Файл: Фомичева Р.Ф. Условия строительства на лессовых просадочных грунтах Калмыкии и восточной части Ростовской области.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 103

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

уплотняемой толщи проеадочных грунтов через дренаж­ ные скважины 'расчетным количеством воды, необходи­ мым для заполнения пор грунта только в пределах уп­ лотняемой зоны, после чего производятся глубинные взрывы, передающие резкие гидродинамические воз­ действия на приведенный в неустойчивое состояние грунт, еще обладающий просадочными свойствами, но уже ослабленный водой. Взрывы вызывают уплотнение просадочной тслщи с резким понижением поверхности грунта и очень быстро затухающим процессом уплот­ нения замоченного массива [33]. Способ может быть применен для ускоренного уплотнения проеадочных лес­ совых грунтов мощностью 10—25 м на незастроенных участках.

Г л у б и н н о е

у п л о т н е н и е г р у н т о в ы м и с в а я м и

применяет-

Ф в условиях

I I типа просадочности. Сущность метода

заключается

в

том,

что, начиная

с отметки

заложения

фундаментов,

 

через

просадочную

толщу

пробивается

скважина, которая заполняется местным грунтом, в ре­

зультате чего образуется свая. Скважины

пробиваются

при помощи станков

ударно-канатного

бурения

типа

БС-1 с применением ударного снаряда

параболического

очертания диаметром 426

мм [2].

 

 

 

Ю. М. Абелевым

и В.

Г. Галицким

[17]

была

разра­

ботана технология уплотнения грунта энергией взрыва. Метод состоит в следующем: в пробитые в грунте шпу­ ры диаметром 80 мм на всю глубину уплотнения опус­

кается заряд взрывчатого вещества. Под действием

взры­

ва

происходит

расширение шпуров до диаметра

40—

50

см, которые

затем заполняются местным грунтом с

его послойным

трамбованием.

 

Несмотря на определенные достоинства, метод грун­ товых свай имеет ряд недостатков. В частности, плохо разработан контроль за производством работ, вследствие чего часто не достигается требуемое уплотнение. В слу­ чае длительного замачивания возможны осадки за счет вымывания грунтов и?, межсвайного пространства.

Методы

ф и з и к о - х и м и ч е с к о г о п р е о б р а з о в а н и я

г р у н т о в

Г л и н и з а ц и я лессов заключается в том, что под давле­

нием до 2 атм. через инъекторы нагнетается

глинистая

суспензия

с содержанием

60—70%

монтморилланита.

Она улучшает строительные

свойства

л е с с о в :

снижает

82


пористость и повышает их прочность. Однако следует отметить, чго закрепленный методом глинизации грунт неустойчив в водной среде.

Т е р м и ч е с к о е

з а к р е п л е н и е

грунтов

осуществляется

с

помощью раскаленных газов,

которые

нагнетаются

че­

рез скважины по

всей их глубине или на призабойном

участке. Массивы

закрепленного грунта имеют цилинд­

рическую форму

 

с уширением

сверху или снизу.

 

Процесс изменения свойств лессового грунта при повышении температуры представляется следующим об­ разом, При нагреве до 300° железистые соединения, имеющиеся в лессах, начинают частично обезвоживать­ ся и переходить из гетита и гидрогетита в гематит. При температуре 400—600° идет дальнейшее обезвоживание железистых минералов. Затем карбонаты распадаются, образуя минералы гидравлических цементов: каолин и монтмориллонит теряют значительную часть воды. При температуре 800° грунт приобретает полную водостой­ кость. Каолин и монтмориллонит, вследствие разруше­ ния их кристаллической решетки, переходят в аморфное состояние. Прочность грунта на одноосное сжатие после обжига составляеі 6—12 кг/см2 .

Прогрев грунта при термическом закреплении осу­ ществляется за счет фильтрации по порам грунта на­ гретого газа или воздуха. Термическое закрепление лес­ совых грунтов в настоящее время успешно применяется на ряде объектов Советского Союза. Совершенствова­ нием способа занимаются Харьковский Промстройниипроект, Фундаменгпроект, МИСИ им. В. В. Куйбышева.

