2.5. Інші методи (dsm, tsm, kss, fss, Vibroflotacia).

Щебеневі колонни (KSS)

Мал. 1. Вібратор для Мал.2. Технологія виконання щебеневих колон (KSS)

виконання

щебеневих колон (KSS)

Віброобмін – Щебеневі колони (KSS)

Віброобмін полягає у формуванні з щебеневого заповнювача колон, які надалі приймають на себе навантаження. Вони виконуються в зв'язних грунтах, що не піддаються ущільненню.

Зв’язні і неоднорідні грунти часто мають недостатню несучу здатність або щільність. При вмісті пилоподібних і мулистих фракцій понад 10%, грунти практично не піддаються власним ущільненню. Тоді для зміцнення грунту застосовується віброобмін.

Грубозернистий заповнювач (щебінь, гравій) подається в верхній бункер вібратора, який забезпечений вхідним шлюзом. Усередині вібратора заповнювач переміщається за допомогою стиснутого повітря в напрямку вихідного отвору. Вібратор рухається уздовж напрямної щогли, встановленою на гусеничної машині, яка може його додатково притискати. Заповнювач, що виходить з-під леза вібратора в фазі його вертикального підтягування, надалі ущільнюється і розштовхувати з боків при зворотно-поступальному русі вібратора. Внаслідок зворотно-поступального характеру роботи вібратора, формуються колони з заповнювача (KSS), які працюють разом з грунтом при прийомі і передачі навантажень.

На відміну від просторового ущільнення грунту, яке можна перевірити простим способом, дія колони з наповнювача більш складне і більш важке в оцінці. C цією метою виконується контрольне зондування в своле колони.

Фірма Келлер розробила власну методику проектування колон, яка багаторазово перевірена на практиці. Розмір фундаментів на колонах з заповнювача приймається як для звичайних фундаментів, а допустиме навантаження на підставу допускаються від 150 до 400 кПа.

Основні переваги щебеневих колон (KSS):

- Заповнювач виходить з-під леза вібратора, що забезпечує нерозривність стовбура колони;

- Для утворення колони вистачає одноразового занурення вібратора в підставу;

- Виключається небезпека утворення пустот в слабких грунтах;

- Рух вібратора уздовж щогли забезпечує сувору вертикальність колон;

- Технологія дозволяє уникнути забруднення робочої платформи.

1. Підготовка

Прикріплений до щогли шлюзовий вібратор встановлюється у позначеній точці за допомогою гусеничної машини, яка закріплюється за допомогою гідравліки. Бункер для заповнювача наповнюється через навантажувальну машину.

2. Заповнення

Лоток з заповнювачем піднімається на щоглу і спорожняється через шлюз в бункер по направляючої трубі. Після закриття шлюзів заповнювач переміщається за допомогою стиснутого повітря в напрямку вихідного отверствия (отворів), розташованих в лезі вібратора

3. Заглиблення

Вібратор розштовхує грунт і проникає в нього до передбаченої глибини під впливом тиску повітря і натиску основної машини.

4. Побудова

Формування колони виробляється зворотно-поступальним рухом. Підтягування вібратора супроводжується виходом заповнювача у звільнене простір під вістрям при впливі стисненого повітря. Повернення (опускання) вібратора призводить до розштовхування і ущільненню заповнювача.

5. Висновок

Після виконання колон необхідно додатково ущільнити дно котловану.

Діапазон застосування:

У разі недостатньої несучої здатності грунту - можливим рішенням є використання технології,, Вібро'', так ви можете поліпшити несучу здатність грунту практично на будь-якій глибині, як у воді, так і під водою.

Бетонні колонни (FSS)

Мал. 1. Вібратор для Мал.2. Технологія виконання бетонних колон(FSS)

виконання бетонних

колон (FSS)

Зцементовані щебеневі колони (VSS) і ущільнюючі бетонні колони(FSS)

Колонни VSS і FSS виконуються по технології віброобміну

Зцементовані щебеневі колони VSS набувають велику, в порівнянні зі звичайними щебеневих колонами, міцність завдяки добавці цементної суміші до щебеню під час формування колони.

Колони FSS виконуються з готового провібрірованного бетону класу від В10 до В15. Тим самим, в обох типах колон досягається ефект додаткового зміцнення навколишнього грунту, якому сприяє вібрація і тиск, вироблені глибинним вібратором. Маючи жорсткий стовбур, колони VSS і FSS поводяться в підставі, в великій мірі, як палі.

Колони VSS і FSS розраховуються подібно сваям, беручи до уваги їх несучу здатність, а також осадку. Несуча здатність таких елементів від 400 до 700 кН. Вона досягається завдяки формуванню більш широкого башмака з гравію. Несуча здатність самої колони залежить від класу бетону і підбирається таким чином, щоб вона перевищувала фактичну навантаження. Колони FSS виконуються без армування і зазвичай мають діаметр 60 см.

Динамічне ущільнення

Динамічне ущільнення (анг. Dynamic Compaction) - це технологія зміцнення грунтової основи, відбулась з незв'язних піщаних грунтів. Суть технології полягає в тому, що вантаж вагою 5-20 тон піднімається за допомогою крана на висоту 10-30 м і скидається на підсилюваний грунт. На кожну точку ущільнення грунтової основи виконується кілька ударів, що виникають при цьому кратери засипаються сумішшю піску і щебеню і вирівнюються. Ефективність динамічного ущільнення залежить від грунтових умов, а також від ваги вантажу і висоти скидання вантажу і зростає разом із зростанням його ваги і висоти скидання. Ця технологія використовується для зміцнення слабких грунтів на

глибину до 14м (на практиці до 10м максимум).

