Упрощенная HTML-версия
Атомное строительство I 18
18
техно
логии
Строительство сооружений на слабых грунтах
В.Я Шишкин, В.И.Конусевич
НИИграфит Госкорпорация «Росатом»
Статья посвящена исследованию уплот-
нения грунтов под подошвой существу-
ющих и вновь строящихся фундаментов
в условиях слабых грунтов. Представ-
лены результаты внедрения способа
преобразования строительных свойств
грунтов грунтовыми щебеночными сва-
ями. Дано сравнение модуля деформа-
ции уплотненного грунта с расчетными
параметрами основания фундаментной
плиты Центрального Детского Мира в г.
Москва. В статье предлагается вместо
замены грунта основания при строи-
тельстве АЭС использовать уплотнение
грунтовыми сваями.
В связи с ограниченностью свободных
площадей, ростом плотности населения
сооружения атомных электростанций
все чаще проектируют на слабых грун-
тах, на заболоченных площадках. При
строительстве АЭС на таких площад-
ках предварительно выполняется от-
копка котлована и замена всей толщи
слабого грунта на песок, щебень или
песчано-гравийную смесь с послойным
уплотнением в соответствии с п.5.9.3б
СП 22.13330.2011 {1} и устройство на-
сыпи в соответствии с п.5.9.3в. Между
тем, в соответствии с п.5.9.3а {1} пре-
образование строительных свойств сла-
бых грунтов рекомендуется выполнять
уплотнением «тяжелыми трамбовками,
грунтовыми сваями, энергией взрыва,
гидровиброуплотнением, катками и пр.».
Так как уплотнение практически всегда
быстрее и дешевле, чем замена грун-
та, то в нормах сначала рекомендуется
рассмотреть возможность использова-
ния одного из перечисленных способов
уплотнения прежде, чем принять метод
замены грунта. К сожалению, по сложив-
шейся практике проектирование основа-
ния АЭС выполняется с заменой слабых
грунтов.
В Справочнике Проектировщика «Осно-
вания, фундаменты и подземные соору-
жения», М., Стройиздат, 1985, (стр.258-
259) {6} рекомендуется использовать
четыре типа фундаментов в зависимости
от толщины сильносжимаемых грунтов.
При толщине слабого слоя до 4м реко-
мендуется использовать песчаную по-
душку.
В случае прослойки торфа в толще сла-
бого грунта на глубину до 10м эффек-
тивнее прорезать всю толщу сваями.
Для особо слабых грунтов на глубину
до 10м предлагается комбинированный
вариант – сваи с промежуточной поду-
шкой.
При глубине сильносжимаемых грун-
тов более 10м предлагается выполнять
предварительное уплотнение грунтов
временной нагрузкой с устройством вер-
тикальных дрен для уменьшения продол-
жительности консолидации грунтов.
Более подробно указанные способы пре-
образования строительных свойств грун-
тов основания представлены в {2} Актуа-
лизированной редакции СНиП 3.02.01-87
Земляные сооружения, основания и фун-
даменты СП 45.13330.2012, утвержден-
ного приказом Минрегионразвития от 29
декабря 2011 г. N 635/2.
Метод замены грунта и уплотнения рас-
смотрены в одном разделе свода правил,
так как практически достигается один и
тот же результат методом уплотнения.
Требования к опытным работам и контро-
лю качества рассматриваемых методов
улучшения свойств грунта - одни и те же.
Метод замены грунта так же требует про-
ведения экспериментальных работ.
Раздел 17.1.СП 45.13330. 2012 {2} назы-
вается «Уплотнение грунтов, устройство
грунтовых подушек» и посвящен как тра-
диционному способу устройству насыпи
(п.17.1.1в) , так и вытрамбованным котло-
ванам (п.17.1.1 г) и уплотнении грунтовы-
ми сваями (п.17.1.1д).
В соответствии с терминологией СП
45.13330.2012 предлагаемый способ на-
зывается «Уплотнение грунтовыми песча-
но-гравийными сваями».
Одним из наиболее экономичных спосо-
бов улучшения физико-механических ха-
рактеристик грунтов в стесненных усло-
виях подвалов реконструируемых зданий
является применение метода втрамбовы-
вания щебня под существующие фун-
даменты.
Способ основан на применении мало-
габаритных и недорогих российских
механизмов – пневмопробойников,
разработанных Новосибирским отде-
лением Академии Наук. На рис.1 дана
технологическая карта уплотнения
грунта.
Данная технология усиления основа-
ний защищена патентом №2026926
приоретет 23.03.1993г [3].
За прошедшие 20 лет автором выпол-
нено около 100 объектов усиления
оснований фундаментов реконструи-
руемых зданий и вновь строящихся с
применением щебеночных свай. Об-
ласть применения способа уплотнения
грунтов щебеночными сваями опреде-
ляется инженерно-геологическими ус-
ловиями участков строительства, вли-
янием динамических воздействий на
близко расположенные существующие
здания и сооружения, а так же кон-
структивными особенностями зданий и
сооружений.
Фундаментная конструкция с исполь-
зованием щебеночных свай создается
путем армирования грунтов основа-
ния наклонными или вертикальными
песчано-гравийными и щебеночными
столбами.
Длина щебеночных свай достига-
ет 10м и более, а наружный диаметр
зависит от длины скважин, глубины
погружения трамбовки или пневмо-
пробойника при повторной проходке
при трамбовании щебня и количества
трамбовок.
Рис.1 Разрез грунтовой сваи в процессе ее устройства:
а – погружение цилиндрической трамбовки или пневмопробойника (1) и образование зоны уплотненного грунта (2);
б – после извлечения трамбовки (пневмопробойника) заполнение полости (1) сухой бетонной смесью, щебнем, песком или песчано-гравийной смесью
(ПГС) , 2 – зона уплотненного грунта; в – повторная проходка трамбовки (пневмопробойника) (1) , 2 – зона уплотненного грунта, 3 – уплотненный ПГС,
щебнем или песком грунт.