RU2747744C2 - Method for strengthening low-strength water-saturated soils of base of tape foundation and device for its implementation - Google Patents
Method for strengthening low-strength water-saturated soils of base of tape foundation and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747744C2 RU2747744C2 RU2019125807A RU2019125807A RU2747744C2 RU 2747744 C2 RU2747744 C2 RU 2747744C2 RU 2019125807 A RU2019125807 A RU 2019125807A RU 2019125807 A RU2019125807 A RU 2019125807A RU 2747744 C2 RU2747744 C2 RU 2747744C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foundation
- base
- roller
- crushed stone
- trenches
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к способу усиления слабых водонасыщенных грунтов основания для возведения ленточных фундаментов.The invention relates to the field of construction, and in particular to a method for strengthening weak water-saturated soils of the base for the construction of strip foundations.
Известен способ возведения прерывистых ленточных фундаментов мелкого заложения на малопрочных грунтах и оборудование для его осуществления [патент SU 1032114, опубл. 30.07.1983]. Способ включает разработку грунта, вытрамбовывание углублений в зоне разработанного грунта и размещение в углублениях фундаментных блоков. Вытрамбовывание углублений производят перед разработкой грунта, а разработку грунта выполняют после размещения в углублениях фундаментных блоков до отметки их верхнего обреза. Уровнем, от которого начинают вытрамбовывать углубления, является дневная поверхность грунта. Глубина проходки углубления должна быть не менее размера фундамента d, где d - сторона квадратного или диаметр круглого фундамента или меньшая сторона прямоугольного в плане фундамента, так как только при такой глубине формируется ядро наибольшего размера и достигается максимальная несущая способность грунта основания при заданном размере трамбовки штампа. При меньшем размере фундамента грунтовое ядро не успевает сформироваться. Комплект навесного оборудования к крану-экскаватору состоит из направляющей штанги, которую крепят к стреле посредством шарнира. На штанге устанавливают подвижную каретку, к которой на болтах монтируют трамбовку-штамп, представляющую собой усеченный конус. Способ осуществляют следующим способом. На очищенной от растительного слоя поверхности грунта выполняют разметку. Тяговым тросом трамбовку-штамп поднимают краном-экскаватором на требуемую высоту над поверхностью грунта, а затем сбрасывают на поверхность грунта. В результате ударов в грунте образуются углубления с грунтовым ядром, которое вытрамбовывают до отметки заложения фундаментов. В образовавшиеся углубления с помощью автокрана устанавливают фундаментные блоки. При вытрамбовывании углублений грунт между ними разрыхляется, его выпирает на поверхность и для его уборки используют грейфер. Фундаментные блоки снабжены стаканом для установки подколонников, которые временно перекрывают заглушками для предотвращения попадания в них грунта. После разработки грунта удаляют заглушки и производят установку подколонников в стаканы.A known method of erecting intermittent strip foundations of shallow foundations on low-strength soils and equipment for its implementation [patent SU 1032114, publ. 07/30/1983]. The method includes excavating soil, ramming depressions in the zone of developed soil and placing foundation blocks in the depressions. The ramming of the recesses is carried out before the development of the soil, and the excavation of the soil is performed after placing the foundation blocks in the recesses to the mark of their upper edge. The level from which they begin to ram the grooves is the daytime surface of the soil. The depth of the deepening should be at least the size of the foundation d, where d is the side of a square or diameter of a round foundation or the smaller side of a rectangular foundation in terms of plan, since only at such a depth is the core of the largest size formed and the maximum bearing capacity of the base soil is achieved for a given size of the stamping stamp ... With a smaller foundation, the soil core does not have time to form. The set of attachments for the excavator crane consists of a guide bar, which is attached to the boom by means of a hinge. A movable carriage is installed on the bar, to which a ram-stamp is mounted on bolts, which is a truncated cone. The method is carried out in the following way. On the surface of the soil cleaned from the vegetation layer, markings are made. The tamper-stamp is lifted by the excavator crane to the required height above the ground surface with a traction cable, and then dropped to the ground surface. As a result of impacts in the ground, depressions are formed with a soil core, which is rammed to the level of the foundations. Foundation blocks are installed in the formed recesses with the help of a truck crane. When ramming the grooves, the soil between them is loosened, it sticks out to the surface and a grab is used to clean it. The foundation blocks are equipped with a glass for installing sub-columns, which are temporarily closed with plugs to prevent soil from entering them. After the development of the soil, the plugs are removed and the pillars are installed in the glasses.