Рис. 1. Динамічне ущільнення

Різновидом динамічного ущільнення є динамічний обмін грунту (анг. Dynamic Replacement), відомий також під назвою вбивається кам'яні колони. Такі колони виконуються у разі дрібного (максимально 4-5 м) залягання слабких грунтів. Вони виконуються таким же обладнанням, що й динамічне ущільнення. Вантаж, вдаряючись об землю, робить у ній кратер, який потім засипається грубозернистим матеріалом. У результаті повторення цього процесу кілька разів формується кам'яна колона.

.

"Кратер" утворений в результаті падіння вантажу з крану

Рис. 2. Етапи виконання динамічного обміну грунту

Технологія DSM

Пропонована та вдосконалена технологія DSM (анг. Deep Soil Mixing), винайдена в Японії, все частіше застосовується в світі для зміцнення слабкого грунтової основи. Її застосування призводить до радикального поліпшення механічних властивостей існуючого грунтової основи, яке після змішування з цементом, отримує форму так званого цементогрунта.

Глибинне змішування грунту системою Келлера полягає у введенні в підставу спеціального змішувача, що складається з бурової труби, поперечних балок і наконечника спірального бура. Буріння відбувається без струсів з одночасною подачею цементної суміші з так званого монітора, що знаходиться на кінці бурової труби. Після досягнення проектної глибини, настає фаза формування колон DSM, діаметром 600 або 1200 мм. Одночасно, обертається і підтягуються вгору змішувач, забезпечує рівномірне перемішування суміші з грунтом. Для досягнення кращих результатів перемішування грунту, процес повторюється кілька разів. Склад і кількість подаваної суміші підбирається в залежності від необхідних параметрів цементогрунта, забезпечуючи при цьому необхідні міцнісні характеристики і, якщо необхідно, ущільнюючи грунт до потрібного ступеня. Підвищена щільність досягається шляхом додавання в суміш Бетоніти.

Колони DSM застосовуються для фундаментів інженерних споруд, посилення грунтової основи для малоповерхового будівництва, фундаментів дорожніх опор, зміцнення дорожніх насипів. При необхідності, колони DSM армуються сталевими каркасами або сталевими профілями.

Контроль за параметрами колон DSM ведеться під час усього періоду виготовлення, а також після її виконання.

Основними перевагами технології DSM:

- Буріння відбувається практично без вібрації

-Технологія DSM є екологічно чиста у зв'язку із застосуванням екологічно нешкідливих матеріалів

-Мінімальну кількість бурового шламу

-Відносно низька вартість робіт.

Технологія Vibroflotacia

Віброфлотація застосовується для незв'язних грунтів, які зміцнюються за допомогою відповідного ущільнення глибинним вібратором.

Піщані і гравійні верстви в підставі, а також неконтрольовані піщані насипи, часто мають дуже слабке ущільнення, що робить основу споруди ненадійним. Застосовуючи глибинні вібратори компанії «Келлер», можна підвищити щільність і вирівняти ступінь ущільнення грунту, не залежно від рівня грунтової води.

Ущільнення крупнозернистих грунтів відбувається найбільш ефективно при використанні вібраторів порівняно низької частоти вібрації, про це кожен тип вібратора підбирається індивідуально для кожного проекту, беручи до уваги багато факторів, включаючи існуючі сусідні будівлі.

Вібратор, як правило, утримується краном або екскаватором. Для досягнення потрібної глибини вібратор опускається за допомогою відповідної труби. Занурення вібратора в грунт, а також ущільнення, може супроводжуватися підмивом водою через сопла, що знаходяться на вістрі, а іноді на стовбурі вібратора. Ущільнення виконується зворотно-поступальним рухом знизу вгору. Ефективність ущільнення залежить від технічних параметрів використовуваного вібратора, виду грунту і прийнятого відстані між пунктами ущільнення.

Інтенсивність впливу віброфлотаціі залежить від безлічі факторів. Володіючи багатим досвідом, фірма Келлер розробляє в кожному окремому випадку найбільш відповідну концепцію підвищення фізико-механічних характеристик грунту. Схема розташування точок вібровоздействія і глибина ущільнення встановлюються в залежності від виду підстави, типу конструкції, необхідної ступеня впливу на грунт, а також особливостей місцевості в кожному конкретному випадку. Фахівці фірми Келлер після ретельної перевірки всіх умов на місці, пропонують найбільш ефективні і вигідні методи проведення робіт.

Для контролю досягнутого ступеня ущільнення виконується статичне або динамічне зондування грунту.

1. Заглиблення

Працюючий вібратор, іноді за допомогою підмиву водою, занурюється в грунт до планованої глибини. Дрібні фракції грунту, при цьому, виносяться на поверхню з випливали водою. Після досягнення проектної відмітки, зменшується подача води

2. Ущільнення

Ущільнення грунту виконується знизу вгору. Зона дії вібратора досягає 5м в діаметрі. Приріст ущільнення визначається по збільшенню споживання струму, що проходить через електродвигуни вібратора.

3. Заповнення

Навколо вібратора утворюється воронка внаслідок осідання грунту, який заповнюється привізним матеріалом (А) або місцевим (В). Кількість досипати матеріалу становить близько 10% ущільнюваного обсягу.

4. Висновок

Після виконання віброфлотаціі поверхня вирівнюється, а потім додатково ущільнюється майданчиковим вібратором.