Влияние различных факторов

Вытрамбовывание котлованов сопровождается повышением его глубины по мере увеличения количества ударов трамбовки. В процессе вытрамбовывания котлованов происходят вертикальные и горизонтальные перемещения грунтов в пределах уплотненной зоны. Максимальная величина вертикальных перемещений наблюдается у поверхности дна котлована и с глубиной уменьшается. Горизонтальные перемещения по оси котлована равняются нулю, а по мере удаления от оси на расстояние 0,5 с увеличиваются до максимальной величины и затем вновь уменьшаются до нуля. За пределами зоны уплотнения происходит выпор грунта вверх.

Эффективность вытрамбовывания котлованов определяется в основном площадью, весом, высотой сбрасывания, количеством ударов трамбовки, а также влажностью, степенью плотности и прочности грунта. С увеличением веса и удельного статического давления на грунт, высоты сбрасывания трамбовки эффективность вытрамбовывания котлованов возрастает, а с повышением площади трамбовки снижается. По мере повышения площади трамбовки, ее ширины или диаметра, высоты сбрасывания возрастает степень разрыхления грунта на дне и особенно на стенках котлована в верхней части на глубину 0,2-0,4 м. Разрыхление грунта вызывается главным образом тем, что при падении трамбовки в котлован образуется воздушная подушка и сжатый воздух, вырываясь наружу, разрывает стенки котлована. Поэтому при больших размерах трамбовок (b>1,2 м) целесообразно предусматривать в них вертикальное отверстие диаметром 10— 20 см.
Применение трамбовок с заостренной подошвой по сравнению с плоской несколько повышает эффективность вытрамбовывания, уменьшается разуплотнение стенок котлованов за счет снижения возможного образования воздушной подушки под подошвой трамбовки.

По мере повышения степени плотности, структурной прочности, а также снижения влажности эффективность вытрамбовывания котлованов снижается и требуется большое количество ударов трамбовки для вытрамбовывания котлованов на заданную глубину. В связи с этим возможность вытрамбовывания котлованов в глинистых грунтах в зависимости от их структурной прочности ограничивается объемной массой скелета 1,65 т/м3. В насыпных глинистых грунтах понижение дна котлована за один удар трамбовки обычно в 1,3—1,8 раза больше, чем в аналогичных грунтах с природной структурой.

При низкой влажности грунтов менее чем на 0,04—0,06 влажности на границе раскатывания происходит не только снижение эффективности вытрамбовывания, но и интенсивное разуплотнение грунта на верхней части стенок котлована с частичным его обрушением. В подобных случаях для повышения связности грунтов и получения правильной формы котлованов необходимо грунт доувлажнять до начала или в процессе вытрамбовывания котлованов.

При повышенной влажности грунтов, на 0,01—0,03 превышающей влажность на грунте раскатывания, эффективность вытрамбовывания котлованов возрастает, но одновременно происходит налипание грунта на боковые грани трамбовки, засасывание трамбовки в котловане. Значительное снижение этих явлений может быть достигнуто периодической подсыпкой в котлован песка, благодаря чему на поверхности котлована в процессе его
вытрамбовывания образуется слой из песчано-глинистого грунта. Повышенная влажность грунтов оказывает неблагоприятное влияние на снижение степени плотности грунта в уплотненной зоне и несущую способность грунта в основании фундаментов.

В результате вытрамбовывания под котлованом и вокруг него образуется уплотненная зона грунта (см. рис. 57), имеющая в поперечном сечении чаще всего форму усеченного эллипса глубиной ниже дна котлована 1,5 bср и шириной около 2bр (здесь bср —ширина котлована в среднем сечении на глубине 0,5 hк. В пределах уплотненной зоны объемная масса скелета грунта с глубиной и в стороны от оси котлована уменьшается от максимального значения, соответствующего полному заполнению пор грунта водой и равного 1,75—1,95 т/м3 до природного. Максимальные размеры уплотненной зоны достигаются в грунтах с оптимальной влажностью, а максимальное значение объемной массы скелета — при пониженной на 0,02—0,04 влажности грунта.