13.3. ГЛУБИННОЕ ВИБРАЦИОННОЕ УПЛОТНЕНИЕ РЫХЛЫХ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

13.3.1. Общие положения

Способ глубинного вибрационного уплотнения применяется в рыхлых песчаных грунтах на глубину свыше 1,5 м в условиях естественного залегания, а также при укладке грунта в насыпи, обратной засыпке пазух котлованов и осуществляется виброустановками ВУУА-4 и ВУУП-6 ВНИИГСа, гидровибрационной установкой С-629 ВНИИстройдормаша, глубинными вибраторами С-825 и С-826, применяемыми при бетонных работах, а также имеющимися в СССР зарубежными машинами типа «Виброфлот».

Выбор средств уплотнения зависит от грунтовых условий, характера и назначения проектируемых зданий и сооружений, наличия оборудования и других необходимых ресурсов для производства работ, а также от результатов сравнения технико-экономических показателей.

13.3.2. Исходные данные для проектирования и расчета

Для составления проекта глубинного вибрационного уплотнения рыхлых песчаных грунтов необходимы следующие данные:

  • – план застраиваемого участка с указанием расположения возводимых сооружений и геологических выработок (скважин, шурфов);
  • – геологические разрезы, результаты испытаний грунтов, слагающих площадку, с описанием их физико-механических характеристик, уровни подземных вод;
  • – план фундаментов зданий и сооружений, их поперечные разрезы с указанием глубин заложения фундаментов и их конструкций, чертежи полов на нулевой отметке (или полов подвалов);
  • – величины действующих на фундамент нагрузок;
  • – сведения о технических ресурсах, имеющихся в строительной организации (кранах, бульдозерах, экскаваторах, виброустановках и т.д.).

Проект глубинного вибрационного уплотнения рыхлых песчаных грунтов основания должен содержать, кроме перечисленных выше, следующие материалы и сведения:

  • – план и разрезы фундаментов (полов) зданий и сооружений, под которыми выполняется уплотнение, с указанием площади и глубины уплотняемой зоны с привязкой к высотным отметкам здания или сооружения;
  • – данные о требуемой плотности грунта на нижней границе уплотнения и о расчетном сопротивлении уплотненного грунта;
  • – сведения об оптимальной влажности уплотняемого грунта и количестве воды, требуемой на 1 м3 грунта при его доувлажнении до оптимальной влажности;
  • – данные об оборудовании или механизмах для производства работ по глубинному вибрационному уплотнению грунта, данные о толщине уплотняемого слоя, числе погружений виброуплотнителя в одной точке и его типе, о размере шага перестановки вибропогружателя;
  • – метод контроля за качеством работ и сведения о необходимом объеме опытных работ;
  • – ведомость объемов работ и экономические показатели (сметы).

13.3.3. Методы расчета

Основными расчетными характеристиками при проектировании глубинного вибрационного уплотнения рыхлых песчаных грунтов являются: расстояние между точками погружения виброуплотнителя, глубина уплотнения, плотность сухого грунта в пределах всей глубины уплотненного массива, продолжительность цикла уплотнения. Эти характеристики определяются в процессе проведения опытных работ по глубинному вибрационному уплотнению рыхлых песчаных грунтов па опытном участке.

Для предварительных расчетов расстояние между точками погружения уплотнителя можно принимать 2—3 м, а сами точки располагать в соответствии со схемой, приведенной на рис. 13.25.

Схема разбивки точек виброуплотнения и глубинного рыхления при уплотнении песчаных грунтов с предварительным рыхлением
Рис. 13.25. Схема разбивки точек виброуплотнения и глубинного рыхления при уплотнении песчаных грунтов с предварительным рыхлением
I — точки глубинного рыхления; II — точки глубинного уплотнения; 1—5 — оси разбивки

Глубину уплотнения в этом случае следует принимать в соответствии с технической характеристикой применяемого уплотнителя.

Для тех же расчетов плотность сухого грунта ρd в пределах всей глубины уплотненного грунтового массива следует определять по рис. 13.26, в зависимости от показателя крупности песка Kd. По этому же графику определяется коэффициент пористости песчаного грунта после уплотнения еcom виброустановкой ВУУП-6. Значение показателя еcom уточняется по результатам глубинного виброуплотнения на опытном участке строительной площадки.

При предварительном расчете песчаных оснований, уплотняемых виброустановкой ВУУП-6, по деформациям и несущей способности значения модулей деформации, углов внутреннего трения и сцепления принимаются по таблицам СНиП 2.02.01-83 при коэффициенте пористости е, равном еcom.

Продолжительность цикла уплотнения в зависимости от характеристики уплотняемого грунта для предварительных расчетов уплотнения виброустановкой ВУУП-6 следует принимать по табл. 13.30, а режим уплотнения — по рис. 13.27, из которого следует, что полный цикл уплотнения песчаного грунта в одной точке состоит из четырех—пяти чередующихся погружений и извлечений уплотнителя.

Определение плотности сухого грунта и коэффициента пористости песка различной крупности после уплотнения
Рис. 13.26. К определению плотности сухого грунта и коэффициента пористости песка различной крупности после уплотнения его виброустановкой ВУУП-6
Примерный график виброуплотнения песка
Рис. 13.27. Примерный график виброуплотнения песка
1 — средней крупности; 2 — мелкого; Н — глубина погружения уплотнителя; t — продолжительность цикла уплотнения

ТАБЛИЦА 13.30. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЦИКЛА УПЛОТНЕНИЯ ПЕСКА С ОДНОЙ СТОЯНКИ ВИБРОУСТАНОВКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРИСТИКИ УПЛОТНЯЕМОГО ГРУНТА

Грунты Продолжительность цикла, мин
Пески естественного сложения:
   мелкие и средней крупности
   крупные
 
15
12
Искусственно образованное основание из песков:
   мелких и средней крупности
   крупных
 
13
10

Примечание. Расстояние между точками погружения уплотнителя составляет 2—3 м.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения