцип метода состоит в том, что котлованы под фундаменты не разрабатывают, а вытрамбовывают на необходимую глубину трамбовкой с последующим заполнением образованного пространства или установкой в него сборного железобетонного фундамента.
Вытрамбовывание котлованов осуществляют путём многократного сбрасывания с высоты 3-8 м трамбовки, имеющей форму будущего фундамента.
Трамбовки для вытрамбовывания котлованов.
а – с плоской подошвой, б – с заострённой подошвой, в – удлиненная для вытрамбовывания полостей при устройстве фундаментов в виде коротких свай..