Кількість виробок і їх глибину слід збільшувати в розвідуваній товщі ґрунтів при невитриманій потужності, неоднорідності складу, нерівномірній стисливості чи мінливій водопроникності.
У разі залягання в розвідуваній товщі сильно заторфованих ґрунтів і торфів глибина свердловин повинна призначатися з проходкою цих ґрунтів на всю їх потужність і із заглибленням в мінеральні ґрунти з врахуванням необхідного закладення цементоґрунтових елементів в несучих шарах.
Інженерно-геологічні вишукування повинні встановлювати режим ґрунтових вод і агресивні властивості ґрунтів, вплив техногенних чинників, наявність небезпечних інженерно-геологічних процесів на території забудови.
Особливу увагу при вишукувааннях в умовах щільної забудови слід приділяти наявності валунів, захованих фундаментів, комунікацій і інших перешкод в зоні проходки бурових свердловин. Слід також встановлювати можливі шляхи витоків розчину, що нагнітається в пухкі зони, насипні товщі, підземні порожнини, трубопроводи тощо. Ці відомості повинні відображатися в звітних матеріалах про вишукування.
При вишукуваннях на об'єктах, що реконструюються, слід виконувати обстеження фактичних розмірів і стану існуючих фундаментів і підземних конструкцій. Кількість шурфів повинна забезпечувати отримання повної інформації про всі типи фундаментів і конструктивні елементи підземних конструкцій на об'єкті, що обстежується.
При визначенні опірності зрушенню з дотриманням вимог ДСТУ Б В.2.1-4 (ГОСТ 12248) в глинистих ґрунтах слід враховувати повзучість (консолідоване і неконсолідоване зрушення, миттєву і тривалу міцність).
Вишукуання для насипних ґрунтів і таких, що містять органічні залишки, повинні виконуватися в тому ж обсязі, як і для ґрунтів природного складу згідно з ДБН А.2.1-1 і включати відомості про діапазон мінливості фізичних, міцнісних, деформаційних і фільтраційних властивостей, а також про наявність твердих включень і ступеня заторфованості.
При встановленні физико-механічних і фільтраційних характеристик ґрунтових нашарувань слід оцінювати їх анізотропію, тобто наявність відмінностей цих характеристик у вертикальному і горизонтальному напрямах.
Заходи щодо захисту арматури від корозії повинні ув'язуватися з довговічністю споруди і ступенем агресивності ґрунтового середовища, а також властивостями матеріалів для арматури.
Спосіб визначення несучої здатності основи цементоґрунтових паль слід вибирати залежно від рівня відповідальності будівель відповідно до вимог ДБН В.2.1-10 згідно з ДБН В. 1.2-14.
Розрахунок цементоґрунтових пальових фундаментів за граничним станом другої групи (за деформаціями) виконується з врахуванням впливу сусідніх фундаментів (додаткок П.2 до ДБН В.2.1-10).
Розрахунок пальових фундаментів за несучою здатністю і деформаціями при дії горизонтальних навантажень і конструктивні вимоги до армування паль повинні відповідати вимогам ДБН В.2.1-10.
Розрахунковий опір ґрунту R під нижнім кінцем палі, виконаної з використанням струме- невої технології, слід приймати відповідно до вимог ДБН В.2.1-10, виходячи з умови наявності зміцнення ґрунту, утвореного при використанні високонапірної ін'єкції.
Міцнісні властивості матеріалу цементоґрунтових паль залежать від: гранулометричного складу ґрунту, водоцементного відношення розчину, кількості цементного розчину на 1 м3 закріпленого ґрунту, швидкості підйому монітора.
Необхідно враховувати, що залежно від технологічних параметрів міцнісні властивості паль навіть для одного типу ґрунту можуть змінюватися в досить широкому діапазоні. Для попереднього призначення міцності на стиск цементоґрунтових елементів fcm, МПа, допускається використовувати залежності, представлені на рисунку 10.11.
Витрати цементу, кг/м3
На графіку зверху вниз: 1 - пісок і гравій; 2 - пилуватий пісок; 3 - мули; 4 - пилувата глина; 5 - глина
Рисунок 10.11 - Співвідношення між міцністю і витратою цементу на 1 м3 закріплюваних ґрунтів
Розрахунок міцності матеріалу стовбура залізобетонних паль і анкерів слід виконувати у відповідності з вимогами ДБН В.2.6-98.
Проектування і розрахунок основ і фундаментів, розташованих на брівці котловану, при посиленні їх шляхом пересадки на цементоґрунтові опори слід виконувати відповідно до вимог ДБН В.2.1-10.
