RU2662841C1 - Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами - Google Patents

Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами Download PDF

Info

Publication number
RU2662841C1
RU2662841C1 RU2017133868A RU2017133868A RU2662841C1 RU 2662841 C1 RU2662841 C1 RU 2662841C1 RU 2017133868 A RU2017133868 A RU 2017133868A RU 2017133868 A RU2017133868 A RU 2017133868A RU 2662841 C1 RU2662841 C1 RU 2662841C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
deformation
value
compaction
working tool
Prior art date
Application number
RU2017133868A
Other languages
English (en)
Inventor
Завен Григорьевич Тер-Мартиросян
Армен Завенович Тер-Мартиросян
Анатолий Юрьевич Мирный
Евгений Станиславович Соболев
Виталий Валентинович Сидоров
Георгий Олегович Анжело
Иван Николаевич Лузин
Original Assignee
Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to RU2017133868A priority Critical patent/RU2662841C1/ru
Application filed by Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") filed Critical Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Priority to JOP/2018/0087A priority patent/JOP20180087A1/ar
Priority to CA3026431A priority patent/CA3026431C/en
Priority to CN201780034676.4A priority patent/CN110100062B/zh
Priority to US16/309,078 priority patent/US11795652B2/en
Priority to EA201992868A priority patent/EA036628B1/ru
Priority to UAA201812447A priority patent/UA123454C2/ru
Priority to EP17910503.6A priority patent/EP3690144B1/en
Priority to HUE17910503A priority patent/HUE063699T2/hu
Priority to JP2018565752A priority patent/JP6748235B2/ja
Priority to BR112018076191-5A priority patent/BR112018076191B1/pt
Priority to MYPI2018002624A priority patent/MY197508A/en
Priority to KR1020187035631A priority patent/KR102319795B1/ko
Priority to PCT/RU2017/000916 priority patent/WO2019066680A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662841C1 publication Critical patent/RU2662841C1/ru
Priority to ARP180102812A priority patent/AR113621A1/es

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/26—Compacting soil locally before forming foundations; Construction of foundation structures by forcing binding substances into gravel fillings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
    • E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0079—Granulates
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00—Miscellaneous
    • E02D2600/40—Miscellaneous comprising stabilising elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительству, в частности к способам укрепления грунтов под основания и фундаменты зданий и сооружений, в т.ч. объектов электроэнергетики. Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами, включает выполнение скважин, подачу уплотняющего материала в каждую скважину и создание воздействия полым трубчатым рабочим инструментом на уплотняющий материал для образования грунтовой сваи. Предварительно выполняют инженерно-геологические изыскания по площади основания и определяют значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта, задают требуемый проектный модуль деформации уплотняемого слоя грунта, затем, принимая значение εдеформации расширения каждой скважины равным 0.1, вычисляют коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи епо приведенной зависимости. Определяют при каждом шаге прогнозное значение индекса текучести слабого минерального грунта по приведенной зависимости. Затем по известным нормативным значениям принимают ближайшее предварительное значение модуля деформацииокружающего грунтовую сваю минерального грунта в зависимости от полученных значений коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи eи индекса текучести грунта после уплотнения I, после чего принимают шаг размещения грунтовых свай равным трем диаметрам полого трубчатого рабочего инструмента и определяют значение фактического среднего приведенного модуля деформации основания по приведенной зависимости. Сравнивают его с проектным модулем деформации минерального грунта, и, в случае получения меньшего фактического среднего приведенного модуля деформации грунта основания, чем проектный, увеличивают значение εдеформации расширения скважины итерационно с шагом 0.1 и повторяют вычисление фактического среднего приведенного модуля деформации основания до достижения проектного значения или шага размещения грунтовых свай, равного значению 1,5 диаметра полого трубчатого рабочего инструмента. Увеличение радиуса скважины, соответствующее значению принятой деформации расширения в процессе вдавливания, вычисляют по приведенной зависимости. Длину грунтовой сваи принимают равной расстоянию от кровли до подошвы по меньшей мере одного слоя, требующего уплотнения. Затем выполняют соответствующую длине грунтовой сваи скважину путем вдавливания полого трубчатого рабочего инструмента, подачу уплотняющего материала в скважину осуществляют через полость полого трубчатого рабочего инструмента, а уплотняющее воздействие для образования грунтовой сваи осуществляют вдавливанием полого трубчатого рабочего инструмента в уплотняющий материал, после чего производят дополнительные инженерно-геологические изыскания по площади основания, определяя модуль деформации уплотненного минерального грунта между грунтовыми сваями. Рассчитывают фактический средний приведенный модуль деформации уплотненного основания и сравнивают его с проектным значением, а при несоответствии фактического среднего приведенного модуля деформации основания проектному значению производят установку дополнительных грунтовых свай между ранее установленными. Технический результат состоит в повышении производительности выполнения уплотнения грунта, снижении материалоемкости и трудоемкости, обеспечении реализации уплотнения основания, сложенного слабыми минеральными грунтами, путем определения оптимальных проектных технологических параметров грунтовых свай по всей площади основания. 4 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к способам укрепления грунтов под основания и фундаменты зданий и сооружений, в т.ч. объектов электроэнергетики.
В практике проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений на выбранном участке строительства нередко залегают слабые водонасыщенные глинистые грунты, обладающие низкими характеристиками деформируемости и прочности. В таких случаях проводят преобразование слабого основания различными методами, которые ведут к уплотнению и упрочнению изначально слабого грунта. В группу преобразования свойств грунтов можно отнести уплотнение укаткой, трамбовкой, инъецированием различных составов, устройство грунтовых свай по различным технологиям.
Известен способ укрепления грунта, включающий образование скважины, разрыхление грунта стенок этой скважины и создание на этот грунт укрепляющего воздействия (авторское свидетельство на изобретение СССР № 708010, 30.09.77). В этом способе укрепляющее воздействие создается только на грунт, который разрыхляется со стенок скважины. После утрамбовки этого грунта получается определенная степень укрепления, которую увеличить больше нельзя.
Данный способ не позволяет получить требуемой степени укрепления грунта под фундаменты для современного строительства.
Наиболее близким аналогом является способ уплотнения грунта (патент на изобретение РФ № 2473741), включающий выполнение скважины, засыпку уплотняющего материала в скважину и создание уплотняющего воздействия полым трубчатым рабочим инструментом на уплотняющий материал для образования грунтовой сваи.
Недостатком ближайшего аналога является отсутствие расчетов для подбора технологических параметров уплотнения грунтовой сваи в зависимости от свойств грунта, сверки полученных после уплотнения значений с проектными, что приводит к необходимости проведения лишних операций по уплотнению грунта, подбору необходимого количества скважин.
Задачей, достигаемой предлагаемым изобретением, является повышение производительности выполнения уплотнения грунта, снижение материалоемкости и трудоемкости.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в реализации уплотнения основания, сложенного слабыми минеральными грунтами, путем определения оптимальных проектных технологических параметров грунтовых свай по всей площади основания.
Сущность изобретения состоит в том, что в способе уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами, включающем выполнение скважин, подачу уплотняющего материала в каждую скважину и создание воздействия полым трубчатым рабочим инструментом на уплотняющий материал для образования грунтовой сваи, предложено предварительно выполнять инженерно-геологические изыскания по площади основания и определять значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта, задавать требуемый проектный модуль деформации уплотняемого слоя грунта, затем, принимая значение εi деформации расширения каждой скважины равным 0.1, вычислять коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи ei, по формуле:
ei=e0-(1+e0)⋅εi,
где ei - коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи;
е0 - начальный коэффициент пористости уплотняемого слабого минерального грунта;
εi - принятое значение деформации расширения скважины, и определять при каждом шаге прогнозное значение индекса текучести слабого минерального грунта по формуле:
Figure 00000001
,
где IL1 - значение индекса текучести слабого минерального грунта в естественных условиях;
IL2 - значение индекса текучести слабого минерального грунта после уплотнения;
е1 - значение коэффициента пористости слабого минерального грунта в естественных условиях;
е2 - значение коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения;
w1 - влажность слабого минерального грунта в естественных условиях;
wp - влажность слабого минерального грунта на границе пластичности,
затем по известным нормативным значениям принимать ближайшее предварительное значение модуля деформации
Figure 00000002
окружающего грунтовую сваю минерального грунта в зависимости от полученных значений коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи ei и индекса текучести грунта после уплотнения IL2, после чего принимать шаг размещения грунтовых свай равным трем диаметрам полого трубчатого рабочего инструмента и определять значение фактического среднего приведенного модуля деформации основания по формулам:
Figure 00000003
,
где
Figure 00000004
- фактический средний приведенный модуль деформации основания;
β - коэффициент бокового расширения, равный 0.8 для композитного массива грунта;
Figure 00000005
- коэффициент относительной сжимаемости минерального грунта;
mс - коэффициент относительной сжимаемости материала грунтовой сваи;
Figure 00000006
- коэффициент относительной сжимаемости массива, состоящего из грунтовой сваи и окружающего её грунта;
Figure 00000007
- модуль деформации окружающего грунтовую сваю минерального грунта;
Ес - модуль деформации материала грунтовой сваи;
ε - значение объемной деформации уплотняемого минерального грунта при расширении скважины;
а - конечный радиус грунтовой сваи;
b - радиус массива, состоящего из грунтовой сваи и окружающего её минерального грунта, равный половине проектного шага размещения грунтовых свай,
сравнивать его с проектным модулем деформации минерального грунта, и, в случае получения меньшего фактического среднего приведенного модуля деформации грунта основания, чем проектный, увеличивать значение εi деформации расширения скважины итерационно с шагом 0.1 и повторять вычисление фактического среднего приведенного модуля деформации основания до достижения проектного значения или шага размещения грунтовых свай равного значению 1,5 диаметра полого трубчатого рабочего инструмента, при этом увеличение радиуса скважины, соответствующее значению принятой деформации расширения в процессе вдавливания, вычислять по формуле:
Figure 00000008
где rр - радиус расширенной скважины;
R - радиус влияния одной грунтовой сваи равный половине шага размещения грунтовых свай;
ε - значение объемной деформации уплотняемого грунта при расширении скважины,
длину грунтовой сваи принимать равной расстоянию от кровли до подошвы по меньшей мере одного слоя, требующего уплотнения, затем выполнять соответствующую длине грунтовой сваи скважину путём вдавливания полого трубчатого рабочего инструмента, подачу уплотняющего материала в скважину осуществлять через полость полого трубчатого рабочего инструмента, а уплотняющее воздействие для образования грунтовой сваи осуществлять вдавливанием полого трубчатого рабочего инструмента в уплотняющий материал, после чего производить дополнительные инженерно-геологические изыскания по площади основания, определяя модуль деформации уплотненного минерального грунта между грунтовыми сваями, рассчитывать фактический средний приведенный модуль деформации уплотненного основания и сравнивать его с проектным значением, а при несоответствии фактического среднего приведенного модуля деформации основания проектному значению, производить установку дополнительных грунтовых свай между ранее установленными.
Также предлагается преимущественно нижний конец полого трубчатого рабочего инструмента перед его вдавливанием в грунт основания перекрывать шибером или теряемым башмаком, а после засыпки уплотняющего материала в полость полого трубчатого рабочего инструмента открывать шибер полого трубчатого рабочего инструмента для просыпания уплотняющего материала в скважину, приподнимать полый трубчатый рабочий инструмент на заданную высоту слоя уплотнения, после чего производить вдавливание полого трубчатого рабочего инструмента в уплотняющий материал, а операцию вдавливания уплотняющего материала повторять послойно на всю длину грунтовой сваи до достижения требуемого уплотнения слабого минерального грунта.
В качестве уплотняющего материала возможно использование щебня и/или песка, и/или гравия, и/или инертного материала, а полый трубчатый рабочий инструмент предлагается выполнять симметричным относительно его центральной оси.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что по результатам инженерно-геологических изысканий по площади основания определяются исходные параметры слабого минерального грунта, с использованием которых проводятся расчеты по подбору технологических параметров уплотнения грунтовых свай (шаг и радиус расширенной скважины) по всему основанию. Сверка после уплотнения основания полученного параметра уплотненного грунта по основанию в целом с проектным позволяет определить достаточность количества установленных грунтовых свай. Вдавливание полого трубчатого рабочего инструмента в грунт основания позволяет осуществить первое уплотнение слабого минерального грунта. Перекрытие нижнего конца рабочего инструмента шибером или теряемым башмаком позволяет осуществлять вдавливание уплотняющего материала в скважине. А послойное вдавливание рабочего инструмента в уплотняющий материал позволяет значительно расширить скважину, сформировать грунтовую сваю, а грунт вокруг грунтовой сваи уплотнить в радиальном (относительно грунтовой сваи) направлении. Уплотнение окружающего грунтовую сваю грунта также вызывает активизацию процесса консолидации из-за появления избыточного порового давления. Использование в качестве уплотняющего материала щебня и/или песка, и/или гравия, и/или любого иного инертного материала позволяет сформировать грунтовую сваю с необходимыми характеристиками в зависимости от свойств уплотняемого слабого минерального грунта, таким образом, чтобы предотвратить возможность проникновения частиц уплотняемого грунта через тело грунтовой сваи.
Использование симметричного относительно центральной оси полого трубчатого рабочего инструмента позволяет осуществлять равномерное радиальное уплотнение грунта основания.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В качестве исходных данных по результатам стандартных инженерно-геологических изысканий определяются физико-механические характеристики грунтов основания, а именно, значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта.
