Предпостроечное уплотнение слабых водонасыщенных грунтов

17.2.1 Принятые к производству работ проектные решения по предпостроечному уплотнению слабых водонасыщенных грунтов для ускорения протекающего во времени процесса их консолидации временной пригрузочной насыпью должны содержать:

а) для всех способов предпостроечного уплотнения слабых водонасыщенных грунтов - требования 17.1.1, а;

б) при предпостроечном уплотнении слабых водонасыщенных грунтов временной пригрузочной насыпью (без дрен и прорезей) - план участка с указанием его контура, величину, форму и размеры временной пригрузочной насыпи, конструкции и план расположения поверхностных и глубинных марок, расчетную величину конечной осадки основания от временной пригрузочной насыпи и величину упругого подъема после снятия нагрузки, схему производства работ по устройству и снятию пригрузочной насыпи с указанием применяемого оборудования, режим нагружения и снятия временной нагрузки;

в) при предпостроечном уплотнении слабых водонасыщенных грунтов временной пригрузочной насыпью с вертикальными дренами - все требования 17.2.1, б, а также тип и план расположения вертикальных дрен, сечение песчаных и конструкция заводских дрен, расстояние между осями дрен (шаг), вид и состав засыпаемого дренирующего материала, схему производства работ по погружению дрен с указанием применяемого оборудования и механизмов;

г) при предпостроечном уплотнении слабых водонасыщенных грунтов временной пригрузочной насыпью с дренажными прорезами - все требования 17.2.1, б, а также план расположения дренажных прорезей, расстояние между их осями (шаг), их глубину и ширину, механизмы для устройства и способ их проходки, вид и состав засыпаемого дренирующего материала;

д) при предпостроечном уплотнении слабых водонасыщенных грунтов с помощью известковых колонн - все требования 17.2.1, б, а также план расположения вертикальных известковых колонн, расстояние между их осями (шаг), глубину и их диаметр, состав негашеной извести и необходимые добавки, технологические параметры и последовательность устройства известковых колонн, механизмы для их устройства;

17.2.2 Временную пригрузочную насыпь следует выполнять путем отсыпки сухого грунта с фильтрующей прослойкой или намыва песка с соблюдением требований:

а) песчаный дренирующий слой должен быть толщиной 0,4 - 0,5 м;

б) величина временной пригрузки (огрузка) на основание фундаментных плит или сооружений, которая назначается в зависимости от предельно допустимой средней осадки для данного сооружения или принимается равной эксплуатационной с превышением на 10 % для практического отсутствия осадок при последующем строительстве и эксплуатации, при этом степень консолидации в расчетах следует принимать равной 90 %;

в) размеры временной пригрузочной насыпи по верху должны превышать размеры здания или сооружения в каждую сторону не менее чем на 0,5b (b - ширина ленточного, столбчатого фундамента) и не менее чем на 1,5 м больше ширины и длины плитного фундамента или размеров здания и сооружения;

г) заложение откосов насыпи следует определять в соответствии с применяемыми в практике проектирования методами устойчивости откосов, основанием которых служат слабые водонасыщенные грунты в нестабилизированном состоянии.

17.2.3 Предпостроечное уплотнение оснований рекомендуется производить в целях увеличения их несущей способности и уменьшения последующих осадок сооружений до величин, предусмотренных действующими нормами, а также диктуемых особенностями конструкций возводимых сооружений.

Предпостроечное уплотнение производится в тех случаях, когда по результатам расчетов естественные основания не удовлетворяют требованиям действующих норм, а применение свайных фундаментов либо других способов инженерной подготовки площадки строительства оказывается неэффективным в технико-экономическом отношении.

17.2.4 Предпостроечное уплотнение применяют при строительстве сооружений, имеющих развитую площадь опирания на грунт, - зданий на сплошной фундаментной плите, резервуаров, элеваторов, полов промышленных сооружений с большими эксплуатационными нагрузками и т.п., причем могут быть приняты любые конструктивные схемы зданий и сооружений, в том числе особо чувствительные к неравномерным осадкам.

