2.2.2 Проектування ґрунтових подушок

Якщо при застосуванні поверхневого ущільнення ґрунту зі дна котловану важкою трамбовкою неможливо досягти виконання умови (2.2.1). (S_p + S_sl < S_u), то як варіант противопросадкових заходів штучну основу виконують у вигляді ґрунтової подушки.

При улаштуванні ґгрунтової подушки просадковий ґрунт в межах всієї або частини деформованої зони замінюється місцевим глинистим ґрунтом, що укладається пошарово із заданою щільністю. Ґрунтова подушка застосовується для створення в основі фундаментів ущільненого шару більшої товщини, зменшуючи при цьому потужність просадкової товщі і служить одночасно слабоводопроникним екраном, перешкоджаючим фільтрації води в нижні шари просадкового ґрунту, чим усувається замочування просадкової товщі, що залишилася, і зменшується складова частина деформації основ.

Ґрунтові подушки виконуються шляхом пошарового укладання місцевого (вийнятого з котловану) глинистого ґрунту і ущільнення його до заданої щільності ущільнюючими механізмами: важкими трамбовками, секційними на пневмомашинах самохідними або причіпними катками, причіпними кулачковими катками, дорожніми гладкими катками, навантаженим автотранспортом і ін. Ґрунт в укладеному для ущільнення шарі повинен, при необхідності, дозволожуватися до оптимальної вологості, рівної W_о = W_p – (0,01 ÷ 0,03).

Товщина ущільненого шару h_s залежить від виду ущільнюючого механіз-

му і за дослідними даними приймається рівний:

1. Важка трамбовка масою Q = 3 т, заввишки падіння h > 5 м - h_s = 1,0 ÷ 1,5 м;

масою Q = 5 т, заввишки падіння h > 5 м - h_s = 1,5 ч 1,8 м;

2. Самохідні або причіпні секційні на пневмомашинах катки масою Q = 20 т - h_s = 30 – 40 см, те ж, масою Q = 40 т - h_s =45 - 50 см.

3. Кулачкові катки масою Q = 20 т - h_s = 25 – 30 см, те ж масою Q = 30 т - h_s = 30 – 35 см.

4. Дорожні гладкі катки (Q 20 т) h_s = до 20 см.

5. Завантажений автотранспорт Q 20 т) h_s = до 20 см.

Кількість ударів трамбовки по одному сліду або проходці катка по одному сліду залежить від виду ґрунту, маси ущільнюючого механізму і заздалегідь призначається рівною 6 - 7 проходок (ударів) і уточнюється після контрольного відбору зразків ґрунту і визначення його щільність в лабораторії.

Товщина шару грунту h_н , що відсипається, для ущільнення заданим механізмом визначається з умови укладання і планування укладеного ґрунту механізмами з коефіцієнтом пористості в шарі насипного ґрунту (е_н = 1,1)

(2.2.12)

де h_s - товщина ущільненого шару для заданого механізму; e_s - коефіцієнт пористості ущільненого шару ґрунту:

e_н - коефіцієнт пористості ґрунту в насипному спланованому неущільненому шарі приймається за дослідними даними, які дорівнюють 1,0 е 1,2.

Необхідна кількість води для дозволоження ґрунту в шарі до оптимальної вологості визначається по формулі:

де ρ_w - щільність води (приймається ~ 1 т/м³); W_о - оптимальна вологість ґрунту (в частках одиниці ); W - природна вологість ґрунту (в частках одиниці);

А - площа поверхні підлягаючої ущільненню, м²; h_s - товщина ущільненого шару, м².

Товщина ґрунтової подушки визначається з умови повного усунення

просадкових властивостей ґрунту в межах зони Н_sl, що деформується, або виходячи з умови (2.2.1.)

Ширина і довжина ґрунтової подушки низом призначається на 0,2Н_sl більше у всі сторони від зовнішніх граней фундаментів, тобто:

; , але не менш

; (2.2.14)

де B і L - відповідно ширина і довжина будівлі по крайніх осях; b і l - ширина і довжина фундаментів крайніх осей; k_h - коефіцієнт, що ураховує характер розподілу горизонтальних деформацій в основі фундаментів при просіданні ґрунту, рівний k_h = 0,3 при тиску Р = 150 - 200 кПа, k_h = 0,35 при тиску Р = 250- 300 кПа, K_h = 0,4 при Р = 350 - 400 кПа.

Щільність ґрунту в тілі ґрунтової подушки призначається залежно від призначення подушки і приймається рівною ρ_d 1,6 т/м³ - при улаштуванні ґрунтових подушок з метою усунення просадкових властивостей основи ρ_d 1,7 т/м³ - при улаштуванні подушок з метою створення суцільного водонепроникного екрану.

В проекті ґрунтових подушок повинні бути вказані:

- товщина і розміри (в межах окремих фундаментів або будівель і споруд в цілому);

- схема планування котловану, рекомендовані види ґрунтів, значення оптимальної вологості;

- необхідна щільність укладеного ґрунту;

- тип механізмів, що ущільнюють ґрунт;

- товщина шарів, що відсипаються;

- кількість проходок (ударів) механізму по одному сліду, для досягнення проектної щільності ґрунту;

- міцностні, деформаційні характеристики ущільненого ґрунту в тілі подушки, розрахунковий опір ґрунтової подушки (C_s, φ_s, E_s, R_s, γ)

Обчислення об'ємів робіт при улаштуванні штучних основ ґрунтової подушки - виконується згідно розроблених креслень.

Об'єми робіт і вартість варіанту основ і фундаментів представляється в табличній форм (види робіт набираються згідно з варіантом основ):

№ п/п	Найменування робіт	Од. вим.	К-ть одиниць	Основні розцінки	Вартість		Трудовитрати
					одиниці	загальн.	одиниці	загальн.

Варіант 3