Влияние просадок грунтов на закрепленные массивы

Влияние просадок окружающих грунтов от их собственного веса на закрепленные силикатизацией столбы изучалось Ростовским Промстройниипроектом в Элисте на опытном участке, сложенном на глубину до 24 м лессовидными просадочными суглинками, которые подстилались более плотными суглинками. Природная влажность просадочных суглинков составляла 0,08— 0,11, объемная масса скелета на глубину до 15,5 м 1,55—1,56 т/м3, а ниже 1,56—1,62 т/м3. При величине просадочной толщи 24 м расчетная просадка грунта от собственного веса составляла около 90 см.

На опытной площадке в котловане размером в плане 24X40 м было выполнено однорастворной силикатизацией закрепление двух столбов площадью в плане по 6 м2, расположенных на расстоянии 6 м один от другого. Грунт в одном из них закрепили на глубину 24 м, т. е. на всю просадочную толщу, а в другом на 15,5 м со следующими основными параметрами: плотность раствора жидкого стекла — 1,07 т/м3; удельный расход жидкого стекла — 55 кгс/м3; радиус закрепления от каждой скважины — 0,8 м; число скважин под каждую опору — 4 шт. При этом среднее значение прочности закрепленного грунта равнялось 0,33 МПа.

На закрепленной опоре, полностью прорезающей просадочную толщу, на глубине 3,5 м в шурфе был установлен опытный фундамент с размерами по подошве 1,5X2,4 м. При максимальной нагрузке на закрепленный грунт 0,25 МПа осадка фундамента до замачивания грунта равнялась 10,9 мм, что соответствует модулю деформации закрепленного грунта 35 МПа.

Замачивали закрепленные и окружающие просадочные грунты из котлована площадью 24X40 м и глубиной 0,5 м за два этапа в течение 110 суток. Наблюдения за просадками грунтов выполнялись по поверхностным и глубинным маркам.

Просадка грунта от собственного веса в средней части котлована составила 622—738 "мм, опытного фундамента на закрепленном грунте — 733—792 мм, а поверхности закрепленного столба на глубину 15,5 м от 707 до 725 мм. Полученные данные свидетельствуют о весьма существенном влиянии сил нагружающего трения, возникающих при просадках окружающих грунтов, на осадки закреплённых столбов небольшой площади в плане. Вполне очевидно, что при больших размерах в плане закрепленных столбов влияние сил нагружающего трения на них должно быть меньше и осадки их значительно уменьшились. Это подтверждается результатами испытаний закрепленных обжигом массивов в Запорожье.

Закрепленные обжигом массивы размером в плане 8X12 и 12X15 м испытывались Запорожским отделением НИИСК на площадке, сложенной на глубину 20 м просадочными суглинками и супесями с расчетной величиной просадки грунтов от собственного веса около 50 см.

Закрепляли грунты на всю величину просадочной толщи с перекрытием отдельных обожженных столбов.


Замачивали обожженные массивы из котлована размером в плане 20X20 м, от которого вследствие развития просадок грунтов от собственного веса по коротким сторонам обожженных массивов возникали силы нагружающего трения.

Эпюра просадок поверхности грунта
Рис. 23. Эпюра просадок поверхности грунта в котловане (1), возле уплотненного массива (2) и буронабивных свай С-1 и С-2 (по данным Гупаленко В. И. и Руденко А. А.).

В результате просадок грунтов в котловане до 300 мм происходили осадки обожженных массивов, величины которых со стороны котлована для замачивания составили 60—80 мм, и распространялись практически по всей длине обожженных массивов. При этом характер осадок поверхности этих массивов был аналогичен осадке уплотненных массивов при их одностороннем замачивании (см. рис. 23).

Данные наблюдений за глубинными марками показали, что сжатие закрепленных обжигом грунтов происходило, начиная с глубины 6—8 м, без появления существенных осадок подстилающего слоя, сложенного плотными красно-бурыми суглинками.

Анализ кривых распространения просадок грунтов в стороны от котлована показал, что в пределах закрепленных массивов величины их оказались в 2—3 раза меньшими по сравнению с грунтом естественной структуры.

Результаты выполненных исследований позволили установить, что при просадках окружающих грунтов происходит взаимодействие их с закрепленными массивами, вследствие чего на них передаются дополнительные нагрузки от нависания окружающего
грунта и закрепленные силикатизацией и обжигом массивы, также как и уплотненные массивы, получают дополнительные осадки, которые должны учитываться при проектировании.