Способ упрочнения просадочного грунта собственным весом и весом возводимого здания Советский патент 1991 года по МПК E02D3/10 

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на просадочных грунтах с их упрочнением под собственным весом и весом возводимого здания при замачивании.

Цель изобретения - снижение стоимости, трудоемкости возведения и эксплуатационного содержания двух и более секционных зданий.

На фиг.1 приведена экспериментально установленная эпюра изменения осадок фундаментов многосекционного жесткого здания; на фиг.2 - грунтовая подушка переменной сжимаемости с изменяемой ее толщиной под наружными торцами крайних отсеков от hmax до hmin: на фиг 3 - грунтовая подушка из малосжимаемого материала в средней части и из более сжимаемого глинистого грунта под торцами крайних oiceков; на фиг 4 г рунтовая подушка из глинистого (пылеватого) грунта с ее уплотнением в средней части до коэффициента уплотнения, равного Ксот 0,95 - 1, а под наружными торцами крайних отсеков - до коэффициента уплотнения, равного КСот 0,9 - 0,95.

Способ осуществляют (например, под жилой 14-этажный двухсекционный дом размером в плане 32,5x23,2 м) следующим образом.

На участке расположения здания отрывают котлован на минимальную глубину (0,3 -1м) размером в плане больше размеров здания по наружным граням фундамента на 0,6 Hsi в поперечном направлении и Н31 в продольном направлении (Hsi - величина просадочной толщи, равная в данном примере Hsi 15 м), т.е. размером 80x31 м. На дне котлована на глубину 0,6 Hsi 9 м бурят дренажные скважины диаметром 20 см по сетке через 6 м, которые заполняют фильтрующим материалом (средним песком). Затем производят замачивание грунта до прекращения его просадки под собственным весом. Для этого упрочняемый грунт замачивают до достижения условной стабилизации, в данном случае в течение 1 мес.

После прекращения замачивания и инфильтрации свободной воды в грунтовую толщу (обычно через 10-15 сут) отрывают котлован до низа грунтовой подушки, максимальная толщина которой hmax в данном случае принимается равной hmax - 5,5 м. Котлован отрывают с учетом устройства подушки переменной сжимаемости, достигаемой путем уменьшения толщины подушки под наружными торцами крайних отсеков на величину, равную Ahi (smax - smin)/Ј . Принимая поданным геодезических наблюдений за осадками уклон крайних отсеков для 14-этажных домов, равным Пр 0,006, разность осадок будет равна As 1Пр 1 0,006 19 0,114 м. При относительном сжатии просадочного лессового грунта не уплотнившегося под собственным весом в водонасыщенном состоянии, залегающего ниже грунтовой подушки Е 0,075, толщина грунтовой подушки под свободными торцами крайних отсеков должна быть меньше на величину A hi 0.114/0.075 1,5 м, т.е. под крайними отсеками грунтовую подушку выполняют переменной толщины от 4 до 5.5 м.

В соответствии с полученной расчетом толщиной подушки отрывают котлован минимальной глубиной 4 м и планируют его дно (фиг.2). Затем над скважинами отрывают местные траншеи шириной 0,6 м и глубиной 0,6 м, объединяющие 4-8 скважин в отдельные группы. Полученные траншеи засыпают фильтрующим материалом (средним, крупным и т.п. песком) с уплотнением,

После этого над фильтрующими траншеями укладывают гидроизоляционный слой из глинистого грунта.

Далее приступают к возведению грун0 товой подушки. С этой целью вначале уплотняют тяжелыми трамбовками грунт основания в средней части котлована (в том числе гидроизоляционный слой и песчаный грунт в дренажных траншеях) на глубину 1,5 м.

5 Затем по всей площадке котлована устраивают грунтовую подушку (например, путем двухслойного уплотнения) общей толщиной 4м.

При устройстве подушки переменной

0 сжимаемости путем применения различных материалов или различной степени их уплотнения, сжимаемость материалов под средней и торцовыми частями здания или коэффициенты их уплотнения подбирают

5 такими, чтобы осадки фундаментов под наружными торцами за счет повышенного сжатия подушки были на As 0,114м больше, чем в средней части здания.

После устройства грунтовой подушки

0 над серединой каждой дренирующей траншеи бурят водоводные скважины с заглублением их в траншеи. Эти скважины обсаживают трубами. Далее приступают к возведению фундаментов и жилого 14-этаж5 ного дома с проведением наблюдений за осадками фундаментов.

Дополнительное замачивание грунта производят через водоводные скважины после нагружения грунта весом здания, т.е.

0 после возведения 10-12 этажей, и производят до завершения монтажа конструкций или до условной стабилизации осадки упрочняемого грунтового массива.