Недостатками известного способа возведения прерывистых ленточных фундаментов являются: опасность повреждения и обрушения конструкций рядом расположенных зданий и сооружений от воздействия ударно-динамических нагрузок сбрасываемой на поверхность слабого грунта трамбовки-штампа; высокая трудоемкость из-за большого объема сопутствующих работ, требующих дополнительного применения тяжелой строительной техники; маленькая пространственная жесткость железобетонного каркаса из-за неглубокой заделки подколонников в стаканы фундаментных блоков; необходимость выемки разрыхленного грунта между фундаментными блоками, что усложняет работы по возведению фундаментов; ограниченные возможности по применению тяжелой строительной техники, используемой на участке с малопочными грунтами, на которых требуется специальная предварительная подготовка основания перед началом земляных работ.The disadvantages of the known method of erecting intermittent strip foundations are: the danger of damage and collapse of structures of adjacent buildings and structures from the impact of dynamic shock loads dropped on the surface of the soft soil of the rammer-stamp; high labor intensity due to the large volume of related work requiring additional use of heavy construction equipment; small spatial rigidity of the reinforced concrete frame due to the shallow embedding of the pillars in the glasses of the foundation blocks; the need to excavate loosened soil between the foundation blocks, which complicates the work on the construction of foundations; limited possibilities for the use of heavy construction equipment used in an area with low-flow soils, where special preliminary preparation of the base is required before starting excavation.
Известен способ формирования профилированных траншей на слабых и осадочных грунтах при возведении ленточных фундаментов путем продавливания и раскатывания грунта рабочим органом в виде диска, установленного на оси [патент RU 2255182, опубл. 27.06.2005]. Продавливание и раскатывание грунта ведут с пошаговым постепенным увеличением поперечного сечения первоначально образованной траншеи рабочим органом, состоящим из нескольких дисков, форма и количество которых зависят от механических свойств грунта и заданного профиля формируемых траншей. Пошаговое увеличение ширины траншеи выполняют путем установки на ось рабочего органа с двух сторон первоначально установленного диска наибольшего диаметра дополнительного количества дисков с уменьшением их диаметров после каждого прохода. Для закрепления стенок формируемых траншей во время или после продавливания и раскатывания грунта применяют армирующий материал и/или пластифицирующую массу, при этом рабочий орган имеет покрытие с низкой адгезией. Недостатками известного способа формирования профилированных траншей являются: ограниченная область применения рабочего органа, который после многократного прохода по слабому грунту имеет возможность продавливать и раскатывать всего лишь одну траншею; отсутствие возможности использовать рабочий орган для формирования профилированных траншей на слабых водонасыщенных грунтах, где требуется обязательное продавливание в траншею щебня и усиление ее стенок; большой объем подготовительных и сопутствующих работ за счет установки и снятия дополнительных дисков, устанавливаемых в процессе продавливания и раскатывания грунта для увеличения поперечного сечения траншей, сопровождающийся полным разбором рабочего органа; необходимость после каждого прохода рабочего органа для закрепления стенок траншеи использовать армирующий материал и/или пластифицирующую массу, что повышает трудоемкость земляных работ и увеличивает материальные затраты.A known method of forming profiled trenches on soft and sedimentary soils during the construction of strip foundations by pushing and rolling the soil with a working body in the form of a disk mounted on an axis [patent RU 2255182, publ. June 27, 2005]. Pressing and rolling out the soil is carried out with a step-by-step gradual increase in the cross-section of the initially formed trench by a working body consisting of several disks, the shape and number of which depend on the mechanical properties of the soil and a given profile of the formed trenches. A step-by-step increase in the width of the trench is performed by installing an additional number of discs on the axis of the working body on both sides of the initially installed disc of the largest diameter with a decrease in their diameters after each pass. To fix the walls of the formed trenches during or after the pushing and rolling of the soil, a reinforcing material and / or a plasticizing mass is used, while the working body has a coating with low adhesion. The disadvantages of the known method of forming profiled trenches are: limited area of application of the working body, which, after repeated passage on soft ground, has the ability to push and roll out only one trench; the inability to use the working body for the formation of profiled trenches on weak water-saturated soils, where compulsory pushing of rubble into the trench and strengthening of its walls is required; a large amount of preparatory and related work due to the installation and removal of additional discs installed in the process of pushing and rolling out the soil to increase the cross-section of the trenches, accompanied by a complete disassembly of the working body; the need to use reinforcing material and / or plasticizing mass after each pass of the working body to fix the walls of the trench, which increases the labor intensity of earthworks and increases material costs.
