Особенность метода устранения просадок грунтов армированием толщ элементами повышенной прочности

Метод устранения просадок грунтов армированием толщ элементами повышенной прочности основывается на учете природы прочности, просадочности и закономерностей развития просадок лессовых грунтов, а также особенностей взаимодействия уплотненных, закрепленных массивов, свай с окружающим их лессовым грунтом естественной структуры при просадке его от собственного веса.

Просадки грунтов происходят вследствие того, что прочность их при повышении влажности снижается и оказывается меньше действующего давления, т. е. возникает дефицит прочности грунта, представляющий собой разность между вертикальным давлением от собственного веса грунта и начальным просадочным давлением. Исходя из этого для исключения возможности возникновения просадок грунтов необходимо повысить прочность их на сжатие и тем самым ликвидировать дефицит прочности. Это может быть достигнуто путем введения в толщу грунта элементов повышенной прочности, хорошо работающих на сжатие и имеющих достаточно высокое сцепление и трение с окружающим грунтом (см. рис. 26).

Армирование толщ просадочных грунтов с целью повышения их прочности и несущей способности должно выполняться исходя из условия обеспечения совместной работы просадочного грунта и армирующих элементов. Для более полного использования несущей способности всех, входящих в армированный массив материалов целесообразно применять армирующие элементы с уменьшающейся от центра к краям прочностью. Подобное армирование толщ просадочных грунтов может быть выполнено по технологии глубинного уплотнения лессовых грунтов пробивкой скважин с заполнением скважин шлакобетоном, тощим бетоном или шлаком с уплотнением, созданием в толще лессовых грунтов закрепленных силикатизацией или обжигом массивов и другими методами.

Для устранения просадок грунтов в пределах деформируемой зоны от нагрузки фундаментов в основании их создается уплотненный слой путем устройства грунтовой подушки или уплотнения тяжелыми трамбовками на необходимую глубину, либо слой из закрепленного грунта. Уплотненный или закрепленный слой одновременно с этим является распределительной подушкой, обеспечивающей передачу нагрузки от фундамента на армированный массив и включение в совместную работу всех входящих в него элементов.

Расстояния между армирующими просадочную. толщу грунта элементами должны определяться исходя из условия обеспечения (см. рис. 26):
— совместной работы просадочного грунта естественной структуры 3 с уплотненным грунтом 2, расположенным вокруг армирующего элемента — набивной сваи 1, уплотненного грунта 2 со сваей 1 или просадочного лессового грунта естественной структуры с закрепленным массивом;
— прочности и несущей способности армированного массива исходя из расчетных давлений на лессовый грунт естественной структуры (начального просадочного давления рпр), уплотненного грунта в зоне 2(руп) и армирующего элемента в виде набивной сваи или закрепленного столба (рс);
— прочности и несущей способности подстилающего просадочную толщу грунта 4 по величине расчетного давления на него.

Включение в работу просадочного грунта естественной структуры, уплотненного грунта, а также увеличение прочности материала свай при устранении просадок грунтов от их собственного веса армированием позволяет увеличить расстояние между центрами, пробитых скважин в 2,0—2,5 раза. Благодаря этому, как показал технико-экономический анализ, стоимость работ по новому методу по сравнению с глубинным уплотнением пробивкой скважин и с устройством буронабивных свай снижается в 1,2 — 1,5 раза, а трудоемкость в 1,8—3,0 раза.

Армирование грунтов вертикально-расположенными элементами повышенной прочности предназначается, главным образом, для устранения возможности возникновения и развития просадок-грунтов от их собственного веса. В связи с этим данный метод применяется на просадочных лессовых грунтах со II типом грунтовых условий по просадочности для жилых и гражданских зданий и сооружений, характеризующихся: частым расположением фундаментов несущих стен; высотой до 9—12 этажей; нагрузками на ленточные фундаменты до 600—800 кН м, фундаментов в виде сплошных железобетонных плит с давлением на грунт до 0,15—0,2 МПа и т. п. Наряду с этим армирование просадочных грунтов целесообразно применять под полами, фундаментами технологического оборудования в промышленных корпусах, а также в качестве мероприятия по устранению возможных передач на свайные фундаменты дополнительных нагрузок от сил нагружающего трения при возможных просадках окружающих грунтов от собственного веса. В последнем случае под фундаментами несущих конструкций выполняют свайные фундаменты, а вокруг них создают барьерные полосы, исключающие передачу на сваи просадок окружающих грунтов от собственного веса, т. е. свайные фундаменты устраивают в армированном грунте.

Результаты исследований метода армирования толщ просадочных грунтов элементами повышенной прочности свидетельствуют о достаточно высокой его эффективности применения и о целесообразности широкого использования в практике проектирования и строительства на площадках со II типом грунтовых условий по просадочности.