Впервые применен в 1923-1925 в США. Широко используется в республиках Средней Азии с 1950-х гг

12.

В массовом гражданском строительстве, как правило, применяют искусственные основа­ния двух видов: основание, создаваемое уплотнением, и основание, создаваемое укреплением грунта. Грунты оснований уплотняют поверх­ностным трамбованием тяжелыми трамбовка­ми в виде усеченного конуса весом 1,5—3 т, поднимаемыми краном на высоту 3—4 м и сбрасываемыми на уплотняемую поверхность. Такой способ, применяемый при уплотнении насыпных и просадочных грунтов, носит назва­ние поверхностного. Глубинное уплотнение производят «грунтовыми сваями» — забивкой сердечника в виде деревянной конической сваи. Сердечником, вводимым в грунт, уплотняют его, а после извлечения сердечника образовав­шуюся скважину заполняют грунтом, грунто­бетоном или сухим песком. В этих же целях применяют «вибронабивные сваи», где грунт уплотняется стальными трубами с раскрываю­щимся наконечником. Заполнение скважины песком производится через трубу. При слабых грунтах часто заменяют их песчаными подуш­ками (рис. 11.2,а)

Песок укладывают слоями толщиной 150—200 мм и уплотняют трамбов­ками или поверхностными вибраторами с по­ливкой водой. Можно применять для этого грунтобетонные смеси и шлаки. Искусственное укрепление слабых грунтов выполняют цемен­тацией, термическим способом, химическим за­креплением или силикатизацией грунтов и др.

Термический способ укрепления грунта со­стоит в нагнетании в толщу грунта под дав­лением через трубы воздуха, нагретого до 600—800° С, или в сжигании горючих продуктов, подаваемых в герметически закрытую скважину под давлением. Термический способ глубинного уплотнения грунта применяют для устранения просадочных свойств лёссовых грунтов на глубину 10—15 м. Обожженный грунт образует фильтрующий слой, сквозь ко­торый вода может проникнуть через толщу просадочного грунта на устойчивый непросадочный грунт. Обожженный грунт приобретает свойства керамического тела, не намокает и не набухает.

Цементация грунтов осуществляется нагне­танием в грунт через забитые в него трубы це­ментной суспензии, цементно-глинистых рас­творов. Цементация применяется для укрепле­ния гравелистых, крупно- и среднезернистых песков, для заделки трещин и полостей в скальных грунтах

Силикатизация состоит в инъекции через трубы в грунт растворов жидкого стекла и хло­ристого кальция и применяется для укрепления песчаных пылеватых грунтов, плывунов и мак­ропористых грунтов. Инъекция делается на глубину 15—20 м и более, а радиус распрост­ранения силикатизации достигает 1 м.

13. К поверхностным методам относятся уплотнение грунтов укаткой, тяжелыми трамбовками, трамбующими машинами, виброкатками, виброплитами и вибротрамбовками, подводными взрывами, а также вытрамбовывание котлованов;

В процессе уплотнения укаткой, трамбованием, вибрацией, виброударами и взрывами уплотняющие воздействия на грунты передаются по определенным циклам, в результате чего на грунт воздействуют циклические нагрузки, характеризующиеся последовательной сменой процессов нагрузки и разгрузки [9]. В соответствии с этим в уплотняемом грунте происходят обратимые (упругие) и необратимые (остаточные) деформации, последние и обеспечивают повышение степени плотности грунтов. При уплотнении грунтов статической нагрузкой от их собственного веса, а также от дополнительной пригрузки происходят в основном необратимые деформации.

При любом режиме уплотнения для каждого вида грунта и уплотняющего воздействия процесс накопления остаточных деформаций и, следовательно, повышение степени плотности грунта могут происходить только до определенного предела после передачи на него определенной работы. Дальнейшее увеличение работы без изменения режима уплотнения сопровождается в основном обратимыми деформациями и не приводит практически к повышению степени плотности грунта (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Понижение уплотняемой поверхности в зависимости от числа ударов (проходов)

а — от общего числа ударов; б — от каждых двух ударов; 1 — точка уплотнении до отказа

тказа, а повышение плотности сухого грунта при единичном приложении нагрузки, выражаемое часто понижением уплотняемой поверхности от одного удара или прохода, называется отказом [4]. При самоуплотнении грунтов от их собственного веса, а также от дополнительной нагрузки состояние уплотнения до отказа характеризуется условной стабилизацией осадки.

Уплотняемость грунтов определяется по методике стандартного уплотнения [1, 6]. Уплотнение производится трамбованием при различной влажности грунта 40 ударами груза весом 215 Н, сбрасываемого с высоты 30 см.

Рис. 13.2. Зависимость плотности сухого уплотненного глинистого грунта от влажности 1 — кривая стандартного уплотнения; 2 — оптимальная влажность; 3 — максимальная плотность ρ_dmax = 1,74 т/м³; при k_com = 1 и ω = ω₀; 4 — k_com = 0,98 при ρ_d = l,7 т/м³ и ω = 0,165÷0,195; 5 — k_com = 0,95 при ρ_d = l,65 т/м³ и ω = 0,153÷0,202; 6 — k_com = 0,92 при ρ_d = 1,6 т/м³ и ω = 0,145÷0,208

По результатам стандартного уплотнения строится график зависимости плотности сухого уплотнения грунта от влажности (рис. 13.2). Из графика видно, что максимальное значение плотности сухого грунта достигается при определенной его влажности, называемой оптимальной, и уплотняемость каждого вида грунта определяется максимальной плотностью и оптимальной влажностью.

Максимальная плотность уплотненного грунта — это наибольшее значение плотности сухого грунта, достигаемое при оптимальной влажности и принятых режимах, методах и энергии уплотнения.

Вертикальный дренаж - вид дренажа, позволяющий с помощью дренажных скважин управлять водным и солевым режимами почв; один из новых способов мелиорации. Применение вертикального дренажа позволяет автоматизировать процесс управления водным режимом почв, что обеспечивает более стабильные и высокие урожаи, полностью механизировать строительные работы, в 3-5 раз увеличить производительность труда, более экономно расходовать водные ресурсы.

Впервые применен в 1923-1925 в США. Широко используется в республиках Средней Азии с 1950-х гг.

Вертикальный дренаж подразделяется на систематический дренаж (равномерное расположение водозаборных скважин на площади по углам квадратной или треугольной сетки), выборочный дренаж (скважины устраивают только на отдельных избыточно увлажнённых участках), береговой дренаж (линейная система скважин, ограждающая территорию от подтопления со стороны реки, водохранилища, озера), комбинированный дренаж (сочетание скважин с горизонт, дренажем).

Вертикальный дренаж применяют для регулирования водного режима почв путём создания:

осушительно-оросительных систем с использованием каптируемых скважинами подземных вод на дождевание;

для регулирования уровня грунтовых вод; для ограждения мелиорированных. площадей от притока грунтовых вод со стороны, от подтопления из рек, озер, водохранилищ;

для снижения напорности подземных вод и уменьшения (регулирования) притока воды в осушаемый пласт из глубинных напорных горизонтов;