Возведение каменных зданий в особых условиях

     
ВОЗВЕДЕНИЕ КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

Здания на просадочных грунтах

При возведении каменных зданий на сильносжимаемых и просадочных грунтах конструктивные решения, как правило, претерпевают незначительные изменения. Все внимание уделяется соответствующей подготовке оснований и фундаментов.

Существуют следующие способы устройства оснований и фундаментов под здания с каменными стенами на просадочных грунтах:

возведение ленточных и прерывистых фундаментов в вытрамбованных полостях;

устройство столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах с втрамбовыванием в их дно жесткого бетона, щебня, гравия или песчано-гравийной смеси;

поверхностное уплотнение грунта тяжелыми трамбовками с использованием навесного оборудования к экскаваторам и кранам;

устранение просадок грунтов за счет пробивки скважин с последующим заполнением их уплотняемым грунтом, шлакобетоном, цементогрунтом и др.;

закрепление грунтов химическим или термическим способом;

уплотнение грунтов предварительным замачиванием;

применение рациональных конструкций забивных или

набивных свай повышенной несущей способности.

Для устранения просадочности грунтов 1-го типа довольно широко используются методы их уплотнения тяжелыми трамбовками диаметром 1,4...1,8 м и массой 4...6 т, устройство грунтовых подушек или устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах.

Вытрамбовывание котлованов и поверхностное уплотнение грунтов основания тяжелыми трамбовками, навешенными на стрелу крана или экскаватора (рис.1), является самым простым и достаточно эффективным способом, имеющим достаточно широкое распространение. При такой технологии под подошвой фундамента создается слой непросадочного или малосжимаемого грунта толщиной до 3 м.

Рис.1. Подготовка оснований под здание на просадочных грунтах:

а - вытрамбовывание котлованов; б - поверхностное уплотнение грунта тяжелыми трамбовками

Наибольшая эффективность достигается при уплотнении грунта оптимальной влажности. Поэтому влажный грунт перед уплотнением подсушивается, а сухой - увлажняется.

При большой толщине просадочного грунта (5 м и более) втрамбовывание и поверхностное уплотнение не гарантируют сохранность возводимого сооружения в период его эксплуатации. Поэтому в таких условиях рекомендуется осуществлять глубинное укрепление грунтов путем устройства скважин и последующего заполнения их грунтом или цементогрунтом с послойным трамбованием. В обоих случаях скважины устраиваются без выемки грунта.

При устройстве грунтовых свай (рис.2) с помощью гидравлического молота сначала забивается, а затем вынимается обратно металлический штамп-лидер. В полученную скважину засыпается и уплотняется тем же штамп-лидером грунт или песчаногравийная смесь.

Рис.2. Уплотнение грунта сваями:

а - грунтовыми; б - цементно-грунтовыми; I - выштамповывание скважины металлическим лидером; II - заполнение скважины песчано-гравийной смесью; III - утрамбовывание скважины лидером; IV, V - погружение буровой штанги и раскрытие лопастей; VI - образование цементно-грунтовой сваи

Устройство цементно-грунтовых свай показано на рис.2, б. По этой технологии в грунт погружается буровая штанга с режущими и перемешивающими лопастями. При обратном подъеме штанги нагнетается водоцементная суспензия, лопасти раскрываются, грунт перемешивается с суспензией и в дальнейшем затвердевает, образуя довольно прочную сваю.

На площадках с просадочными грунтами можно применять как грунтовые, так и цементно-грунтовые сваи. В отдельных случаях могут быть использованы методы уплотнения просадочных грунтов глубинными взрывами или химическое и термическое закрепление грунтов (силикатизацией и обжигом).

Существует также ускоренный способ уплотнения лессовых просадочных грунтов с предварительным замачиванием и использованием энергии глубинных взрывов. Предварительное замачивание осуществляется через специальные дренажные поглощающие скважины. Затем замоченный грунт с ослабленными внутренними связями, но еще сохраняющий свою структуру, подвергается многократному воздействию взрывных волн, равноценному воздействию землетрясения силой до 12 баллов.

Выполненные многократно в строгой последовательности такие волны оказывают существенное уплотняющее воздействие на просадочные грунты. За счет этого процесс уплотнения грунтов происходит в несколько раз быстрее, чем при обычном способе предварительного замачивания. При этом уплотнение грунта происходит равномерно по всей глубине уплотнения, а степень уплотнения повышается в несколько раз.

Прорезку просадочных грунтов можно выполнять забивными призматическими или пирамидоидальными сваями, набивными сваями без уширения и с уширенными пятами, устраиваемыми в пробуренных, пробитых или образованных взрывом скважинах. Этот вид фундаментов представляется наиболее приемлемым при строительстве зданий с каменными стенами на просадочных грунтах.

При выборе приемлемой конструкции свайного фундамента учитывают необходимую глубину заложения фундамента, гидрогеологические условия места строительства, характер нагрузок, наличие необходимого оборудования и др. На рис.3 приведены конструкции свай, применяющихся при строительстве зданий на просадочных грунтах. В табл.1 указаны рекомендуемые конструкции свай в зависимости от условий строительства.