Способ уплотнения массива лессового просадочного грунта Советский патент 1987 года по МПК E02D3/10 

Изобретение относится к строительству, а конкретно к уплотнению оснований фундаментов зданий и сооружений на лессовых просадочных грунтах при возможности просадки грунта от собственного веса (II тип грунтовых условий по просадочности).

Цель изобретения - повышение эффективности уплотнения.

На фиг.1 изображена схема увлажнения (замачивания) массива лессового проса- дочного грунта из котлована; на фиг. 2 - уплотнение просадочного грунта трамбовкой в процессе его просадки; на фиг. 3 - график развития просадки поверхности уплотняемого грунта во времени; на фиг. 4 - кривые изменения плотности грунта по глубине в процессе его уплотнения.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале в массиве просадочного грунта 1 отрывают котлован 2 и производят замачивание грунта на всю просадочную толщу Hsi. При необходимости ускорения промачивания просадочной толщи, а также в целях исключения переувлажнения верхнего слоя грунта, по всей площади котлована бурят дренажные скважины 3 на (0,5-1,0) HS/ с последующей засыпкой их дренирующим (песчаным) материалом. В процессе замачивания грунта путем бурения специальных скважин 4 с бровки котлована при устройстве радиометрических скважин 5 контролируют степень влажности грунта в пределах увлажненной зоны 6.

После промачивания всей просадочной (уплотняемой) толщи грунта, достижения им степени влажности в верхней зоне на глубину 2-Зс(.р (d - диаметр трамбовки 7) 0,6-0,75, а ниже 0,7-0,9, при которой начинается просадка 8 грунта от собственного веса, производят периодическое трамбование грунта с помощью грузоподъемного механизма 9 (обычно крана-экскаватора). Трамбование грунта производят в процессе просадки грунта от собственного веса, когда прочность существующей структуры снижается до минимального значения, а степень влажности обычно близка к 0,6-0,9, т. е. при наиболее благоприятных для уплотнения условиях. Вследствие этого при трамбовании грунта уплотнение его происходит по всей просадочной толще, так как динамические воздействия от ударов трамбовки в водонасыщенном глинистом грунте распространяются на глубину и в стороны до 6- 10 df. В пределах области распространения динамических воздействий 10 при трамбовании будут происходит дополнительные просадки грунта 11 по всей уплотняемой толще.

Для того, чтобы обеспечить эффективное уплотнение грунта по всей просадочной (уплотняемой) толще, необходимо ширину следа уплотнения от одного удара трамбовки принимать равной 0,1-0,4 глубины уплотнения. Минимальное значение этого соот- нощения принимается исходя из того, что эффективные динамические воздействия, вызывающие уплотнение грунта при низкой его

прочности, распространяются на глубину до 10 диаметров трамбовки. При высокой прочности уплотняемых грунтов глубина уплотнения достигает 2,5 диаметра трамбовки. Поэтому максимальное соотношение между шириной уплотняемой площадки от одного

удара трамбовки и глубиной уплотнения целесообразно принимать равным 0,4.

На эффективность уплотнения грунтов существенное влияние оказывает энергия удара трамбовки. По данным эксперимен5 тальных исследований и опыта уплотнения маловлажных грунтов энергия удара трамбовки должна приниматься равной 5-15 тм на 1 м площади следа уплотнения. При этом минимальные значения удельной энергии удара принимаются для малосвязан0 ных супесчаных лессовых грунтов и при больших диаметра-х трамбовки (т. е. при соотношении , близком к 0,4), а максимальное - для просадочных грунтов с большой структурной прочностью (лессовидные суглинки с числом пластичности более 0,14- 0,17) и при соотношении d., близком к 0,1. Кроме того, с целью повышения эффективности уплотнения за счет увеличения интенсивности динамических воздействий и зоны 10 их распространения уплотнение

Q предварительно замоченного просадочного грунта трамбованием производят одновременно 2-4 синхронно работаюишми механизмами, причем расстояния между одновременно трамбуемыми участками принимают равными 2-8 ширинам следа уплотнения от

r одного удара трамбовки. При этом наименьшее расстояние между одновременно уплотняемыми участками принимаются исходя из того, что диаметр уплотненной зоны от одного удара (следа) трамбовки равняется 3 диаметрам трамбовки. Максимальное рас0 стояние между уплотняемыми участками назначается с учетом необходимости перекрытия зон распространения динамических воздействий в грунте.

Трамбование предварительно замоченного грунта производят в процессе просадки его от собственного веса до состояния, при котором осадка поверхности следа уплотнения от одного удара трамбовки составляет 0,02-0,1 от суммарной величины осадки при трамбовании. При обычно применяемом уп0 лотнении грунтов трамбование производят до отказа, и за величину отказа по опытным данным принимают значение, соответствующее для маловлажных грунтов 0,02-0,04, а для переувлажненных 0,06-0,1 от суммарной величины понижения.

