Искусственные основания

В случаях, когда грунт на участке строительства не удовлетворяет предъявляемым требованиям, а здание необходимо возводить именно на этом участке, устраивают искусственное основание. Такие основания устраивают путем их искусственного упрочнения или заменой слабого грунта более прочным. Упрочнение грунта может осуществляться различными способами.

Поверхностное уплотнение грунта достигается трамбованием пневматическими трамбовками (иногда с втрамбованием щебня) или трамбовочными плитами массой более 2 т, падающими с высоты 3-4 м. Для уплотнения больших площадей грунт укатывают катками массой 10-15 т Для уплотнения песчаных и пылеватых грунтов используют поверхностные вибраторы.

Силикатизация применяется для закрепления (упрочнения) мелких и пылеватых песков (плывунов). Для этого в песчаный грунт с помощью инъектора поочередно нагнетают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, а для закрепления пылеватых песков - раствор жидкого стекла‚ смешанного с раствором фосфорной кислоты. В результате нагнетания указанных растворов грунт с течением времени каменеет и приобретает большую несущую способность.

Цементизация — нагнетание в грунт по трубам жидкого цементного раствора или цементного молока. По мере нагнетания раствора трубы извлекаются из грунта. После затвердевания раствора в порах грунта последний приобретает камневидную структуру и большую прочность. Цементизация применяется для укрепления гравелистых, крупных и средней крупности песков.

Метод армирования грунтового массива основан на управляемом инъектировании под давлением расчетных объемов твердеющих растворов по специально рассчитанной объемно-планировочной схеме. Образовавшиеся при этом включения в радиусе 1,5—3 м от инъектора в процессе нагнетания расширяются за счет увеличения объема твердеющего раствора и формируют при твердении жесткий армирующий каркас.

Грунт, находящийся между включениями, уплотняется давлением раствора, приобретая улучшенные механические характеристики. Жесткий каркас из затвердевшего раствора дополнительно упрочняет уплотненный грунтовый массив. Усиленный таким образом грунт является принципиально новым природно-техногенным образованием – геотехногенным композитом, или «геокомпозитом», обладающим высокой степенью жесткости и неупорядоченной структурой (напоминающей корни дерева), в котором «матрицей» является уплотненный грунт, а армирующим скелетом — затвердевший раствор.

Метод «геокомпозит» можно использовать для любых сжимаемых дисперсных грунтов как естественного происхождения — пески, суглинки, супеси и глины, так и техногенного характера — насыпные грунты, строительный мусор и производственные отложения.

Если уплотнение и закрепление грунта затруднено, то слой слабого грунта заменяют более прочным. Замененный слой грунта называют подушкой. При небольшой этажности зданий (небольшой нагрузке) применяют подушки из крупного или средней крупности песка. Толщина подушки должна быть такой, чтобы давление под ней не превышало несущей способности нижележащего грунта.