Закрепление

грунтов к а р б а м и д н ы м и с м о л а м и

произ­

водится при их вязкости 34 сантипуаза, удельным

весом

1,16 и pH = 7,2.

Смолы смешивают с водой соответст­

вующих объемов

(1 : 1; 1 : 1,5; 1 :2). Полученные раство­

ры вязкостью 2,2—4,5 сантипуаз хорошо проникают в

поры грунта, причем расход на

3 грунта

составляет

400--480 л. Прочность закрепления — 7—10

кг/см2 [32].

З а к р е п л е н и е л е с с о в ы х грунтов

ц е м е н т а ц и е й . При вза­

имодействии с лессом нормальный процесс твердения цемента нарушается в силу активности грунта. Выделив­ шаяся при гидролизе цемента гидроокись кальция всту­ пает в реакцию с активной глинистой частью — катио­ нами поглощающего комплекса грунта. Образованный новый материал — грунтоцемент — обладает высокими

83


строительными свойствами и близок по своему качест­ ву к тощему бетону. В практике фундаментостроения на лессах грунтоцемент нашел применение как материал для буронабивных свай. В Советском Союзе такие сваи

внедрены в

крупнопанельное

строительство. Широко

используется

грунтоцемент и

в дорожных

покрытиях.

Э л е к т р о с и л и к а т и з а ц и я л е с с о в ы х г р у н т о в

в Советском

Союзе впервые осуществлена в 1960 г. в г. Ростове-на- Дону. Она используется для закрепления лессовых грун­ тов, имеющих невысокий коэффициент фильтрации (ме­ нее ОД м/сутки), при котором проникновение жидкого стекла в грунт крайне затруднительно. Под давлением и действием постоянного электрического тока в грунте получаются воднорастворимые соединения. При нагне­

тании через

инъекторы-аноды интенсивность

проника­

ния раствора

в грунт по сравнению с обычной

силикати­

зацией возрастает в несколько раз, в результате вокруг пакета инъекторов образуется закрепленный массив грунта.

Н о р м и р о в а н и е н а г р у з о к на о с н о в а н и я в п р е д е л а х начального п р о с а д о ч н о г о д а в л е н и я

Как одно из мероприятий предупреждения деформа­ ций зданий в практике проектирования применяется сни­ жение давления на основание до величины начального просадочного. При сохранении под подошвой фундамен­ та условий напряженных суммарных давлений от соб­ ственного веса грунта и дополнительного (при условии замачивания оснований) меньше просадочного, можно предупредить просадку основания.

В процессе проектирования по глубине просадочной толщи строятся эпюры начального просадочного давле­ ния и дополнительного от сооружения, чем выявляется зона просадки и ожидаемая ее величина. Если суммар­

ная величина

напряжений в грунте от

веса

сооружения

и природного

давления

по всей глубине

просадючной

толщи меньше Ро пр,

проектирование

ведется так же,

как на обычных грунтах. Если же суммарная эпюра на­ пряжений в грунте от веса сооружения и природного давления превышает Pûnp, применяется один из мето­ дов подготовки оснований. Уширение фундаментов для передачи нагрузок на грунт в пределах Ропр упрощает условия строительства, является простым и экономич-

84


ным. В условиях региона этот метод применяется при

проектировании на средних

и легких лессовых суглинках

I типа просадочности

при

нагрузках в пределах 1 •--

1,8 кг/см2 ; при Р опр

в пределах

0,5—0,8 кг/см2 уши-

рение фундаментов становится

неприемлемым.

