Укрепление и усиление оснований
Для повышения прочности оснований эксплуатируемых зданий и сооружений и предотвращения развития в их конструкциях деформаций аварийного характера, а также для выполнения работ по ремонту и реконструкции существующих фундаментов и их оснований широко применяют различные методы укрепления и усиления оснований. В зависимости от технологии производства и процессов, происходящих в грунте, эти методы можно разделить на четыре основных вида: механический, термический, физико-химический и химический.
Механический способ усиления оснований подразделяется на глубинный и поверхностный.
Глубинное уплотнение оснований фундаментов существующих зданий в основном выполняется путем устройства наклонных скважин, заполняемых песком.
Глубинное уплотнение песчаных грунтов в состоянии водонасыщения производится специальными глубинными вибраторами двумя способами: опусканием вибратора (вибробулавы) в песок или погружением стержня совместно с расположенным в его верхней части вибратором. Виброуплотнение позволяет уплотнять водонасыщенные пески на глубину 1…10 м, реже на глубину 20 м. При уплотнении песков толщиной до 20 м применяется вибропогружатель, который крепится к трубчатому стержню, снабженному приваренными поперечными планками.
Уплотнение пылеватых песков и просадочных лессовых грунтов производится с помощью камуфлетных взрывов. Пылеватые пески уплотняются путем погружения в грунт зарядов на расчетную глубину с последующим устройством камуфлета. После взрыва происходит оседание поверхности песка, что свидетельствует о его уплотнении. Для уплотнения лессовых грунтов производится их замачивание через фильтрующие или совмещенные скважины, в которые помещают заряды в трубках. Взрывы производят один за другим с разрывом в несколько секунд. В результате уплотненный лессовый грунт теряет свои просадочные свойства и может быть использован для передачи значительных нагрузок. Верхняя часть этого грунта уплотняется тяжелыми трамбовками.
|
|
|
Устройство песчаных и грунтовых свай применяется для уплотнения водонасыщенных песков, содержащих органические примеси, и лессовых просадочных грунтов на значительную глубину. Работы по устройству песчаных свай начинаются с погружения в грунт вибратором или молотом пустотелой металлической трубы с самораскрывающимся наконечником (в лессовых грунтах, способных держать вертикальную стенку, забивают инвентарный сердечник). Это приводит к уплотнению грунта вокруг скважин. По мере заполнения скважины песком труба извлекается с выключенным вибратором, благодаря чему происходит уплотнение грунта. Песчаные (грунтовые) сваи размещают в шахматном порядке (рисунок 2). С помощью специального расчета определяется площадь уплотняемого основания, количество песчаных свай, расстояние между ними, объем песка и т. д. Применение песчаных свай вместо забивных железобетонных позволяет снизить стоимость устройства фундаментов в 2…2,5 раза, при этом экономится значительное количество металла и цемента.
|
|
|
Уплотнение грунта статической нагрузкой рекомендуется для слабых глинистых водонасыщенных грунтов и торфов. В качестве статической нагрузки используется земляная насыпь, а для ускорения процесса уплотнения устраиваются вертикальные дрена (рис. 3). Песчаные дрены выполняют диаметром 30…50 см на расстоянии 2…4 м друг от друга. Вместо песчаных дрен могут устраиваться дрены пористого специального картона или пластмассовой ленты в бумажном кожухе. Насыпь отсыпается слоями, давление по ее подошве должно быть несколько выше, чем давление от сооружения.
Уплотнение грунта водопонижением основано на снижении уровня подземных вод, это приводит к повышению напряжения на скелет грунта и вызывает его уплотнение. Таким образом уплотняются слабые глинистые грунты (способные отдавать из пор воду), заторфованные супеси, леточные глины, илы и др. Отжатие воды производится чаще всего с помощью иглофильтровых установок. Однако некоторые слабо фильтрующие глинистые грунты отдают воду с большим трудом, поэтому для усиления оттока воды применяют электроосмос. Откачивая воду, собирающуюся у катода, производят обезвоживание грунта и его уплотнение. Одновременно происходит упрочнение грунта в сравнительно короткое время и в пределах необходимой площади.
|
|
|
Поверхностное усиление применено только для уплотнения маловлажных и влажных грунтов с коэффициентом водонасыщения менее 0,7. Оно выполняется с помощью катков, виброплит, трамбовок и так далее и в основном используется при новом строительстве или перекладке фундаментов.
Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками сопровождается динамическим воздействием на грунт и может вызвать сотрясение близко расположенных жилых зданий или сооружений. В связи с этим при уплотнении трамбовками весом до 50кН расстояние до зданий, находящихся в удовлетворительном состоянии, должно быть не менее 10 м. При наличии близко расположенных зданий, имеющих трещины в стенах или вообще находящихся в ветхом состоянии, это расстояние увеличивается до 15 м. Если инженерные сети выполняются из асбестоцементных, керамических труб, то расстояние до зданий принимается более 15 м.
|
|
|
До начала работ по уплотнению грунтов тяжелыми трамбовками проводят опытные работы на участке котлована: уточняется величина недобора грунта, отказа при трамбовании (осадка от одного удара), количество ударов, глубина уплотняемой зоны и т. д. Полученные данные используют при составлении проекта работ по уплотнению грунтов тяжелыми трамбовками.
Рыхлые песчаные грунты на глубину 0,5…1,5 м уплотняются различными вибрационными машинами: виброплитами, пневматическими трамбовками, виброкатками, молотами двойного действия и др. Уплотнение грунтов может быть достигнуто многократной проходкой катков.
Термозакрепление (обжиг) применяется в основном при закреплении просадочных грунтов. Топливо сжигает в герметически закрытых скважинах, пробуренных вертикально, наклонно или горизонтально в толще закрепляемого грунта. Новым в термическом закреплении является применение так называемого электротермического способа обжига грунта, основанного на использовании нихромных электронагревателей. Благодаря изменению мощности теплоисточника по высоте скважины в результате применения погружных элементов можно регулировать форму и размеры образующихся при обжиге термогрунтовых тел с учетом неоднородности напластования грунтов.
К физико-химическим способам закрепления грунтов относятся цементация и использование грунтоцементных материалов. Цементация грунта заключается в нагнетании в грунт через инъекторы цементного или цементно-песчаного раствора, который обеспечивает в закрепляемом основании создание отдельных столбов или массивов из сцементированного грунта. Цементацию обычно применяют для закрепления песчаных и крупнообломочных грунтов, а также трещиноватых скальных пород.
К химическим способам закрепления грунтов относятся силикатизация, электросиликатизация, газовая силикатизация, аммонизация, смолизация и др. на практике наиболее часто применяется силикатизация.
Основным материалом для силикатизации является жидкое стекло - коллоидный раствор силиката натрия. В зависимости от вида, состава и состояния закрепляемых грунтов применяется одно- и двух растворная силикатизация.
Однорастворная силикатизация основана на введении (инъецировании) в грунт гелеобразующего раствора, состоящего из двух или трех компонентов. Однорастворный способ используется для закрепления лессовых просадочных и песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5…5 м/сут. Двухрастворный способ силикатизации применяется для закрепления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации до 0,5 м/сутки и состоит в поочередном нагнетании в грунт двух растворов: силиката натрия и хлористого кальция.
Аммонизация заключается в нагнетании в грунт под небольшим давлением газообразного аммиака. Способ применяют для придания лессовым грунтам свойства непросадочности.
Смолизация представляет собой закрепление грунтов путем инъецирования в них водных растворов синтетических смол.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 276; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!