Затем задают требуемый проектный модуль деформации уплотняемого слоя грунта, и, принимая значение εi деформации расширения каждой скважины равным 0.1, вычисляют коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи еi, по формуле:
ei=e0-(1+e0)⋅εi,
где ei - коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи;
е0 - начальный коэффициент пористости уплотняемого слабого минерального грунта;
εi - принятое значение деформации расширения скважины.
После этого определяют при каждом шаге прогнозное значение индекса текучести слабого минерального грунта по формуле:
Figure 00000009
,
где IL1 - значение индекса текучести слабого минерального грунта в естественных условиях;
IL2 - значение индекса текучести слабого минерального грунта после уплотнения;
e1 - значение коэффициента пористости слабого минерального грунта в естественных условиях;
е2 - значение коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения;
W1 - влажность слабого минерального грунта в естественных условиях;
Wp - влажность слабого минерального грунта на границе пластичности.
Затем по известным нормативным значениям (например, из таблицы Б. 4 СП 22.13330.2011) принимают ближайшее предварительное значение модуля деформации
Figure 00000002
окружающего грунтовую сваю минерального грунта в зависимости от полученных значений коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи еi и индекса текучести грунта после уплотнения IL2. После чего принимают шаг размещения грунтовых свай равным трем диаметрам полого трубчатого рабочего инструмента.
Такая величина шага размещения грунтовых свай принимается из следующих предположений:
- при шаге грунтовых свай менее трех диаметров полого трубчатого рабочего элемента предполагается сильное влияние одних грунтовых свай на соседние в процессе расширения, что может повлечь к смещению части соседних грунтовых свай в горизонтальном направлении (приведет к их отклонению от вертикального положения) и приведет к неправильному уплотнению основания;
- при шаге свай более трех диаметров полого трубчатого рабочего элемента появляется вероятность появления недоуплотненных зон между грунтовыми сваями.
Далее определяют значение фактического среднего приведенного модуля деформации основания по формулам:
Figure 00000010
,
где
Figure 00000011
- фактический средний приведенный модуль деформации основания;
В - коэффициент бокового расширения, равный 0.8 для композитного массива грунта;
Figure 00000005
- коэффициент относительной сжимаемости минерального грунта;
mс - коэффициент относительной сжимаемости материала грунтовой сваи;
Figure 00000012
- коэффициент относительной сжимаемости массива, состоящего из грунтовой сваи и окружающего её грунта;
Figure 00000007
- модуль деформации окружающего грунтовую сваю минерального грунта;
Еc - модуль деформации материала грунтовой сваи;
ε - значение объемной деформации уплотняемого минерального грунта при расширении скважины;
а - конечный радиус грунтовой сваи;
b - радиус массива, состоящего из грунтовой сваи и окружающего её минерального грунта, равный половине проектного шага размещения грунтовых свай.
Полученное значение фактического среднего приведенного модуля деформации основания сравнивают с проектным модулем деформации минерального грунта, и, в случае получения меньшего фактического среднего приведенного модуля деформации грунта основания, чем проектный, увеличивают значение εi деформации расширения скважины итерационно с шагом 0.1 и повторяют вычисление фактического среднего приведенного модуля деформации основания до достижения проектного значения или шага размещения грунтовых свай равного значению 1,5 диаметра полого трубчатого рабочего инструмента.
При этом увеличение радиуса скважины, соответствующее значению принятой деформации расширения в процессе вдавливания, вычисляют по формуле:
Figure 00000013
,
где rр - радиус расширенной скважины;
R - радиус влияния одной грунтовой сваи равный половине шага размещения грунтовых свай;
ε - значение объемной деформации уплотняемого грунта при расширении скважины.
Для выполнения грунтовой сваи ее длину принимают равной расстоянию от кровли до подошвы по меньшей мере одного слоя, требующего уплотнения, при этом грунтовые сваи выполняются на всю мощность распространения слабых водонасыщенных грунтов с модулем деформации менее 10 МПа, механические характеристики которых требуется повысить. Для определения длины грунтовых свай предварительно определяется глубина сжимаемой толщи по стандартной методике СП 22.13330.2011. Если нижняя граница сжимаемой толщи попадает в грунты с модулем деформации менее 10 МПа, то рекомендуется выполнить грунтовые сваи на всю его мощность. По возможности следует подбирать длину грунтовой сваи таким образом, чтобы ее нижний торец упирался в грунты с достаточно высокими механическими характеристиками. При негоризонтальном залегании кровли слоя (прочного и относительно малодеформируемого фунта) длина грунтовых свай должна назначаться таким образом, чтобы все нижние торцы выполняемых элементов уплотнения гарантированно были погружены в него не менее чем на 0.5 м.
