Ускорение консолидации слабых грунтов

Российскими строителями накоплен богатый опыт строительства на слабых грунтах. Достаточно сказать, что именно на таком основании возведен исторический центр Санкт-Петербурга.

Проблема строительства на слабом грунте состоит в том, что при обводнении он превращается в жижу, не способную поддерживать определенную форму. Интенсивность осадки основания снижается, теряется устойчивость.

Ускорение консолидации слабых грунтов

Российскими строителями накоплен богатый опыт строительства на слабых грунтах. Достаточно сказать, что именно на таком основании возведен исторический центр Санкт-Петербурга.

Проблема строительства на слабом грунте состоит в том, что при обводнении он превращается в жижу, не способную поддерживать определенную форму. Интенсивность осадки основания снижается, теряется устойчивость.

Стабилизация структуры грунтовой толщи может продолжаться десятилетиями. В этих условиях перед строителями встает вопрос – как ускорить уплотнение основания?

Суть и способы ускорения консолидации

У слабых грунтов макропористое строение. При увлажнении макропоры заполняются водой, структурные связи разрушаются. В результате случаются неравномерные провальные просадки оснований зданий и сооружений. Особенно сильно основания просаживаются при большой толщине слабого слоя. В число возможных решений по укреплению основания входит ускорение консолидации – процесса уплотнения грунта, который сопровождается фильтрацией воды из пор. Скорость уплотнения зависит от интенсивности фильтрации, величины уплотняющей нагрузки и режима ее приложения. В ускорении консолидации нуждаются глинистые грунты, торфяники, ил. Интенсивная часть осадки основания должна завершиться до начала возведения объекта.

Способы ускорения консолидации грунта:

• Временная пригрузка. Давление на основание увеличивается за счет дополнительного слоя насыпи. Самый простой и достаточно эффективный метод для оснований, не требующих специальных мер для предотвращения бокового выпирания слабого грунта.
• Предварительная консолидация. Основание загружают отсыпаемыми слоями насыпи постепенно. Эффективность способа зависит от интенсивности осадки и упрочнения слабого грунта, наиболее подходящими считаются торфяники.
• Замена слабого грунта. При сооружении насыпи на слабом грунте толщину сжимаемого слоя уменьшают путем выторфовывания и замены дренирующим грунтом или за счет бокового выдавливания весом насыпи. Если слой становится тоньше в два раза, срок осадки сокращается вчетверо.
• Поверхностное уплотнение. Основание уплотняется трамбующими машинами или периодическим сбрасыванием груза с высоты. Этот способ сильно зависит от погоды, при переувлажнении или промерзании грунтовой толщи поверхностным уплотнением заниматься нельзя.
• Предварительное сооружение узкой высокой насыпи. За счет большего давления быстрее отфильтровывается вода. Интенсивность осадки становится гораздо слабее за более короткий промежуток времени.
• Устройство боковых пригрузочных призм (берм). Способ применяют, если полоса отвода достаточна, а расстояние доставки грунта для отсыпки насыпи небольшое. Не годится для переувлажненных грунтов.
• Предварительное осушение. Грунтовую толщу осушают открытыми канавами. Если предусмотрено возведение насыпи и строительство дороги, после осадки грунта канавы сохраняют и в дальнейшем они играют роль водоотвода.
• Сооружение легких насыпей. При отсыпке применяют пеноматериалы, легкий шлак, искусственные гранулы и другие материалы малой плотности. Способ экономически целесообразен на небольших участках, если расходы при альтернативных решениях выше.
• Устройство песчаных свай. Сваи частично принимают на себя нормальные напряжения от веса насыпи, давят на слабый грунт и ускоряют фильтрацию поровой воды.
• Вакуумирование грунтов. Основание накрывается непроницаемой мембраной, насосная станция создает отрицательное давление, эквивалентное давлению насыпи. Потребность в пригрузочной насыпи снижается или вовсе исключается.