Проверка предлагаемого способа уп5 рочнения просадочного грунта осуществлялась на строительстве 14-этажных кирпичных домов в Запорожье (рассмотренных в примере). Возведение грунтовой подушки переменной сжимаемости позволило

0 снизить разность осадок торцов здания до 41 мм, а продольный кре н отсеков до 0,00126, что в 4 раза меньше по сравнению с кренами на основаниях равномерной сжимаемости.

5 Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает равномерные осадки крайних и средних отсеков многосекционных зданий, уменьшает возможные осадки зданий при устройстве грунтовой подушки в средней части из малосжимаемых местных грунтов, снижает стоимость и трудоемкость строительства за счет исключения конструктивных мероприятий по уменьшению толщины подушки (или степени уплотнения грунта) под наружными торцами крайних отсеков.

Ф.о рмула изобретения 1. Способ упрочнения просадочного грунта собственным весом и весом возводи- мого здания, включающий отрывку котлова- на, бурение дренирующих скважин, заполнение их фильтрующим материалом, замачивание упрочняемого грунта до прекращения его осадки под собственным ве- сом, образование над скважинами объединяющих их траншей, заполнение последних фильтрующим материалом, укладку над ним гидроизоляционного слоя, возведение грунтовой подушки, образование в ней обсаженных трубами водоводных скважин, прорезающих грунтовую подушку и заглубленных в дренажные траншеи, дополнительное замачивание грунта через водоводные скважины после нагружения грунта весом здания до стабилизации просадки упрочняемого грунта, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости, трудоемкости возведения и эксплуатационного содержания двух и более секционных зданий, образование грунтовой подушки осуществляют с ее переменной в пределах крайних отсеков возводимого здания сжимаемостью, возрастающей к внешнему торцу отсеков.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что переменную сжимаемость грунтовой подушки в пределах крайних отсеков осуществляют путем уменьшения ее толщины к внешнему торцу на величину, определяемую из зависимости

А Ь| (Змакс - SMHH)/Ј ,

где Бмакс и Змин - соответственно усредненные максимальные и минимальные осадки торцов крайних отсеков;

е - среднее относительное сжатие во- донасыщенного грунта, залегающего ниже подушки от собственного веса и веса здания.

3.Способ попп.1 и2,отличающий- с я тем, что переменную сжимаемость грунтовой подушки в пределах крайних отсеков выполняют из двух слоев разной сжимаемости: у смежных торцов - с пониженной, а у крайних - с повышенной сжимаемостью, причем слой с повышенной сжимаемостью в продольном сечении имеет вид сужающегося к торцу смежных отсеков клина.

4.Способ по пп.1-3, отличающий- с я тем, что переменную сжимаемость грунтовой подушки в пределах крайних отсеков осуществляют путем образования в ней двух слоев с разной степенью уплотнения, причем уплотненный слой у смежных торцов отсеков имеет повышенную плотность относительно слоев у крайних торцов, а слой с пониженной степенью уплотнения в продольном сечении имеет ступенчато уменьшающуюся к внешнему торцу отсеков толщину.

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на присадочных грунтах с их упрочнением под собственным весом и весом возводимого здания при замачивании. Цель изобретения - снижение стоимости, трудоемкости возведения и эксплуатационного содержания двух и более секционных зданий. Это достигается образованием грунтовой подушки с ее переменной в пределах крайних отсеков возводимого здания сжимаемостью, возрастающей к внешнему торцу отсеков. Переменную сжимаемость подушки осуществляют путем уменьшения ее толщины к внешнему торцу на величину, равную частотному отделения разности максимальной и минимальной осадок торцов крайних отсеков на среднее относительное сжатие водо- насыщенного грунта, залегающего ниже подушки от собственного веса и веса здания. Переменную сжимаемость подушки также возможно выполнять из двух слоев разной сжимаемости: у смежных торцов - с пониженной, а у крайних - с повышенной сжимаемостью, при этом слой с повышенной сжимаемостью в продольном сечении имеет вид сужающегося к торцу смежных отсеков клина. Переменная сжимаемость подушки может быть осуществлена и путем образования в ней двух слоев с разной степенью уплотнения, причем уплотненный слой у смежных торцов отсеков имеет повышенную плотность относительно слоев у крайних торцов, а слой с пониженной степенью уплотнения в продольном сечении имеет ступенчато уменьшающуюся к внешнему торцу отсеков толщину. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. Ё s ю о ы (

tf

о

Ј

&

ъ

Фиг.1

Фиг.2

Уf 3 о о Ј о NT

If --7 о о «. « 7р о оХ:

- 0 о7 «, Г °

±

ФигЛ

.J