Риски использования пылеватых песков в качестве искусственных оснований

   Разработка котлованов, траншей под фундаменты гражданских зданий и промышленных сооружений в сложных водонасыщенных глинистых грунтах зачастую приводит к расструктуриванию грунта и значительному снижению его прочностных и деформационных характеристик. В качестве способа строительства на таких грунтах в некоторых случаях прибегают к устройству искусственных песчаных оснований. Однако нарушение технологии производства работ и использование непригодного для этой цели материала может являться причиной сверхнормативных осадок возводимых сооружений. Выполненный авторами анализ отечественной нормативной литературы показал, что строительные нормы допускают устройство искусственных насыпей из материалов различной фракции – от глинистой до щебеночной.
   В статье рассматривается реальный пример аварийной ситуации на объекте промышленного строительства в городе Тобольске, а именно на подкрановых путях козловых кранов длиной более 300 м. Зафиксированные сверхнормативные неравномерные деформации основания достигали 240 мм. Для создания искусственного основания был выбран местный пылеватый песок, специфические свойства которого не были учтены в процессе проектирования. В рамках комплексного анализа данной ситуации выполнено лабораторное моделирование поведения пылеватого песка.
   Целью настоящего исследования являлось определение зависимости коэффициента уплотнения пылеватого песка от траектории нагружения и процесса водонасыщения, а также выявление доли деформации просадочности от конечной деформации.
   Установлено, что просадка искусственного основания, выполненного из пылеватого песка, составляет около 12 % от фактической деформации основания. При этом деформация искусственного основания от полной эксплуатационной нагрузки с учетом процесса водонасыщения составляет приблизительно 30 %. Получена зависимость конечного коэффициента уплотнения от начального, которая может быть применена для определения требуемого коэффициента уплотнения пылеватых песков при их использовании на объектах строительства. Приведена альтернативная методика устройства искусственных песчаных оснований для получения максимального коэффициента уплотнения грунта, широко используемого в пределах региона.

1. Pronozin Y. A. and Bragar E. P. Changes in soil properties at base unloading of deep foundation pit // Geotechnics Fundamentals and Applications in Construction. Vol. 2019. Р. 290–295.

2. Крутов В. И., Ковалев А. С., Ковалев В. А. Проектирование и устройство оснований и фундаментов на просадочных грунтах. М. : АСВ, 2013. 544 с.

3. Абелев М. Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. М. : Стройиздат, 1983. 248 с.

4. Абелев Ю. М. Основы проектирования и строительства на просадочных грунтах. М. : Стройиздат, 1979. 271 с.

5. Методы подготовки и устройства искусственных оснований : учеб. пособие / Р. А. Мангушев, Р. А. Усманов, В. В. Конюшков, С. В. Ланько. М. : АСВ, 2012. 286 с.

6. Денисов Н. Я. О природе просадочных явлений в лёссовидных суглинках. М. : Сов. наука, 1946. 176 с.

7. Иванов И. П. О предварительной оценке просадочности лёссовых пород // Зап. ЛГИ. 1958. Т. 34, № 2. С. 214–220.

8. Seepage effects of groundwater and its make-up water on triggering ground subsidence / Z. Ouyang, M. Cai, C. Li and M. Xie // Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material. 2006. Vol. 13 (1). P. 11–15.

9. Galloway D. L. and Burbey T. J. Regional land subsidence accompanying groundwater extraction // Hydrogeology Journal. 2011. Vol. 19 (8). P. 1459–1486.

10. СП 116.13330.2012. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения : дата введ. 2013-01-01 : утв. приказом М-ва регион. развития Рос. Федерации 30 июня 2012 г. № 274.

11. СП 104.13330.2016. Инженерная защита территории от затопления и подтопления : дата введ. 2017-06-17 : утв. приказом М-ва стр-ва и жилищно-коммунал. хоз-ва Рос. Федерации от 16 дек. 2016 г. № 964/пр.

12. СП 103.13330. Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод : дата введ. 2013-01-01 : утв. приказом М-ва регион. развития Рос. Федерации 30 июня 2012 г. № 269.

13. ГОСТ 25100–2020. Грунты. Классификация. М. : Стандартинформ, 2020. 38 с.

14. СП 78.13330.2012. Автомобильные дороги : дата введ. 2013-07-01 : утв. приказом М-ва регион. развития Рос. Федерации от 30 июня 2012 г. № 272.

15. ГОСТ 23161–2012. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности. М. : Стандартинформ, 2019. 12 с.