5 В том случае, если влажность верхнего слоя грунта окажется повышенной, то трамбование грунта производят в два этапа. На первом этапе трамбование грунта производят

5

в соответствии с описанной технологией. На втором этапе трамбование производят по обычно применяемой технологии после снижения влажности грунта до оптимальной, при которой достигается максимальная глубина и степень уплотнения грунта.

Уплотнение грунта сопровождается понижением поверхности дна котлована (фиг.З) в процессе замачивания 8, трамбования грунта на первом этапе - 11, на втором этапе - 12, а также частично после трамбования в процессе снижения влажности грунта - 13. Понижение поверхности дна котлована (фиг.4) происходит вследствие повышения природной плотности 14 в процессе просадки грунта 15 при его замачивании, первого этапа трамбования 16 по всей уплотняемой глубине (или просадочной толще) и второго этапа трамбования 17 в верхней части уплотняемой толщи грунта.

Пример. Строят жилой 9-этажный дом размером в плане 12X60 м на толще проса- дочных грунтов //S/ 16,5 м при глубине заложения фундаментов 2,5 м от поверхности.

Вначале отрывают котлован размером в плане 15X78 м, т. е. на 1,5 м больше в поперечном направлении ина2и6м - в продольном с учетом устройства площадки с одной стороны для маневрирования механизмов. Глубину котлована при расчетной величине осадки поверхности в 2 м принимают равной 0,5 м. С целью ускорения промачи- вания грунта на дне котлована бурят через 3 м скважины диаметром 25 см и заполняют их песком средней крупности. Для наблюдения за осадками поверхности на дне котлована через 6 м устанавливают поверхностные марки.

После промачивания всей толщи грунта и проверки его степени влажности прекращают замачивание и через 5 сут, за которые степень влажности грунта в верхнем слое на глубину до 1,5-2 м снижается до 0,7, начинают поверхностное трамбование грунта одновременно двумя кранами-экскаваторами Э-1252. Для трамбования применяют трамбовки массой по 6 т с диаметром основания 2,4 м, которые сбрасывают с высоты 6 м. При этих параметрах соотно4о

щения ширины следа уплотнения от одного удара трамбовки и глубины уплотнения равняется 0,15, энергия на 1 м площади следа уплотнения от одного удара трамбовки составляет 7,8 тм.

В процессе трамбования механизмы движутся вдоль котлована и каждый из них уплотняет половину ширины котлован.а, т. е. полосы по 6 м, причем один механизм производит трамбование от края к середине, а другой - от середины к краю котлована. Расстояния между одновременно трамбуемыми участками в осях равняются 6 м, т. е. 2,5 ширинам следа уплотнения. Так как степень влажности грунта в верхней зоне повышена

5 и равняется 0,7, трамбование производят в два этапа. На первом этапе за величину отказа принимают понижение уплотняемой поверхности, равное 10 см, т. е. 0,05 от полной ее осадки при трамбовании. Второй этап трамбования производят через 15 дней, когда

0 степень влажности грунта снижается до 0,5 до отказа, равного 6 см, т. е. 0,03 от полной осадки поверхности.

Формула изобретения

5

1. Способ уплотнения массива лессового просадочного грунта, включающий замачивание массива до степени влажности 0,6- 0,9 и осуществление динамического воздействия на поверхносю массива, отличающий0 ся тем, что, с цеью повышения эффективности уплотнения, динамическое воздействие осуществляют путем периодических ударов трамбовки, причем ширину следа уплотнения от одного удара принимают равной 0,1-0,4 глубины уплотняемого массива, а энергию

5 удара - равной 5-15 тм на 1 м площади следа уплотнения.

2.Способ по п. , отличающийся тем, что трамбование ведут одновременно по крайней мере на двух участках с синхронным нанесением ударов, причем расстояние

0 между участками принимают равным 2-8 ширинам следа уплотнения.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что динамическое воздействие ведут до осадки поверхности следа уплотнения, равной 0,02-0,1 суммарной величины осадки.

61

7//7//7/

.1

Фи.г

Изобретение относится к строительству, в частности к уплотнению просадочных грунтов и направлено на повышение эффективности уплотнения. Достигается это тем, что динамическое воздействие на поверхность замоченного массива осуществляют путем периодических ударов трамбовки. Ширину следа уплотнения принимают равной 0,1-0,4 глубины уплотняемого массива, а энергию удара 5-15 тм на 1м площади. Трамбование можно вести одновременно на двух участках с синхронным нанесением ударов при расстоянии между участками, равном 2-8 ширинам следа уплотнения. Достигается повышение плотности грунта и ликвидация- просадочности. 2з.п.ф-лы. 4 ил. (О ел с оо о 00 о 00

О

77

-i

7J

72

/J

S

SI

фиг.З

фиг A