Затем выполняют соответствующую длине грунтовой сваи скважину путём вдавливания полого рабочего инструмента. При этом нижний конец рабочего инструмента перед его вдавливанием в грунт основания перекрывают шибером, а после засыпки уплотняющего материала в полость рабочего инструмента открывают шибер рабочего инструмента для просыпания уплотняющего материала в скважину, приподнимают рабочий инструмент на заданную высоту слоя уплотнения, после чего производят вдавливание рабочего инструмента в уплотняющий материал. Операцию вдавливания уплотняющего материала повторяют послойно на всю длину колонны до достижения требуемого уплотнения слабого минерального грунта.
Возможно также перекрытие нижнего конца рабочего инструмента теряемым башмаком.
В качестве уплотняющего материала возможно использование щебня и/или песка, и/или гравия, и/или инертного материала. При этом в качестве материала для грунтовых свай уплотнения могут применяться песчаные и крупнообломочные грунты с параметрами водопроницаемости, значительно превышающими параметры уплотняемого слабого грунта. Деформационные свойства материала грунтовой сваи уплотнения после его вдавливания в скважину определяются требуемым приведенным модулем деформации на площадке строительства.
При устройстве грунтовых свай в грунтах, в которых возможно возникновение механической суффозии, необходимо рассматривать использование в качестве материала для грунтовых свай щебеночно-песчаного материала, состав которого подбирается таким образом, чтобы предотвратить возможность проникновения частиц уплотняемого грунта через ее тело.
При устройстве грунтовых свай в глинистых грунтах также рекомендуется использовать щебеночно-песчаную смесь для уменьшения скорости развития процесса кольматации тела грунтовой сваи.
Используемый рабочий инструмент обычно выбирают симметричным относительно его центральной оси. При использовании рабочего инструмента квадратного сечения (или сечения в виде любого правильного многоугольника с количеством сторон, больше четырех) форма сваи увеличенного радиуса также будет близкой к кругу. Все расчеты выполняются для модели сваи круглого сечения в соответствии с представленной методикой. На практике при необходимости использования квадратного рабочего инструмента принимается поперечное сечение квадратной формы с площадью, равной или большей площади круглого сечения. Это необходимо для равенства объемов засыпаемого и уплотняемого в скважину материала.
Затем производят дополнительные инженерно-геологические изыскания по площади основания, определяя модуль деформации уплотненного минерального грунта между грунтовыми сваями, и рассчитывают фактический средний приведенный модуль деформации уплотненного основания и сравнивают его с проектным значением. При несоответствии фактического среднего приведенного модуля деформации основания проектному значению, производят установку дополнительных грунтовых свай между ранее установленными.
Использование предлагаемого способа позволяет проектировать и осуществлять уплотнение оснований зданий и сооружений повышенной ответственности на выбранном участке строительства в соответствии с заданными проектными значениями без дополнительных затрат.

Claims (35)

1. Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами, включающий выполнение скважин, подачу уплотняющего материала в каждую скважину и создание воздействия полым трубчатым рабочим инструментом на уплотняющий материал для образования грунтовой сваи, отличающийся тем, что предварительно выполняют инженерно-геологические изыскания по площади основания и определяют значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта, задают требуемый проектный модуль деформации уплотняемого слоя грунта, затем, принимая значение εi деформации расширения каждой скважины равным 0.1, вычисляют коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи еi по формуле:
ei=e0-(1+e0)⋅εi,
где ei - коэффициент пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи;
е0 - начальный коэффициент пористости уплотняемого слабого минерального грунта;
εi - принятое значение деформации расширения скважины,
и определяют при каждом шаге прогнозное значение индекса текучести слабого минерального грунта по формуле:
Figure 00000014
,
где IL1 - значение индекса текучести слабого минерального грунта в естественных условиях;
IL2 - значение индекса текучести слабого минерального грунта после уплотнения;
e1 - значение коэффициента пористости слабого минерального грунта в естественных условиях;
е2 - значение коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения;
