Искусственное улучшение грунтов оснований

4.1. Искусственное улучшение грунтов оснований, общие положения

Строительство линейных инженерных сооружений неизбежно связано с освоением новых территорий, расположенных, в том числе, и на слабых грунтах. Часто оказывается, что на естественном основании возводить инженерные сооружения практически невозможно, из-за несоответствия характеристик основания предъявляемым требованиям. В этих случаях прибегают или к специальным конструктивным мероприятиям, или к методам улучшения грунтов основания.

Методы преобразования строительных свойств оснований мож­но разделить на три группы (табл. 4.1):

Ø конструктивные методы, которые в отличие от других мето­дов не улучшают свойства самих грунтов, а создают более благо­приятные условия работы их как оснований за счет регулирования напряженного состояния и условий деформирования;

Ø уплотнение грунтов, осуществляемое различными способами и направленное на уменьшение пористости грунтов, создание более плотной упаковки минеральных агрегатов;

Ø закрепление грунтов, заключающееся в образовании про­чных искусственных структурных связей между минеральными ча­стицами.

Таблица 4.1

Методы устройства оснований	Вид основания или способ его устройства	Грунтовые условия, при которых может применять­ся данный способ
I. Конструктивные	1. Песчаные подушки (замена грунта)	Слабые сильносжимаемые грунты в текучем состоянии, торфы, заторфованные и насыпные грунты
2. Грунтовые подушки из местного связного грунта	Слабые (перечисленные выше) и просадочные грунты
3. Каменные, песчано-гравийные и другие отсыпки	Илы и другие слабые грунты, залегающие под слоем воды
II. Механическое уплотнение	1. Поверхностное уплотнение грунтов:
тяжелыми трамбовками	Макропористые просадочные, рыхлые песчаные, свежеуложенные связные и насыпные грунты при степени влажности Sr < 0,7
катками, легкими трамбовками и другими механизмами и транспортными средствами	То же, при послойной укладке
вибраторами площадочными	Рыхлые песчаные грунты при послойной укладке
вытрамбованием котлованов под отдельные фундаменты	Макропористые просадочные грунты пылевато-глинистые грунты при Sr < 0,7

Окончание таблицы 4.1

II. Механическое уплотнение	2. Глубинное уплотнение грунтов:
грунтовыми сваями из местного связного грунта, песчаными сваями	Макропористые просадочные грунты. Рыхлые пылеватые и мелкие пески, слабые сильносжимаемые заторфованные грунты
виброуплотнением или гидровиброуплотнением	Рыхлые песчаные грунты
взрывами	Тоже
предварительным замачиванием	Макропористые просадочные грунты
предварительным замачиванием и глубинными взрывами	Тоже
3. Предварительное обжатие грунтов:
понижением уровня подземных вод	Слабые сильносжимаемые водонасыщенные грунты (при снятии взвешивающего действия воды)
понижением уровня подземных вод посредством внешней пригрузки и устройства вертикальных дрен	Слабые сильносжимаемые пылевато-глинистые и заторфованные грунты
III. Закрепление	1. Силикатизация	Пески и макропористые просадочные грунты
2. Закрепление синтетическими смолами	Тоже
3. Закрепление с использованием высоконапорных инъекций и струйной технологии	Пески, макропористые просадочные, пылевато-глинистые грунты
4. Цементация	Трещиноватая скала, гравий и песчаные грунты
5. Закрепление известью	Слабые сильносжимаемые водонасыщенные пылевато- глинистые и заторфованные грунты
6. Электрохимическое закрепление	Слабые пылевато-глинистые грунты (при коэффициенте фильтрации kf < 0,01 м/сут)
7. Электроосмос	Тоже
8. Термическое закрепление (обжиг)	Макропористые просадочные грунты

Основания с измененными таким образом свойствами называют искусственными или искусственно улучшенными (в отличие от есте­ственных оснований). Выбор методов преобразования строитель­ных свойств оснований зависит от характера напластований, типов грунтов и их физико-механических свойств, особенностей сооруже­ний и интенсивности передаваемых ими нагрузок, решаемых ин­женерных задач, технологических возможностей строительных ор­ганизаций и т. д.