27. Поверхностные уплотнения грунтов. Методы. Понятие об оптимальной влажности уплотняемого грунта. Поверхностное уплотнение грунтов оснований
Для увеличения несущей способности грунтов естественного сложения может быть применено его поверхностное уплотнение. Поверхностное уплотнение грунтов основания обычно производят слоями толщиной ≤ 0,5 м, используя такие механизмы уплотнения, как поверхностные трамбовки, катки, вибротрамбовки, виброплиты и т.д.
При необходимой толщине уплотнения грунта в 2…3 м, применяют поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, массой до 2…7 т. В этом случае по уплотняемому грунту (поверхности дна котлована) производится серия ударов по одному и тому же месту до получения условного отказа. Трамбовка поднимается краном на высоту до 3…7 м и сбрасывается на уплотняемое основание (см. схему).
Схема поверхностного уплотнения грунта основания с помощью трамбовок.
Поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками применяется для сыпучих, а также лёссовых грунтов. Наибольший эффект уплотнения грунтов достигается при наличии в основании оптимальной влажности (Wопт). Оптимальная влажность грунта определяется обычно экспериментально, с использованием прибора стандартного уплотнения. Экспериментальная зависимость в виде графика изменения ρs = ρs(w) показана на ниже приведённой схеме, где ρs - плотность сухого грунта; W – влажность грунта; Wопт - оптимальная влажность грунта.
Последовательные удары трамбовки приводят к изменению плотности грунта основания по глубине, а также к опусканию самой поверхности. Эти закономерности иллюстрируются на графике зависимости изменения плотности сухого грунта (ρs) по глубине основания (Н) (см. график на схеме), с принятыми обозначениями: 1 - изменение ρs – до уплотнения; 2 - тоже после уплотнения; 3 - опускание поверхности грунта до 0,4…0,5 м.
Из представленного графика ρs = ρs(Н) не трудно заметить, что процесс уплотнения основания в данном случае наиболее существенен до глубины 3 м. Если необходимо уплотнить основание на больную глубину – целесообразно использовать трамбовку большей массы.
График определения максимальной плотности грунта в зависимости то его влажности. Экспериментальная графическая зависимость изменения плотности грунта по глубине основания. 1- изменение плотности до уплотнения. 2- то же после уплотнения. 3 - опускание поверхности грунта до 0,4...0,5 м.
Для связных грунтов оптимальная влажность чаще всего составляет:
Wопт = Wp + (1…3%),
где Wp – влажность грунта на границе пластичности (раскатывания).
В отдельных случаях, при решении сложных инженерных задач, при поверхностном уплотнении могут применяться трамбовки массой более 10 т.
При необходимости уплотнения грунта основания на глубину более 3 м могут быть использованы глубинные способы уплотнения.
Поверхностное уплотнение грунтов укаткой, вибрацией и тяжёлыми трамбовками. Понятие об оптимальной влажности уплотняемого грунта. Уплотняемость грунтов, особенно пылевато-глинистых, в значительной степени зависит от их влажности и определяется максимальной плотностью скелета уплотнённого грунта ρd,max и оптимальной влажностью w0. Эти параметры находятся по методике стандартного уплотнения грунта при различной влажности 40 ударами груза весом 215 Н, сбрасываемого с высоты 30 см. По результатам испытания строится график зависимости плотности скелета уплотнённого грунта ρd от влажности грунта w (рис.1). Оптимальную влажность пылевато-глинистых грунтов, уплотняемых трамбованием, ориентировочно можно принимать равной w0=wP+(0,01...0,03), а укаткой - w0 = wp (wP-влажность на границе раскатывания). Уплотнение укаткой и вибрацией. Вследствие того, что укаткой удаётся уплотнить грунт только на небольшую глубину (до 1 м максимум), этот метод в основном применяется при послойном возведении грунтовых подушек, планировочных насыпей, земляных сооружений, при подсыпке оснований под полы. Уплотнение укаткой производится самоходными и прицепными катками, гружёными скреперами, автомашинами или тракторами. Уплотнение, достигается многократной проходкой уплотняющих механизмов (от 6 до 12 раз). Толщина слоя уплотнённого грунта и необходимое число проходов используемых механизмов определяются на основании опытных работ. Влажность грунта при уплотнении должна соответствовать оптимальной. Для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов при содержании глинистых частиц не более 5…6% используются виброкатки и самопередвигающиеся виброплиты. Уплотнение тяжёлыми трамбовками. Уплотнение производится свободным сбрасыванием с помощью крана-экскаватора с высоты 5... 10 м трамбовки диаметром 1,2...3,5 м и весом 25...150 кН. Трамбовка изготовляется из железобетона и имеет в плане форму круга или многоугольника с числом сторон не менее восьми. Тяжёлые трамбовки применяются для уплотнения всех видов грунтов в природном залегании (пылевато-глинистых при Sr<0.7), а также искусственных оснований и насыпей. Уплотнение тяжёлыми трамбовками. производятся таким числом ударов по одному следу, при котором наблюдается отказ, т.е. одна и та же величина осадки при одном ударе. Ориентировочно величина отказа принимается равной для пылевато-глинистых грунтов 1...2 см, для песчаных - 0,5...1,0 см. Наибольшая глубина уплотнения тяжёлыми трамбовками достигается при оптимальной влажности грунта и может в зависимости от веса трамбовки и высоты её падения составлять до 3,5 м. Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=29013