w1 - влажность слабого минерального грунта в естественных условиях;
wp - влажность слабого минерального грунта на границе пластичности,
затем по известным нормативным значениям принимают ближайшее предварительное значение модуля деформации
Figure 00000015
окружающего грунтовую сваю минерального грунта в зависимости от полученных значений коэффициента пористости слабого минерального грунта после уплотнения вокруг грунтовой сваи ei и индекса текучести грунта после уплотнения IL2, после чего принимают шаг размещения грунтовых свай равным трем диаметрам полого трубчатого рабочего инструмента и определяют значение фактического среднего приведенного модуля деформации основания по формулам:
Figure 00000016
,
где
Figure 00000017
- фактический средний приведенный модуль деформации основания;
β - коэффициент бокового расширения, равный 0.8 для композитного массива грунта;
Figure 00000018
- коэффициент относительной сжимаемости минерального грунта;
mс - коэффициент относительной сжимаемости материала грунтовой сваи;
Figure 00000019
- коэффициент относительной сжимаемости массива, состоящего из грунтовой сваи и окружающего ее грунта;
Figure 00000015
- модуль деформации окружающего грунтовую сваю минерального грунта;
Ес - модуль деформации материала грунтовой сваи;
ε - значение объемной деформации уплотняемого минерального грунта при расширении скважины;
а - конечный радиус грунтовой сваи;
b - радиус массива, состоящего из грунтовой сваи и окружающего ее минерального грунта, равный половине проектного шага размещения грунтовых свай,
сравнивают его с проектным модулем деформации минерального грунта, и, в случае получения меньшего фактического среднего приведенного модуля деформации грунта основания, чем проектный, увеличивают значение εi деформации расширения скважины итерационно с шагом 0.1 и повторяют вычисление фактического среднего приведенного модуля деформации основания до достижения проектного значения или шага размещения грунтовых свай равного значению 1,5 диаметра полого трубчатого рабочего инструмента, при этом увеличение радиуса скважины, соответствующее значению принятой деформации расширения в процессе вдавливания, вычисляют по формуле:
Figure 00000020
,
где rр - радиус расширенной скважины;
R - радиус влияния одной грунтовой сваи равный половине шага размещения грунтовых свай;
ε - значение объемной деформации уплотняемого грунта при расширении скважины,
длину грунтовой сваи принимают равной расстоянию от кровли до подошвы по меньшей мере одного слоя, требующего уплотнения, затем выполняют соответствующую длине грунтовой сваи скважину путем вдавливания полого трубчатого рабочего инструмента, подачу уплотняющего материала в скважину осуществляют через полость полого трубчатого рабочего инструмента, а уплотняющее воздействие для образования грунтовой сваи осуществляют вдавливанием полого трубчатого рабочего инструмента в уплотняющий материал, после чего производят дополнительные инженерно-геологические изыскания по площади основания, определяя модуль деформации уплотненного минерального грунта между грунтовыми сваями, рассчитывают фактический средний приведенный модуль деформации уплотненного основания и сравнивают его с проектным значением, а при несоответствии фактического среднего приведенного модуля деформации основания проектному значению производят установку дополнительных грунтовых свай между ранее установленными.
2. Способ уплотнения оснований по п. 1, отличающийся тем, что нижний конец полого трубчатого рабочего инструмента перед его вдавливанием в грунт основания перекрывают шибером или теряемым башмаком.
3. Способ уплотнения оснований по п. 2, отличающийся тем, что после засыпки уплотняющего материала в полость полого трубчатого рабочего инструмента открывают шибер полого трубчатого рабочего инструмента для просыпания уплотняющего материала в скважину, приподнимают полый трубчатый рабочий инструмент на заданную высоту слоя уплотнения, после чего производят вдавливание полого трубчатого рабочего инструмента в уплотняющий материал, а операцию вдавливания уплотняющего материала повторяют послойно на всю длину грунтовой сваи до достижения требуемого уплотнения слабого минерального грунта.
4. Способ уплотнения оснований по п. 1, отличающийся тем, что в качестве уплотняющего материала используют щебень, и/или песок, и/или гравий, и/или инертный материал.
5. Способ уплотнения оснований по п. 1, отличающийся тем, что полый трубчатый рабочий инструмент выполнен симметричным относительно его центральной оси.
