МИНИСТЕРСТВО МОНТАЖНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ
СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ СССР

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель министра

монтажных и специальных

строительных работ СССР

К.К. ЛИПОДАТ

14 декабря 1981 г.

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ГЛУБИННОМУ УПЛОТНЕНИЮ
ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ПЕСЧАНЫХ ОСНОВАНИЙ

ВСН 182-81

ММСС СССР

МОСКВА 1982

СОДЕРЖАНИЕ

Инструкция разработана во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (ВНИИГС) Минмонтажспецстроя СССР в лаборатории намывных сооружений и оснований взамен «Временных указаний по глубинному уплотнению водонасыщенных песчаных оснований сооружений виброустановками ВНИИГС», ВСН 182-68/ММСС СССР.

Приведенные в инструкции нормативные данные и требования по глубинному уплотнению водонасыщенных песчаных оснований базируются на материалах научных исследований и результатов широкого применения виброустановки ВУУП-6 в промышленном, гражданском и гидротехническом строительстве.

Рекомендуемая технология и оборудование с простой конструкцией уплотнителя обеспечивают высокое качество и экономичность работ по глубинному уплотнению песчаных оснований в сравнении с другими способами.

Инструкция составлена: канд. техн. наук, заслуженным строителем РСФСР В.М. Зубковым, инженером В.М. Анисимовым и канд. техн. наук Е.Д. Ковалевским.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая инструкция распространяется на производство работ по уплотнению водонасыщенных песчаных грунтов на глубину 6 м, виброустановкой ВУУП-6*, осуществляемых для повышения несущей способности песчаных оснований в промышленном, гражданском и гидротехническом строительстве.

*А.с. № 126803. Опубл. в Б.И., 1960, № 5.

Инструкция не распространяется на производство работ по глубинному уплотнению пылеватых песков.

1.2. Глубинное уплотнение песчаных грунтов при уровне грунтовых вод ниже 0,5 м от поверхности должно производиться с искусственным водонасыщением.

1.3. Производству работ по уплотнению песчаных оснований установкой ВУУП-6 должно предшествовать опытное уплотнение на строительной площадке.

1.4. Уплотнение песчаных оснований виброустановкой ВУУП-6 должно осуществляться по проекту производства работ в соответствии о требованиями данной инструкции, главы СНиП III-8 «Земляные сооружения» и главы СНиП III-9 «Основания и фундаменты».

2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТУ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО ГЛУБИННОМУ УПЛОТНЕНИЮ ПЕСЧАНЫХ ОСНОВАНИЙ

2.1. Проект производства работ по уплотнению должен содержать:

а) план площадки, подлежащей уплотнению;

б) проектную глубину уплотнения;

в) перечень оборудования для уплотнения (рыхления) и его техническую характеристику (приложение 1, рис. 6);

г) перечень оборудования для искусственного водонасыщения грунта при уровне грунтовых вод ниже 0,5 м от поверхности (приложение 1, рис. 7);

д) схему уплотнения виброустановкой ВУУП-6 (сетку уплотнения и при необходимости сотку предварительного рыхления);

е) технологический режим работы виброустановки ВУУП-6;

ж) тип установки для динамического или статического зондирования;

з) схему и глубину зондирования;

и) расчетное значение показателя уплотненного песчаного грунта, определяемое в соответствии с приложением 2;

к) состав работ по опытному уплотнению на строительной площадке, определяемый в соответствии с требованиями раздела 4 настоящей инструкции;

л) данные о наименьших расстояниях от работающей установки ВУУП-6 до существующих объектов (в том числе до подземных сооружений и коммуникаций).

2.2. Наименьшее допустимое расстояние от работающей виброустановки ВУУП-6 должно быть не менее 40 м до зданий и подземных сооружений и не менее 25 м до подземных коммуникаций.

3. ТЕХНОЛОГИЯ ГЛУБИННОГО УПЛОТНЕНИЯ

3.1. Работы по уплотнению водонасыщенных песчаных грунтов виброустановкой ВУУП-6 на строительной площадке необходимо выполнять в следующем порядке:

а) подготовка площадки (срезание плодородного слоя, планировка). При планировке площадки должна быть учтена осадка поверхности после уплотнения песка (в процентах от проектной глубины уплотняемого песчаного грунта): крупного и средней крупности - 8 %, мелкого песка - 5 %;

б) разбивка и фиксация на площадке точек погружением уплотнителя виброустановки ВУУП-6;

в) искусственное водонасыщение песчаного грунта при уровне грунтовых вод ниже 0,5 м от спланированной поверхности;

г) уплотнение грунта установкой ВУУП-6 до проектной глубины согласно проекту производства работ.

