Способ уплотнения просадочного грунта Советский патент 1983 года по МПК E02D3/10 

Изобретение относится к строительству, в частности, к способам уплотнения просадочных лессовых грунтов предварительным замачиванием.

Известен способ уплотнения грунта предварительным замачиванием, включающий отрывку котлована и замачивание грунта 1.

Недостатком этого способа является неравномерное уплотнение грунта вследствие неполного проявления просадок по периметру котлована.

Наиболее близким к предлагаемому является способ уплотнения просадочного грунта, включающий отрывку котлована, образование дренажных скважин, укладку дренирующего слоя на дне котлована и замачивание на глубину просадочной толщи грунта с его осадкой, причем котлован отрывают размерами, на 0,15-0,5 глубины просадочной толши больше размеров возводимого сооружения 2.

Недостаток указанного способа заключается в повышенных затратах, так как увеличение размеров котлована приводит к возрастанию объемов работ, увеличению расхода воды на замачивание, а также к расширению увлажняемой зоны грунта, вследствие чего способ не может быть применен на расстоянии менее 30-50 м от существующих сооружений.

Цель изобретения - сокращение затрат.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу уплотнения просадочного грунта, преимущественно для основания сооружения, включающему отрывку котлована, образование дренажных скважин, укладку дренирующего слоя на дне котлована и замачивание на глубину просадочной толщи грунта с его осадкой, отрывку котлована ведут на площади менее площади возводимого сооружения, перед замачиванием грунта осуществляют возведение по периметру котлована пригрузки щириной, равной 0,2-0,8 глубины просадочной толщи, и массой, создающей давление на поверхность грунта, равное 0,1-0,3 давления его собственного веса на нижней границе просадочной толщи, а после осадки грунта производят удаление пригрузки и дополнительную отрывку котлована до размеров контура возводимого сооружения.

На чертеже показана уплотняемая толща грунта, разрез.

Способ уплотнения просадочного грунта осуществляют следующим образом.

В пределах уплотняемой площади отрывают котлован 1, ширину и длину которого Ьд принимают меньще соответствующих размеров сооружения Ьз на 0,05-0,4 глубины просадочной толщи Н в каждую сторону. Затем по периметру котлована осуществляют возведение пригрузки 2, например, из грунта, вынутого из котлована или привезенного, бетонных или железобетонных сборных изделий и т. п., средней шириной 0,2-0,8 глубины просадочной толщи Н с таким расчетом, чтобы создаваемое .массой

пригрузки 2 давлениеблоя на поверхность составляло 0,1-0,3 давления собственного веса грунтабб на нижней границе просадочной толщи.

После устройства пригрузки 2 или одновременно с ним на дне котлована 1 бурят

дренажные скважины 3 и заполняют их песком, щебнем или гравием на всю глубину, а затем укладывают дренирующий слой 4 из песчаного грунта.

После этого .производят замачивание

просадочных грунтов. При условной стабилизации просадок замачивание прекращают, снимают пригрузку 2 и отрывают котлован i до размеров контура возводимого сооружения, удаляя грунт на участках 5.

Пределы уменьшения размеров котлована основаны на учете особенностей растекания воды в лессовых грунтах в стороны от источника замачивания. Увлажняемая зона грунта имеет в разрезе форму трапеции, причем полное водонасыщение нижней части просадочной толщи распространяется в стороны .от котлована на полосе щириной 0,2-0,4 глубины просадочной толщи в однородных грунтах и 0,1-0,8 глубины - в неоднородных. Уменьшение размеров котлована целесообразно принимать до границы полного водонасыщения нижней половины просадочной толщи, т. е. в два раза меньше указанной ширины, что составляет 0,05-0,4 глубины просадочной толщи.

Возведение пригрузки по периметру котлована создает дополнительное давление в массиве грунта, за счет чего происходит более интенсивное его уплотнение до степени плотности, близкой к той, которая достигается под средней частью котлована.

Эффективность пригрузки определяется в основном шириной пригруженной полосы и величиной дополнительной наг)узки.

Необходимая щирина пригрузки зависит от начального просадочного давления, которое составляет для лессовых грунтов

0,02-0,2 МПа. Теоретический расчет показывает, что с учетом рассеивания напряжений по глубине минимальная ширина пригрузки, обеспечивающая полное проявление просадки, составляет 0,2 глубины просадочной толщи при начальном

просадочном давлении 0,02 МПа и 0,8 глубины при давлении 0,2 МПа. В соответствии с этим пределы ширины пригрузки составляют 0,2-0,8 глубины просадочной толщи.

