Інші методи (DSM, TSM, KSS, Vibrofloticia тощо).

Глибинне змішування грунту (Deep Soil Mixing - DSM)

Даний метод полягає у швидкому змішуванні грунту і є варіантом стандартних методів, що застосовуються при установці тимчасових опорних стійок і закладці фундаменту (наприклад, установка шпунтових стійок, сталевих шпунтових стін або стін із застосуванням технології струменевії цементації).

Бурова установка оснащується буровим приводом і відповідним змішувальним інструментом. У бурових приводах не використовується зубчаста передача, що дозволяє уникнути таких негативних моментів, як шум, підвищений знос, постійна необхідність в технічному обслуговуванні і відносно невелика частота обертання шнека.

Метод мокрого змішування грунту часто використовується разом зі стандартними методами установки опорних стійок. Він застосовується при установці головних стійок. Як другорядних стійок можуть використовуватися набивні бетонні палі. Технологія DSM також призначена для зміцнення слабких грунтів на великій площі, тому що є достатньо дешевої в порівнянні з іншими технологіями зміцнення грунтів. Наприклад, технологія може бути використана при будівництві доріг на слабкому грунтовій підставі.

Переваги:

· Відсутність вібрацій - може застосовуватися в місцях з високою концентрацією будівель і в житлових районах.

· Низькі шуми - завдяки особливій конструкції бурового приводу без застосування механізму зубчастої передачі рівень шуму зведений до мінімуму.

· Продуктивність - висока частота обертання шнека збільшує добову продуктивність бурового обладнання.

· Економічність - зниження витрат за рахунок малого витрати цементу та наповнювача і відсутності необхідності в виїмці грунту.

· Екологічність - відсутність необхідності в підвозі наповнювача та вивезенні грунту з місця установки опорних стійок, а також в утилізації і переробці забрудненого грунту.

Типи грунту:

Незв'язних сипкий грунт з рівною консистенцією і достатнім об'ємом порожнеч.

Стандартне застосування:

· Встановлення стримуючих стін

· Встановлення тимчасових опорних стійок

· Зміцнення / стабілізація грунту

· Встановлення шпунтового огородження

Принцип методу:

 

 

1. Розташування змішувального інструменту. Змішувальний інструмент монтується на високошвидкісному буровому з підвішеним апаратом подачі суспензії (суспензія являє собою суміш водоцементне в різних пропорціях).

2. Занурення змішувального інструменту в грунт з частотою обертання шнека 100 - 200 об / хв. Значний об'єм грунту змішується з подається під тиском суспензією.

3. У міру занурення змішувального інструменту на необхідну глибину здійснюється безперервна подача суспензії.

4. В процесі вилучення інструменту зі свердловини і безперервної подачі суспензії отримана суміш грунту і суспензії змішується повторно.

5. Готова паля, отримана методом мокрого змішування грунту. Тепер необхідно почекати час для її застигання.

Інструмент, що представляє собою змішувальну голівку, має певний діаметр і сконструйований відповідно до геологічною будовою грунту. З'єднання інструменту з буровим приводом виконано із застосуванням висувних штанг. Грунт в свердловині для установки палі змішується з поданого суспензією. Вприскуючі насос здійснює подачу суспензії через шарнірне з'єднання бурового приводу безпосередньо в порожнистий наконечник змішувальної головки.

Так як змішування виконується в процесі занурення і вилучення інструменту, даний метод можна умовно розділити на два етапи. Несуча здатність і жорсткість колони визначається обсягом поданої суспензії і консистенцією отриманої суміші.

Метод мокрого змішування грунту дозволяє встановлювати на місці палі діаметром від 400 мм до 1200 мм і максимальною довжиною 26 м. Вони можуть застосовуватися як одиночних паль, а також використовуватися для установки стін будь-яких видів.

 

 

Віброобмінні - щебеневі колони (KSS)

Віброобмін полягає у формуванні з щебеневого заповнювача колон, які надалі приймають на себе навантаження. Вони виконуються в зв'язних грунтах, що не піддаються ущільненню.

Зв’язані і неоднорідні грунти часто мають недостатню несучу здатність або щільність. При вмісті пилоподібних і мулистих фракцій понад 10%, грунти практично не піддаються власним ущільненню. Тоді для зміцнення грунту застосовується віброобміном.

Грубозернистий заповнювач (щебінь, гравій) подається у верхній бункер вібратора, який забезпечений вхідним шлюзом. Усередині вібратора заповнювач переміщається за допомогою стиснутого повітря в напрямку вихідного отвору. Вібратор рухається вздовж направляючої щогли, встановленої на гусеничної машини, яка може його додатково притискати. Заповнювач, що виходить з-під леза вібратора в фазі його вертикального підтягування, надалі ущільнюється і розштовхує з боків при зворотно-поступальному русі вібратора. Внаслідок зворотно-поступального характеру роботи вібратора, формуються колони з заповнювача (KSS), які працюють разом з грунтом при прийомі і передачі навантажень.

