Уплотнение грунта. Трамбовка грунта

Недостаточное уплотнение грунта вызвало отклонение здания

Недостаточное уплотнение грунта вызвало отклонение здания

Уплотнение грунта (щебня, песка) меняет свойства грунта в строительных целях, увеличивает его прочность, уменьшает сжимаемость, беспросадочность и фильтрационную способность. Является технологическим процессом устройства фундаментов и оснований для обеспечения их прочности и надежности. Также применяется при обратной засыпке котлованов и  фундаментов, подготовке основания для дорожного и железнодорожного полотна.

Перемещение грунта при проведении строительных работ ведет к образованию пустот между частицами. Под воздействием веса фундамента, колонн такой грунт может неравномерно осесть, при этом измениться характер нагрузок на конструкцию здания, например, бани, и его элементы могут не выдержать.

В зависимости от тип грунта, его влажности, фракционного состава, требуемой проектом плотности, разрабатывают оптимальную технологию уплотнения. Технология определяет используемые методы и технику с требуемыми характеристиками, последовательность операций. В случае большой толщины грунта уплотнение производят в несколько приемов и применяют послойное уплотнение грунта.

Классическим примером ошибок при подготовке основания фундамента является Пизанская башня. Сочетание маленького трехметрового фундамента и мягкой почвы привело к отклонению башни более чем на 3 градуса.

С проблемой уплотнения грунта встретились и строители БАМ. После введения в эксплуатацию, стали развиваться неравномерные локальные просадки неправильно уплотненных насыпей. В некоторых местах просадки достигали 30-40 см и становились угрозой безопасности движения поездов.

Методы уплотнения грунтов

Каток вибрационный двухвальцевый ДС-31

Каток вибрационный двухвальцевый ДС-31

Методы уплотнения грунтов основаны на вытеснении воздуха из грунта механическим способом. При максимальном уплотнении грунт содержит не более 3-5 % воздуха. Наибольшее уплотнение достигается при оптимальной для каждого грунта влажности.

Существуют следующие методы уплотнения грунтов: укаткой, вибрированием, вибротрамбованием, трамбованием, гидравлический способ (намыв), уплотнение замачиванием, сейсмоуплотнение (уплотнение взрывами), а также комбинированием разных методов.

Метод уплотнения грунта укаткой основан на передаче статического давления от вальцов или колес на уплотняемый грунт.

Виброплита

Виброплита

Метод уплотнения грунта вибрированием основан на передаче механических колебаний от рабочих органов (вальца, колеса, плиты, вибробулавы) на уплотняемый грунт. Метод вибрирования подразделяется на поверхностный и глубинный.

Метод уплотнения грунта вибротрамбованием отличается от вибрационного параметрами вибрации. Оборудование работает в виброударном режиме, при котором амплитуда вибрации больше, а частота меньше.

Трамбовка BOMAG

Трамбовка BOMAG

Метод трамбовки грунта основан на передаче уплотняемому грунту ударных нагрузок. В отличие от вибрационного и вибротрамбующего методов этот метод обладает значительно большей энергией удара за счет высокой скорости приложения нагрузки в момент соударения рабочего органа с грунтом, благодаря чему этот метод обеспечивает уплотнение грунтов слоями толщиной до 2 м.

Комбинированный метод уплотнения грунтов основан на использовании различного сочетания воздействия на грунт статических, вибрационных, вибротрамбующих и трамбующих нагрузок.

Техника применяемая для уплотнения и трамбовки грунта

Для уплотнения грунта применяют различные виды техники: ручные катки, самоходные дорожные, трамбовки, вибротрамбовки, виброплиты. Трамбовка грунта может производится пневматическими трамбовками, электрическими или приводимыми в действие дизельным или бензиновым двигателями.

Коэффициент уплотнения грунта

Прибор Союздорнии для исследования максимальной плотности грунта

Прибор Союздорнии для исследования максимальной плотности грунта

Коэффициентом уплотнения грунта называется отношение достигнутой плотности исследуемого грунта к максимальной стандартной плотности грунта, полученной в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ. Эта важная характеристика определяет качество проведения работ по уплотнению грунта, уплотняющую способность грунтоуплотняющих машин.

Необходимая степень уплотнения грунта устанавливается проектом. Контроль плотности грунтов осуществляется грунтовыми полевыми и стационарными лабораториями и их контрольными постами.

Примерные усилия по достижению определенного коэффициента уплотнения грунта показывает цитата с профессионального форума:

0.92 – пару раз катком проехал по слою в 0,5-1,0 м и готово
0.95 – слои сыпать тоньше, катком елозить больше
0.98 – нужно подбирать правильную технологию: в зависимости от конкретного грунта, поставляемого на площадку, подбирать оптимальную влажность, толщину отсыпки слоёв, и количество проходов катков. Обычно такое бывает при возведении дорожных насыпей (там хорошо укатывают, т.к. при просадках грунта в процессе эксплуатации будет уже поздно)