Также, известно использование на строительных площадках самоходных и буксируемых транспортных средств в качестве катков для уплотнения материалов различного технологического назначения, включая грунт, гравий и щебень [патент GB 2496432, опубл. 15.05.2013]. Для этого на транспортных средствах заменяют обычные пневматические колеса на сплошные жесткие или металлические вальцевые барабаны с профилированной внешней поверхностью, которые устанавливают на колесные оси. Для предотвращения попадания мусора или грязи в открытые полости вальцевых барабанов, на передней части транспортных средств устанавливают защитные металлические отвалы. Каждый вальцовый барабан изготавливают неразъемным в виде жесткой сварной металлической конструкции и формируют его таким образом, чтобы барабан имел по своей длине профилированную поверхность, образованную двумя крайними цилиндрическими секциями большего диаметра и одной средней секцией меньшего диаметра (см. поз. 50 второго варианта выполнения вальцов на фиг. 4А и 4В). В рассматриваемом варианте крайние цилиндрические секции изготавливают одинакового диаметра и герметично соединяют сваркой со средней цилиндрической секцией двумя усечено-коническими секциями. Угол наклона поверхности усечено-конических секций вальцевого барабана составляет приблизительно 60-70 градусов относительно оси вращения колеса транспортного средства. В центральном осевом отверстии вальцевого барабана вываривают металлическую внутреннюю втулку, предназначенную для надевания и сцепления вальца с осью транспортного средства. На гладкой внешней поверхности крайних цилиндрических секций дополнительно устанавливают взаимозаменяемые кольцевые гильзы, на которых крепят радиально расположенные наконечники крестообразной формы (см. поз. 40b на фиг. 7А, фиг. 7В и фиг. 7С), предназначенные для перемешивания материала в процессе уплотнения. Кольцевые гильзы выполняют жесткими из двух или более секций, которые разъемно соединяют между собой при помощи болтов. Площадь контакта между наружной поверхностью барабана и уплотняемым грунтом изменяют в зависимости от глубины проникновения вальца в грунт. На наклонной поверхности усечено-конических секций вальцевого барабана предусмотрены отверстия с пробками для заполнения или выпуска балластной жидкости из внутреннего объема. Для увеличения давления вальцевого барабана на грунт или щебень внутренний объем барабана заполняют балластной жидкостью, количество которой выбирают в зависимости от конкретного применения катка. Предпочтение отдают дорогостоящей жидкости, не замерзающей при низких температурах окружающей среды. В тех местах, где условия требуют уменьшения давления вальцевого барабана на грунт или щебень, балластную жидкость выливают из внутреннего объема барабана. Недостатками известных транспортных средств, используемых в качестве катков, являются: ограниченная область применения, так как каток пригоден для уплотнения на строительных площадках преимущественно насыпного грунта и не подходит для формирования профилированных траншей в слабых водонасыщенных грунтах; сложная конструкция металлического вальцевого барабана из-за большого количества деталей для его формирования, что затрудняет подготовку вальца катка к использованию на строительной площадке; существует необходимость замены наконечников вальца в зависимости от состояния грунта на строительной площадке, что затягивает производство работ и повышает затраты; к тому же, в пазы и отверстия вальцевого барабана возможно попадание большого количества мусора и грязи, поэтому для их защиты необходима установка дополнительных защитных отвалов.Also, it is known to use self-propelled and towed vehicles on construction sites as rollers for compacting materials for various technological purposes, including soil, gravel and crushed stone [patent GB 2496432, publ. 05/15/2013]. To do this, on vehicles, conventional pneumatic wheels are replaced with solid rigid or metal drum drums with a profiled outer surface, which are installed on wheel axles. To prevent debris or dirt from entering the open cavities of the drum drums, protective metal blades are installed on the front of the vehicles. Each roller drum is made one-piece in the form of a rigid welded metal structure and is formed in such a way that the drum has a profiled surface along its length, formed by two extreme cylindrical sections of a larger diameter and one middle section of a smaller diameter (see pos. 50 of the second embodiment of the rollers on 4A and 4B). In the embodiment under consideration, the outermost cylindrical sections are made of the same diameter and are hermetically welded to the middle cylindrical section with two truncated-conical sections. The angle of inclination of the surface of the truncated-conical sections of the drum drum is approximately 60-70 degrees relative to the axis of rotation of the vehicle wheel. In the central axial hole of the roll drum, a metal inner sleeve is welded, designed to fit and engage the roll with the vehicle axis. On the smooth outer surface of the outermost cylindrical sections, interchangeable annular sleeves are additionally installed, on which radially located cruciform tips are attached (see item 40b in Fig. 7A, Fig. 7B and Fig. 7C), intended for mixing the material during the compaction process. Ring sleeves are made rigid of two or more sections, which are detachably connected to each other using bolts. The area of contact between the outer surface of the drum and the compacted soil varies depending on the depth of penetration of the drum into the soil. On the inclined surface of the truncated-conical sections of the roller drum, holes with plugs are provided for filling or discharging ballast fluid from the internal volume. To increase the pressure of the roller drum on the ground or crushed stone, the internal volume of the drum is filled with ballast fluid, the amount of which is selected depending on the specific application of the roller. Preference is given to an expensive liquid that does not freeze at low ambient temperatures. In those places where conditions require a decrease in the pressure of the drum drum on the ground or crushed stone, ballast liquid is poured from the inner volume of the drum. The disadvantages of the known vehicles used as rollers are: limited field of application, since the roller is suitable for compaction on construction sites mainly of bulk soil and is not suitable for the formation of profiled trenches in weak water-saturated soils; the complex design of the metal roller drum due to the large number of parts for its formation, which makes it difficult to prepare the roller drum for use on the construction site; there is a need to replace the drum tips depending on the condition of the soil at the construction site, which delays the production of work and increases costs; in addition, a large amount of debris and dirt can get into the grooves and holes of the drum drum, therefore, to protect them, it is necessary to install additional protective dumps.
