VI. Розрахунок основ фундаментів мілкого закладання на штучній основі.

VI.1 Вибір і обґрунтування типу штучної основи.

Якщо основою фундаментів при обґрунтованій і визначеній глибині закладання підошви фундаменту мілкого закладання служать слабкі ґрунти (пухкі за утворенням, з низькими характеристиками міцності φ,С,…) то згідно з поданою методикою розрахунку і проектування фундаменту мілкого закладання отримують великі розміри площі підошви фундаменту. Це призводить до значних витрат матеріалів для влаштування фундаментів, що значно підвищує вартість конструкції фундаменту.

В такому випадку доцільно запропонувати штучну основу, яку створює людина на основі багаторічного досвіду влаштування основ та фундаментів.

Одним із варіантів штучної основи можна вважати влаштування ґрунтових подушок шляхом пошарового ущільнення ґрунту різними механізованими методами:

• Ущільнення ґрунту важкими трамбівками (якщо дозволяють технічні умови), масою 3-5т;

• Ущільнення ґрунту кулачковими катками, масою Q>20т.

• Ущільнення ґрунту самохідними або прицепними катками на пнемо-машинах, масою 40т.

• Ущільнення ґрунту вантажним транспортом, масою в завантаженому стані Q>20т.

• Ущільнення ґрунту пневматичними трамбівками і іншими способами.

Товщина ущільненого шару ґрунту приймається за паспортними даними механізму і згідно з елементарними розрахунками:

• для випадку ущільнення важкою трамбівкою, товщиною h_у=К·d, (м); де d – діаметр трамбівки, К – технологічний коефіцієнт, який приймається в залежності від виду ущільненого ґрунту: піски – К=1,4; супіски – К=1,3; суглинки – К=1,2; глини – К=1,1.

• товщина ущільненого шару ґрунту, що ущільнюється катком на пневмокатках h_у=50см (за паспортними даними).

• товщина ущільненого шару ґрунту, що ущільнюється кулачковим катком h_у=30см.

• товщина ущільненого шару ґрунту, що ущільнюється вантажним транспортом 25<h_у≤30см.

• товщина ущільненого шару ґрунту, що ущільнюється пневматичними трамбівками h_у=20см.

Дані товщини ущільненого шару ґрунту наведені при умовах, що грунт ущільнюється при оптимальній вологості, яка приймається: для пісків – 0,1≤W₀≤0,12; для глинистих ґрунтів - W₀≤ W_р-0,02 (супіски), W₀=W_р (суглинки), W₀≤ W_р+0,02(глини). При цьому кількість проходок механізму по одному сліду n≥6 разів. При таких параметрах насипний шар ґрунту ущільнюється до щільності сухого ґрунту 1,65<ρ_ds≤1,75т/м³. Контроль якості ущільнення – лабораторний (безпосередній відбір зразків ущільненого ґрунту і шляхом визначення оптимальної вологості і щільності вологого ґрунту, розраховують ρ_ds=ρ/1+W₀ (тут W>W₀).

Матеріал ґрунтової подушки приймається відповідно до інженерно-геологічних умов будівельного майданчику. Для майданчику, де основою служить глинистий грунт, матеріал ґрунтової подушки – той же глинистий грунт, що виймається з котловану і складається поруч з котлованом в «кавалери», щоб потім пошарово укласти його в тіло подушки і ущільнити до заданої проектної щільності.

Для майданчику, де основою служать піщані ґрунти допускається за таким же принципом складати грунт при виїмці котловану в «кавальєри» і при влаштуванні піщаної подушки також відсипати пошарово пісок з «кавальєру», доуволожувати його до оптимальної вологості, ущільнювати до проектної щільності вибраним механізмом для ущільнення ґрунту. Допускається при влаштуванні піщаної подушки заложити в проекті привізний пісок на ступінь вище за зерновим складом, який також доуволожується до оптимальної вологості і ущільнюється до проектної щільності вибраним механізмом для ущільнення ґрунту.

Штучну основу можна влаштовувати шляхом глибинного ущільнення слабкого ґрунту на всю його глибину вапняно-піщаними палями, або гвинтовим продавлюванням до заданої щільності ρ_ds=1,65-1,7т/м³.