Подготовка грунта к строительству

Все строительные объекты опираются на грунты и функционируют в грунтах. Поэтому очень важной частью подготовки к строительству является расчет нагрузок на конкретные грунты, водопонижение грунтовых вод с целью предотвращения их поднятия выше проектной отметки, рыхление плотных и мерзлых грунтов и последующее их уплотнение. Но прежде, чем начать рыть котлован или траншею, производят защиту этих участков от стоков поверхностных вод путем устройства водоотводящих каналов, глубина и ширина которых должна быть не менее 60 см. Сверху канал засыпают песком, под ним на глубине 30 см канал засыпан дренажным материалом – щебнем или гравием. Под слоем дренажного материала на дне траншеи лежит труба, собирающая и отводящая избыток воды из грунта. Для отведения грунтовых вод из водонасыщенных грунтов чаще всего используют искусственное водопонижение, особенно при сооружении тяжелых объектов. Это позволяет вести разработку водонасыщенного грунта, как грунта сухого. Искусственное водопонижение начинается с бурения скважин. Сверлят их с помощью шнековых или роторных буровых установок на глубину от нескольких метров, как при шнековом бурении, до нескольких километров, как при роторном бурении. Шнековое бурение применяется на мерзлых и мягких грунтах. Бурильная установка оснащена штангами в виде труб с винтовыми наваренными полосами. Грунт при шнековом бурении вывинчивается шнеком из глубины. Роторная установка состоит из вращателя-ротора, сборной вышки и оборудования для промывки скважины. Бурит роторная установка на глубину до 1,5 км. На нижнем конце бурильной трубы имеются лопастные долота, разрабатывающие грунт. Водопонижающие скважины оборудуют погружными насосами – они понижают уровень воды на один метр в сутки. С помощью вакуумной установки понижение уровня грунтовых вод еще больше – до двух метров в сутки.

 

Воду из скважин откачивают с помощью вакуумных или иглофильтровых установок, связанных с несколькими иглофильтрами, установленными по всей площадке. Это оборудование способно также поднимать воду из строительных котлованов на высоту до 30 м. Все откачанные из грунтов воды отводятся со строительных площадок специальными трубопроводами. Для доведения грунтов до проектной плотности используют методы трамбования и виброуплотнения, метод забивки сборных бетонных и железобетонных свай. Выбор метода зависит от индивидуальных для каждого объекта технических и организационных факторов. Иногда используют глубинное уплотнение грунтов пробивкой скважин на глубину около 30 см грунтовыми сваями диаметром более 1 м. Скважины отстоят друг от друга, как правило, на расстояние 2-3 их диаметра. Скважины пробиваются с помощью специального бурового оборудования - станков ударно-канатного бурения. Рядом со скважиной образуют уплотненные зоны, а сами скважины заполняют грунтом, в последующем подвергающимся дополнительному уплотнению. Таким образом, создается сплошная зона плотного грунта. Слабые грунты часто уплотняют вибрированием, расстояние между местами вибрирования соблюдается то же: 1, 6 – 3 м. Для этих целей применяются глубинные вибраторы – навесное оборудование, прикрепленное к грузоподъемному крану со стрелой. Только после тщательной подготовки грунтов можно приступать к рытью котлованов и траншей. В водонасыщенных грунтах разработку котлованов ведут под защитой противофильтрационных завес. Выполняются они методом “стена в грунте”. Иногда бывает достаточно изменить механические свойства водонасыщенных грунтов – искусственно их заморозить, зацементировать, битумизировать и пр. Рытье котлованов глубиной не более 1,25 м в песчаных и супесчаных грунтах ведется без укрепления вертикальных стенок. В суглинистых грунтах и глинах можно рыть котлован без укрепления вертикальных стен на глубину до 1,5 м. Вертикальные стены более глубоких котлованов, как правило, укрепляют консольными или распорными стойками. Только теперь можно возводить фундаменты здания и прокладывать коммуникации.