Устройство обратных засыпок котлованов и траншей с качественным уплотнением отсыпанных грунтов предотвращает недопустимые осадки и деформации фундаментов, внутренних конструкций зданий, полов и т.п.
Обратные засыпки при строительстве промышленных и гражданских зданий отличаются различной глубиной, формой, наличием сопряжённых с засыпками строительных конструкций. Несмотря на это, в зависимости от особенностей производства работ по отсыпке и уплотнению грунтов, устройство обратных засыпок котлованов и траншей может быть условно подразделено на три характерные группы:
1-относительно свободные территории;
2-пазухи и траншеи;
3-узкие щели.
К относительно свободным территориям следует относить участки внутри зданий с пролётами не менее 12 м при шаге колонн не менее 6 м; траншеи, при ширине их 1,5-2 раза и длине в 8-10 раз превышающих, соответственно, ширину и длину работающих механизмов.
Обратную засыпку в этом случае ведут по первой технологической схеме, предусматривающей постоянную отсыпку грунтов с последующим его уплотнением в основном катками на пневмоколёсном ходу и гружёным автотранспортом.
Возведение обратной засыпки по первой технологической схеме включает подготовку основания, отсыпку, разравнивание отдельных слоёв грунта и его уплотнение.
Грунт обычно доставляют автотранспортом (реже скреперами), а планируют – бульдозерами. Толщина отсыпаемых слоёв зависит от уплотняющей способности механизмов и назначается с учётом данных табл.1 и результатов опытов работ.
В большинстве случаев уплотнять отсыпки целесообразно транспортом, доставляющим грунт, а также катками массой 30-40 т и трамбующими машинами типа Д-471.
Катки движутся с разворотами, а в отдельных местах – челноком. Движение автосамосвалов организуется таким образом, чтобы грунт был равномерно уплотнён.
К пазухам и траншеям относятся выработки, образовавшиеся у стен подземных сооружений, подвалов, приямков, фундаментов, а также траншеи для инженерных коммуникаций и т.п.
Пазухи имеют одну-две вертикальные стены, образованные конструкциями заглубленных частей здания, и две другие – наклонные, соответствующие углу естественного откоса грунтов. Работы по обратной засыпке ведутся по второй технологической схеме, предусматривающей постоянную отсыпку грунтов слоями толщиной до 2-3 м и уплотнение их тяжёлыми трамбовками.
Для обратной засыпки в нижней части пазух необходимо использовать экскаваторы “драглайн” с укороченными стрелами. При помощи ковша экскаватор вначале очищает пазуху, а затем посредством того же ковша отсыпает и разравнивает слои грунта толщиной 2-2,5м.
Отсыпанный грунт следует уплотнять тем же экскаватором с подвешенной на него трамбовкой диаметром 1,2-1,4 м массой 2-3 т, при этом уплотнение производится за 6-8 ударов по одному следу.
Диаметр трамбовки назначается в зависимости от ширины пазухи с таким расчётом, чтобы он был меньше ширины пазухи не менее чем на 40-50 см.
Последующие слои грунта, по мере увеличения ширины пазухи. рекомендуется отсыпать бульдозерами или самосвалами с перекрытий туннелей и разровнять бульдозерами. Отсыпанные грунты уплотняют также тяжёлыми трамбовками.
К узким щелям относятся выработки шириной менее 2 м, образованные специальными фундаментами, ростверками, стенами подвалов и туннелей т.п. К щелям следует относить также и засыпанные участки глубоких пазух вдоль стен подвалов и туннелей, где уплотнить грунт тяжёлыми машинами невозможно из-за опасности повреждения конструкций.
Производство работ по третьей технологической схеме включает возведение обратных засыпок в узких щелях путём засыпки грунтов сразу же на всю глубину с последующим уплотнением его грунтовыми сваями с помощью станков ударно-канатного бурения.
