Поверхностное уплотнение грунтов оснований

Для увеличения несущей способности грунтов естественного сложения может быть применено его поверхностное уплотнение. Поверхностное уплотнение грунтов основания обычно производят слоями толщиной ≤ 0,5 м, используя такие механизмы уплотнения, как поверхностные трамбовки, катки, вибротрамбовки, виброплиты и т.д.

При необходимой толщине уплотнения грунта в 2…3 м, применяют поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, массой до 2…7 т. В этом случае по уплотняемому грунту (поверхности дна котлована) производится серия ударов по одному и тому же месту до получения условного отказа. Трамбовка поднимается краном на высоту до 3…7 м и сбрасывается на уплотняемое основание (см. схему).

Схема поверхностного уплотнения грунта основания с помощью трамбовок.

Поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками применяется для сыпучих, а также лёссовых грунтов. Наибольший эффект уплотнения грунтов достигается при наличии в основании оптимальной влажности (W_опт). Оптимальная влажность грунта определяется обычно экспериментально, с использованием прибора стандартного уплотнения. Экспериментальная зависимость в виде графика изменения ρs = ρs(w) показана на ниже приведённой схеме, где ρ_s - плотность сухого грунта; W – влажность грунта; W_опт - оптимальная влажность грунта.

Последовательные удары трамбовки приводят к изменению плотности грунта основания по глубине, а также к опусканию самой поверхности. Эти закономерности иллюстрируются на графике зависимости изменения плотности сухого грунта (ρ_s) по глубине основания (Н) (см. график на схеме), с принятыми обозначениями: 1 - изменение ρ_s – до уплотнения; 2 - тоже после уплотнения; 3 - опускание поверхности грунта до 0,4…0,5 м.

Из представленного графика ρ_s = ρ_s(Н) не трудно заметить, что процесс уплотнения основания в данном случае наиболее существенен до глубины 3 м. Если необходимо уплотнить основание на больную глубину – целесообразно использовать трамбовку большей массы.

График определения максимальной плотности грунта в зависимости то его влажности. Экспериментальная графическая зависимость изменения плотности грунта по глубине основания. 1- изменение плотности до уплотнения. 2- то же после уплотнения. 3 - опускание поверхности грунта до 0,4...0,5 м.

Для связных грунтов оптимальная влажность чаще всего составляет:

W_опт = W_p + (1…3%),

где W_p – влажность грунта на границе пластичности (раскатывания).

В отдельных случаях, при решении сложных инженерных задач, при поверхностном уплотнении могут применяться трамбовки массой более 10 т.