Б.7 Графическая часть проектной документации на грунтоцементные конструкции, изготавливаемые по технологии глубинного перемешивания грунтов, в общем виде, должна содержать:

- масштабные инженерно-геологические планы и характерные разрезы с нанесением осей объекта капитального строительства, проектных контуров и размеров зон устройства грунтоцементных элементов и их абсолютных отметок, а также данные по физико-механическим свойствам грунтов;

- план расположения грунтоцементных конструкций с привязкой их осей к осям объекта капитального строительства, конструктивные разрезы с привязкой к инженерно-геологическим условиям (колонкам), спецификации грунтоцементных конструкций (номер, угол наклона, отметка верха и низа конструкции, диаметр, длина, число, общая длина), ведомости объемов работ и материалов.

Вяжущие вещества, применяемые при глубинном перемешивании

Тип грунта	Применяемое вяжущее
Глина	Известь или известково-цементная смесь
Пластичная глина
Органические глины и ил	Известково-цементная смесь или смесь цемента с гранулированным доменным шлаком или известково-гипсовая смесь, цемент
Торф	Цемент или смесь цемента с гранулированным доменным шлаком или смесь цемента, извести и гипса
Сульфатные грунты	Цемент или смесь цемента с гранулированным доменным шлаком, сульфатостойкий цемент
Наносы ила	Известково-цементная смесь или цемент

При влажном смешивании в большинстве случаев применяется обычный портландцемент. Для грунтов с высоким содержанием органики или для слабых глинистых грунтов могут применяться особые связующие. Смеси зольной пыли, гипса и цемента могут применяться, если требуется прочность обрабатываемого грунта 1-3 МПа.

Устройство армированных грунтоцементных элементов

Грунтоцементный элемент с развитой боковой поверхностью имеет значительное предельное сопротивление грунтового основания, при этом может наблюдаться дефицит прочности по материалу. Армирование позволяет сблизить значения сопротивления грунтового основания и прочности ствола и добиться за счет этого оптимальных с точки зрения материалоемкости проектных решений.

Г.1 Преимущество железобетонных элементов по сравнению с металлическими (при их использовании в качестве постоянных конструкций) заключается в их коррозионной стойкости в неоднородном высокопористом материале, каким является грунтоцемент. Второе преимущество - возможность оснащать сердечники "рубашками" для образования антисейсмического и разделительного зазоров на части боковой поверхности.

Г.2 Армированные грунтоцементные комбинированные сваи целесообразно применять в следующих случаях:

- ленточных и групповых фундаментов под сильно нагруженные сооружения больших размеров в плане;

- безростверковых свайных фундаментов;

- свайных фундаментов с высоким ростверком, в том числе свай-колонн, в том числе в мерзлых грунтах;

- свай в проседающих и оседающих массивах, в том числе на намывных территориях;

- свайных фундаментов в сейсмических районах.

Г.3 Сборный железобетонный высокопрочный сердечник позволяет заменить буровую сваю значительно большего сечения, при этом, грунтоцементный элемент в песчаных грунтах обеспечивает высокое предельное сопротивление.

Г.4 Задача уменьшения негативного трения в оседающих и проседающих массивах грунта существенно упрощается за счет возможности размещения на части длины сердечников разделительного антифрикционного слоя из поролона, пенополистирола и др.

В сейсмических районах разделительный слой расчетной толщины на боковой поверхности сердечников позволяет создавать эффект "гибкого" подземного этажа и снижения сейсмических нагрузок.

Г.5 Армирование стальными арматурными стержнями или сварными каркасами допускается для временным конструкций, например, ограждений котлованов. Для постоянных конструкций следует применять мероприятия по антикоррозионной защите металла. В частности, пластиковые гофрированные трубки, заполненные цементным или полимерцементным раствором, надежно защищают арматуру и повышают коэффициент использования за счет увеличения площади боковой поверхности металлического сердечника. Металлические сердечники из проката черных металлов могут защищаться оцинкованием или специальными покрытиями.

1246 × 786 пикс.     Открыть в новом окне

1298 × 941 пикс.     Открыть в новом окне

Определение длины и сплошности грунтоцементного элемента геофизическими методами

Определение длины и сплошности грунтоцементного элемента без выбуривания кернов может выполняться сейсмоакустическими методами.

Основной метод проведения испытаний по определению длины и сплошности грунтоцементного элемента - проверка эхо-тестером. Он основан на измерении времени между интервалами излучения упругой продольной волны в грунтоцементном элементе и прихода отраженных волн. Отраженная продольная волна возникает в местах изменения механического импеданса (механический импеданс пропорционален скорости продольной волны в свае и площади поперечного сечения). В однородном грунтоцементном элементе скорость постоянна и там, где находится нижний конец сваи, происходит отражение волны. В случае нарушения сплошности грунтоцементного элемента фиксируется локальное отражение сигнала.

Длина грунтоцементного элемента L вычисляется, исходя из измеренных интервала времени и скорости распространения продольной волны в грунтоцементе . Скорость распространения продольной упругой волны в грунтоцементе принимается равной 3600 м/с.