RU2017133868A 2017-09-29 2017-09-29 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами RU2662841C1 (ru)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JOP/2018/0087A JOP20180087A1 (ar) 2017-09-29 2017-09-29 طريقة تدعيم القواعد، القائمة على تربة معدنية ضعيفة
RU2017133868A RU2662841C1 (ru) 2017-09-29 2017-09-29 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами
JP2018565752A JP6748235B2 (ja) 2017-09-29 2017-12-08 軟弱な無機質土壌からなる基礎の締固め方法
US16/309,078 US11795652B2 (en) 2017-09-29 2017-12-08 Method of compaction of bases composed of weak mineral soils
EA201992868A EA036628B1 (ru) 2017-09-29 2017-12-08 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами
UAA201812447A UA123454C2 (ru) 2017-09-29 2017-12-08 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами
CA3026431A CA3026431C (en) 2017-09-29 2017-12-08 Method of compaction of bases composed of weak mineral soils
HUE17910503A HUE063699T2 (hu) 2017-09-29 2017-12-08 Gyenge ásványi talajból álló aljzat tömörítési módszere
CN201780034676.4A CN110100062B (zh) 2017-09-29 2017-12-08 弱矿物土组成的地基的压实方法
BR112018076191-5A BR112018076191B1 (pt) 2017-09-29 2017-12-08 Método de compactação de bases compostas de terrenos minerais fracos
MYPI2018002624A MY197508A (en) 2017-09-29 2017-12-08 Method of compaction of bases composed of weak mineral soils
KR1020187035631A KR102319795B1 (ko) 2017-09-29 2017-12-08 연약 무기질 토양으로 쌓은 기초 압축의 방법
PCT/RU2017/000916 WO2019066680A1 (ru) 2017-09-29 2017-12-08 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами
EP17910503.6A EP3690144B1 (en) 2017-09-29 2017-12-08 Method for compacting bases laid using weak mineral soils
ARP180102812A AR113621A1 (es) 2017-09-29 2018-09-28 Método de compactación de los cimientos formados por suelos blandos minerales

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133868A RU2662841C1 (ru) 2017-09-29 2017-09-29 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2662841C1 true RU2662841C1 (ru) 2018-07-31

Family

ID=63142414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133868A RU2662841C1 (ru) 2017-09-29 2017-09-29 Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11795652B2 (ru)
EP (1) EP3690144B1 (ru)
JP (1) JP6748235B2 (ru)
KR (1) KR102319795B1 (ru)
CN (1) CN110100062B (ru)
AR (1) AR113621A1 (ru)
BR (1) BR112018076191B1 (ru)
CA (1) CA3026431C (ru)
EA (1) EA036628B1 (ru)
HU (1) HUE063699T2 (ru)
JO (1) JOP20180087A1 (ru)
MY (1) MY197508A (ru)
RU (1) RU2662841C1 (ru)
UA (1) UA123454C2 (ru)
WO (1) WO2019066680A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110965542A (zh) * 2019-12-02 2020-04-07 杨松梅 一种建筑地基压实方法
CN116954139B (zh) * 2023-09-21 2023-12-22 山东锦恒矿业科技有限公司 一种矿山用自动化填充数据预测控制系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3386251A (en) * 1966-05-23 1968-06-04 Griffin Wellpoint Corp Method of strengthening and stabilizing compressible soils
SU966163A1 (ru) * 1980-09-04 1982-10-15 Новосибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Транспортного Строительства (Сибцниис) Способ изготовлени набивных свай
RU2106457C1 (ru) * 1996-06-27 1998-03-10 Михаил Израйлевич Перцовский Способ стабилизации основания ремонтируемого фундамента, преимущественно после промерзания грунта
RU2265107C1 (ru) * 2004-04-15 2005-11-27 Дубина Михаил Михайлович Способ снижения уровня неравномерности осадок при строительстве зданий
RU2473741C2 (ru) * 2011-05-05 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) Способ укрепления грунта и устройство для его осуществления
RU2537448C1 (ru) * 2013-06-17 2015-01-10 Олег Иванович Лобов Способ укрепления оснований зданий на структурно-неустойчивых грунтах и грунтах с карстовыми образованиями

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3086662B2 (ja) * 1996-12-25 2000-09-11 株式会社大林組 サンドコンパクションパイルの設計方法
JPH10237856A (ja) * 1997-02-27 1998-09-08 Shimizu Corp 杭及びサンドコンパクションパイルを併用した地盤改良工法