17.2.5 Ускорение уплотнения слабых оснований при инженерной подготовке территории применяют в целях обеспечения надежности коммуникаций, жестких дорожных покрытий, а также для снятия негативных (отрицательных) сил трения со свайных фундаментов капитальных строений.

17.2.6 Вертикальные дрены используются при наличии в основании слабых водонасыщенных глинистых грунтов толщиной более 3 м. Возможно также уплотнение временной пригрузкой основания большей толщины без применения дрен. Выбор варианта уплотнения определяется на основе технико-экономических расчетов и сроков строительства.

17.2.7 Предпостроечное уплотнение оснований, сложенных слабыми грунтами, с применением вертикальных дрен производится в соответствии с рабочим проектом и ППР при постоянном контроле качества уплотнения.

Проект производства работ по уплотнению грунтов с применением вертикальных дрен составляется в соответствии с действующими нормативными документами с учетом требований по технологии производства работ, а также указаний о выборе применяемого оборудования и правил техники безопасности.

17.2.8 В проекте предпостроечного уплотнения грунтов основания сооружения должны быть указаны:

план расположения дрен (в вершинах квадратов или равносторонних треугольников) с указанием расстояния между их осями и план расположения поверхностных и глубинных марок или приборов других систем для измерения осадок основания; шаг дрен рассчитывается на основании заданного времени при степени консолидации основания, равной 90 %;

разрезы по уплотненному основанию с указанием его геологического строения с нанесенными на них дренами, причем отметку низа дрены назначать на глубине не менее 90 % величины толщи слабого грунта при наличии дренирующего подстилающего слоя;

схема производства работ по погружению дрен, устройству и снятию временной насыпи с указанием необходимого оборудования и календарный план производства работ.

17.2.9 В проекте инженерной подготовки территории должен указываться объем песка для планировки территории с учетом необходимого строительного подъема.

17.2.10 Песчаные дрены изготовляются путем засыпки песка в вертикальную скважину, изготовленную в грунте. Вертикальные песчаные дрены, обычно диаметром от 150 до 600 мм и расположенные на расстоянии от 1 до 6 м между их центрами, изготавливаются либо путем погружения закрытого пробойника для изготовления скважины в грунте, либо с использованием водяной струи для образования скважины.

17.2.11 Дрены, изготовляемые с помощью пробойника, обычно устраивают значительно быстрее, но при этом может быть нарушен и ослаблен окружающий грунт, в результате чего условия дренажа могут быть ухудшены. В результате применения водяной струи образуются дрены неправильной формы, и, таким образом, трудно определить их действительный размер и соответственно эффективный радиус. При проходке скважин с помощью водяной струи особое внимание должно быть уделено размещению вымытого струей грунта с тем, чтобы избежать загрязнения окружающего пространства, протекающих рядом рек, близлежащих озер и водоемов. Чтобы исключить заклинивание песка во время его засыпки в дрену, избежать образования пустот и проседаний необходимо укладывать в скважину водонасыщеннный песок.

17.2.12 Дрены заводского изготовления должны содержать сердечники прямоугольного, трапециевидного или круглого поперечного сечения. Сердечник должен быть с каналами для тока воды, прочным и не разрушаться на глубине от давления грунта. В качестве оберточного материала используется специальным образом обработанная бумага и нетканые материалы, изготовленные из полипропилена, полиэстера, полиэтилена.

Оборудование для погружения в грунт дрен заводского изготовления должно быть достаточно мощным, чтобы обеспечить вдавливание и выдергивание сердечника.

17.2.13 При устройстве песчаных дрен выполняются следующие операции:

погружение в грунт с помощью вибропогружателя инвентарной обсадной трубы на проектную глубину;

заполнение погруженной инвентарной трубы песком или другим природным дренирующим материалом с добавлением, при необходимости, воды для обеспечения свободного выхода дренирующего материала из обсадной трубы при ее извлечении;

вибрирование инвентарной обсадной трубы с одновременным извлечением ее из грунта.

17.2.14 При невозможности погружения обсадной трубы на проектную глубину в какой-либо точке из-за наличия в грунте твердых включений обсадная труба извлекается, образованная скважина заполняется дренирующим материалом, после чего рядом осуществляется устройство дополнительной дрены.

