МАТЕРИАЛ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

Для армирования просадочных грунтов предложен материал, состоящий из жесткого дисперсного грунтового материала, например, щебня или гравия, и глинистого грунта в пропорции: жесткий дисперсный грунтовый материал - 40 - 70 % и глинистый грунт - остальное, причем оптимальное их соотношение составляет примерно 1:1. Более эффективный вариант - материал, состоящий из смеси жесткого дисперсного грунтового мате- риала, глинистого грунта и песка в пропорции: жесткий дисперсный грунтовый материал - 40 - 70 %, глинистый грунт - 30 - 20 % и песок-остальное, причем оптимальное их соотношение составляет примерно 2:1:1.

Изобретение относится к области строитель-ства, в частности, к глубинному уплотнению про-садочных грунтов пробивкой скважин.
Известно, что для формирования уширения (несущего слоя) и тела набивной сваи при глубин-ном уплотнении просадочных грунтов пробивкой скважин используются жесткие дисперсные грун-товые материалы. В качестве таковых служат щебень, гравий, песчано-гравийная смесь, шлак и им подобные материалы [1, стр. 196. Недостат-ком этих материалов является их высокая водо-проницаемость, что в случае попадания воды в тела свай приводит к ускорению водонасыщения и, следовательно, к снижению прочностных и де-формативных характеристик уплотненного масси-ва грунта. Однако при условии полного устране-ния просадочности грунтов этот недостаток про-является слабо. Кроме того, отмечены повышен-ный износ трамбующих частей машин и механиз-мов, а также большие энергозатраты для их втрамбовывания в грунт, окружающий скважину, из-за высокого трения жестких дисперсных грун-товых материалов.
Известен способ упрочнения массива проса-дочного грунта по авторскому свидетельству СССР № 996620 [2], в котором предусматривается образование скважин с равномерным шагом, за-полнение их прочным материалом, его трамбова-ние с образованием по глубине массива упроч-ненных зон с разным диаметром, в котором, с це-лью повышения равнопрочности грунта по глу-бине, упрочненные зоны образуют с равным ша-гом по глубине массива, а отношение объемов упрочненного грунта и упрочняемого массива равно 0,25-0,35. Таким образом, в остальной 0,65-0,75-ой части от всего объема массива просадоч-нсть не устраняется. Способ авторами определен как "армирование'' грунтового массива. "Прочным материалом" для армирования обычно служат вышеуказанные жесткие дисперсные грунтовые материалы, а именно: щебень, гравий, песчано-гравийная смесь, шлак и им подобные материалы. Недостатком этих материалов, как указано выше, является их высокая водопроницаемость. При применении указанного способа, т.е. при непол-ном устранении просадочности грунтов, этот не-достаток проявляется очень сильно. Имеют место и износ трамбующих частей машин и механизмов и большие энергозатраты для их втрамбовывания в грунт, окружающий скважину.
Цель изобретения - устранение вышеуказан-ных недостатков, т.е. резкое снижение водопрони-цемости свай при армировании просадочных грунтов, уменьшение износа трамбующих частей машин и энергозатрат.
Поставленная цель достигается путем приме-нения для армирования просадочных грунтов жесткого дисперсного грунтового материала и глинистого грунта в следующей пропорции:
жесткий дисперсный грунтовый материал - 40 - 70 %;
глинистый грунт - остальное
Оптимальное соотношение жесткого дис-персного грунтового материала и глинистого грунта составляет примерно 1:1.
Более эффективный вариант - смесь жесткого дисперсного грунтового материала и глинистого грунта, которая содержит дополнительно песок и имеет следующие пропорции:
жесткий дисперсный
грунтовый материал - 40 - 70 %;
глинистый грунт - 30 - 20 %;
песок - остальное.
Оптимальное соотношение жесткого дис-персного грунтового материала, глинистого грун-та и песка составляет примерно 2:1: 1.
Водопроницаемость жесткого дисперсного грунтового материала, применяемого для форми-рования тела набивных свай при армировании грунтов, обусловлена наличием макропор между частицами такого материала даже после значи-тельного его уплотнения. Опыт показывает, что значения пористости уплотненного жесткого дис-персного грунтового материала составляет 30 - 40 %. Кроме того, такие материалы имеют очень высокое трение, что обуславливает повышенный износ трамбующих частей машин и механизмов, а также большие энергозатраты для их втрамбовы-вания в грунт, окружающий скважину.
Проблемы и водопроницаемости и высокого трения снимаются, если заполнить межчастичное пространство глинистым грунтом и достаточно его уплотнить. Для этой цели и предложена сле-дующая смесь: жесткий дисперсный грунтовый материал - 40 - 70 % и глинистый грунт - осталь-ное (60 - 30 %), которую готовят заранее и, соот-ветственно, уплотняют как один материал. При-чем, если жесткий дисперсный грунтовый матери-ал, например, щебень или гравий, является при-возным на строительную, площадку, то в качестве второго компонента используется местный проса-дочный глинистый грунт, т.е дополнительные расходы не значительны, а выгода существенная.
Наилучший результат достигается при влаж-ности глинистого грунта, близкой к влажности на границе раскатывания (Wp ± 0,03).
Если глинистого грунта будет смешано меньше, чем 30 %, то макропоры в теле сваи оста-нутся, а при его смешении более чем на 60 % мно-гие частицы жесткого дисперсного грунтового материала не будут иметь контакта меж собой, что приведет к резкому снижению эффективности применения такого материала для армирования грунтов.
Опытами установлено, что оптимальное со-отношение жесткого дисперсного грунтового ма-териала и глинистого грунта составляет примерно 1:1, т.е. 48 - 52 % одного материала и 52 - 48 % другого. Исследования показали, что более эффек-тивен вариант трехкомпонентного материала для армирования просадочных грунтов, состоящий из смеси жесткого дисперсного грунтового материа-ла, глинистого грунта и песка в пропорции: жест-кий дисперсный грунтовый материал - 40 -70 %, глинистый грунт - 30 - 20 % и песок - остальное (30 - 10 %). Такая смесь после формирования в теле сваи имеет большую прочность и меньшую водо-проницаемость по сравнению с вышеописанной двухкомпонентной смесью.
Также как и в первом случае, наилучший результат достигается при влажности глинистого грунта, близкой к влажности на границе раскатывания (Wp ± 0,03). При этом опытным путем установлено, что оптимальное соотношение жесткого дисперсного грунтового материала, глинистого грунта и песка составляет примерно 2:1:1, т.е. 48 - 52 % жесткого дисперсного грунтового материала, 26 - 24 % глинистого грунта и 26 - 24 % песка. Примечательно то, что вышеприведенные со-отношения 1:1 и 2:1:1 являются не только опти-мальными, но и удобными для приготовления сме-сей в условиях строительной площадки.

Источники, принятые во внимание:
1.Основания и фундаменты на просадочных грунтах / Кротов В. И. – Киев, Будивельник, 1982. - 224 с.
2.Способ упрочнения массива просадочного грунта. Авторское свидетельство СССР № 2990260 от 04.10.80, Е 02 D 3/02.

1. RU 213591 C1, 27.02.1999
2. FR 2690456 A1, 29.10.1993