З. Глубинное уплотнение грунтов

Глубинное уплотнение грунта можно осуществить посредством забивки в него сердечника, имеющего вид небольшой деревянной сваи. Погружаемый сердечник раздвигает частицы грунта в стороны и тем самым уплотняет его в некоторой окружающей зоне. После извлечения сердечника скважину заполняют песком или местным грунтом хорошего качества с послойным трамбованием. Иногда применяют также и грунтобетон.

Для уплотнения грунта в пределах некоторой площади работы последовательно повторяют в других заранее намеченных точках погружения сердечника. В лёссовых грунтах, чувствительных к увлажнению, применять песок для заполнения скважин нельзя. Это приведет к образованию системы вертикальных дрен, облегчающих проникание воды на большую глубину, и усилит возникновение просадочных явлений, вызываемых замачиванием.

Описанный способ называют также уплотнением «грунтовыми сваями». Он, применительно к заполнению скважин песком («песчаные сваи»), был впервые предложен у нас Спиридоновым еще в 1851 г. Эти сваи применялись также и профессором В. И. Кур­дюмовым в 1886 г. Однако их устройство доступно лишь в грунтах, способных после извлечения сердечника удерживать стенки скважин без обрушения.

В 1951-1952 гг. в НИИ оснований Госстроя СССР под руководством проф. Д. Д. Баркана был разработан новый способ глубинного уплотнения грунтов вибронабивными сваями. Здесь вместо сердечника в грунт погружается ин­вентарная стальная труба, обору­дованная снизу раскрывающимся наконечником (рис.2.2.).

Погружение осуществляют с помощью вибратора, сообщающего трубе продольные колебания, и происходит оно достаточно легко под влиянием собственного веса, так как при действии вибраций сопротивление грунта резко уменьшается.

Трубу заполняют песком и поднимают при работающем вибра­торе. Наконечник трубы раскрывается и она освобождается от песка, который остается в скважине. Чтобы исключить возможность закли­нивания песка в трубе, ее рекомендуется брать диаметром 400 мм, не менее. Извлеченную трубу используют для повторных погружений. В конечном итоге грунты приобретают плотность, необходимую для последующего строительства сооружения (рис.2.3.)

Рис. 2.2. Устройство вибронабивной Рис. 2.3. Схема уплотнения грунта

Песчаной(бетонной) сваи вибронабивными сваями

При производстве работ следует обращать особое внимание на плотную укладку песка в скважины, чтобы при его сжатии под

нагрузкой от фундаментов не возникали дополнительные осадки, не предусмотренные ранее в расчетах.

Для уплотнения грунтов применяют еще и взрывной способ.

Работы по уплотнению грунтов взрывным способом производят следующим образом. В грунте бурят или пробивают штангой сква­жину. В нее опускают цепочку патронов весом по 50 г взрывчатого вещества (аммонита). Количество патронов назначают по опытным данным в зависимости от вида уплотняемого грунта, обычно в пре­делах от 5 до 10 на 1 м скважины. Учитывают также, что при взрывах верхний слой грунта, называемый буферным, разрыхляется пример­но на глубину до 2 м. Поэтому уплотнение начинают с отметки, превышающей толщину этого слоя.

В результате взрыва патронов скважина расширяется и площадь

ее поперечного сечения, первоначально равная ώ_o, увеличивается до некоторого значения ώ. Готовую скважину заполняют послойно местным грунтом с тщательным уплотнением, который для этих целей берут в состоянии оптимальной влажности. Затем переходят к уплотнению грунта в соседней скважине. Одновременно вести работы в нескольких скважинах можно лишь при достаточном уда­лении друг от друга, чтобы не вызвать взрывами разрушения их стенок.

Многолетняя практика уплотнения грунтов взрывами показала, что в лёссовых грунтах этот способ не гарантирует возводимые со­оружения от появления больших и неравномерных осадок. Например, по данным наблюдений за сооружениями коксохимического завода в Запорожье, построенными на уплотненных просадочных лёссовых грунтах, их осадки иногда достигали 0,8 - 1,0 м.

Для глубинного уплотнения песчаных грунтов успешно приме­няется гидровибрационный способ. Здесь для работ используют вибробулаву, которая представляет собой штангу с укрепленным на нижнем конце вибратором, заключенным в специальный герме­тически закрытый кожух. Вибробулаву погружают поочередно в грунт в разных точках его поверхности, что при работающем ви­браторе затруднений не встречает. Расстояние между точками по­гружения обычно принимают в пределах 0,8-1,0 м. Наилучший эффект достигается при заполнении пор грунта водой примерно на 70-80% их объема. Песок увлажняют через специально погру­женную в него трубу.