Лекция 5. ПОВЕРХНОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВ ТЯЖЕЛЫМИ ТРАМБОВКАМИ
Уплотнение грунта тяжелыми трамбовками применяется для маловлажных, природных и насыпных грунтов, в том числе и глинистых, при условии, что степень влажности (степень заполнения пор водой) не превышает — 0,7. В зависимости от начального значения коэффициента пористости грунта или его плотности величина понижения трамбуемой поверхности может колебаться в пределах 40—60 см, в том числе:
— для малопористых лессовых просадочных грунтов 20—40 см;
— для песчаных грунтов 10—20 см.
Независимо от результатов расчета ширина полосы уплотняемого основания по периметру фундамента за пределами его контура принимается: — не менее 0,2 м для суглинков, глин; — 0,3 м для пылеватых супесей, рыхлых песков и насыпных грунтов. При высоком уровне грунтовых вод уплотнение тяжелыми трамбовками неэффективно.
Трамбование сопровождается понижением поверхности. Величина понижения уменьшается по мере увеличения числа ударов и после некоторого числа ударов наблюдается постоянная величина понижения.
Уплотнение производится таким числом ударов, при котором наблюдается отказ.
Уплотнение до отказа характеризуется окончанием процесса формирования уплотненного ядра. Дальнейшее трамбование после получения отказа приводит к выпиранию грунта у поверхности уплотняемого основания.
Величина отказа устанавливается опытным уплотнением. Ориентировочная величина отказа принимается равной: — для глинистых грунтов 1—2 см; — для песчаных 0,5—1 см.
Количество ударов для уплотнения до отказа зависит от начального значения плотности грунта и составляет от 5 до 12 ударов и в отдельных случаях более 14 ударов.
Уплотнение грунта трамбованием производится с помощью трамбующих плит, подвешенных к стреле крана или экскаватора. Способом трамбования уплотняют связные и глинистые грунты с толщиной отсыпаемого слоя 0,8—1,5 м. Уплотнять несвязанные грунты трамбующими машинами нецелесообразно, так как вблизи от места удара грунт разуплотняется. Плита круглой или продольной формы в плане, площадью 1 м2 и весом 0,8—1,5 т падает с высоты 1,2—2 м и уплотняет за 3—6 ударов по одному месту слой толщиной до 1,5 м. Для уплотнения несвязанных грунтов применяются прицепные катки вибрационного действия. Ширина полосы 1,4—1,8, а толщина уплотняемого слоя 50—140 см.
Грунт считается уплотненным, когда значение плотности составляет т/м для:
— суглинков макропористых просадочных 1,55—1,6;
— песков 1,6;
— глин в зависимости от влажности 1,5—1,75.
Если по данным лабораторных определений влажность грунта меньше оптимальной, производится искусственное доувлажнение. Заливка котлована водой производится равномерно по всей площади уплотняемого основания.
Для обеспечения быстрого просачивания воды в уплотняемый слой грунта поверхность дна котлована взрыхляется на глубину 0,1—0,15 м. В отдельных случаях, когда необходимая толщина слоя уплотняемого грунта в основании не может быть получена имеющимися в наличии трамбовками, уплотнение производится в 2 слоя. Котлован отрывается ниже проектной отметки на 1,5—2 м. Затем уплотняется до отказа вскрытый слой грунта. После обратной засыпки с превышением проектной на величину понижения трамбуемой поверхности (примерно 0,5 м) уплотняется в установленном порядке отсыпанный слой.
Общая толщина уплотняемого слоя при таком способе может достигнуть 2,5—3,5 м.
Для контрольного определения толщины уплотняемого слоя отрывается шурф с тем, чтобы иметь возможность отбирать монолиты через 0,25 м по глубине как уплотненного, так и неуплотненного грунта. Для каждого монолита определяется весовая влажность, удельный и объемный вес, границы пластичности для глинистых грунтов и гранулометрический состав для песчаных.
Результаты опытного уплотнения оформляются актом. Последний должен содержать данные о необходимом количестве ударов уплотнения до отказа и величину недобора до проектной отметки заложения фундаментов. К акту должны быть приложены журналы трамбования грунта в опытном котловане, графики понижения трамбуемой поверхности в зависимости от числа ударов. К акту прилагаются результаты определения влажности и плотности грунта до и после уплотнения.