В разі зміцнення ґрунтів основи під існуючими фундаментами необхідно оцінити опір зміцненого масиву або ґрунту під цим масивом, що приймається в якості умовного фундаменту. Міцнісні і деформаційні характеристики ґрунтів під підошвою умовного фундаменту слід приймати з врахуванням впливу струменевої технології (див. 10.1.47-10.1-49).
При розрахунку осідань фундаментів, що реконструюються, слід враховувати додаткові навантаження під їх підошвами від маси цементоґрунтових елементів.
Приклад розрахунку несучої здатності фундаменту, посиленого шляхом пересадки на цементоґрунтові елементи, наведений в додатку А.
10.2 Конструктивні рішення відсіяних стін
Відсічні стіни призначені для захисту існуючих споруд і котлованів при їх влаштуванні в умовах щільної забудови і складних інженерно - геологічних умовах.
При проектуванні котлованів відсічні стіни застосовують у наступних випадках:
розташуванні котловану у водонасичених ґрунтах пливунного типу при неефективному застосуванні водозниження чи штучного закріплення ґрунтів;
розташуванні котловану у незв'язних ґрунтах, коли застосування забивного кріплення чи інших заходів при влаштуванні затяжки (забірки) між палями неефективне у техніко-економічному відношенні або не забезпечує стійкість ґрунтового масиву;
розташуванні на поверхні в межах призми обвалення або поблизу неї будівель, споруд, у т.ч. підземних, транспортних магістралей і інших споруд, для яких нерівномірні деформації основи не допустимі;
наявності містобудівельних умов, за яких рівні шуму і вібрації, що утворюються від забивання і видалення паль, перевищують санітарні норми або спеціальні вимоги, вказані у завданні на проектування.
За конструктивним рішенням відсічні стіни можуть виконуватись з металевого шпунта, у вигляді траншейних і пальових стін із забивних, задавлюваних, набивних, у т.ч. бурових та буро- ін'єкційних паль, або виготовлятись за струйною технологією чи методом "стіна в ґрунті".
Для розроблення проектної документації на відсічні стіни додаткові вимоги до інженерних вишуквань і вихідних даних для проектування аналогічні вказаним у 10.1.23-10.1.41.
Використання буроін'єкційних паль для споруджуваних об'єктів порівняно з буронабив- ними і забивними палями доцільно переважно в ґрунтах з великоуламковими включеннями або в стиснених умовах будівництва, при великих товщах слабких і незв'язних ґрунтів.
Буроін'єкційні палі використовують: переважно для посилення основ у т.ч. у котлованах, реконструкції фундаментів, у т.ч. на брівках котлованів, армування високих насипів за допомогою багаторядних вертикальних і багатоярусних анкеруючих і гратчастих систем. Вони ефективні при знакозмінному навантаженні фундаментних і утримуючих конструкцій (стискання, виривання, горизонтальні та/чи моментні зусилля).
Для досягнення необхідної несучої здатності і деформативності основ забивних і вібро- штампованих паль їх можна підсилювати ін'єкцією цементних сумішей під нижнім кінцем (п'ятою) і по бічній поверхні.
При влаштуванні огороджувальних конструкцій глибоких котлованів або підпірних підземних стін з декількох рядів буроін'єкційних паль (вертикальних, нахилених або перехресних гратчастих, включаючи закріпленя в одному або багатьох рівнях, рисунок 10.12) армування кожного ряду паль повинне враховувати характер їх завантаження відповідно до розрахункової схеми.
Ряд паль з боку виїмки слід армувати стрижнями періодичного профілю і сполучати з арматурними стінками захисних (торкретованих або бетонованих) стінок, а також з поясами для анкерних кріплень.
У вільнорозташованих, а також затиснених нижче за дно котловану стін палі з боку ґрунту доцільно влаштовувати похилими у бік масиву і армувати на сприйняття розтягувального (анкерного) зусилля.
Постійні анкери як відтяжки в протизсувних конструкціях повинні поєднуватися з притискними стінами і пальовими ростверками. їх також слід передбачати для закріплення окремих нестійких блоків на схилах тріщинуватих нависаючих скельних масивів, конструкцій зливоспусків, швидкотоків і випусків дренажних систем.
Коріння анкерів у протизсувних конструкціях слід закладати в невивітрілих або тріщинуватих скельних ґрунтах, а також незміщуваних масивах нескельних ґрунтів нижче за поверхні ковзання.
Для підвищення ефективності анкерні протизсувні конструкції повинні поєднуватися з променевим дренажем.
Заанкерені в декількох ярусах багаторядні пальові стіни слід розглядати як балочні армоконструкції, шарнірно обперті в рівнях анкерних кріплень.
При використанні в палях арматури із стрижнів або інших профілів металопрокату для ін'єкції цементного розчину слід застосовувати металеві або пластмасові трубки манжет з муфтовим з'єднанням їх ланок.
Трубки манжет слід розміщувати за можливості симетрично відносно осі свердловини, а їх кількість пов'зувати з діаметром останніх. Розташування і кріплення трубок манжет усередині або зовні просторових зварних арматурних каркасів повинно визначатися можливістю їх занурення в свердловину без руйнування манжет і розриву шару цементно-кам'яних тампонажних обойм.
З
1 - палі; 2 - анкери; 3 - захисні стінки; 4 - розподільні упорні пояси для анкерів:
а - з вертикальних паль; б - з вертикальних і похилих паль
Рисунок 10.12 - Конструкція багаторядних пальових огороджувальних стін
для глибоких будівельних котлованів
У буронабивних паль з ін'єкційним зміцненням ґрунту основи трубки манжет слід розташовувати по периметру арматурного каркаса в його нижньому торці і оснащувати їх відгинами з перфорацією.
Металевий шпунт рекомендується застосовувати у водонасичених ґрунтах пливунного типу при неефективному використанні водозниження або штучного закріплення, а також при влаштуванні закріплення у незв'язних ґрунтах, коли інші методи неефективні.
Застосовують також буронабивні залізобетонні палі, як правило, з орієнтованим армуванням, буроопускні палі з металевих труб.
Забивні палі з металевих двотаврів рекомендуються для застосування у широкому діапазоні інженерно-геологічних умов.
10.3 Конструктивні рішення армованих бортів котлованів
Армування ґрунту є одним з методів перетворення властивостей основи чи стінки котловану, коли в ґрунтове середовище вводяться елементи, що забезпечують сприйняття підвищеного стискального і розтягувального напруження.
Використання армування в основі або геомасиві має бути обґрунтоване техніко-економічними розрахунками шляхом порівняння варіантів з іншими рішеннями в конкретних інженерно-геологічних умовах.
Для зміцнення ґрунту застосовують армувальні жорсткі цементоґрунтові елементи, що влаштовують за буроін'єкційною чи струменевою технологією.
Елементи можуть бути: круглого, прямокутного чи променеподібного профілю; вертикальної, нахиленої чи горизонтальної орієнтації; з армуванням чи без нього; розташовані окремо, такі, що примикають одне до одного, комірчасті чи такі, що утворюють просторову конструкцію.
Армувальні елементи можуть бути у вигляді паль, колон, нагелів.
Палі і колони можуть бути з анкерами.
У якості тверднучого розчину для закріплення ґрунту використовують цементне молоко чи одно- або багатокомпонентні розчини. Склад розчинів не повинен мати агресивний вплив на навколишнє середовище.
При формуванні цементоґрунтових елементів у заторфованих ґрунтах природний ґрунт слід видаляти і заміщувати його ін'єкційним компонентом.
Різні форми і розміри тверднучих елементів у ґрунті досягаються шляхом змін швидкості і кута обертання, а також часу підйому снаряду.
Розміри отриманих елементів залежать від властивостей ґрунту і вибору параметрів процесу.
Зміст вихідних даних і обсяг проектної документації для основ і споруд з армованого ґрунту слід призначати згідно з положеннями ДБН В.2.1-10 і відповідних стандартів.
У проектній документації основ, що армуються, геомасивів і армоконструкцій у складі споруд мають бути вказані види використаної арматури, її розміщення в плані і по вертикальних перерізах. Слід вказувати розрахункові характеристики армувальних елементів, допустимі навантаження на них, включаючи відомості про лабораторні або польові випробування армованих конструкцій і основ.
Проектна документація повинна містити технічні вказівки про послідовність виконання робіт з армування ґрунтів.
У проектній документації з будівництва і реконструкції споруд з використанням армованих ґрунтів повинні передбачатися спостереження та інструментальні вимірювання деформацій.
Основні вимоги до конструктивних елементів і застосованих матеріалів для армування основ і споруд, а також для дренажних систем повинні встановлюватися відповідно до положень ДБН В.2.1-10, а також ДБН В.2.6-98, ДБН В.2.6-162, ДБН В.2.6-163.
Доцільність застосування армованого фунту в основах споруд з наявністю агресивних фунтових вод встановлюється при проектуванні з обов'язковою розробленням заходів щодо захисту армувальних матеріалів від корозії.
За наявності в ґрунтах напірних підземних вод необхідне розроблення заходів щодо пониження напору.
Армування ґрунту підрозділяють:
