Revvork

О слабых грунтах и работе на них


Нередко строителям приходится возводить различные сооружения на так называемых слабых грунтах. Что это за грунты и что нужно делать, чтобы повысить их несущую способность? Давайте разберемся, а также поделимся некоторым опытом нашей работы на них.

Слабыми грунтами являются водонасыщенные глинистые грунты, обводненные лессы, заторфованные грунты и рыхлые пески.

Водонасыщенные глинистые – это грунты с модулем деформации ниже 5 МПа. Они не обеспечивают достаточной несущей способности оснований для восприятия нагрузок от возведенных на них сооружений.

Лессовые грунты (суглинки и супеси) состоят из пылеватых частиц с небольшим содержанием глинистых частиц. Они относятся к категории макропористых грунтов, то есть имеющих крупные поры, видимые невооруженным глазом. В случае замачивания лесса, например, атмосферными осадками или вследствие изменения уровня грунтовых вод, происходит резкое уменьшение объема грунта и просадка сооружений.

Заторфованные грунты. Пески и пылевато-глинистые грунты, включающие не полностью разложившиеся органические вещества, которые составляют 0,1 - 0,5 от веса сухого грунта, относят к заторфованным. Торфы – пористые и влажные грунты, обладающими большой сжимаемостью. Поэтому зачастую могут быть использованы в качестве оснований легких сооружений.

Рыхлые пески. Пески средней крупности с коэффициентом пористости е>0,7 считаются рыхлыми. Природная структура этих песков легко нарушается при динамических воздействиях (вибрации или сотрясениях) от построенных на них промышленных, транспортных и других объектов. Такие грунты относятся к категории просадочных.


При возведении искусственных сооружений на слабых грунтах практически всегда необходимо производить улучшение их физико-механических свойств. Существует несколько методов и технологий, позволяющих решить эту задачу. Наиболее распространены:

  • глубинное виброуплотнение
  • поверхностное и глубинное уплотнение трамбовкой
  • закрепление песчаных и слабых глинистых грунтов методом струйной цементации
  • силикатизация грунтов
  • устройство песчаных свай
  • устройство грунтовых свай методом обратного шнека.

На выбор способа укрепления грунта под конкретное сооружение влияет ряд факторов:

  • физико-механические свойства укрепляемого грунта (модуль деформации, коэффициент пористости, удельное сцепление, коэффициент фильтрации)
  • экономическая эффективность (достижение оптимальных физико-механических характеристик грунта с минимальными финансовыми затратами)
  • технологическая эффективность (минимальное время на производство работ при оптимальных трудозатратах).

Специалистами нашей компании выполнялись работы по уплотнению слабых грунтов с применением технологии устройства грунтовых свай методом обратного шнека на опытных участках с различными грунтовыми условиями. Эта технология эффективна при наличии под слоем слабых грунтов слоев грунта с характеристиками, позволяющими использовать нижележащий слой как несущий. Кроме того, она экономически целесообразна ввиду минимизации затрат на материалы, так как в качестве материалов для грунтовых свай используется грунт, извлеченный непосредственно из пробуренной скважины.

Хочу подчеркнуть, что при проведении этих работ очень важно четко следовать технологической схеме, а также соответствующим нормативам. Иначе результат может оказаться никчемным. Конечно, все и так это знают, но, думаю, нелишне здесь напомнить и о схеме, и о нормативных документах.


Технологическая схема состоит из следующих операций:

  • Погружение шнека до проектной отметки с прямым вращением и извлечением грунта (рис.1).
  • Подача грунта в скважину при обратном вращении шнека. В результате осуществляются набивка забоя скважины уплотненным грунтом под нижним витком шнека и уплотнение околосвайного пространства (рис.2). Происходит формирование тела грунтовой сваи снизу вверх с реактивным выталкиванием шнека (рис.3). При применении нашего оборудования нагрузка на грунт в скважине передается от веса бурового редуктора и шнековой колонны, составляя 7,5 тонны.

Для более равномерного уплотнения грунта в межсвайном пространстве грунтовые сваи следует размещать в шахматном порядке по вершинам равностороннего треугольника. На этапе разработки рабочего проекта производится предварительное опытное уплотнение грунта. При соблюдении технологии работ достигается средняя плотность грунта в уплотненном массиве Pd>1,65-1,7 т/м3.

Общее количество грунтовых свай n определяется по формуле n=M/m, где:
M – масса сухого грунта, необходимого для набивки всех грунтовых свай, измеряемая в тоннах;
m – масса сухого грунта для набивки одной сваи (определяется опытным путем), измеряемая в тоннах.


Проектирование и расчет грунтовых свай производятся на базе следующих нормативов и рекомендаций:

  • СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений.
  • Методические рекомендации по проектированию и технологии сооружения вертикальных песчаных дрен при возведении земляного полотна на слабых грунтах.
  • Рекомендации по проектированию и устройству буронабивных свай, изготовленных шнековым способом, на просадочных и слабых грунтах.

Опыт применения нашими специалистами грунтовых свай, выполненных методом обратного шнека, на различных площадках в рыхлых песках и глинистых грунтах, показал, что наиболее эффективно использование этой технологии на слабых грунтах с модулем деформации до 5 МПа.