Мероприятия по улучшению свойств оснований из набухающих грунтов

При проектировании фундаментов на набухающих грунтах разрабатываются мероприятия, направленные на снижение или полное исключение возможных деформаций: водозащитные меры; предварительное замачивание основания в пределах всей или части толщи набухающих грунтов; применение компенсирующих песчаных подушек; полная и частичная замена слоя набухающего грунта ненабухающим; полная или частичная прорезка фундаментами слоя набухающего грунта; конструктивные мероприятия, позволяющие уменьшить чувствительность сооружений к деформациям набухания и усадки.

Водозащитные мероприятия служат для предотвращения локального замачивания грунтов атмосферными или производственными водами. С этой целью предусматривают планировку территории с отводом атмосферных вод в открытую или закрытую ливнесточную канализацию. Отмостки устраивают такой ширины, чтобы они перекрывали пазухи засыпанных котлованов не менее чем на 0,4 м. Вода с них должна отводиться в специальные кюветы и далее в ливнесточную сеть. Вводы и выпуски водо-несущих трубопроводов (канализация, водопровод и т. д.) выполняют в виде железобетонных лотков, соединяемых со смотровыми колодцами. В необходимых случаях применяют водонепроницаемые экраны под всем сооружением из полимерных материалов либо из асфальта. В сооружениях, несущих воду (градирни, отстойники и т. д.), целесообразно предусматривать пластовый дренаж с выпуском воды из него в ливневую канализацию.

Предварительное замачивание является способом устранения свойств набухания грунтов: искусственно вызывается процесс набухания грунтовой толщи и в дальнейшем строительство ведется, как на водонасыщенных набухающих грунтах. Предварительное замачивание нельзя использовать, если во время эксплуатации может произойти высушивание грунта, что приведет к развитию усадочных деформаций основания. Замачивание осуществляется через скважины диаметром 100...250 мм (глубиной на 0,5 м меньше, чем требуемая по проекту толщина слоя, подвергаемого замачиванию), располагаемые в шахматном порядке через 2...4 м друг от друга. Скважины заполняются на всю высоту гравием, щебнем или песчано-гравийной смесью. При замачивании ведется наблюдение за поднятием поверхности основания.

Компенсирующие песчаные подушки применяют для уменьшения неравномерности подъема ленточных фундаментов при локальном замачивании основания. Для их устройства используют пески любой крупности, за исключением пылеватых, уплотняемые до плотности скелета не менее 1,6 т/м³. Компенсирующие подушки устраивают на кровле или в пределах слоя набухающих грунтов при давлении на основание не менее 100 кПа. Принцип работы компенсирующей подушки состоит в том, что при подъеме дна траншеи песок вокруг фундамента поднимается, а сам фундамент остается практически неподвижным (рис. 9.7). Размеры подушки назначаются в зависимости от ширины подошвы фундамента (Сорочан Е.А., 1989).

Рис. 9.7. Схема сил, действующих на компенсирующую подушку: 1 - фундамент; 2 - обратная засыпка; 3 - набухающий грунт; 4 - песчаная компенсирующая подушка

Замена набухающего грунта производится местным ненабу-хающим грунтом, уплотняемым до заданной плотности, в пределах всей или части набухающей толщи основания. При неполной замене набухающего грунта деформации основания при замачивании должны находиться в допустимых пределах.

Исключение или уменьшение деформаций основания из набухающих грунтов можно обеспечить путем полной или частичной прорезки набухающей толщи сваями. При этом силы набухания, действующие по части боковой поверхности свай, не должны превышать суммы нагрузок от сооружения и сил сопротивления по боковой поверхности в нижней части свай, заглубленных в ненабу-хающие грунты. Следует отметить, что в набухающих грунтах необходимо рассчитывать сваи и на растяжение силами набухания, кроме того, при проектировании ростверков предусматривать зазор между поверхностью грунта и подошвой ростверка, равный возможной величине набухания толщи набухающих грунтов.

К конструктивным мероприятиям относится увеличение жесткости и прочности здания путем разбивки его на отдельные отсеки осадочными швами. Отсек должен иметь правильную форму в плане и, как правило, одинаковую высоту. Увеличение прочности достигается введением железобетонных непрерывных поясов и другими мерами, аналогичными рассматриваемым в подразд. 9.2.2