В качестве прототипа принят облегченный технологический способ подготовки слабых грунтов основания под фундамент здания [патент CN 1206763, опубл. 03.03.1999]. Способ включает в себя следующие этапы упрочнения слабых грунтов: выполнение планировки поверхности площадки до исходной проектной отметки под подошву ленточного фундамента; увеличение несущей способности слабого грунта основания за счет дополнительной отсыпки поверх исходной проектной отметки спланированной поверхности площадки дробленой каменной породой в виде щебня на высоту более одного метра при одновременном послойном уплотнении отсыпанного щебня через каждые 30 см и его вдавливание в слабый грунт основания гладковальцовым роликовым катком массой 16 тонн, при этом ширину основания ленточного фундамента принимают в 1,5-2 раза больше ширины фундаментного основания, предусмотренного стандартным типовым проектом. Возведение ленточного фундамента здания на отметке упрочненного грунтового основания выполняют без рытья траншей, после чего отсыпают щебнем выше выступов подошвы с каждой стороны ленточного фундамента и производят его уплотнение, при этом ширину отсыпки щебнем принимают на 4 метра больше ширины ленточного фундамента. Одним из вариантов осуществления изобретения является подготовка основания фундамента под девятиэтажное здание общежития, которое планируют построить на бывшем рисовом поле. В процессе упрочнения слабых грунтов основания проверяют соответствие их модуля упругости и несущей способности нормам стандартного типового проекта подготовки грунтов основания под ленточные фундаменты многоэтажных зданий. Недостатками известного способа подготовки слабых грунтов основания являются: отсутствие обоснованных геологических исследований и конструкторских расчетов, обеспечивающих надежность усиления фундаментного основания под девятиэтажное здание, возводимое на бывшем рисовом поле; на практике доказано, что продавливание дробленого камня гладковальцовым катком в слабый грунт возможно лишь на глубину от 60 до 80 см и только на данной глубине может располагаться уплотненная зона фундаментного основания, ниже уровня которой будет оставаться слабый грунт; нагрузка же на уплотненную зону фундаментного основания от подошвы ленточного фундамента составляет 50-60%, поэтому данной толщины уплотненной зоны для восприятия фундаментной нагрузки будет недостаточно, что вызовет значительные осадки фундаментного основания при эксплуатации уже построенного здания; также, имеется высокая трудоемкость выполнения земляных работ из-за большого количества операций и необоснованно большого расхода инертных строительных материалов, отсыпаемых выше подошвы ленточного фундамента; при этом отток влаги при дренировании из слабого грунта основания будет происходить медленно, что будет сопровождаться длительными просадками территории застройки.As a prototype, a lightweight technological method for the preparation of weak soils of the base for the foundation of the building was adopted [patent CN 1206763, publ. 03.03.1999]. The method includes the following stages of strengthening weak soils: performing leveling of the site surface to the original design level under the strip foundation foot; an increase in the bearing capacity of the soft soil of the base due to additional filling over the original design level of the planned surface of the site with crushed rock in the form of crushed stone to a height of more than one meter with simultaneous layer-by-layer compaction of the crushed stone every 30 cm and pressing it into the soft soil of the base with a smooth roller roller weighing 16 tons, while the width of the base of the strip foundation is taken 1.5-2 times the width of the foundation provided for by the standard standard project. The construction of the strip foundation of the building at the level of the hardened soil base is carried out without digging trenches, after which it is poured with crushed stone above the projections of the sole on each side of the strip foundation and compacted, while the width of the crushed stone filling is taken 4 meters more than the width of the strip foundation. One of the embodiments of the invention is the preparation of the foundation for a nine-story dormitory building, which is planned to be built on a former rice field. In the process of strengthening weak base soils, the compliance of their elastic modulus and bearing capacity with the standards of a standard typical project for the preparation of base soils for strip foundations of multi-storey buildings is checked. The disadvantages of the known method for the preparation of weak foundation soils are: the lack of substantiated geological research and design calculations, ensuring the reliability of strengthening the foundation foundation for a nine-story building, erected on a former rice field; in practice, it has been proven that pushing crushed stone with a smooth drum roller into soft soil is possible only to a depth of 60 to 80 cm, and only at this depth can a compacted zone of the foundation be located, below the level of which weak soil will remain; the load on the compacted area of the foundation from the base of the strip foundation is 50-60%, therefore, this thickness of the compacted area for the perception of the foundation load will not be enough, which will cause significant subsidence of the foundation during the operation of an already constructed building; also, there is a high labor intensity of performing earthworks due to a large number of operations and an unreasonably high consumption of inert building materials poured above the sole of the strip foundation; at the same time, the outflow of moisture during drainage from the weak soil of the base will be slow, which will be accompanied by prolonged subsidence of the building area.
