Уплотнение нелинейно деформирующихся грунтов тяжелыми антикреновыми зданиями и сооружениями.
Рис. 1
Все грунты подразделяют на два класса: класс скальных грунтов, рис. 1, - грунтов с жесткими кристаллизационными или цементационными связями и класс нескальных грунтов без жестких структурных связей. Скальные грунты отличаются тем, что практически не уплотняются при нагрузках, наиболее распространенных под фундаментами зданий и сооружений, поэтому скальные основания практически не требуют дополнительных затрат.
Рис. 2
Если бы на вершине построили копию башни Лахта Центр, рис. 2, то ее возвели бы без применения свай с нулевой осадкой.
Рис. 3
Иногда тяжелые здания практически без фундаментов возводят и на обособленных скальных массивах, рис.3.
Рис. 4
На рис. 4 - здания легкие
Рис 5
Но если по периметру плитных фундаментов, рис. 5, обрезать скалы вертикальными плоскостями
То после сноса старых строений на этих же пятнах можно построить даже сверхтяжелые здания, тоже с нулевым уплотнением.
Напротив, нескальные грунты, включающие в себя мелкораздробленные минеральные частицы и несметные количества пузырьков воздуха (газа), обладают недопустимой для зданий плотностью,
поэтому их часто уплотняют тяжелыми трамбовками, сбрасываемых с больших высот
http://gost.gtsever.ru/Index2/1/4293720/4293720340.htm , стр. 68
На рис. 7 показан процесс трамбования и графики результатов трамбования просадочного грунта: число ударов – 10, глубина уплотнения с устранением просадочных свойств – 3.3 м, понижение уплотняемой поверхности – 0.4 м.
200 т – это тяжелая трамбовка, но здания и сооружения еще тяжелее, и поэтому они способны создавать статические давления на основания с превышением той динамической нагрузки, которую создает трамбовка весом 200 т.
Рис. 8
Если бы грунт за периметром трамбовки по вертикали был бы отделен узкими прорезями, рис. 8, заполненными густой смазкой, то уплотнение можно было осуществлять и на большую глубину, и трамбовкой меньших весов. Прорези скольжение – это та необходимость, которая сплошные нескальные основания превращает в основания обособленные, т.е. в островные, с увеличенной, как правило, неравномерной сжимаемостью. В строительном производстве величина сжимаемости грунтов определяется величинами осадок, т.е. понижением нагружаемой поверхности подфундаментных грунтов относительно первоначальной отметки дна котлована.
Возникает проблема: для того, чтобы применять обособленные основания надо создать такие конструкции фундаментов, которые позволяют проектировать грунтовые основания с заметровыми осадками, при этом не превышая предельных значений их неравномерностей под всеми несущими конструкциями подвалов. И такие фундаменты, их можно называть механическими, существуют более 40 лет, см. информацию моего канала, но из-за ограничений максимальных осадок оснований нормируемыми пределами до сих пор не находят применения. Кажется все просто: для высоких зданий в СП 22.13330 2016 «Основания зданий и сооружений» Минстрой России должен отменить предельные значения максимальных и средних осадок оснований и ввести в действие Альтернативный Свод Правил под названием АСП ХХ.13330.2024 «Основания и фундаменты зданий и сооружений с дометровыми и заметровыми антикреновыми осадками», но Минстрой России такие новшества, которые позволяют в полной мере использовать прочностные и деформационные характеристики подфундаментных грунтов (абзац 2 п. 4.4 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений») не интересуют.
