Уплотнение грунтов

Уплотнение грунтов — процесс, который включает уменьшение содержания воздуха в грунте. Предварительно выбранный грунт должен иметь достаточную прочность, быть относительно несжимаемым, чтобы будущая осадка не была значительной, быть устойчивым к изменению объема при изменении содержания воды или других факторов, быть прочным и безопасным от разрушения, а также обладать надлежащей проницаемостью.

Механизм уплотнения

Грунт укладывается слоями (англ. soil lifts ). Способность нижележащих слоев насыпи правильно уплотняться зависит от состояния покрываемого природного материала. Если нижележащие слои засыпать без уплотнения, они могут в течение длительного времени сжиматься под тяжестью насыпи, вызывая осадочные трещины в любой конструкции, поддерживаемой насыпью. Чтобы определить, выдержит ли естественный грунт первые слои насыпи, участок можно проверить. Контрольная прокатка заключается в использовании тяжелой строительной техники для прокатки по площадке насыпи и наблюдении за обнаружением прогибов. Эти области будут обозначены развитием колеи, накачки или переплетения грунта.

Чтобы обеспечить адекватное уплотнение почвы, в спецификациях проекта будет указана требуемая плотность почвы или степень уплотнения, которая должна быть достигнута. Эти спецификации обычно рекомендуются инженером-геотехником в инженерно-геологическом отчете. Тип почвы, то есть гранулометрический состав, форма почвенных зерен, удельный вес твердых частиц почвы, а также количество и тип присутствующих глинистых минералов, оказывает большое влияние на максимальный сухой удельный вес и оптимальное содержание влаги. Это также оказывает большое влияние на то, как материалы должны быть уплотнены в данных ситуациях. Уплотнение осуществляется с помощью тяжелой техники. В песках и гравиях оборудование обычно вибрирует, чтобы вызвать переориентацию частиц почвы в более плотную конфигурацию. В алевритах и глинах часто используют овчинный каток для создания небольших зон интенсивного сдвига, который вытесняет воздух из почвы.

Область применения

Уплотнение грунтов производится для обеспечения их заданной плотности и уменьшения величины и неравномерности последующей осадки оснований и земляных сооружений. При уплотнении грунтов увеличивается их прочность, уменьшается сжимаемость и фильтрационная способность. Степень уплотнения грунтов оценивается по объемной массе его скелета: уплотненным называется (условно) грунт объемная масса скелета которого 1,6 т/м³. Уплотнение грунтов получило распространение в гидротехническом, автодорожном, железнодорожном строительстве, при выполнении земляных работ, связанных с вертикальной планировкой застраиваемых территорий, при засыпке котлованов и траншей после устройства фундаментов, прокладке подземных коммуникаций и т. д. Весьма эффективно уплотнение грунтов при подготовке оснований на неоднородных (по сжимаемости) насыпных, просадочных и водонасыщенных глинистых грунтах.

Методы

Для уплотнения грунтов применяют: укатку, трамбование, вибрирование, гидравлический способ (намыв), уплотнение лёссовых грунтов замачиванием, сейсмоуплотнение (уплотнение взрывами), а также сочетание двух способов: например, вибрирование с трамбованием (виброудар), вибрирование с нагнетанием воды (гидровиброуплотнение) и т. п. Весьма эффективно для уплотнения слабых грунтов применение т. н. грунтовых свай и т. н. гранулометрических добавок. При поверхностном уплотнении грунтов применяют катки дорожные, трамбовочные машины, вибраторы, виброплиты и т. п. Глубинное уплотнение грунтов производят при оптимальной влажности; если естественная влажность грунта меньше оптимальной, его предварительно увлажняют. Контроль качества уплотнения грунтов осуществляют статическим и динамическим зондированием, а также отбором образцов из уплотненного слоя с целью исследования его прочности, деформационных и фильтрационных свойств.