§ 9. С В А Й Н Ы Е Ф У Н Д А М Е Н Т Ы

При строительстве на лессовых грунтах свайные фун­ даменты по своему удельному весу занимают одно из основных мест. Внедрение свайных фундаментов дает возможность уменьшить объем земляных работ, сокра­ тить сроки, снизить стоимость и повысить индус тональ­ ность строительства, но, самое главное, позволяет из­

бежать

неравномерные осадки основания,

которые

имеют

место при замачивании лессовых грунтов

и веду г

к снижению их прочностных характеристик, а. следова­ тельно, и к деформациям зданий.

В практике строительства на просадочных грунтах широко применяются забивные призматические, сплош­ ные и пустотелые пирамидальные, а также набивные сваи.

До недавнего времени требовалось, чтобы сваи про­ резали всю просадочную толщу. Исследованиями же, выполненными в больших объемах по стране, было до­ казано, что допустимо применение свай, которые не прорезают всей просадочной толщи.

Однако следует отметить, что и на современном этапе исследований висячих свай остается еще немало неяс­ ных вопросов, связанных с их несущей способностью.

Решению вопроса о возможности применения вися­ чих свай в просадочных грунтах, а также исследованию несущей способности и осадок свай были посвящены ра­ боты многих советских ученых: С. М. Рак, М. И. Малы­ шева, А. А. Луги, А. А. Григорян, В. Н. Голубкова, В. Е. Воляника, КХ. В. Дежина, А. X. Усепова.

В 30-е годы Ю. М. Абелевым и С. М. Рак

были впер­

вые проведены исследования

несущей способности сван

в лессовых грунтах с замачиванием. С. М. Рак

развил

теоретические основы метода

обособленного

определе­

ния сопротивления подошвы и трения по боковой

поверх­

ности свай, который впервые

был предложен

в

1938 г.

85:


(метод î). M. И. Малышев рекомендовал и впервые прак­ тически успешно осуществил набивные висячие сваи в

лессовых грунтах I I

типа просадочности.

Исследовате­

лям И. В. Финаеву,

Ю. И. Мурзенко, Ю.

В. Дежинѵ,

Б. В. Бахолдину, коллективу Башниистрой,

зарубежным

исследователям А. Ван Вилу, В. Хольтцу,

3. Стамеску

удалось вскрыть основные закономерности работы свай как по их боковой поверхности, так и под острием. Про­ ведение широко поставленных экспериментальных ра­ бот Ростовского инженерно-строительного института, Ростовского Промстройниипроекта, Фундаментпроекта дало возможность составить «Руководство по проекти­ рованию свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на просадочных грунтах».

Буронабивные сваи. В последнее время в практике строительства на просадочных грунтах получили широ­

кое распространение фундаменты из набивных

свай как

с уширенной пятой, так

и без уширения

(18, 21, 22). Ос­

новное преимущество

буронабивных

свай

с механи­

ческим уширением пяты по сравнению с камуфлетными состоит в возможности контроля геометрических разме­ ров пробуренной скважины. Ствол сван формируется из бетонной смеси литой консистенции. Однако набивные сваи, обладая повышенной несущей способностью по сравнению с забивными железобетонными сваями, имеют

недостатки, которые связаны со скрытостью

технологи­

ческого процесса их изготовления: в стволе

могуч обра­

зоваться разрывы, сужения, неравномерное

уплотнение.

В отличие от забивных буронабивные сваи передают на­

грузки на

грунт, сохраняющий естественную структуру.

В условиях

маловлажных лессовых грунтов I I типа про­

садочности Калмыкии, где полностью освоено шнековое бурение скважин станками УГБ-50 и УРБ-50 без крепле­ ния стенок глубиной до 30 м и диаметром 30—100 см, могут широко применяться набивные сваи.

В зависимости от конструктивного решения здания, водоведущих устройств, технологического процесса воз­ можно применение висячих буронабивных свай в грун­ тах I I типа просадочности. Однако в этом случае обяза­ телен расчет по деформациям. Поскольку естественная влажность оснований эксплуатируемых зданий со вре­ менем возрастает до глубины 6—7 м., а ниже остается постоянной, применение набивных свай целесообразно.