Ущільнення та зміцнення грунтів

Збільшення щільності забудови міст змушує забудовників до освоєння ділянок із складнішими інженерно-геологічними умовами. Одним з ефективних способів поліпшення властивостей основ на цих ділянках є проведення робіт з ущільнення та зміцнення грунтів.

Представлене завдання вирішується компанією ФУНДАМЕНТСПЕЦБУД шляхом застосування таких технологій:

1. Зміцнення котлованів, укосів, стабілізація схилів.
2. Поверхневе та глибинне ущільнення ґрунтів.
3. Захисні та розділові екрани, підпірні стінки, шпунти.

Ущільнення та зміцнення грунтів: зміцнення котлованів, укосів, стабілізація схилів

Залежно від глибини, інженерно-геологічних умов та обводнення грунтів, використовуються різні конструктивні способи закріплення стін котлованів. З цією метою застосовують:
1) розпірні кріплення;
2) підкісні кріплення;
3) забивні або вдавлені палі;
4) шпунт;
5) буронабивні палі;
6) залізобетонні палі-стійки, занурені в попередньо пробурені свердловини.

Стабілізація схилів

РЕГУЛЮВАННЯ ПОВЕРХНЕВОГО СТОКУ. Вертикальне планування небезпечного схилу, влаштування системи поверхневого водостоку та підземних колекторів, компонування генерального плану зі збереженням природних умов стоку поверхневих вод.
РЕГУЛЮВАННЯ ПІДЗЕМНОГО СТОКУ. Влаштування головних і берегових дренажів, а також майданчикового дренажу для зниження рівня ґрунтових вод, влаштування дренажних прорізів і горизонтальних дренажів для зневоднення зсувного масиву, влаштування пластового дренажу під будинками та спорудами для захисту від втрат води, влаштування протифільтраційних порожнин; прокладання інженерних мереж у загальних колекторах або тунелях з поздовжнім ухилом не менше 0,02.
ВОДОЗАХИСНІ. Пристрій вимощення шириною 1,5 м і більше з ухилом 0,03; ущільнення ґрунту під вимощенням, скидання води з вимощення через лотки в зливову каналізацію, влаштування підлог підвальних приміщень або підлог перших поверхів водонепроникними, влаштування підлог з ухилом до водорозбірних лотків.
ЗМІНА РЕЛЬЄФУ СХИЛУ. Зменшення крутості та загальне вертикальне планування схилу, іноді із заміною слабкого ґрунту біля його підніжжя.
ПРИСТРІЙ КОНТРБАНКЕТІВ І КОНТРФОРСІВ. Відсипання насипу біля підніжжя схилу так, щоб насип розташовувався частково над спадною гілкою кривої ковзання, а частково за її межами. Пристрій на невисоких схилах контрфорсів із ґрунту або каменю, які одночасно використовуються для відведення ґрунтової води.
ПРИСТРІЙ УТРИМУЮЧИХ ПРОТИЗПОВЗОВИХ СПОРУД. Влаштування глибоких опор у вигляді залізобетонних паль та об’єднанням їх у верхній частині ростверком разом із підпірною стінкою.
ФУНДАМЕНТИ, ЯКІ ОБТІКАЮТЬСЯ ЗПОВЗНИМИ МАСАМИ. Влаштування окремих опор глибокого закладання, які міцно закріплені нижче поверхні ковзання у стійких ґрунтах (верхня частина опор працює в умовах обтікання їх зсувними масами).
АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЯ. Передбачається на завершальних етапах робіт: підготовка та обробіток ґрунту, вирощування трави, кущів та дерев, догляд за ними.
ХІМІЧНЕ ЗАКРІПЛЕННЯ ГРУНТІВ ЗПОВЗНОЇ ЗОНИ. Поверхневі методи: нанесення на поверхню схилу шарів глини, карбомідних смол при пророщуванні рослин; глибинне закріплення: цементація, силікатизація, електрохімічне закріплення ґрунтів.

