Здания на просадочных грунтах

Особенности возведения зданий в сейсмических районах и на просадочных грунтах

Здания на просадочных грунтах

При возведении каменных зданий на сильносжимаемых и про­садочных грунтах конструктивные решения, как правило, пре­терпевают незначительные изменения. Все внимание уделяется соответствующей подготовке оснований и фундаментов.

Существуют следующие способы устройства оснований и фунда­ментов под здания с каменными стенами на просадочных грунтах:

• возведение ленточных и прерывистых фундаментов в вытрам­бованных полостях;

• устройство столбчатых фундаментов в вытрамбованных котло­ванах с втрамбовыванием в их дно жесткого бетона, щебня, гра­вия или песчано-гравийной смеси;

• поверхностное уплотнение грунта тяжелыми трамбовками с ис­пользованием навесного оборудования к экскаваторам и кранам;

• устранение просадок грунтов за счет пробивки скважин с пос­ледующим заполнением их уплотняемым грунтом, шлакобетоном, цементогрунтом и др.;

• закрепление грунтов химическим или термическим способом;

• уплотнение грунтов предварительным замачиванием;

• применение рациональных конструкций забивных или набивных свай повышенной несущей способности.

Для устранения просадочности грунтов 1-го типа довольно широко используются методы их уплотнения тяжелыми трамбов­ками диаметром 1,4... 1,8 м и массой 4...6 т, устройство грунто­вых подушек или устройство фундаментов в вытрамбованных кот­лованах.

Рис.30.1. Подготовка оснований под здание на просадочных грунтах:

а — вытрамбовывание котлованов; б — поверхностное уплотнение грунта тяже­лыми трамбовками

Наибольшая эффективность достигается при уплотнении грунта оптимальной влажности. Поэтому влажный грунт перед уплотне­нием подсушивается, а сухой — увлажняется.

При большой толщине просадочного грунта (5 м и более) вытрамбовывание и поверхностное уплотнение не гарантируют

сохранность возводимого сооружения в период его эксплуата­ции. Поэтому в таких условиях рекомендуется осуществлять глу­бинное укрепление грунтов путем устройства скважин и после­дующего заполнения их грунтом или цементогрунтом с послой­ным трамбованием. В обоих случаях скважины устраиваются без выемки грунта.

При устройстве грунтовых свай (рис.30.2) с помощью гидрав­лического молота сначала забивается, а затем вынимается обрат­но металлический штамп-лидер. В полученную скважину засыпа­ется и уплотняется тем же штамп-лидером грунт или песчано-гравийная смесь.

Устройство цементно-грунтовых свай показано но рис.30.2, б. По этой технологии в грунт погружается буровая штанга с режущими и перемешивающими лопастями. При обратном подъеме штанги нагнетается водоцементная суспензия, лопасти раскрываются, грунт перемешивается с суспензией и в дальнейшем затвердева­ет, образуя довольно прочную сваю.

На площадках с просадочными грунтами можно применять как грунтовые, так и цементно-грунтовые сваи. В отдельных случаях могут быть использованы методы уплотнения просадочных грун­тов глубинными взрывами или химическое и термическое закреп­ление грунтов (силикатизацией и обжигом).

Существует также ускоренный способ уплотнения лессовых просадочных грунтов с предварительным замачиванием и исполь­зованием энергии глубинных взрывов. Предварительное замачи­вание осуществляется через специальные дренажные поглощающие скважины. Затем замоченный грунт с ослабленными внутренними связями, но еще сохраняющий свою структуру, подвергается мно­гократному воздействию взрывных волн, равноценному воздей­ствию землетрясения силой до 12 баллов.

Выполненные многократно в строгой последовательности, та­кие волны оказывают существенное уплотняющее воздействие на просадочные грунты. За счет этого процесс уплотнения грунтов происходит в несколько раз быстрее, чем при обычном способе предварительного замачивания. При этом уплотнение грунта про­исходит равномерно по всей глубине уплотнения, а степень уп­лотнения повышается в несколько раз.

Прорезку просадочных грунтов можно выполнять забивными призматическими или пирамидоидальными сваями, набивными сваями без уширения и с уширенными пятами, устраиваемыми в пробуренных, пробитых или образованных взрывом скважинах.

Рис.30.2. Уплотнение грунта сваями: а - грунтовыми; б — цементно-грунтовыми; / — выштамповывание скважины металлическим лидером; II — заполнение скважины песчано-гравийной смесью; /#_ утрамбовывание скважины лидером; IV, К — погружение буровой штанги и раскрытие лопастей; VI — образование цементногрунтовой сваи

В условиях строительства на просадочных фунтах значительной толщины наиболее надежными являются буроопускные сваи — сваи заводского изготовления, свободно опускаемые в скважины большего, чем сваи, диаметра. Пространство между сваей и стен­кой скважины заполняется бетоном или другим заполнителем.

Таблица30.1. Рекомендуемые типы свай для строительства

На просадочных грунтах

Вся нагрузка на свайное основание передается через ростверки. Ростверк должен противостоять нагрузкам от массы здания, а также силам от бокового давления и неравномерных осадок грунта. По­этому конструктивно он должен представлять собой монолит, не поддающийся излому и растяжению, т. е. быть единым сооруже­нием с сильными продольными и поперечными, вертикальными и горизонтальными связями.

Лучшими видами ростверков являются монолитные сплошные плиты или рамы. Технологическая схема возведения такого ро­стверка практически мало чем отличается от традиционных схем бетонирования плитных фундаментов