US6425713B2 (en) * 2000-06-15 2002-07-30 Geotechnical Reinforcement Company, Inc. Lateral displacement pier, and apparatus and method of forming the same
ITRE20060020A1 (it) * 2006-02-16 2007-08-17 Geosec Srl Metodo di omogeneizzazione e/o di riomogeneizzazione delle caratteristiche fisiche e chimiche di terreni di fondazione e/o di aree fabbricabili in genere
JP5033409B2 (ja) * 2006-12-19 2012-09-26 国立大学法人名古屋大学 軟弱地盤の長期沈下抑制方法及び軟弱地盤の長期沈下発生判定方法
JP5062559B2 (ja) * 2007-06-20 2012-10-31 清水建設株式会社 地盤改良工法
KR101017567B1 (ko) * 2009-01-16 2011-02-28 삼성물산 주식회사 현장타설말뚝의 설계 및 시공관리 방법
RU2449075C1 (ru) * 2010-11-26 2012-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Финансово-Строительная компания "МостГеоЦентр" Способ упрочнения слабого природного основания для возведения дорожного земляного полотна
CN102592029B (zh) * 2012-02-24 2014-02-26 董晓亮 湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法
US9915051B2 (en) * 2015-09-01 2018-03-13 Bahman Niroumand Mandrel for forming an aggregate pier, and aggregate pier compacting system and method
KR20190043709A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 강우진 순환골재를 이용한 연약지반의 표층처리 및 지력 강화 시공방법
KR102549770B1 (ko) * 2019-11-27 2023-06-30 주식회사 에이치엔티 연약지반 기초처리를 위한 복합공법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3386251A (en) * 1966-05-23 1968-06-04 Griffin Wellpoint Corp Method of strengthening and stabilizing compressible soils
SU966163A1 (ru) * 1980-09-04 1982-10-15 Новосибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Транспортного Строительства (Сибцниис) Способ изготовлени набивных свай
RU2106457C1 (ru) * 1996-06-27 1998-03-10 Михаил Израйлевич Перцовский Способ стабилизации основания ремонтируемого фундамента, преимущественно после промерзания грунта
RU2265107C1 (ru) * 2004-04-15 2005-11-27 Дубина Михаил Михайлович Способ снижения уровня неравномерности осадок при строительстве зданий
RU2473741C2 (ru) * 2011-05-05 2013-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) Способ укрепления грунта и устройство для его осуществления
RU2537448C1 (ru) * 2013-06-17 2015-01-10 Олег Иванович Лобов Способ укрепления оснований зданий на структурно-неустойчивых грунтах и грунтах с карстовыми образованиями

Also Published As

Publication number Publication date
EP3690144B1 (en) 2023-08-02
JOP20180087A1 (ar) 2019-03-29
KR20200012695A (ko) 2020-02-05
CA3026431C (en) 2021-09-14
JP6748235B2 (ja) 2020-08-26
EP3690144C0 (en) 2023-08-02
WO2019066680A1 (ru) 2019-04-04
MY197508A (en) 2023-06-19
BR112018076191B1 (pt) 2023-02-07
EP3690144A1 (en) 2020-08-05
EA036628B1 (ru) 2020-12-01
CN110100062A (zh) 2019-08-06
AR113621A1 (es) 2020-05-27
EP3690144A4 (en) 2021-11-10
CN110100062B (zh) 2021-08-17
EA201992868A1 (ru) 2020-04-01
HUE063699T2 (hu) 2024-02-28
US11795652B2 (en) 2023-10-24
KR102319795B1 (ko) 2021-11-03
US20230082840A1 (en) 2023-03-16
JP2020507695A (ja) 2020-03-12
BR112018076191A2 (pt) 2019-04-24
UA123454C2 (ru) 2021-04-07
CA3026431A1 (en) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105970911B (zh) 一种大厚度湿陷性黄土的处理方法
CN104131546B (zh) 一种湿陷性黄土地基的处理方法
CN201665871U (zh) 长螺旋钻孔灌注桩后压浆技术装置
CN105625294A (zh) 一种复合地基及其施工方法
CN107339122B (zh) 一种钢管柱处理采空区工法
CN103015396A (zh) 软土地基施工方法
CN105040692B (zh) 一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法
CN106320314A (zh) 一种湿陷性黄土的处理方法
CN102877470B (zh) 组合土钉支护施工方法
CN104264655A (zh) 预成孔深层水下夯实法
CN110306586A (zh) 一种用于传统建筑的地基加固方法
CN111794216A (zh) 抗拔载体桩的施工方法
RU2662841C1 (ru) Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами
CN102251514A (zh) 多段式变截面强夯法
KR20100122068A (ko) 기초보강 확공압밀 인발주입공법
CN106192987B (zh) 一种对桩周边破碎地质加固的施工方法
CN104294817B (zh) 混凝土桩的施工方法
CN103981880A (zh) 一种扩顶扩底cfg桩复合地基处理方法
RU2640625C1 (ru) Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами
CN103015438A (zh) 湿陷性黄土路基滑坡处理方法
CN101892665A (zh) 一种注浆振冲碎石桩复合地基的施工方法
CN204370411U (zh) 一种扩底桩
Krutov et al. Foundations formed from piles cast in punched holes.
RU2602524C1 (ru) Способ изготовления комбинированной набивной сваи
CN204059329U (zh) 一种联合采用堆载预压及强夯处理的地基结构