Ущільнення та зміцнення ґрунтів: поверхневе та глибинне ущільнення ґрунтів

Поверхневе ущільнення зазвичай роблять шарами, використовуючи такі механізми ущільнення, як поверхневі трамбування, катки, вібротрамбування, віброплити й т.д. При необхідній товщині ущільнення ґрунту в 2…3 м, застосовують поверхневе ущільнення важким трамбуванням, масою до 2…7 т. У цьому випадку по ґрунту, що ущільнюється (поверхні дна котловану) проводиться серія ударів по одному місцю до отримання умовної відмови. Трамбування піднімається краном на висоту до 3…7 м і скидається на ущільнювану основу. Поверхневе ущільнення важким трамбуванням застосовується для сипучих, а також лесових ґрунтів. Найбільший ефект ущільнення ґрунтів досягається за наявності в основі оптимальної вологості. Оптимальна вологість ґрунту визначається зазвичай експериментально, з використанням приладу стандартного ущільнення. В окремих випадках, при вирішенні складних інженерних завдань, при поверхневому ущільненні можуть застосовуватися трамбування масою понад 10 т. При необхідності ущільнення ґрунту основи на глибину понад 3 м використовують глибинні способи ущільнення.

Глибинне ущільнення

З поверхні основи занурюється металеве трамбування циліндричної форми (відбувається процес ущільнення основи навколо трамбування, що занурюється). Після занурення металевого трамбування на необхідну позначку, воно витягується. Утворена свердловина заповнюється матеріалом, придатним для ущільнення ґрунту (ґрунтом, піском, глиною, щебенем, будівельним сміттям та ін.). Процес засипки і наступного трамбування може повторюватися необхідну кількість циклів. У лесових ґрунтах заповнення свердловини здійснюється місцевим ґрунтом з необхідним зволоженням. Після вилучення трамбівки в основі утворюється ґрунтова паля (виконана із заданим ступенем щільності) разом з навколишнім біля пальовим простором. Чим частіше зроблені палі, тим більший ступінь ущільнення отримує ґрунт основи. Щоб уникнути випору ґрунту в котлован при верхній частині палі, котлован може розроблятися після ущільнення основи палями. Слід зазначити, що для зв’язних вологих ґрунтів подібні палі можуть виготовлятися за допомогою пневмопробойника, при цьому свердловини заповнюватися дрібним щебенем або щебенево-піщаною піщаною сумішшю з додаванням цементу.

Ущільнення та зміцнення грунтів: захисні та розділові екрани, підпірні стінки, шпунти

Шпунтові огорожі влаштовують при будівництві гідротехнічних споруд та на майданчиках, де необхідно забезпечити збереження будівель та споруд, а також для захисту зони робіт від надходження води. Залежно від призначення та умов робіт шпунтові огорожі виконують із дерев’яних, залізобетонних або металевих шпунтових паль. Розділові екрани використовують для зменшення впливу будівель і споруд, що будуються, на існуючі.

Водонепроникні огорожі зі шпунтових паль влаштовують для захисту котлованів на майданчиках з високим рівнем ґрунтових вод, коли водозниження економічно недоцільне або взагалі неефективне. Залежно від розмірів котловану, а також властивостей ґрунту, що знаходиться нижче за його дно, застосовують різні схеми шпунтових огорож. Металевий (сталевий) шпунт можна багаторазово забивати та витягувати з ґрунту. Залізобетонний шпунт не витягують для повторного забиття – їх використовують як складову частину (зовнішню оболонку) фундаменту. Сталевий шпунт випускають трьох різних профілів: плоский, коритний та типу «Ларсен». Тип шпунта вибирають залежно від глибини котловану, що огороджується: чим глибше він, тим більше повинен бути момент інерції перерізу шпунта. Шпунтові огорожі є тонкими підпірними стінками, стійкість яких забезпечується глибоким закладенням в ґрунт. Завдяки замулюванню проміжків у замках шпунтові огорожі незабаром після зведення стають практично водонепроникними. За характером роботи шпунтові огородження поділяють на заанкеровані, незаанкеровані (вільно защемлені в ґрунті) та з розпірками. Останні застосовують лише у вузьких котлованах. У порівняно неглибоких котлованах (порядку 2-3 м) при міцному грунті нижче дна стійкість ряду шпунтового забезпечується коштом защемлення паль. У глибоких котлованах шпунтову стінку за допомогою тяг з’єднують з анкерами, якими можуть бути укладені горизонтально палі та плити. Число тяг за висотою стінки, що залежить від умов її статичної роботи, визначають розрахунком. Анкерні тяги розміщують так, щоб максимальний позитивний момент у шпунтовій стінці приблизно дорівнює максимальному негативному моменту, що виникає від тиску грунту.