Для достижения проектной плотности грунта грунтовые сваи размещают в шахматном порядке по вершинам равностороннего треугольника на расстоянии L, что обеспечивает смыкание зон и образование уплотнённого массива грунта:
L = m • d,
где m – коэффициент, зависящий от пористости природного грунта и требуемой проектом плотности pd,s (табл.1);
d – проектный диаметр скважины, м.
Таблица 1. Значение коэффициента m
Природная пористость грунта, % |
Значение коэффициента m при проектной плотности pd,s , т/м3 |
|
1,65 |
1,7 |
|
55 52 50 48 46 44 |
1,8 2,0 2,25 2,5 2,75 3,25 |
1,75 1,92 2,1 2,25 2,5 3,0 |
Схема расположения грунтовых свай приведена на рис.1.
Рис.1
Проектный диаметр скважин d при пробивке их станками ударно-канатного бурения – 0,5 м, при использовании взрыва – 0,4 м.
Массу материала засыпки оптимальной влажности для набивки 1 м длины грунтовой сваи определяют по формуле
M’= Rd •A•pd,s•(1+Ws),
где Rd – коэффициент, обусловленный увеличением диаметра грунтовой сваи при уплотнении материала засыпки для супесей Rd =1,4; для суглинков Rd =1,1;
А – площадь поперечного сечения сваи, м2;
pd,s – плотность сухого уплотнённого грунта в теле грунтовой сваи, равная 1,75 т/м3;
Ws- влажность грунта, отсыпанного в скважину.
Основные машины и оборудование для уплотнения грунтов приведённые в табл.2 [1]. Толщина уплотнённого слоя достигается при оптимальной влажности отсыпаемых грунтов. При уплотнении грунтов с пониженной влажностью, толщина уплотняемых слоёв грунта должна быть снижена на 20-30%.
В процессе постоянной отсыпки грунтов следует учитывать сжатие их при уплотнении, поэтому толщина отсыпаемых слоёв в рыхлом состоянии принимается на 15…20% больше приведённых в табл.2 для глинистых и на 10…15% – для песчаных грунтов.
Таблица 2. Машины и механизмы для уплотнения грунтов
Механизм |
Толщина слоя в уплотнённом состоянии, м |
Число проходок (удары, трамбовка) |
|
Песчаный, гравелистый |
Глинистые |
||
Пневмокатки массой 25 т 40т |
0,5 0,6 |
0,6 0,7 |
10-12 10-12 |
Груженные автосамосвалы типа БелАЗ КрАЗ КамАЗ |
0,6 0,5 0,4 |
0,7 0,5 0,4 |
8-10 10-12 - |
Вибрационные катки массой 2т 5т |
0,7 1,2 |
0,3 0,4 |
2-3 2-3 |
Самоходные вибрационные (виброударные) машины массой 0,5т 1т 2т |
0,5 0,7 1 |
0,15 0,2 0,3 |
2-3 2-3 2-3 |
Тракторы, бульдозеры типа Т-100; Т-140
|
0,3 |
0,2 |
8-10 |
Подвесные падающие трамбовки: 2,5 т; Ø 1,2 м 3,5 т; Ø 1,4 м 4,5 т; Ø 1,6 м 6,0 т; Ø 2,0 м |
2,2 2,6 3 3,6 |
2 2,4 2,7 3,2 |
10-12 - - - |
Способ уплотнения грунта и тип грунтоуплотняющей машины следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом свойств уплотняемого грунта, требуемой плотности при определенном количестве проходок или ударов грунтоуплотняющих машин, объема, сроков и условий производства работ.
Библиографический список
- СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87 – М: Минрегион России, 2012
- Кочеткова, М.В. Влияние свойств грунта на технологические процессы его переработки / М.В. Кочеткова, А.Д. Павлова // Вестник ПГУАС: Строительство, наука и образование. – 2016. – №2 .-с
- Строительство нулевого цикла многоэтажного здания /Н.И.Гусев, М.В.Кочеткова, Ю.П.Скачков, В.М.Журавлёв. – Пенза: ПГУАС, 2013. – 140с.