Решение данной технической проблемы заключается в использовании современных высокотехнологичных способов повышения несущей способности земельных участков, имеющих заведомо низкие физико-механические показатели грунтов, подготовки их для нового строительства, что позволит застройщикам более рационально подходить к использованию территориальных, трудовых и материальных ресурсов.The solution to this technical problem lies in the use of modern high-tech methods to increase the bearing capacity of land plots that have obviously low physical and mechanical parameters of soils, prepare them for new construction, which will allow developers to more rationally approach the use of territorial, labor and material resources.
Техническим результатом, достигаемым при решении данной технической проблемы, является использование в качестве несущего основания под ленточные фундаменты слабого грунта, упрочненного геотехногенным массивом (ГТМ), который образуется при вдавливании щебня в малопрочный водонасыщенный грунт катком, валец которого оборудован двумя съемными кольцевыми лентами-ребордами, состоящими из ряда шарнирно соединенных между собой кулачков, при помощи которых каток продавливает в слабом грунте две параллельные траншеи, которые заполняют щебнем и уплотняют лентами-ребордами, установленными на вальце катка. Оси параллельных траншей совпадают с краями подошвы возводимого ленточного фундамента. При продавливании щебня в грунт поверхность вальца катка препятствует перемещению вытесненного грунта вверх, поэтому слабый грунт вместе с щебнем перемещается под давлением поверхности вальца горизонтально, в результате чего образуется арочная форма геотехногенного массива, способствующая возникновению арочного эффекта и дополнительному распорному усилению грунта. Кроме того, при продавливании щебня в грунт происходит не только усиление грунта щебнем, но и эффективное дренирование влаги из нижних слоев грунта по вертикальным траншеям-дренам и дополнительное уплотнение нижних слоев грунта.The technical result achieved by solving this technical problem is the use as a bearing base for strip foundations of weak soil, strengthened by a geotechnogenic massif (GTM), which is formed by pressing crushed stone into a low-strength water-saturated soil with a roller, the drum of which is equipped with two removable annular flanged belts, consisting of a number of pivotally connected cams, with the help of which the roller pushes two parallel trenches in soft ground, which are filled with rubble and compacted with ribbons-flanges mounted on the roller of the roller. The axes of the parallel trenches coincide with the edges of the foot of the strip foundation being erected. When pushing crushed stone into the ground, the surface of the roller drum prevents the displaced soil from moving upward, therefore, the weak soil together with the crushed stone moves horizontally under the pressure of the roller surface, resulting in an arched shape of the geotechnogenic massif, which contributes to the arched effect and additional spacer strengthening of the soil. In addition, when pushing crushed stone into the ground, not only the soil is strengthened with crushed stone, but also effective drainage of moisture from the lower soil layers along vertical trenches-drains and additional compaction of the lower soil layers.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ усиления малопрочных водонасыщенных грунтов основания ленточного фундамента, включающий предварительную планировку поверхности фундаментной площадки до исходной проектной отметки слабого грунта, разметку осей ленточного фундамента, дополнительную отсыпку, по меньшей мере, одного слоя щебня при одновременном послойном уплотнении и вдавливании его в слабый грунт основания катком. Новым является то, что в процессе уплотнения и вдавливания щебня в грунт продавливают две параллельные траншеи, которые симметрично располагают относительно оси запроектированного ленточного фундамента под его подошвой таким образом, чтобы оси траншей находились по краям подошвы фундамента, затем траншеи в процессе продавливания последовательно заполняют щебнем, который вдавливают катком в грунт до проектной глубины Нгтм упрочненной зоны и образования геотехногенного массива (ГТМ) арочной формы, после чего выполняют отсыпку фундаментного основания щебнем, его выравнивание и уплотнение, что позволяет одновременно осуществить уплотнение, упрочнение и дренирование верхних слоев толщи грунта и получить в нижележащих слоях более плотный грунт за счет выдавливания из них влаги через заполненные щебнем траншеи-дрены. Предпочтительно, если глубину Нгтм упрочненной зоны ГТМ и расстояние А между осями траншей в упрочненной зоне ГТМ будут принимать не менее ширины В подошвы запроектированного фундамента, что способствует улучшению строительных свойств фундаментного основания. Глубину Нгтм упрочненной зоны ГТМ можно устанавливать по количеству проходов катка, что позволит определить глубину погружения кулачков ленточных реборд в грунт на строительной площадке. Желательно, если глубину Н щебеночного заполнения траншей будут проверять георадаром, что позволит обеспечить надежный контроль качества фундаментного основания. Отсыпку фундаментного основания щебнем можно выполнять шириной, в два раза превышающей ширину В подошвы фундамента, так как усиленное таким образом фундаментное основание сможет воспринимать повышенное давление на грунт и поможет избежать осадок фундаментного основания при эксплуатации уже построенного здания. Для осуществления вышеуказанного способа усиления малопрочных водонасыщенных грунтов основания ленточного фундамента предлагается устройство, которое содержит грунтовый гладковальцовый каток. Новым является то, что на вальце катка дополнительно установлены стальные трапециевидные кулачки, шарнирно соединенные в кольцеобразные ленточные реборды, плотно охватывающие по окружности валец катка, которые позволяют расширить технологические функции катка. Ленточные реборды могут быть выполнены съемными, что облегчит их перестановку на вальце катка под подушки фундаментов другого размера. Целесообразно, если для фиксации ленточных реборд на внешней поверхности вальца будут предусмотрены отверстия, а на нижней поверхности кулачков предусмотрены штыри, что позволит надежно закреплять ленточные реборды с кулачками на вальце перед началом уплотнения фундаментного основания. Оси установленных на вальце катка ленточных реборд могут быть расположены по краям подошвы запроектированного ленточного фундамента, что позволит основанию воспринимать повышенные нагрузки от фундамента. Оптимально, если высота hкул кулачков будет составлять 150-250 мм, ширина b верхнего основания кулачка будет составлять 150-250 мм, а длина L верхнего основания кулачка будет составлять 250-350 мм, что обеспечит беспрепятственное прохождение вращающегося вальца в раме катка при продавливании траншей на проектную глубину.To achieve this technical result, a method is proposed for strengthening low-strength water-saturated soils of the base of a strip foundation, including preliminary planning of the surface of the foundation site to the original design level of soft soil, marking the axes of the strip foundation, additional filling of at least one layer of crushed stone with simultaneous layer-by-layer compaction and pressing it into soft soil with a roller. What is new is that in the process of compacting and pressing crushed stone into the ground, two parallel trenches are pushed through, which are symmetrically positioned relative to the axis of the projected strip foundation under its sole so that the axes of the trenches are at the edges of the foundation sole, then the trenches are sequentially filled with crushed stone during the pushing process, which is pressed into the soil with a roller to the design depth H gtm of the hardened zone and the formation of an arched geotechnogenic massif (GTM), after which the foundation foundation is filled with crushed stone, its leveling and compaction, which allows simultaneous compaction, hardening and drainage of the upper layers of the soil layer and obtaining in the underlying layers, there is a denser soil due to the squeezing out of moisture from them through trenches-drains filled with rubble. It is preferable if the depth H gtm of the hardened zone of geological and technical measures and the distance A between the axes of the trenches in the hardened zone of geological and technical measures will take at least the width B of the sole of the projected foundation, which contributes to the improvement of the building properties of the foundation foundation. The depth H gtm of the hardened zone of geological and technical measures can be set according to the number of passes of the roller, which will make it possible to determine the depth of immersion of the cams of the tape flanges into the ground at the construction site. It is advisable if the depth H of the crushed stone filling of the trenches will be checked with a GPR, which will ensure reliable quality control of the foundation foundation. Backfilling of the foundation base with crushed stone can be performed with a width twice the width B of the base of the foundation, since the foundation base strengthened in this way will be able to perceive increased pressure on the ground and will help to avoid settling of the foundation during the operation of an already constructed building. To implement the above method for strengthening low-strength water-saturated soils of the base of the strip foundation, a device is proposed that contains a soil smooth drum roller. The novelty is that on the roller of the roller there are additionally installed steel trapezoidal cams, pivotally connected into ring-shaped tape flanges, tightly covering the circumference of the roller of the roller, which make it possible to expand the technological functions of the roller. The belt flanges can be removable, which makes it easier to rearrange them on the roller drum under the foundation cushions of a different size. It is advisable if holes are provided on the outer surface of the drum for fixing the tape flanges, and pins are provided on the lower surface of the cams, which will allow the belt flanges with cams to be securely fixed on the drum before the foundation base is compacted. The axles of the tape flanges installed on the roller drum can be located along the edges of the sole of the projected strip foundation, which will allow the base to absorb increased loads from the foundation. Optimally, if the height h cool the cams will be 150-250 mm, the width b of the upper cam base will be 150-250 mm, and the length L of the upper cam base will be 250-350 mm, which ensure unimpeded passage of the rotating drum in the roller frame during jacking trenches to design depth.
Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показан вид сверху вальца с установленными на нем ленточными ребордами, на фиг. 2 показан поперечный разрез вальца, на фиг. 3 показан валец при уплотнении и вдавливании щебня в траншеи, на фиг. 4 показано готовое основание под ленточный фундамент с установленной на нем подошвой фундамента.The invention is illustrated by graphic materials, where Fig. 1 shows a top view of a roller with belt flanges mounted on it, FIG. 2 shows a cross-section of the roller, FIG. 3 shows a drum when compaction and pressing of crushed stone into trenches, FIG. 4 shows a finished base for a strip foundation with a foundation base installed on it.
Предлагаемое техническое решение поясняется на примере конкретного осуществления изобретения.The proposed technical solution is illustrated by an example of a specific embodiment of the invention.
С поверхности площадки, подготавливаемой для возведения ленточного фундамента здания, убирают бульдозером растительный слой и выполняют предварительную планировку слабого грунта до исходной проектной отметки. Затем размечают оси ленточного фундамента и, используя самосвал, отсыпают площадку щебнем фракции 40-80 мм слоем 500 мм и разравнивают бульдозером. Перед началом работ на гладком вальце 1 самоходного грунтового катка марки ВГ-12-3 производства компании «ОАО Белдортехника» (Минск, Республика Беларусь) устанавливают две ленточные реборды 2, выполненные из стальных кулачков 3 (см. фиг. 1, 2). Основные технические характеристики катка: тип катка-самоходный вибрационный; ширина уплотняемой полосы, мм-2250; скорость передвижения, км/ч, рабочая 0-7; транспортная 0-13; двигатель, тип Д-245, мощность, кВт (л.с.) - 74 (100); диаметр вальца, мм-1500, при этом просвет между вальцом и рамой катка позволяет устанавливать на валец стальной бандаж с выступающими кулачками; колеса, количество, шт. - 2; шина 530-6108 модель ФД-14; давление в шинах, МПа - 0,12-0,18; линейное давление вальца, Н/мм - 30,2; наименьший радиус поворота катка по наружному контуру следа, м-6,6; угол статической поперечной устойчивости - 15°±2°; максимальный преодолеваемый подъем - 20°; вибратор-тип реверсивный с изменяющимся при реверсе кинетическим моментом; частота вращения дебалансов, Гц, прямой ход вибратора - 28,3; реверс вибратора - 40; вынуждающая сила (макс), кН, при частоте 40 Гц - 120; при частоте 28,3 Гц - 180; амплитуда колебаний (расчетная), мм, прямой ход вибратора - 1,1; реверс вибратора - 0,4; габаритные размеры, мм, длина - 5230; ширина - 2450; высота (без проблескового маяка) - 3270; масса, кг, конструктивная - 11900. Установленные на вальце 1 грунтового катка (каток не показан) ленточные реборды 2 состоят из выступающих наружу трапециевидных стальных кулачков 3 высотой h=200 мм, при этом площадь верхнего основания трапециевидного кулачка 3, опирающегося на грунт, составляет b×L=200 мм × 300 мм = 60000 мм2, где b=200 мм - ширина верхнего основания кулачка 3, a L=300 мм - длина верхнего основания кулачка 3 и ленточной реборды 2. Стальные кулачки 3 шарнирно соединены в кольцеобразные ленточные реборды 2, которые при установке плотно охватывают по окружности валец 1 катка (см. фиг. 2). Для фиксации реборд 2 на поверхности вальца 1 предусмотрены отверстия Ф10 мм, в которые вставляют штыри 4 того же диаметра, приваренные к поверхности нижнего основания каждого кулачка 3. Ленточные реборды 2 устанавливают на вальце 1 катка на расстоянии А между осями (см. фиг. 3), равном ширине В подошвы запроектированного ленточного фундамента 5 (см. фиг. 4). Катком с установленными ленточными ребордами 2 уплотняют отсыпанный щебень 6 и вдавливают его в грунт, одновременно продавливая ребордами 2 две параллельно расположенные траншеи 7, ширина которых равна длине L ленточных реборд 2 и составляет 300 мм (см. фиг. 3). Грунтовый каток с установленными на валец 1 ребордами 2 перемещают вдоль оси запроектированного ленточного фундамента 5 таким образом, чтобы траншеи 7 располагались симметрично относительно оси ленточного фундамента 5 по краям подошвы фундамента 5. Площадку последовательно отсыпают щебнем 6 фракции 40-80 мм, уплотняют и вдавливают его в траншеи 7 катком с ребордами 2, перемещая каток вдоль оси фундамента 5 до тех пор, пока в траншеях 7 и окружающем их грунте не будет достигнута проектная глубина Нгтм, упрочненной зоны геотехногенного массива (ГТМ) (см. фиг. 3, 4), а сам геотехногенный массив не примет арочную форму. Глубину Нгтм, проектной упрочненной зоны ГТМ в грунте определяют по количеству проходов n катка. Глубина продавливания hi щебня 6 в грунт траншеи 7 за один проход катка соответствует высоте hкул. ленточной реборды 2 и равна 200 мм (см. фиг. 3). Количество проходов n катка соответственно равно n=Нгтм/hкул. Глубину Нгтм упрочненной зоны ГТМ назначают проектом и ее ширина А между осями траншей 7 должна быть не менее ширины В подошвы запроектированного фундамента 5 (см. фиг. 4), при этом вертикальные оси траншей 7 могут совпадать с краями подошвы запроектированного ленточного фундамента 5. Окончательную глубину Н щебеночного заполнения траншей 7 проверяют георадаром. Способ усиления создает упрочненную зону не только за счет создания в верхнем слое грунтовой толщи усиленной зоны ГТМ из щебня 6, но также за счет арочного эффекта распора грунта, возникающего при устройстве ГТМ. При продавливании щебня 6 в грунт происходит не только усиление грунта щебнем 6, но эффективное дренирование влаги из нижних слоев грунта по вертикальным траншеям-дренам 7 и дополнительное уплотнение нижних слоев грунта. Отсыпанный в траншеи 7 и уплотненный щебень 6 препятствует вертикальному перемещению грунта основания под давлением катка. Слабый грунт вместе со щебнем перемещается горизонтально, повергается уплотнению катком, за счет чего образуется арочная форма ГТМ и дополнительное распорное усиление грунта. Щебень 6 в сформированных траншеях-дренах выполняет функцию вертикального дренажа. Процесс усиления малопрочных водонасыщенных грунтов завершают полным заполнением и уплотнением верхней части траншей 7 щебнем 6 до планировочной отметки поверхности, после чего выполняют отсыпку и выравнивание основания под проектную отметку подошвы фундамента 5 щебнем 6 фракции 40-80 мм шириной, в два раза превышающей ширину В подошвы фундамента 5.From the surface of the site, prepared for the construction of the strip foundation of the building, the vegetation layer is removed with a bulldozer and the preliminary leveling of the soft soil is carried out to the original design level. Then the axes of the strip foundation are marked and, using a dump truck, the site is poured with crushed stone of a fraction of 40-80 mm with a layer of 500 mm and leveled with a bulldozer. Before starting work on a smooth drum 1 of a self-propelled single drum roller of the VG-12-3 brand produced by OAO Beldortekhnika (Minsk, Republic of Belarus), two
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125807A RU2747744C2 (en) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | Method for strengthening low-strength water-saturated soils of base of tape foundation and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125807A RU2747744C2 (en) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | Method for strengthening low-strength water-saturated soils of base of tape foundation and device for its implementation |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019125807A RU2019125807A (en) | 2021-02-15 |
| RU2019125807A3 RU2019125807A3 (en) | 2021-03-23 |
| RU2747744C2 true RU2747744C2 (en) | 2021-05-13 |
Family
ID=74665654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125807A RU2747744C2 (en) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | Method for strengthening low-strength water-saturated soils of base of tape foundation and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2747744C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1206763A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-03 | 郭玉民 | Weak foundation treatment technological method |
| GB2496432A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | Brian Mark Thomson | A rigid wheel or roller for a compactor machine |
| RU2605238C2 (en) * | 2015-01-19 | 2016-12-20 | Петр Никифорович Лищук | Structure foundation |
| RU2684558C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-04-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Method for preparing foundation of buildings on weak soils |
-
2019
- 2019-08-14 RU RU2019125807A patent/RU2747744C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1206763A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-03 | 郭玉民 | Weak foundation treatment technological method |
| GB2496432A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | Brian Mark Thomson | A rigid wheel or roller for a compactor machine |
| RU2605238C2 (en) * | 2015-01-19 | 2016-12-20 | Петр Никифорович Лищук | Structure foundation |
| RU2684558C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-04-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Method for preparing foundation of buildings on weak soils |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019125807A3 (en) | 2021-03-23 |
| RU2019125807A (en) | 2021-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10640945B1 (en) | Systems and methods for making compacted aggregate piers in a soil matrix | |
| US8328470B2 (en) | Apparatus and method for ground improvement | |
| US20180238012A1 (en) | Method for forming a stable foundation ground | |
| CN109680671A (en) | A kind of liquefaction foundation treatment method based on building waste | |
| CN202881926U (en) | Quartering hammer type tamping device | |
| CN114108654A (en) | Construction method for removing obstacles in foundation pit area invaded by pressure-bearing water dock | |
| JP2019120115A (en) | Method of constructing tunnel lining structure | |
| US8360689B2 (en) | Method for ground improvement with hardened inclusions | |
| RU2747744C2 (en) | Method for strengthening low-strength water-saturated soils of base of tape foundation and device for its implementation | |
| CN102966109A (en) | Method for constructing zonal deep foundation pit bottom sealing of soft soil foundation | |
| KR20090042393A (en) | The footer structure of a oil pressure hammer apparatus by crane and thereof the method of construction for lay the foundation | |
| CN102493485A (en) | Method for building slope protection retaining wall during filling | |
| US8740501B2 (en) | Apparatus and method for ground improvement | |
| CN114525808B (en) | Deep foundation pit edge gantry crane ground beam construction method | |
| CN104153355B (en) | The constructing device of concrete-pile and construction method thereof | |
| KR100607536B1 (en) | Tamper equipped with Towing device | |
| CN109083442A (en) | The construction method of dynamic load bearing structure when existing building is docked with newly-built basis | |
| JP6475554B2 (en) | Construction method of shaft and construction method of underground storage tank | |
| NL2007685C2 (en) | Method for installing a reinforcement into a ground. | |
| CN106120580A (en) | A kind of change hill wash duct device for jacking precast frame and construction method thereof | |
| Byrne et al. | The design and construction of a dynamic soil replacement foundation in Mauritius | |
| JP3152910B2 (en) | Traveling construction machinery | |
| Hamidi et al. | Advances in dynamic compaction | |
| CN117026971A (en) | Construction method of anti-deviation pile under thermoplastic sludge geological condition | |
| RU2255182C1 (en) | Profiled trench forming method |