17.2.15 Извлечение обсадной трубы из грунта осуществляется при работающем вибраторе с постоянной скоростью, примерно равной 10 м/мин. Выключение вибратора производится в момент, когда в грунте остается нижний конец трубы длиной не более 0,5 м.

17.2.16 При качественном изготовлении дрены объем дренирующего материала, остающегося на поверхности после извлечения трубы из грунта, не должен превышать 5 % объема дрены.

17.2.17 После завершения работ по устройству вертикальных дрен осуществляется послойная отсыпка нагрузочной насыпи. Толщина отдельных слоев насыпи не должна превышать 1,5 м.

17.2.18 При уплотнении слабых водонасыщенных грунтов на больших площадях нагрузочную насыпь рекомендуется выполнять на отдельных участках с последующим перемещением материала насыпи на соседние участки. Размеры отдельных участков следует назначать из условий эффективного использования технических средств.

17.2.19 Указания по особенностям производства работ по устройству вертикальных дрен в зимнее время приведены в приложении Л.

17.2.20 При устройстве сооружений большой площади на слое сильносжимаемых водонасыщенных глинистых грунтов толщиной до 6 м для вертикального дренажа значительно экономичнее вместо многочисленных вертикальных песчаных дрен устраивать вертикальные песчаные прорези.

17.2.21 Вертикальные дренажные прорези представляют собой траншеи глубиной до 5,5 м и шириной 20 - 80 см, засыпанные дренирующими материалами (обычно песком). Над вертикальными дренирующими прорезями отсыпают горизонтальную дренирующую (песчаную) подушку.

17.2.22 Возможно совместное устройство вертикальных дренажных прорезей (на небольшую глубину) и вертикальных дрен. При таком сочетании быстро уплотняемая верхняя толща слабых грунтов служит как бы «жесткой плитой», которая равномерно «садится» в процессе отжатия воды из глубоких слоев в вертикальные дрены.

17.2.23 Предпостроечное уплотнение слабых водонасыщенных грунтов с помощью известковых колонн с наибольшим эффектом может быть использовано для стабилизации заиленных глин с низкими показателями пластичности, а также глинистых отложений, покрытых водой или заросших болотной растительностью при небольших коэффициентах заторфованности (менее 8 %).

17.2.24 В соответствии с ППР на строительной площадке должны быть заранее выполнены следующие работы:

все материалы: щебень, бетон, асфальт и лесоматериалы должны быть удалены со строительной площадки;

должна быть устроена площадка, на которой будет действовать специальное оборудование для глубинной стабилизации, путем засыпки и планировки песчаного слоя или другого дренажного материала толщиной 0,4 - 0,5 м;

разметка точек для устройств известковых колонн на спланированном дренирующем слое;

подготовительные работы, включающие снабжение энергией, транспортирование стабилизирующего агента и подачу сжатого воздуха на строительную площадку;

организация работ должна обеспечивать непрерывную подачу стабилизирующего агента в процессе производства работ.

17.2.25 При устройстве грунтовых колонн, стабилизированных известью, выполняются следующие работы:

ввинчивание бура в грунт на глубину, соответствующую длине колонны;

порошкообразная негашеная известь и необходимые добавки подают в грунт под давлением сжатого воздуха через отверстие, расположенное непосредственно над горизонтальной лопастью бура в то время, как бур вращается в обратном направлении и одновременно поднимается вверх;

для того чтобы гарантировать тщательное перемешивание стабилизирующего агента с грунтом, скорость подъема инструмента должна быть отрегулирована так, чтобы составлять 1/5 скорости, при которой бур ввинчивается в грунт;

подача стабилизирующего агента должна быть остановлена в тот момент, когда бур находится на глубине 0,5 м от поверхности грунта.

Если грунтовые включения, присутствующие в подстилающем слое, препятствуют проникновению бура на заданную глубину, бур должен быть извлечен с одновременной стабилизацией этой небольшой по размеру колонны, и дополнительная колонна должна быть сделана и стабилизирована рядом.