Эффективность уплотнения

Эффективность уплотнения просадочных грунтов предварительным замачиванием прежде всего определяется временем промачивания всей просадочной толщи и созданием наиболее оптимальных условий для самоуплотнения грунтов. Наиболее существенно ускоряются промачивание грунтов и стабилизация просадочных деформаций при устройстве дренажных скважин. Благодаря наличию дренажных скважин, заполненных дренирующим материалом (средним, крупным песком, гравием, щебнем и т. п.) и расположенных на расстояниях (10—25) d (d — диаметр скважин), достигается достаточно равномерное и более интенсивное промачивание грунтов, сокращается зона растекания воды в стороны, обеспечивается возможность выхода через них воздуха из толщи грунта при выжимании его водой, снижается возможность переувлажнения грунта до полного водонасыщения, ускоряется отток из грунта свободной воды после прекращения замачивания и, тем самым, снижается влажность грунтов, особенно в верхней части замачиваемой толщи. Все это способствует созданию наиболее благоприятных условий для самоуплотнения просадочных грунтов от их собственного веса.

По данным выполненных исследований и опыта применения предварительного замачивания, устройство дренажных скважин сокращает время промачивания толщи грунта в 1,3—1,6 раза, приводит к увеличению просадок грунтов в 1,1—1,4 раза и ускоряет снижение влажности в верхней части после прекращения замачивания.

В процессе длительного и непрерывного замачивания грунтов на поверхности котлована образуется глинистая прослойка толщиной до 1—3 см, которая в значительной мере снижает инфильтрацию воды. Достаточно эффективным мероприятием по снижению кольматации дна котлована при отсутствии дренажных скважин является устройство дренирующего слоя толщиной 6— 10 см из песчаного грунта. При наличии на дне котлована песчаного слоя в процессе замачивания хотя и происходит заиливание его глинистыми частицами, но тем не менее фильтрационная способность сохраняется достаточно высокой.

Наиболее благоприятные условия проявления просадок грунтов от собственного веса создаются в случаях, когда степень влажности их повышается до 0,75—0,85. При этой степени влажности прочностные и деформационные характеристики просадочных грунтов снижаются до минимально возможных величин, а частичное заполнение пор грунта воздухом способствует относительно быстрому протеканию деформаций уплотнения. В случае полного заполнения пор грунта водой консолидация водонасыщенного грунта связана с отжатием избыточной воды и протекает в более длительные сроки.

Оптимальные условия для самоуплотнения просадочных грунтов в процессе предварительного замачивания обеспечиваются разрывом сплошного фильтрационного потока путем перерывов в подаче воды, устройства дренажных скважин. В этом отношении характерен опыт уплотнения просадочных грунтов на площадке строительства пятиэтажного крупнопанельного жилого дома в Запорожье (рис. 70). Предварительное замачивание выполнялось в котловане размером в плане 16 X112 м, состоящим из двух карт, в несколько этапов, причем на каждом из них вода из-за ее недостатка подавалась с перерывами на 2—3 дня. Просадка грунта от собственного веса началась через 10—12 дней после начала замачивания и достигла максимальной интенсивности развития (7 мм/сутки) к концу первого этапа замачивания. После прекращения 1-го этапа замачивания, когда в котлован было подано около 0,7—0,8 расчетного количества воды, интенсивность просадок возросла до 9 мм/сутки и происходили они, в основном, за счет сжатия слоев с глубины 12—15 м при стекании воды вниз. Повторное замачивание грунтов на втором и третьем этапах не приводило к повышению интенсивности развития просадок в процессе замачивания и некоторое повышение скорости просадок наблюдалось лишь после прекращения подачи воды, т. е. когда создавались наиболее оптимальные по степени влажности условия для самоуплотнения грунтов.

Существенное влияние на эффективность уплотнения просадочных грунтов предварительным замачиванием оказывают площадь, и главным образом, ширина одновременно замачиваемых котлованов. Значительное повышение эффективности уплотнения просадочных грунтов предварительным замачиванием на небольших площадях может быть достигнуто путем устройства по периметру глубинных прорезей или части расположенных скважин по аналогии с ускоренным замачиванием опытных котлованов для определения типа грунтовых условий по просадочности.

При уплотнении просадочных грунтов предварительным замачиванием необходимо также учитывать зависимость просадок грунтов от собственного веса, глубины котлованов, приводящей к разгрузке грунта, снижению возможных просадок и степени уплотнения грунта. В связи с этим для повышения эффективности уплотнения просадочных грунтов предварительным замачиванием котлованы для заливки воды целесообразно отрывать минимальной глубины.