Расчеты, необходимые при устройстве искусственного основания с помощью грунта. Средства уплотнения. Контроль качества уплотнения.

Основным работам по уплотнению грунтов и устройству грунтовых подушек должно предшествовать опытное уплотнение, в ходе которого должны быть установлены технологические параметры и контрольные величины показателей качества.

Поверхностное уплотнение грунтов трамбованием следует выполнять с соблюдением следующих требований:

- при различной глубине заложения фундаментов уплотнение грунта следует производить, начиная с более высоких отметок;

- по окончании поверхностного уплотнения верхний недоуплотненный слой грунта необходимо доуплотнить по указанию проекта;

- уплотнение грунта трамбованием в зимнее время допускается при немерзлом состоянии и естественной влажности (необходимая глубина уплотнения при влажности грунта ниже оптимальной достигается увеличением веса, диаметра или высоты сбрасывания трамбовки);

- контрольное определение отказа производится двумя ударами трамбовки при сбрасывании ее с высоты, принятой при производстве работ, но не менее 6 м (уплотнение признается удовлетворительным, если понижение уплотняемой поверхности под действием двух ударов не превышает величины, установленной при опытном уплотнении).

Искусственные основания:

• Механическое уплотнение
• Песчаные подушки
• Свайные основания и ростверки
• Расчет свай-стоек
• Расчет свайных оснований методом одиночных свай.

Искусственные основания устраиваются при слабых грунтах и больших нагрузках на подошву фундамента. В гражданском строительстве при слабых грунтах и небольших нагрузках обычно ограничиваются уплотнением грунта на глубину 1,5–2,0 м или устройством песчаной подушки, размеры которой определяются расчетом. При больших нагрузках на подошву фундамента применяются свайные основания, опускные колодцы, цементация и силикатизация грунтов основания.

Если залегающие непосредственно под подошвой фундамента грунты слабые, рыхлые, с малым расчетным сопротивлением и не могут служить естественным основанием под фундамент, в качестве основания применяются песчаные подушки. В этом случае слабые грунты под подошвой удаляют на глубину, определяемую расчетом, а образовавшийся котлован заполняют крупно- или среднезернистым песком или гравелистым грунтом, обладающими малой сжимаемостью и допускающими давление в 2—2,5 кг/см2.

Давление в грунтах основания быстро уменьшается по мере удаления от подошвы, достигая в ленточных фундаментах 55 % от среднего давления под подошвой на глубине, равной ширине фундамента, и 30 % на глубине, равной двойной ширине подошвы. В прямоугольных в плане фундаментах падение давления происходит еще интенсивнее.

В связи с указанными свойствами грунтов, поперечное сечение песчаных подушек может быть принято по кривой изобар. Размеры подушек должны быть такими, чтобы давления, возникающие по кривой (рис. 1), были равны или меньше расчетного сопротивления на слабый грунт. Свойство уменьшения давления в грунтах по мере удаления от источника сжатия используется также при определении ширины подошвы фундамента в тех случаях, когда подстилающий слой слабее рабочего. На практике для упрощения формы очертание подушки в разрезе принимается не по кривой равных давлений, а по объемляющей ломаной, как показано на рис. 1 справа.

Отсыпка песчаной подушки производится слоями толщиной 15—20 см с тщательным уплотнением площадочными вибраторами. Ширина подушки понизу обычно принимается равной ширине подошвы фундамента с небольшим уширением (на 20—25 см) вверху подушки, учитывая, что изобары давлений, соответствующие 50–55 % от средних давлений под подошвой, обычно не выходят за пределы ширины подошвы фундаментов.

Расчет песчаных подушек сводится к следующему.

1. Определяют ширину подошвы фундамента b из условия прочности песчаной подушки по формуле: 

2. Находят величину a — отношение расчетного сопротивления слабого грунта к среднему давлению под подошвой:

3. Зная величину a, находим по табл. отношение h/b, обозначенное через m.

По найденным величинам b и m определяют высоту подушки h по формуле:

Рис.1