На відміну від просторового ущільнення грунту, яке можна перевірити простим способом, дія колони з наповнювача складніше і більш важке в оцінці. З цією метою виконується контрольне зондування в своле колони.

Фірма Келлер розробила власну методику проектування колон, яка багаторазово перевірена на практиці. Розмір фундаментів на колонах з заповнювача приймається як для звичайних фундаментів, а допустимі навантаження на підставу допускаються від 150 до 400 кПа.

Основні переваги щебеневих колон (KSS):

- Заповнювач виходить з-під леза вібратора, що забезпечує нерозривність стовбура колони;

- Для утворення колони вистачає одноразового занурення вібратора в основу;

- Виключається небезпека утворення пустот в слабких грунтах;

- Рух вібратора вздовж щогли забезпечує сувору вертикальність колон;

- Технологія дозволяє уникнути забруднення робочої платформи.

 

Технологія виконання:

1. Підготовка.

Прикріплений до щогли шлюзової вібратор встановлюється у позначеній точці за допомогою гусеничної машини, яка закріплюється за допомогою гідравліки. Бункер для заповнювача наповнюється через вантажний машину.

2. Заповнення.

Лоток з заповнювачем піднімається на щоглу і спорожняється через шлюз в бункер по направляючої трубі. Після закриття шлюзів заповнювач переміщається за допомогою стиснутого повітря в напрямку вихідного отвору (отворів), розташованих у лезі вібратора

3. Поглиблення.

Вібратор розштовхує грунт і проникає в нього до передбаченої глибини під впливом тиску повітря і тиску основної машини.

4. Побудова.

Формування колони проводиться зворотно-поступальним рухом. Підтягування вібратора супроводжується виходом заповнювача у звільнене простір під вістрям при впливі стисненого повітря. Повернення (опускання) вібратора призводить до розштовхування і ущільнення заповнювача.

5. Завершення.

Після виконання колон необхідно додатково ущільнити дно котловану

Зцементовані щебеневі колони (VSS) і ущільненні бетонні колони (FSS)

Колони VSS і FSS виконуються за технологією віброобміна.

Зцементовані щебеневі колони VSS набувають більшу, порівняно зі звичайними щебеневим колонами, міцність завдяки добавці цементної суміші до щебеню під час формування колони.

Колони FSS виконуються з готового провібрірованного бетону класу від В10 до В15. Тим самим, в обох типах колон досягається ефект додаткового зміцнення навколишнього грунту, якому сприяє вібрація і тиск, вироблені глибинним вібратором.

Маючи жорсткий стовбур, колони VSS і FSS поводяться в основі, у великій мірі, як палі.

Колони VSS і FSS розраховуються подібно сваям, беручи до уваги їх несучу здатність, а також осідання. Несуча здатність таких елементів від 400 до 700 кН. Вона досягається завдяки формуванню більш широкого башмака з гравію. Несуча здатність самої колони залежить від класу бетону і підбирається таким чином, щоб вона перевищувала фактичну навантаження. Колони FSS виконуються без армування і зазвичай мають діаметр 60 см.

Віброфлотація (Vibroflotacia)

Віброфлотація застосовується для незв'язних грунтів, які зміцнюються за допомогою відповідного ущільнення глибинним вібратором.

Піщані і гравійні верстви в основі, а також неконтрольовані піщані насипи, часто мають дуже слабке ущільнення, що робить основу споруди ненадійним. Застосовуючи глибинні вібратори, можна підвищити щільність і вирівняти ступінь ущільнення грунту, не залежно від рівня грунтової води.

Ущільнення крупнозернистих грунтів відбувається найбільш ефективно при використанні вібраторів порівняно низької частоти вібрації, про це кожен тип вібратора підбирається індивідуально для кожного проекту, беручи до уваги багато чинників, включаючи існуючі сусідні будівлі.

Вібратор, як правило, утримується краном або екскаватором. Для досягнення потрібної глибини вібратор опускається за допомогою відповідної труби. Занурення вібратора в грунт, а також ущільнення, може супроводжуватися підмивом водою через сопла, що знаходяться на вістрі, а іноді на стовбурі вібратора. Ущільнення виконується зворотно-поступальним рухом знизу вгору. Ефективність ущільнення залежить від технічних параметрів використовуваного вібратора, виду грунту і прийнятого відстані між пунктами ущільнення.

Інтенсивність дії віброфлотаціі залежить від безлічі факторів. Схема розташування точок вібродії і глибина ущільнення встановлюються залежно від виду основи, типу конструкції, необхідного ступеня впливу на грунт, а також особливостей місцевості в кожному конкретному випадку.

Для контролю досягнутого ступеня ущільнення виконується статичне або динамічне зондування грунту.

Технологія виконання:

1. Поглиблення

Працюючий вібратор, іноді за допомогою підмиву водою, занурюється в грунт до планованої глибини. Дрібні фракції грунту, при цьому, виносяться на поверхню з випливають водою. Після досягнення проектної відмітки, зменшується подача води.

2. Ущільнення

Ущільнення грунту виконується знизу вгору. Зона дії вібратора досягає 5м у діаметрі. Приріст ущільнення визначається по збільшенню споживання струму, що проходить через електродвигунів вібратора.

3. Заповнення

Навколо вібратора утворюється воронка внаслідок осідання грунту, який заповнюється привізним матеріалом (А) або місцевим (В). Кількість досипаємо матеріалу складає близько 10% ущільнюваного обсягу.

4. Висновок

Після виконання віброфлотаціі поверхня вирівнюється, а потім додатково ущільнюється майданчиковим вібратором.

У зоні роботи вібратора, залежно від застосованої методики робіт, відбувається переміщення зерен грунту, що приводить до зростання ступеня їх ущільнення. Залежно від властивостей основи та інтенсивності ущільнення, досягається зменшення об'єму грунту до 10%.

Діапазон застосування:

У разі недостатньої несучої здатності грунту, можливим рішенням є використання технології,, Вібро'', так як можливо поліпшити несучу здатність грунту практично на будь-якій глибині, як у воді так і під водою

Комбіновані колони CMM

Технологія виконання комбінованих колон CMM полягає в застосуванні спеціального бура, який після пробуріванія в грунт на проектну глибину, далі починається подача бетону під тиском тим часом бур починає рухатися вже вгору, таким чином виходить колона CMM. Діаметр такої бетонної колони складає від 40 см до 60см. В залежності від проекту, вище бетонної частини колони, виконується завібрував головка колони з грубозернистого щебеню, яка забезпечує м'яке спирання фундаменту.

Головними перевагами комбінованих колон є:

- Виконання колон без розпушування грунту;

- Висока швидкість виконання;

- Низький рівень шуму при виконанні робіт;

- Низька вартість виконання колон в порівнянні з іншими технологіями зі зміцнення грунтів;

- Збільшення параметрів несучої здатності навколишнього грунту і несучого грунту;

- Можливість зниження ступеня армування фундаментів, завдяки м'якій основі грунту і рівномірному осіданню

3. Фундаменти неглибокого закладання.

Загальні положення.

Фундаментом називається підземна частина споруди, яка сприймає на-вантаження від наземної частини та передає його основі. Під поняттям основи мається на увазі товща ґрунтів, яка сприймає навантаження від фундаменту і розподіляє його в своєму обмеженому об’ємі. Іноді перед фундаментом ставиться ще одне завдання – забезпечити зменшення нерівномірності осідання до допустимих значень для даної конструкції. З цією ціллю навантаження від групи колон чи стін передають на один фундамент роблячи його стрічковим чи у вигляді суцільної плити. Такі фундаменти працюють на згин, частково вирівнюючи осадку.

Якщо основою служать ґрунти природного складу, то вони називаються природними основами.

Ґрунти, властивості яких поліпшені тим чи іншим способом, називаються штучними основами. Штучні основи займають проміжне положення між фундаментами і природними основами.

3.2. Класифікація фундаментів.

Фундаменти і штучні основи класифікують за різними ознаками: глибиною закладання, жорсткістю тіла фундаменту, видом застосованих матеріалів, формою в плані, технологічними особливостями виготовлен-ня тощо. Досвід проектування та спорудження різноманітних видів фундаментів і штучних основ показує, що визначальну роль при оцінюванні експлуатаційних якостей відіграє принцип їх улаштування. Так, для фундаментів, які виготовляються у відкритих котлованах, велике значення має спосіб ведення земляних робіт, існування водозниження, при занурюванні паль – вид навантажувача, наявність лідирування або підмивання, а при пробиванні свердловин – маса трамбівки, висота її падіння, спосіб закладання фундаменту у свердловині та ін. Указані особливості істотно впливають на реологічні властивості основ, визначаючи характер роботи системи “основа – споруда” в часі.

Виходячи з наведених міркувань, фундаменти та штучні основи класифікують за принципом їх виготовлення, який визначає конструкцію, особливості взаємодії з оточуючим ґрунтом і як наслідок цього за їх міцністю й деформативністю.

Класифікація має такі таксометричні одиниці, які виділяють за групами ознак: клас – за елементами частин будов і споруд; група – за принципом формування фундаменту в природному ґрунті; підгрупа – за способом подачі матеріалу фундаментів та штучних основ у ґрунт; тип – за особливостями застосованого обладнання для виготовлення фундаментів і основ; різновид – за конструктивними особливостями фундаментів та штучних основ.