Как проверяется уплотнение грунта под фундамент

Обновлено: 13.05.2024

Как проверяется уплотнение грунта под фундамент

Технические рекомендации
по технологии уплотнения грунта
при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух

Дата введения 1999-01-01

ВНЕСЕНЫ Управлением развития Генплана

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города В.Е.Басиным 24 сентября 1998 года

"Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух" разработаны кандидатами технических наук В.М.Гольдиным, Л.В.Городецким, инженером В.Ф.Деминым (лаборатория дорожного строительства НИИМосстроя) при участии Мосстройлицензии.

В Технических рекомендациях обобщен опыт строительных организаций ХК "Главмосстроя", АО "Мосинжстроя" по уплотнению грунта при засыпке котлованов, траншей, пазух, а также разрытий проезжей части дороги.

Технические рекомендации согласованы с АО "Мосинжстрой" трестом Гордорстрой, проектным институтом "Мосинжпроект".

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Технические рекомендации распространяются на работы по уплотнению грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух после прокладки подземных инженерных сетей, устройства фундаментов возводимых зданий.

1.2. Технические рекомендации распространяются также на работы по уплотнению грунта после восстановительного ремонта подземных инженерных сетей в зоне проезжей части дороги.

1.3. Уплотнение грунта следует производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты" и ВСН 52-96 "Инструкция по производству земляных работ в дорожном строительстве и при устройстве подземных инженерных сетей".

1.4. Характеристики, термины и определения грунтов используются в соответствии с ГОСТ 25100-95 "Грунты. Классификация".

2. ТЕХНОЛОГИЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА ПРИ ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ КОТЛОВАНОВ

2.1. Разрешение на обратную засыпку грунтом котлованов дается комиссией, состоящей из производителя работ, заказчика и автора проекта, одновременно с составлением акта на скрытые работы.

2.2. Требуемая плотность грунта при засыпке котлованов назначается проектом на основании данных исследования грунта методом стандартного уплотнения, при котором устанавливается его оптимальная влажность и максимальная плотность, которая должна быть не менее 0,95.

2.3. Для определения основных свойств грунта необходимо руководствоваться техническим заключением Мосгоргеотреста об инженерно-геологических условиях участка строительства.

2.4. Уплотнение грунта следует производить, когда его естественная влажность является оптимальной. В таблице 2.1 приводятся оптимальные влажности грунтов и допустимые отклонения влажности (коэффициент "переувлажнения").

Пески пылеватые, супеси легкие крупные

Супеси легкие и пылеватые

Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и легкие пылеватые

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые

Определять естественную влажность грунтов следует по ГОСТ 5180-84.

2.5. При недостаточной влажности связных грунтов (содержание глинистых частиц более 12%) их следует увлажнять в местах разработки, а увлажнять несвязные грунты (содержание глинистых частиц менее 3%) можно и в отсыпаемом слое. При избыточной влажности грунта следует производить его подсушивание.

2.6. Засыпку грунта или песка под основание полов по дну готового котлована подземной части здания осуществляют стреловыми кранами, оборудованными грейферами, с разравниванием грунта по дну котлована и уплотнением трамбовками.

2.7. Машины и механизмы для уплотнения грунтов следует выбирать с учетом свойств и состояния уплотняемого грунта (влажности, однородности, гранулометрического состава), требуемой степени уплотнения, объемов работ и темпов их выполнения (п.2.9, табл.4.1). Расстановка машин для обратной засыпки котлованов производится в соответствии с проектом производства работ по строительству конкретного здания.

2.8. Обратная засыпка котлованов производится стреловыми кранами, оборудованными грейферами, экскаваторами типа ЭО-2621В-3, ЭО-3123, ЭО-4225 и др. послойно.

2.9. Уплотнение засыпаемого грунта в котлованах производится гидромолотами типа СП-62, СП-71, "РАММЕР", виброплитами ДУ-90, ДУ-91, электротрамбовками ИЭ-4502А. На рис.2.1 представлена схема засыпки грунта под полы в подвале здания.

Рис.2.1. Схема засыпки грунта под полы в подвале здания:

а) сборные фундаменты, б) свайные фундаменты;

1 - сборный фундамент с установленной колонной; 2 - зона уплотнения грунта ручными электротрамбовками;
3 - зона уплотнения грунта механическими трамбовками; 4 - стена здания; 5 - железобетонный ростверк;
6 - забитая свая. В - принимать по табл.3.1

2.10. Средняя толщина отсыпаемого слоя грунта при применении гидромолотов и виброплит должна быть для: песка - 70 см; супеси и суглинков - 60 см; глины - 50 см. При применении электротрамбовок типа ИЭ-4502А толщина отсыпаемого слоя должна быть не более 25 см.

2.11. Для достижения плотности уплотняемого грунта до К=0,95 время уплотнения по одному следу гидромолотами должно быть 15 секунд. При применении виброплит и электротрамбовок число проходов (ударов) должно быть 3-4. Каждый последующий проход (удар) уплотняющей машины должен перекрывать след предыдущей на 10-20 см.

2.12. Выполненные работы по уплотнению грунта предъявить авторскому и техническому надзорам и составить акт на скрытые работы.

3. ТЕХНОЛОГИЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА ПРИ ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ ПАЗУХ

3.1. До начала обратной засыпки грунтом пазух должны быть закончены следующие работы: монтаж конструкций подземной части зданий; уборка строительного мусора; гидроизоляция; дренаж.

3.2. Требуемая плотность песчаного грунта при засыпке пазух должна быть не менее K=0,98.

3.3. Засыпка пазух производится послойно экскаваторами, экскаваторами-планировщиками, бульдозерами. При этом толщина слоя для песка должна быть не более 70 см; для супеси и суглинка - 60 см, для глины - 50 см.

3.4. Уплотнение засыпаемого грунта в пазухах осуществляется гидромолотами типа СП-62, СП-71, "РАММЕР", виброплитами ДУ-90, ДУ-91.

3.5. Для достижения плотности уплотняемого грунта до K=0,98 время уплотнения по одному следу должно быть 20 секунд.

3.6. Грунт уплотняют, начиная с зон возле конструкций здания, а затем двигаются в направлении к краю откоса, при этом каждый последующий проход трамбующей машины должен перекрывать след предыдущей на 10-20 см (рис.3.1).

Рис.3.1. Схема обратной засыпки пазухи котлована:

1 - отмостка; 2 - стена здания; 3 - вертикально установленная керамзитобетонная плита;
4 - зона уплотнения грунта вручную; 5 - фундаментная плита; 6 - горизонтально уложенная
керамзитобетонная плита; 7 - дренажная труба; 8 - граница засыпки дренажа песком;
9 - слои грунта, уплотняемые легкими механическими трамбовками; п.п. - пол подвала;
- толщина отсыпаемого слоя грунта принимается до 0,25 м

Примечание. Керамзитобетонные плиты могут быть заменены полимерными материалами согласно ВСН 35-95 "Инструкция по технологии применения полимерных фильтрующих оболочек для защиты подземных частей зданий и сооружений от подтопления грунтовыми водами".

3.7. При работе по уплотнению грунта вблизи конструкций возводимого здания, мест ввода коммуникаций и других труднодоступных мест должны применяться электротрамбовки типа ИЭ-4505, ИЭ-4502А. При этом толщина отсыпаемого слоя должна быть не более 25 см и количество проходов - не менее 4.

3.8. Отметки верхнего слоя уплотняемого грунта должны строго соответствовать проекту.

3.9. Выполненные работы предъявить авторскому и техническому надзору и составить акт на скрытые работы.

3.10. Рекомендуемые машины и механизмы для уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов и пазух в стесненных местах указаны в табл.3.1.

Соотношение масс строительных конструкций (М) и уплотняющих машин и механизмов (m), кг

Тип и марка
уплотняющих машин и механизмов

Масса уплот-
няющих машин
и меха-
низмов (m), кг

Минимальное расстояние от уплотняющих машин и механизмов до строительных конструкций и толщина отсыпаемого слоя грунта , см

Геотехконтроль: определение коэффициента уплотнения грунта

Одной из самых важных физических характеристик грунта является его плотность. В промышленном, гражданском, а так же дорожном строительстве её значение выражается через величину коэффициента уплотнения k_com (К_у) - безразмерного коэффициента, определяемого как отношение плотности сухого грунта в конструкции к максимальной плотности сухого грунта, полученной методом стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2002.

Как же правильно и грамотно определить этот показатель? Именно об этом я постараюсь рассказать доступно.

Для определения коэффициента уплотнения грунта в настоящее время существует немало приборов, основанных на различных принципах действия. Посмотрите на их многообразие:

Но решающее слово остаётся за ним - кольцом-пробоотборником, поскольку только метод режущего кольца регламентируется - ГОСТ 5180-84 (мы не рассматриваем радиоизотопный метод, т.к. он не нашёл широкого применения после аварии на Чернобыльской АЭС).

Итак, перед нами стоит задача: определить коэффициент уплотнения грунта на определённом участке.

1) Выберем и обозначим на данной площади точки опробования: которые можно отметить как на плане, с последующим переносом на фотографию:

так и непосредственно на участке с помощью маркеров.

2) Затем в каждой точке подготовим площадки для работы: снимем верхние 5-10 см грунта, сохраняя целостность проверяемого слоя.

При необходимости обследования нижележащих слоёв отроем шурф на нужную глубину.

3) Теперь проверим уплотнение грунта в каждой точке экспресс-методом, применив один из приборов вышеобозначенных приборов.

Проанализируем полученные результаты и выберем несколько точек (их количество будет зависеть от площади обследуемого участка, но не менее 2-х - 3-х) с минимальными и, для верности, максимальными показаниями прибора.

4) Отберём в выбранных точках пробы грунта:

4.1) - ненарушенного сложения методом режущего кольца - в каждой точке по 2 кольца для получения среднего значения по двум параллельным определениям (достоверным будет считаться результат, в котором плотность грунта в каждом кольце не будет отличаться более, чем на 0,02 г/см³).

Пробы упакуем для сохранения влажности и замаркируем, соблюдая требования ГОСТ 12071-2000.

4.2) - нарушенного сложения, выбирая грунт вокруг режущих колец, для дальнейших испытаний в стационарных условиях в лаборатории.

5) После доставки проб в лабораторию взвесим грунт, извлечённый из каждого кольца

и определим плотность грунта ρ, поделив массу грунта m на объём кольца v:

ρ = m/v, (г/см 3 )

Затем тару с грунтом поставим в сушильный шкаф для определения влажности w, %.

6) После того, как грунт высохнет при температуре 105+5 0 C, рассчитаем значение плотности сухого грунта ρ_d в каждой точке отбора пробы по формуле

7) Из пробы грунта нарушенного сложения подготовим навеску и испытаем грунт в приборе стандартного уплотнения. Этот прибор может быть как ручным, так и полуавтоматическим, что удобнее

8) По результатам проведённых испытаний построим график зависимости плотности грунта от влажности:

По наивысшей точке графика определим значения максимальной плотности сухого грунта ρdmax (в данном случае 1,87 г/см³) и соответствующее ей значение оптимальной влажности wopt 9,9 %.

9) Вот теперь мы можем определить коэффициент уплотнения грунта в каждой точке отбора по формуле:

10) Остаётся только сравнить данные экспресс-метода с результатами, полученными методом режущего кольца, и оценить степень уплотнения грунта на всём участке опробования.

Определение характеристик грунтов и уплотнения насыпей статическим зондированием.

Приобрел пенетрометр ПГ-1 9322р. произв. Краснодар
Предупреждаю. Пользоваться можно только градуировочной таблицей Приложение №1 (прибавив 0 к величине нагрузки, Н - косяк) и Приложением №2. Остальные приложения ваще не попадают. Вместо них характеристики грунтов определяю по НТД ниже.

Определение расчетного сопротивления и осадки фундаментов по результатам статического зондирования Приложение Д.Приложение Б.
Пособие к СНиП 2.02.01-83 «Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений» п. 2.63.

Приложение И.

Контроль качества уплотнения насыпей и засыпок.
1. Можно псевдопенетрометром с безменом (см. вложение). Лучше гладкий прут 12мм.
а) Грубо прутом 12мм с безменом - сопротивление не менее 40-50кг
б) С лабораторной точностью.
Косвенно качество уплотнения при неком опыте можно определять по глубине пятна кувалды (вложение)
Этот способ показывает Ку только верхнего слоя в пределах 0,3м. Глубже - шурф.
Вложения. В районе колеи китайца 40т разница между показаниями 1 и 2 не улавливается. Пятно кувалды 1 (8кг 10 ударов с предплечья одной рукой) глубиной 0,5-1см.
Контрольный Ку=0,93 для песка (см. вложение). Продвинутые могут пытаться отсыпать подушки из глинистых грунтов, контрольный Ку=0,94.
На самом деле соответствие коэффициента упрочнения по этому методу и коэффициента уплотнения в нормативах пока умозрительно и нуждается в изучении и нахождении коэф. соответствия.
2. Точный коэффициент уплотнения из вложения в Паспорт СПГ-1.pdf.
Сделайте конус к псевдопенетрометру и по графикам в Паспорте смотрите Ку. Цифры Pg на графиках и есть килограммы усилия (1даН=1кг).
3. Самосвалом. Несущая способность грунта (грубо) в 10раз меньше усилия пенетрации (из практики расчетов). Т.е. если самосвал 8кг/см2 (в шинах) режет колею - несущая насыпи хуже 0,8кг/см2=80кПа. См. вложение Колея и Уплотнение подушки. Баус-тест ( На правильной подушке от легкового а/м следа почти нет, от груженого самосвала до 2-3см. )

Получил Уралпромтэк - Статический плотномер СПГ-М 8700р(+100р. доставка ТК). Игрушка великолепная, силоизмеритель до 80кг с фиксацией показаний.
Безмены Бытовая техника для кухни

§ II.4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УКЛАДКИ И УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ

При выполнении земляных работ грунт следует укладывать в сооружение с той плотностью, которая принята в проекте.

Достигнутое уплотнение грунта оценивают коэффициентом уплотнения, определяемым по формуле

где K — коэффициент уплотнения;

γ₀ — удельный вес грунта, полученный после уплотнения, кН/м 3 ;

γ_c — заданный удельный вес грунта, кН/м 3 .

За качеством работ по укладке и уплотнению грунта должны систематически наблюдать работники грунтовой лаборатории, которые проверяют качество грунтов в выемках, карьерах и резервах с целью возможного их использования на отсыпке насыпей, проводят пробное уплотнение грунтов для уточнения требуемого количества ударов (проходов) грунтоуплотняющих машин и толщины отсыпаемого слоя грунта, участвуют в освидетельствовании скрытых работ и в их приемке. Все данные, характеризующие степень уплотнения грунта и толщину слоев, должны заносить в журнал контроля за уплотнением, который хранится на строительстве.

Отбор образцов из оснований для установления состава и плотности грунтов производят из шурфов на глубине 0,5 м и более по сетке, разбиваемой по месту и в зависимости от литологического состава пород.

Данные для определения числа контрольных проб

Грунты	Характеристика грунтов	Объем уложенного грунта на одну контрольную пробу
Глинистые и песчаные без крупных включений	Объемная масса и влажность Прочие характеристики грунта (для сооружений I и II класса)	100—200 м 3 20—50 тыс. м 3
Гравелисто-галечные и мелкозернистые (с исключением крупных фракций)	Объемная масса и влажность Гранулометрический состав Прочие характеристики грунта (для сооружений I и II класса)	200—400 м 3 1—2 тыс. м 3 20—50 тыс. м 3

Отбор проб должен быть равномерным с тем, чтобы была обеспечена проверка степени плотности всех слоев грунта в различных частях сооружения. Количество отбираемых проб зависит от характера и объема работ, характеристики грунта и местных условий (табл. II-12). Контрольные пробы грунта отбирают:

– на дорожной насыпи на расстоянии 20 м с обеих сторон проезжей части;
– на насыпях вертикальной планировки в шахматном порядке через 20—40 м;
– в обратных засыпках пазух, возле граней сооружения не дальше чем в 0,2 м от них.

При устройстве песчаных подушек особое внимание уделяют уплотнению песка в углах котлована или траншеи. Во время уплотнения грунта трамбующей машиной ведут наблюдения за выполнением требований, предъявляемых к высоте подъема трамбующего снаряда в момент сбрасывания, правильному расположению следов и количеству ударов. В процессе уплотнения грунта катками и передвижными виброплитами наблюдают за расположением следов и количеством проходов. Причины недоуплотнения грунта выясняют в каждом отдельном случае и принимают меры к доведению его до необходимой плотности.

На просадочных грунтах приемку работ по поверхностному уплотнению грунтов тяжелыми навесными трамбующими плитами производят после дополнительного уплотнения разрыхленного слоя грунта у поверхности. Уплотнение считается удовлетворительным, если понижение отметки основания под действием удара навесной трамбующей плиты не превышает величины установленного отказа.

В зимнее время дополнительно должны проверять количество мерзлых комьев грунта, допускаемое в насыпь или при засыпке траншей, температуру воздуха и грунта, количество осадков, направление и скорость ветра. Кроме того, наблюдают за состоянием насыпи во время строительства и в весенне-летний период до полного ее оттаивания.

Наиболее распространенным методом контроля за уплотнением грунта является метод режущих колец, основанный на взятии проб уплотненного грунта для определения массы и влажности его. Новейшим методом определения физических характеристик грунта и в том числе его плотности является радиоизотопный. Измерение плотности грунта этим методом производят на основании "тарировочной зависимости между интенсивностью гамма-излучения и плотностью грунта.

НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР совместно с центральным трестом изысканий Госстроя РСФСР разработали передвижную радиоизотопную установку «Бузонкар», смонтированную на шасси автомобиля УАЗ-452. Установка обладает высокой производительностью и мобильностью. При ее использовании отпадает необходимость в отборе, перевозке, хранении и обработке проб и рытье шурфов. С помощью установки можно измерять плотность грунта на глубине 10—15 м. Тем же институтом разработаны переносные радиоизотопные приборы РПГ-36 и РВГ-36 для определения плотности и влажности грунтов в скважинах глубиной до 30 м без отбора образцов.

Кроме указанных выше способов исследования свойств грунтов наиболее распространенными являются: зондирование и испытания грунтов методом пробных нагрузок штампами.

Для текущего послойного контроля плотности грунтов на глубину до 2 м применяется легкий пенетрометр ДИИТ-4, а на глубину 5—6 м — пенетрометр ДИИТ-3. Пенетрометр ДИИТ-4 состоит из одного звена цельнотянутой трубки диаметром 12 мм, наконечника диаметром 20 мм, навинченного на трубу, шабота, приваренного к трубке, груза ограничителя и фиксатора. Наконечник имеет угол заострения 30°. Длина пенетрометра 2 м, вес его (без молота) 15 Н.

Пенетрометр забивается в грунт молотом весом 32 Н, который поднимается вручную каждый раз на высоту 50 см, и, свободно падая, ударяет по шаботу. На трубе пенетрометра нарезаются штрихи через 10 см начиная от основания конуса. Устройство прибора ДИИТ-3 и принцип измерения им плотности грунтов аналогичны прибору ДИИТ-4. Разница лишь в размерах приборов и в весе падающего груза (вес груза ДИИТ-3 — 100 Н).

Оценка плотности отдельных слоев грунта производится по числу ударов молота на дециметр погружения стержня.

Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты

Определение коэффициента уплотнения щебеночной подушки после уплотнения методом расклинцовки

Коллеги, прошу поделиться опытом!
ситуация вроде бы избитая, но однозначного ответа я так и не нашел.
в проекте, что перешел к нам в офис, в чертежах на выполнение плиты силового пола по грунту написано следующее:

"
ПОД ВСЕМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ВЫПОЛНИТЬ ЩЕБЕНОЧНУЮ ПОДУШКУ ТОЛЩИНОЙ 300*ММ (Kупл=0.95). С ЛАБОРАТОРНЫМ КОНТРОЛЕМ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ. ДЛЯ ЩЕБЕНОЧНОЙ ПОДУШКИ ПРИНЯТЬ ЩЕБЕНЬ ФРАКЦИИ 40-70 С ДОБАВЛЕНИЕМ ЩЕБНЯ ФРАКЦИИ 5-20 В ПРОПОРЦИИ 85:15. МАРКА ЖЕСТКОСТИ ЩЕБНЯ М 600. ТРАМБОВАНИЕ ВЫПОЛНЯТЬ С РАСКЛИНЦОВКОЙ.
"

и всё бы ничего, но с площадки пришел вопрос: "а каким это способом мы должны определять коэффициент уплотнения для щебня?"
в СП 45.133330.2012 п.7 написано:
"
7.1 В проектах насыпей (рабочем и производства работ Offtop: то есть ППР, а его нам не предоставили ) включая: насыпи подъездных путей, автомобильных и железных дорог, дамб, планировочных насыпей, внутрихозяйственных сетей и т.п., а также обратных засыпок котлованов, траншей должны быть указаны;
размеры в плане и по высоте насыпей и обратных засыпок в целом и отдельных их участков с различными: размерами по высоте (через 2 - 4 м); нагрузками на поверхность уплотненного грунта; видами отсыпаемых грунтов;
требуемая степень уплотнения грунтов для однородных по виду и составу грунтов - плотность в сухом состоянии pd, а разнородных - коэффициент уплотнения kcom; - Offtop: а в проекте и указан 0.95
рекомендуемые технологические схемы, типы и виды оборудования для отсыпки и уплотнения отсыпаемых грунтов;
толщина отсыпаемых слоев грунтов для каждого вида грунтоуплотняющего оборудования и заданной степени уплотнения грунтов;
требования по подготовке поверхности (основания) насыпи и обратной засыпки;
рекомендации по выполнению опытного уплотнения грунтов в лабораторных и полевых условиях (приложение Г);
требования по проведению геотехнического мониторинга.

7.2 Для выполнения насыпей и обратных засыпок, как правило, следует использовать местные крупнообломочные, песчаные, глинистые грунты, а также экологически чистые отходы промышленных производств, аналогичные по виду и составу грунтам природного происхождения, отвечающие требованиям приложения М.
По согласованию с заказчиком и проектной организацией принятые в проекте грунты для выполнения насыпей и обратных засыпок при необходимости могут быть заменены.
"

вот и получается, что, вроде бы, стандартные методы по определению коэффициента уплотнения есть, но реально для таких фракций щебня они не применимы.
в приложении Г есть ссылка на ГОСТ 22733-2002
но стандартными методами по ГОСТ 22733-2002, на мой взгляд, не определить. это всё таки щебень-грунт не связный, достаточно крупной фракции (в ГОСТ описывается наковальня диаметром всего 100мм. )
подрядчики упираются и ссылаются на СП 78.13330.2012 п.10.28:

"
10.28 При устройстве щебеночных, гравийных, шлаковых оснований, покрытий и мостовых следует дополнительно к 4.11 контролировать:
не реже одного раза в смену - влажность щебня и пескоцементной смеси по ГОСТ 8269.0 и ГОСТ 5180, а прочность пескоцемента по ГОСТ 23558;
постоянно визуально - качество уплотнения, соблюдение режима ухода;
постоянно визуально - качество укладки геосинтетических материалов (сплошность прослойки и отсутствие складок) и размер нахлеста полотен.
10.29 Качество уплотнения щебеночных, гравийных и шлаковых оснований и покрытий следует проверять контрольным проходом катка массой 10 - 13 т по всей длине контролируемого участка, после которого на основании (покрытии) не должно оставаться следа и возникать волны перед вальцом, а положенная под валец щебенка должна раздавливаться.

"

но я с таким методом определения коэффициента уплотнения не согласен, так как им определяется качество работ и не гарантируется коэффициент уплотнения Offtop: хотя они друг с другом и связаны
в общем, самый главный вопрос из всего вышеописанного
какой существует нормативно аргументированный метод полевого Offtop: или лабораторного, если таковой имеется определения коэффициента уплотнения ЩЕБНЯ .

Как уплотнить большой объём естественного грунта на площадке?

Есть задача. Необходимо возвести сооружение. Площадь сооружения в плане - порядка 300х100м. Основание - монолитная ж.б. плита (разбитая деф.швами на секции).
На площадке строительства в основании будущего сооружения залегают мелкие рыхлые пески. Под песками - нормальные грунты (плотные пески и полутвёрдые суглинки). От отметки подошвы сооружения до нижней границы слоя рыхлых песков от 2 до 4м.

Вопрос в следующем: можно ли каким либо способом на площадке уплотнить эти рыхлые пески по всей их толще до состояния как минимум средней плотности? - Трамбовкой, укаткой или ещё как-то?
Или же придётся их вынимать и укладывать песок с послойным уплотнением? Вариант так себе. 80-100тыс.м3 грунта вынуть, а потом обратно уложить.
Ну или как вариант - свайное основание. Но это полный ппц. 5000-6000 свай

Тяжелыми трамбовками можно уплотнить хот на 5 м, хоть на 10м.Но такую площадь будут уплотнять до второго пришествия.По моему лучше сваи, но почему получилось так много? трамбовочными плитами Рыхлые пески хорошо поддаются цементации. Особенно мелкодисперсными вяжущими типа "микродур" или из этой серии. Надо смотреть цену вопроса.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

А проливкой водой и опытным замером плотности грунта в шурфах ?
Допустим организовать что-нибудь такое оборотное. Правда дорого наверное очень. Может только если безграничная вода рядом.

А может гибридное решение ? Часть грунта снять, а часть уплотнить укаткой катками ? Катки это до 1,2 м. А выше снять и положить.

Кстати, а что если арендовать для снятия грунта не экскаватор, а супермощный бульдозер ? Будет намного дешевле.

Ну подземные взрывы и не предлагаю.

Хм. ну выбора то всё равно нет, надо уплотнять.

Рыхлые пески хорошо поддаются цементации.

Я тоже склоняюсь к этому. Но сколько копий сломали на этом форуме противники цементации песка как реального факта. И они могут быть правы.

Если применять бульдозер, то можно организовать работу так, что при разработке будет засыпаться предыдущая захватка. Т. е. опять же меньше объём работ.

__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен У нас уплотняли 5 тонными трамбовкаи , сбрасывали с высоты 5 м.Стиродуром на одном объекте делали наклонные сваи усиления, он дорогой собака. У нас уплотняли 5 тонными трамбовкаи , сбрасывали с высоты 5 м.Стиродуром на одном объекте делали наклонные сваи усиления, он дорогой собака.

стиродур - это вроде утеплитель из ППУ.

А проливкой водой и опытным замером плотности грунта в шурфах ?

пробовали такие объемы проливать -не помогает. помимо проливки все равно необходимо уплотнять физически(динамически), чтобы окончательно "поломать" скелет грунта хоть и песчаного. Серега - рекомендую обратится к опыту возведения насыпных сооружений типа дамб, обваловок, насыпей под авто/жд дороги -для них это не то чтобы рутина, но более привычное занятие.
З.Ы. несколько лет назад я где то на форуме выкладывал даже книгу на эту тему (посмотрю когда буду на работе). Стиродур это супертонкоиолотый цемент, потому и дорогой Стиродур это супертонкоиолотый цемент, потому и дорогой Правда? а это что?

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Offtop: Может это цемент так неудачно склонировали ? __________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен

проектирование гидротехнических сооружений

Спасибо за оперативный отклик.

Внесу немного ясности:
1. Проливка не катит, т.к. грунт и так водонасыщенный по самое некуда. В данный момент это дно реки. Будут отсыпаться дамбы, котлован осушаться. Рыхлый песок в процессе уплотнения наоборот дренировать надо будет, чтобы он консолидировался.
2. Сваи, микросваи, ждет и прочее подобное, так же как и цементация, не очень годится, т.к. очень удорожает строительство. Поэтому и интересует самый вроде бы простой вариант - уплотнить грунт и на него положить плиту.
Нагрузка на плите ерундовая, поэтому несущая способность не вызывает вопросов. По сути и на рыхлом песке нормально стояло бы, если бы не опасность неравномерных деформаций. Поэтому и надо уплотнить, и естественно проконтролировать качество этого уплотнения.

На мой взгляд тут применимы тяжёлый трамбовки, как писал igr. Но тут вопрос: какова эффективность и производительность этого способа?
Ещё интересует вариант с тяжёлыми виброкатками. Какова их эффективность (реальная, не рекламщицкая)?

10.1.4. Проектирование уплотненных оснований (ч. 1)

Исходными материалами при проектировании уплотненных оснований служат:

– инженерно-геологические разрезы на застраиваемом участке;
– основные физико-механические характеристики грунтов, входящих в просадочную толщу ( ω , ω_L , ω_P , I_L , ρ_s , ρ_d , S_r , ε_sl , p_sl );
– данные о величинах просадочной толщи, просадки грунтов от собственного веса и типе грунтовых условий по просадочности;
– планы и размеры фундаментов подвальной части с нагрузками на фундаменты;
– планы расположения в здании и вокруг него инженерных коммуникаций, каналов, приямков с глубиной их заложения.

В проекте уплотненных оснований должны быть указаны:

– размеры уплотняемой площади в плане; требуемая глубина уплотнения; глубина котлована, в том числе глубина недобора грунта до проектной отметки заложения фундаментов;
– необходимая плотность уплотненного грунта;
– оптимальная влажность уплотненного грунта;
– расчетное сопротивление уплотненного грунта;
– количество воды при необходимости доувлажнения и замачивания грунтов;
– размеры и массы трамбовок, ориентировочное число ударов при поверхностном уплотнении грунтов, вытрамбовывании котлованов и пробивке скважин;
– типы грунтоуплотняющих механизмов; расположение скважин и способ доуплотнения верхнего слоя грунта при глубинном уплотнении замачиванием и пробивкой скважин;
– специальные требования (при необходимости) по производству работ.

Уплотнение тяжелыми трамбовками применяется для устранения просадочных свойств грунтов в пределах всей или верхней части деформируемой зоны от нагрузки фундаментов; создания в основании здания или сооружения сплошного маловодопроницаемого экрана; повышения плотности, прочностных характеристик и снижения сжимаемости грунтов [5].

В зависимости от особенностей грунтовых условий уплотнение тяжелыми трамбовками принимается при степени влажности грунтов не более S_r ≤ 0,7 и плотности сухого грунта ρ_d ≤ 1,6 т/м 3 .

Наибольшая глубина уплотнения достигается при оптимальной влажности грунтов ω₀ = ω_P – (0,01 ÷ 0,03 ω_P ) и принимается

h_c = k_cd,

(10.36)

где d — диаметр основания трамбовки; k_c — коэффициент пропорциональности, принимаемый по данным экспериментальных исследований для супесей и суглинков k_c = 1,8, для глин k_c = l,5.

С учетом влияния динамических воздействий на близрасположенные существующие здания и сооружения уплотнение тяжелыми трамбовками весом до 50 кН применяется при расположении уплотняемой площади на расстоянии не менее чем 10 м от зданий и сооружений.

Размеры уплотняемой площади в плане, при необходимости создания в основании сплошного маловодопроницаемого экрана, принимаются не менее чем на 1 м больше размеров здания по наружным граням фундаментов в каждую сторону. При уплотнении только с целью устранения просадочных свойств грунтов ширина b_с или длина l_c уплотняемой площади назначаются в соответствии с конфигурацией и размерами фундаментов и принимаются

b_c = b + 0,5(b – d).

(10.37)

Требуемая глубина уплотнения просадочных грунтов тяжелыми трамбовками в основании фундаментов определяется из условия полного устранения просадочных свойств грунтов в пределах всей деформируемой зоны или только ее верхней части на глубину, при которой суммарные осадки и просадки фундаментов не превышают предельных величин для зданий и сооружений. При уплотнении с целью создания сплошного маловодопроницаемого экрана глубина уплотнения должна быть не менее 1,5 м.

Плотность сухого грунта в уплотненном слое назначается исходя из полного устранения просадочных свойств грунтов, обеспечения достаточно низкой сжимаемости и высокой прочности уплотненных грунтов и для подавляющего большинства лессовых грунтов должна быть не менее 1,65—1,7 т/м 3 , а на нижней границе уплотненной зоны — 1,6 т/м 3 .

Величина недобора грунта до проектной отметки заложения фундаментов принимается в зависимости от природной степени плотности просадочного грунта, равной 0,15—0,25 глубины уплотнения h_c .

Расчетные давления и осадки фундаментов на уплотненных тяжелыми трамбовками грунтах вычисляются по схеме двухслойного основания, состоящего из уплотненного слоя и подстилающего грунта природной структуры. Прочностные характеристики и модули деформации уплотненных грунтов принимаются, как правило, по результатам непосредственных их испытаний. При отсутствии данных испытаний грунтов прочностные характеристики и модули деформации уплотненных лессовых грунтов допускается принимать по табл. 10.4.

ТАБЛИЦА 10.4. ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УПЛОТНЕННЫХ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ

Показатели	Значение показателен при k_c и γ_d , кН/м 3
Показатели	0,93 и 16	0,95 и 17	0,97 и 18
Сцепление, МПа	0,055/0,025	0,075/0,035	0,1/0,045
Угол внутреннего трения, град	28/24	30/25	32/26
Модуль деформации, МПа: супесей суглинков	– –	20/15 25/20	– –

Примечания: 1. Показатель текучести грунтов I_L = 0,14.

2. Перед чертой даны значения при степени влажности грунта S_r ≤ 0,5÷0,6; за чертой — при S_r ≥ 0,8.

Грунтовые подушки применяются с той же целью, что и уплотнение тяжелыми трамбовками в следующих случаях: когда степень влажности просадочных грунтов в основании фундаментов S_r > 0,7; если необходимо получить в основании фундаментов уплотненный слой толщиной более 3—3,5 м; при отсутствии кранов для уплотнения тяжелыми трамбовками; когда расстояние до существующих зданий и сооружений составляет менее 10 м.

Необходимая толщина грунтовой подушки определяется, как правило, из условия полного устранения просадочных свойств грунтов в пределах деформируемой зоны, а при значительной величине деформируемой зоны грунтовые подушки выполняются только в пределах ее верхней части.

Для малоэтажных зданий с нагрузкой на ленточный фундамент до 150 кН/м и на столбчатый фундамент до 600 кН толщину грунтовой подушки h_с и среднее давление по подошве фундамента р допускается определять по формулам:

;

(10.38) p = p_sl(h_c/b + 1),

(10.39)

где р — принятое среднее давление на грунт по подошве фундамента; p_sl — начальное просадочное давление грунта, залегающего ниже грунтовой подушки; b — ширина фундамента.

13.1.2. Исходные данные для проектирования

Исходными данными для проектирования уплотнения грунтов, а также для проектирования оснований и фундаментов на уплотненных грунтах являются: необходимая степень уплотнения грунтов, деформационные и прочностные характеристики уплотненных грунтов, расчетные их сопротивления.

Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в зависимости: от назначения уплотненных грунтов и нагрузок, передаваемых на них от фундаментов и других конструкций; от возможностей изменения температурно-влажностного режима уплотненного грунта; от диапазона изменения природной влажности грунтов, используемых для возведения обратных засыпок; от принятых и возможных технологических схем производства работ по отсыпке уплотняемого грунта и применяемого грунтоуплотняющего оборудования; от климатических условий производства работ; от производственных возможностей строительных организаций и пр. [7].

Для определения необходимой степени уплотнения грунтов с учетом приведенных выше факторов выполняется комплекс лабораторных исследований, включающий изучение уплотняемости грунтов (стандартное уплотнение), а также прочностных и деформационных характеристик уплотненных до различной степени плотности грунтов. По результатам стандартного уплотнения (см. рис. 13.2) определяются максимальная плотность ρ_d.max , оптимальная влажность ω₀ , а также плотность сухого грунта при уплотнении его до различного коэффициента уплотнения и соответствующие диапазоны допускаемого изменения влажности.

По данным сдвиговых и компрессионных испытаний уплотненных до различной степени плотности грунтов строятся графики зависимости сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации от плотности грунта или от коэффициента уплотнения грунтов (рис. 13.3). На основе этих графиков в соответствии с необходимыми значениями сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации уплотненных грунтов назначается требуемая степень уплотнения грунтов.

Рис. 13.3. Зависимости с, φ (а) и E (б) от коэффициента уплотнения и плотности сухого уплотненного грунта

При отсутствии данных описанных выше исследований необходимые значения степени уплотнения грунтов принимаются по табл. 13.2.

ТАБЛИЦА 13.2. НЕОБХОДИМАЯ СТЕПЕНЬ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ

Назначение уплотненного грунта	Коэффициент уплотнения k_com
Для оснований фундаментов зданий, сооружений и тяжелого технологического оборудования, а также полов с равномерной нагрузкой более 0,15 МПа	0,98—0,95
То же, среднего оборудования, внутренних конструкций, полов с нагрузкой 0,05—0,15 МПа	0,95—0,92
То же, легкого оборудования, полов с нагрузкой менее 0,05 МПа, отмостки у зданий	0,92—0,9
Незастраиваемые участки	0,9—0,88

При возможном изменении температурно-влажностного режима уплотненных грунтов за счет их периодического промерзания и оттаивания приведенные в табл. 13.2 значения k_com целесообразно повышать на 0,01—0,02.

Модули деформации грунтов, уплотненных до различной степени плотности, должны приниматься, как правило, по результатам испытания их штампами. При отсутствии данных непосредственных испытаний значения модулей деформации допускается принимать по табл. 13.3.

Коэффициент изменчивости сжимаемости уплотненных грунтов α_com , обусловливаемый различной степенью уплотнения, переменной влажностью, неоднородностью состава грунта и представляющий собой отношение максимального значения модуля деформации к его возможному минимальному значению, допускается принимать: α_com = 1,2 при k_com = 0,92, α_com = 1,35 при k_com = 0,95 и α_com = 1,5 при k_com = 0,98.

ТАБЛИЦА 13.3. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Грунты	Е , МПа
	при влажности уплотнения равной		в водонасыщенном состоянии
	k_com = 0,92	k_com = 0,95	k_com = 0,92	k_com = 0,95
Лессовидные супеси	20	25	15	20
Лессовидные суглинки и глина	25	30	20	25
Крупные пески	30	40	–	–
Средние пески	25	30	–	–
Мелкие пески	15	20	–	–

Прочностные характеристики уплотненных до различной степени плотности грунтов определяются путем испытания их на срез в условиях завершенной консолидации с получением зависимости сцепления с и угла внутреннего трения φ от коэффициента уплотнения. Для предварительных расчетов нормативные значения прочностных характеристик уплотненных лессовых грунтов рекомендуется принимать по табл. 10.4.

Расчетные сопротивления уплотненных грунтов определяются с учетом прочностных характеристик грунтов и размеров фундаментов. При отсутствии прочностных характеристик, а также для предварительного назначения размеров фундаментов допускается пользоваться условными значениями расчетных сопротивлений R₀ уплотненных насыпных грунтов (табл. 13.4).

Читайте также: