Выбор грунта для устройства грунтовых подушек производится в основном в зависимости от местных грунтовых условий и целевого назначения применения подушек.

При возведении грунтовых подушек с целью создания сплошного маловодопроницаемого экрана необходимо применять лессовидные глины и суглинки, так как в этом случае достигается наибольшая их водонепроницаемость.

Дренирующие материалы (песок, шлак и др.) для устройства грунтовых подушек допускается применять только на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности.

Грунтовые подушки должны устраиваться из однородных грунтов оптимальной влажности. Уплотнение грунта в грунтовых подушках производится трамбованием или укаткой.

При устройстве грунтовых подушек с целью ликвидации просадочных свойств основания под фундаментами плотность грунта (объемный вес скелета) должна быть не менее 1,6 тс/м³ и не менее величины, при которой просадка грунта исключается, а при устройстве подушек с целью создания сплошного водонепроницаемого экрана – не менее 1,7 тс/м³.

Особенность метода возведения столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах (рис. 22) состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину трамбовкой весом 1,7–7,0 т, падающей с высоты 6,0–8,0 м по направляющей штанге. После этого в вытрамбованный котлован заливается монолитный бетон (без опалубки) или устанавливается сборный фундамент, имеющий форму и размеры котлована.

Вытрамбовывание котлованов выполняется тяжелыми трамбовками, с помощью которых образуется котлован заданной формы и глубины, с уплотненным грунтом под котлованом и его наклонными стенками.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах применяются на площадках с I типом грунтовых условий по просадочности при:

• наличии рядом с площадкой строительства существующих зданий, сооружений и инженерных коммуникаций на расстоянии не менее 10,0–15,0 м;

• малоэтажном (до двух этажей) строительстве;

• степени влажности грунта G ? 0,7 и плотности скелета грунта ?_ск < 1,6 тс/м³.

Отметки планировки котлованов под здания и сооружения для вытрамбовывания отдельных котлованов под столбчатые фундаменты принимаются исходя из необходимости срезки насыпного и растительного слоя грунта, содержащего органических включений более 5 %.

Столбчатые фундаменты в вытрамбованных котлованах выполняются, как правило, монолитными.

Размеры и глубина вытрамбованных котлованов назначаются в соответствии с размерами и глубиной заложения фундаментов, определяемых расчетом.

h_k – глубина котлована;

b_ср – среднее значение ширины котлована;

h_упл – 1,5b_ср,

где h_упл – толщина уплотненной зоны в основании фундамента в вытрамбованном котловане;

D = 2b_ср,

где D – ширина уплотненной зоны.

Минимальное расстояние в осях между вытрамбованными котлованами должна быть не менее 2b_ср.

Глубинное уплотнение просадочных грунтов грунтовыми сваями осуществляется путем устройства скважин с созданием вокруг них уплотненных зон и последующим заполнением скважин грунтом с уплотнением.

Глубинное уплотнение просадочных грунтов грунтовыми сваями выполняется с целью:

• устранения просадочных свойств грунтов в пределах просадочной толщи;

• создания в основании зданий и сооружений сплошного маловодопроницаемого экрана из уплотненного грунта;

• устройства противофильтрационных завес из уплотненного грунта.

Уплотнение грунтовыми сваями целесообразно применять при влажности просадочных грунтов, близкой к оптимальной, и степени влажности не более G ? 0,75, отсутствии слоев и прослоек плотных грунтов, песков, маловлажных супесей, линз переувлажненных грунтов со степенью влажности более G > 0,75, а также верховодки, при толщине просадочного слоя грунта от 10 до 24 м.

Параметры глубинного уплотнения просадочных грунтов грунтовыми сваями (количество, шаг, размеры свай и т. п.) должны назначаться из условия достижения требуемой плотности грунтов основания, при которой полностью устраняется просадка грунта от его собственного веса и от нагрузки, передаваемой фундаментами, а размеры уплотняемой площадки в плане – исходя из условия обеспечения несущей способности уплотненного массива и подстилающего его грунта при возможной просадке окружающего грунта природной структуры.

Диаметры скважин для грунтовых свай принимаются равными:

• при пробивке станками ударно-канатного бурения d = 0,5 м;

• при использовании энергии взрыва d = 0,4 м.

Скважины располагаются на расстоянии «l» (в осях), при котором уплотненные зоны смыкаются, образуя массив уплотненного грунта толщиной, превышающей на 2,5d глубину проходки скважин.

За счет частичного выпирания грунта верхняя часть уплотненного массива, называемого буферным слоем «h_б», разуплотняется, поэтому перед закладкой фундаментов этот слой снимается или доуплотняется. Доуплотнение буферного слоя осуществляется тяжелыми трамбовками на глубину не менее 1,5 м.

Толщина буферного слоя принимается равной hб = K_б ? d, где К_б – коэффициент пропорциональности, принимаемый равным по опытным данным:

• для супесей К_б = 4;

• для суглинков К_б = 5;

• для глин К_б = 6.

Уплотнение грунтовыми сваями выполняется в котлованах размерами на 3,0 м большими в каждую сторону размеров уплотняемой площади. Отметка дна котлованов назначается с учетом последующей частичной срезки буферного слоя из расчета, чтобы оставшаяся толщина его не превышала 1,5 м. Частичная срезка буферного слоя производится с недобором на 20 см до отметки заложения фундаментов.

Площадь уплотняемого основания должна превышать площадь подошвы фундамента за счет полосы, выступающей за его пределы по периметру, на величину, равную:

• при I типе грунтовых условий по просадочности – 0,2b, но не менее 0,8 м, а для отдельно стоящих сооружений с высоким расположением центра тяжести (дымовые трубы, водонапорные башни и т. п.) – не менее 0,3b (где b – меньшая сторона прямоугольного или диаметр круглого фундамента);

• при II типе грунтовых условий по просадочности – не менее 0,2 Н_пр (где Н_пр – просадочная толща грунта).

Ширина уплотнения целых площадок принимается:

• при I типе грунтовых условий по просадочности – 0,2Н_у (где Н_у – глубина уплотнения);

• при II типе грунтовых условий по просадочности – не менее 0,5Н_пр.

Грунтовые сваи в уплотняемом основании следует размещать в шахматном порядке – по вершинам равностороннего треугольника (рис. 24).

Независимо от полученного по расчету числа грунтовых свай число рядов их по длине и ширине фундамента должно быть не менее трех. Первый ряд грунтовых свай располагается от границы уплотняемой площадки основания на расстоянии, равном 0,5l (где l – расстояние между осями грунтовых свай, определенное расчетом).

Во всех случаях число грунтовых свай непосредственно под фундаментами колонн здания или сооружения должно быть не менее восьми.

При уплотнении просадочных грунтов грунтовыми сваями средняя плотность грунта в уплотненном массиве, соответствующая объемному весу скелета грунта, должна составлять: