Требования к грунтам оснований
Естественные основания должны удовлетворять следующим основным требованиям:
• иметь достаточную несущую способность
(прочность на одноосное сжатие);
• обладать небольшой и равномерной сжима
емостью,обеспечивающей равномерную осадку здания;
большие и неравномерные осадки могут привести к по
вреждениям и даже разрушению здания;
• не подвергаться пучению(увеличению в объеме)
при промерзании; в соответствии с этим фактором выбира
ют глубину заложения фундамента и его конструкцию;
• обладать неподвижностью(не допускать про
садок и оползней); просадки могут произойти при недо
статочной мощности слоя грунта, принятого за основа
ние, если под ним располагается грунт, имеющий мень
шую прочность (более слабый грунт); оползни могут
иметь место при наклонном расположении пластов грун
та, ограниченных крутым откосом или косогором;
• не обладать свойством ползучести,т.е. спо
собностью к длительной незатухающей деформации под
нагрузкой;
• не размываться и не растворяться грунтовы
миводами, что приводит к снижению прочности основа
ния и появлению непредусмотренных осадок.
Таким образом, основным качеством, которым должно обладать грунтовое основание, является надежность.Под надежностью основания понимают его способность воспринимать все внешние воздействия в течение заданного срока с обеспечением нормальной эксплуатации здания.
Факторы, определяющие надежность оснований:
• соответствие принятой схемы и метода расчета
основания действительным условиям его работы;
• достоверность описания инженерно-геологиче
ских условий строительства, составляемого в процессе
полевых изысканий и обследований;
• достоверность исходных данных о физико-меха
нических характеристиках грунтов оснований;
• достоверность сведений о нагрузках и воздей
ствиях, которым подвергаются основания сооружений
при эксплуатации;
• правильность реализации проектных решений в
ходе строительства, обеспечиваемая контролем за каче
ством и соблюдением предусмотренной технологии про
изводства работ.
8.3. Искусственные основания
В случаях, когда грунт на участке строительства не удовлетворяет предъявляемым требованиям, а здание необходимо возводить именно на этом участке, устраивают искусственное основание.Такие основания устраивают путем их искусственного упрочнения или заменой слабого грунта более прочным. Упрочнение грунта может осуществляться различными способами.
Поверхностное уплотнениегрунта достигается трамбованием пневматическими трамбовками (иногда с втрамбованием щебня) или трамбовочными плитами массой более 2 т, падающими с высоты 3-4 м. Для уплот-
нения больших площадей грунт укатывают катками массой 10-15 т. Для уплотнения песчаных и пылеватых грунтов используют поверхностные вибраторы.
Силикатизацияприменяется для закрепления (упрочнения) мелких и пылеватых песков (плывунов). Для этого в песчаный грунт с помощью инъектора поочередно нагнетают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, а для закрепления пылеватых песков - раствор жидкого стекла, смешанного с раствором фосфорной кислоты. В результате нагнетания указанных растворов грунт с течением времени каменеет и приобретает бо'льшую несущую способность.
Цементизация- нагнетание в грунт по трубам жидкого цементного раствора или цементного молока. По мере нагнетания раствора трубы извлекаются из грунта. После затвердевания раствора в порах грунта последний приобретает камневидную структуру и бо'льшую прочность. Цементизация применяется для укрепления граве-листых, крупных и средней крупности песков.
Метод армированиягрунтового массива основан на управляемом инъектировании под давлением расчетных объемов твердеющих растворов по специально рассчитанной объемно-планировочной схеме. Образовавшиеся при этом включения в радиусе 1,5-3 м от инъектора в процессе нагнетания расширяются за счет увеличения объема твердеющего раствора и формируют при твердении жесткий армирующий каркас.
Грунт, находящийся между включениями, уплотняется давлением раствора, приобретая улучшенные механические характеристики. Жесткий каркас из затвердевшего раствора дополнительно упрочняет уплотненный грунтовый массив. Усиленный таким образом грунт является принципиально новым природно-техногенным образованием - геотехногенным композитом, или «геокомпозитом», обладающим высокой степенью жесткости и неупорядоченной структурой (напоминающей корни дерева), в котором «матрицей» является уплотненный грунт, а армирующим скелетом - затвердевший раствор.
Метод «геокомпозит» можно использовать для любых сжимаемых дисперсных грунтов как естественного происхождения - пески, суглинки, супеси и глины, так и техногенного характера - насыпные грунты, строительный мусор и производственные отложения.
Если уплотнение и закрепление грунта затруднено, то слой слабого грунта заменяютболее прочным. Замененный слой грунта называют подушкой. При небольшой этажности зданий (небольшой нагрузке) применяют подушки из крупного или средней крупности песка. Толщина подушки должна быть такой, чтобы давление под ней не превышало несущей способности нижележащего грунта.