Дополнительное давление от массы пригрузки должно быть достаточным для преодоления сил трения и сцепления между увлажненным и неувлажненным массивами

грунта. С учетом арочного эффекта эти силы создают напряжения, равные 0,05-0,2 давления собственного веса грунта на нижней границе просадочной толщи. При ограниченной ширине пригрузки с учетом рассеивания напряжений по глубине масса пригрузки должна создавать давление на поверхность грунта, в полтора-два раза превышающее указанные пределы напряжений, т.е. равное 0,1-0,3 давления собственного веса грунта на нижней границе просадочной толщи.

Пример 1. Для возведения здания размерами 12X60 м на-толще просадочного грунта глубиной Н 20 м отрывают котлован, ширину которого принимают на 0,1 Н, а длину на 0,4 Н в каждую сторону меньще размеров здания, т. е. (12- 2X0, 1X20) Х(60-2X0, 4X20) 8X44 м. По периметру котлована возводят пригрузку из извлеченного из котлована грунта шириной 0,2Н 4 м. Необходимое дополнительное давление от пригрузки, равное 0,15 давления от собственного веса грунта на нижней границе просадочной, толщи, при плотности грунта в естественном сложении V . 1,9 т/м составляет 0,15 Н 5,7 т/м. Высота пригрузки из грунта плотностью в насыпи У 1,7 т/м составляет при этом 3,35 м.

На дне котлована бурят дренажные скважины глубиной 15 м, заполняют их песком и отсыпают дренирующий слой. Котлованзаполняют водой, поддерживая ее уровень в течение времени, необходимого для просадки грунта до условной ее стабилизации, принимаемой равной приросту просадки 1 см за одну неделю. После этого замачивание прекращают, снимают пригрузку и отрывают котлован до размеров возводимого здания 12X60 м.

Пример 2. В котловане размерами 40X X 40 м и глубиной 0,5 м пробуривают на глубину Ими заполняют щебнем дренажные скважины диаметром 0,2 м, расположенные по сетке через 5 м. На дне котлована отсыпают слой щебня толщиной 0,2 м. С одной стороны котлована возводят пригрузку из грунта, масса которой создает давление на его

В котловане размерами 40X40 м и глубиной 0,5 м пробуривают на глубину 14 м и заполняют щебнем дренажные скважины диаметром 0,2 м, расположенные по сетке

через 5 м. На дне котлована отсыпают слой щебня толщиной 0,2 м. С одной стороны котлована возводят пригрузку из грунта, масса которой создает давление на его поверхность, равное 0,25 давления его веса на нижней границе просадочной толщи. Котлован заливают водой, уровень которой поддерживают в течение 4 мес. В результате замачивания грунта происходит его просадка за счет уплотнения нижней части просадочной толщи, начиная с глубины

8-10 м. При этом в средней части котлована просадка составляет 300-370 мм, по краю со стороны пригрузки - 260- 320 мм, а с противоположной стороны, на которой не было пригрузки -120-Г35 мм. Таким образом, возведение пригрузки по

краю котлована обспечивает выравнивание просадок и степени уплотнения грунта на замачиваемой площади.

Предлагаемый способ уплотнения просадочного грунта позволяет сократить стоимость и трудоемкость работ путем уменьшения размеров замачиваемой площади и расхода воды. Например, для здания, возведенного известным способом, размерами 12x60 м при глубине просадочных грунтов 20 м замачивание производится на

площади 1600 м, а предлагаемым - на площади 352 м, т. е. в 4,5 раза меньщей. Соответственно и расход воды сокращается в 4,5 раза.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет проводить уплотнение просадочного грунта предварительным замачиванием вблизи от существующих сооружений без ущерба для их устойчивости. Например, при уплотнении грунта известным способом при глубине просадочной толщи Н 20 м

минимальное расстояние от существующего сооружения составляет I Н + 0,5Н 30 м, при уплотнении предлагаемым способом оно сокращается до I Н- - 0,4Н 12 м, что позволяет сократить затраты при строительстве на застроенной

территории.

СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА, преимущественно для основания сооружения, включающий {0.2-0,8) Н отрывку котлована, образование дренажных скважин, укладку дренирующего слоя на дне котлована и замачивание на глубину просадочной толщи грунта с его осадкой, отличающийся тем, что, с целью сокращения затрат, отрывку котлована ведут на площади менее площади возводимого сооружения, перёд замачиванием грунта осуществляют возведение по периметру котлована пригрузки щириной, равной 0,2- 0,8 глубины просадочной толщи, и массой, создающей давление на поверхность грунта, равное 0,1-0,3 давления его собственного веса на нижней границе просадочной толщи, а после осадки грунта производят удаление пригрузки и дополнительную отрывку котлована до размеров контура возводимого сооружения. о (Л ел ю О5 го 00