Для проведения испытаний применяется выровненная горизонтальная поверхность оголовка грунтоцементного элемента. Приемник эхо-тестера устанавливается и закрепляется на поверхности. Возбуждение упругой продольной волны выполняется механическим воздействием темпером (молотком) по поверхности в продольном направлении. Фиксируется интервал времени между начальным воздействием и приходом отраженного эхо-сигнала. Измерение выполняется с повторяемостью не менее шести раз в разных местах сечения, с накоплением данных по одной точке 6-8 раз. Точность определения длины грунтоцементного элемента зависит от шага квантования сигнала, равного 20 мкс и составляет 0,1 м. Прохождение сейсмоакустического сигнала по телу грунтоцементного элемента фиксируется с помощью рефлектограммы (пример рефлектограммы приведен на рисунке Д.1 (приложение Д)) по которой определяется сплошность материала.

1242 × 389 пикс.     Открыть в новом окне

Дополнительный контрольный метод определения длины грунтоцементного элемента - метод регистрации дифрагированной волны.

При распространении по телу грунтоцементного элемента упругой продольной волны, нижнее сечение элемента является источником дифрагированной волны, распространяющейся к поверхности земли. Измеряя время прохождения дифрагированной волны от низа грунтоцементного элемента до приемника на поверхности земли можно определить длину грунтоцементного элемента

где - скорость распространения упругих волн в грунте от нижнего сечения до поверхности земли, определяется на испытательной площадке;

- время распространения упругих волн в грунте от нижнего сечения до поверхности земли

где - скорость распространения упругих волн в грунтоцементном элементе от верхнего до нижнего сечения;

- суммарное время распространения упругих волн от верхнего сечения до земной поверхности.

Фиксирование прихода дифрагированной волны на поверхности выполняется с помощью размещенных в линию вертикально ориентированных сейсмодатчиков и записывающей сейсмостанции высокой частоты дискретизации (15 кГц). Число приемных датчиков 8-10 шт., расстояние между датчиками 2,0 м. Возбуждение упругой продольной волны выполняется механическим воздействием темпером (молотком) по горизонтальной поверхности оголовка грунтоцементного элемента в продольном направлении. Фиксируется интервал времени между начальным воздействием и приходом дифрагированной волны. Измерение выполняется с повторяемостью не менее шести раз, без изменения расстановки сейсмоприемников. Точность определения длины грунтоцементного элемента составляет 0,1 м. Прохождение сейсмоакустического сигнала в грунте регистрируется на сейсмограмме (пример сейсмограммы приведен на рисунке Д.2 (приложение Д)).

1162 × 677 пикс.     Открыть в новом окне

Прочностные и деформационные характеристики грунтоцемента, полученного методом глубинного перемешивания

Таблица Е.1 - Ориентировочные значение# модуля деформации грунтоцемента , МПа, из грунтов, укрепленных портландцементом ПЦ 500 (при обработке грунта глубинным перемешиванием)

Вид укрепляемых грунтов	Дозировка цемента, % по массе
	4-6 (80-120)	6-8 (120-160)	8-10 (160-200)	10-12 (200-240)	12-14 (240-280)	14-16 (280-320)
1 Песчано-гравийные и щебеночные смеси оптимального гранулометрического состава	80-110	100-140	120-180	150-210	-	-
2 Гравийные щебеночные или дресвяные грунты разнозернистого состава с содержанием до 10% пылевато-глинистых частиц	70-90	90-120	130-160	140-180	-	-
3 Гравелистые пески разнозернистого состава или гравелистые пески с содержанием 10% - 20% пылевато-глинистых частиц	70-90	90-120	130-160	140-180	-	-
4 Пески крупные и пески средней крупности разнозернистого состава либо с содержанием 10% - 20% пылевато-глинистых частиц	80-100	100-120	120-140	140-160	160-200	-
5 Пески мелкие и пески пылеватые	-	80-100	100-120	120-140	140-160	-
6 Супеси	-	70-110	90-130	110-150	120-200	140-160
7 Суглинки	-	-	60-110	80-130	90-150	110-170

Таблица Е.2 - Расчетные характеристики грунтоцемента из грунтов, укрепленных портландцементом ПЦ 500 (при обработке грунта глубинным перемешиванием)

Материалы	Прочность при сжатии R, МПа	Предел прочности на растяжение при изгибе , МПа	Модуль упругости , МПа
1 Крупнообломочные грунты и гравийно-песчаные смеси оптимального или близких к оптимальному составов, укрепленные цементом	4,0-6,0	0,34-0,46	550-800
	2,0-4,0	0,25-0,33	350-530
	1,0-2,0	0,20-0,22	280-320
2 Крупнообломочные грунты и гравийно-песчаные смеси неоптимального состава, пески (кроме мелких, пылеватых и одноразмерных), супесь легкая крупная, щебень мало прочных пород и отходы камнедробления, укрепленные цементом	4,0-6,0	0,30-0,40	500-700
	2,0-4,0	0,22-0,28	330-480
	1,0-2,0	0,18-0,19	250-300
3 Пески мелкие и пылеватые, супесь легкая и пылеватая, укрепленные цементом	4,0-6,0	0,26-0,35	480-650
	2,0-4,0	0,18-0,25	300-450
	1,0-2,0	0,13-0,16	220-260
4 Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие, укрепленные цементом	4,0-6,0	0,16-0,22	350-500
	2,0-4,0	0,12-0,16	230-350
	1,0-2,0	0,07-0,09	120-200
5 Суглинки тяжелые пылеватые, глины песчанистые и пылеватые, укрепленные цементом	2,0-4,0	0,08-0,12	200-330
	1,0-2,0	0,05-0,06	80-180