Рис. 1. Сетка точек погружения уплотнителя ВУУП-6

3.2. Для глубинного уплотнения следует принимать равностороннюю треугольную сетку со сторонами, равными: для крупного и средней крупности песка - 3 м, для мелкого песка - 2 м (рис. 1).

3.3. В песчаных грунтах, обладающих структурной прочностью, необходимо предварительно разрушить структурные связи в песке на проектную глубину уплотняемой толщи (глубинное «рыхление»)* с помощью ВУУП-6.

*А.с. № 503981. Опубл. в Б.И., 1976, № 7.

3.4. Для глубинного «рыхления» и уплотнения песчаных грунтов должна быть разбита согласно схеме, приведенной на рис. 2, квадратная сетка со сторонами, равными 2 м.

3.5. Для производства работ по уплотнению песчаных грунтов виброустановкой ВУУП-6 следует применять грузоподъемные механизмы, обеспечивающие возможность переноса виброустановки в вертикальном положении. Скорость извлечения уплотнителя грузоподъемным механизмом из грунта не должна превышать 5 м/мин.

Рис. 2. Схема расположения точек «рыхления» и уплотнения:

1 - точки уплотнения; 2 - точки «рыхления»

3.6. Соединение уплотнителя с вибропогружателем в процессе уплотнения должно быть жестким и неизменным.

3.7. Подъем и перенос виброустановки ВУУП-6 во избежание ее повреждений должны производиться плавно, без рывков.

3.8. Включение вибропогружателя В-401 должно производиться после установки уплотнителя вертикально на поверхность грунта. Запрещается включение вибропогружателя при свободно подвешенном уплотнителе.

3.9. Уплотнение песчаных грунтов на глубину 6 м следует производить в соответствии с технологическим графиком (рис. 3), который должен быть составлен по результатам опытного уплотнения на строительной площадке, осуществленного в соответствии с указаниями раздела 4 настоящей инструкции.

3.10. Полный цикл уплотнения песчаных грунтов на глубину 6 м в одной точке сетки должен продолжаться не менее 15 мин и состоять из 4 - 5 чередующихся погружений и подъемов уплотнителя. На каждой глубине погружения уплотнителя в одном цикле должен быть достигнут виброударный режим виброустановки ВУУП-6.

Рис. 3. Технологический график уплотнения песчаного грунта

3.11. Погружение уплотнителя в грунт нужно производить, не допуская натяжения троса грузоподъемного механизма и отклонения виброустановки от вертикального положения.

3.12. После проведения работ по уплотнению в четырех точках на глубину 6 м необходимо сделать технологический перерыв в работе установки продолжительностью не менее 15 мин.

3.13. В случае уплотнения грунтов, требующих предварительного глубинного «рыхления», работы по «рыхлению» и уплотнению должны производиться поочередно: сначала в четырех точках сетки по оси «рыхления», затем в трех точках по оси уплотнения.

3.14. При «рыхлении» погружение и извлечение уплотнителя должно производиться без остановок. Время на «рыхление» грунта на глубину 6 м в одной точке не должно превышать 2 мин.

3.15. В случае использования для искусственного водонасыщения песчаного грунта уплотнителя виброустановки ВУУП-6 (см. приложение 1, рис. 7) сначала должен быть включен насос (с напором не менее 80 м) для подачи воды в трубчатую штангу уплотнителя, а затем вибропогружатель. При достижении уплотнителем проектной глубины подачу воды следует прекратить и продолжать работу по уплотнению в соответствии с указанием п.3.9 настоящей инструкции.

Примерное количество воды, необходимой для насыщения песчаного грунта, определяется по таблице.

3.16. Технология уплотнения насыпных или намытых песчаных оснований виброустановками ВУУП-6, аналогична технологии уплотнения естественных песчаных оснований.

3.17. В процессе производства работ по уплотнению на строительной площадке следует вести журнал по форме, приведенной в приложении 3.

4. ОПЫТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

4.1. В результате опытного уплотнения должен быть определен технологический режим уплотнения, устанавливающий минимальное время, необходимое для достижения наибольшей плотности песчаного грунта.

4.2. В состав работ по опытному уплотнению входят:

а) выбор и подготовка опытного участка (снятие плодородного слоя почвы, планировка);

б) разбивка сетки рыхления и уплотнения;

в) опытное уплотнение;

г) зондирование водонасыщенного песчаного грунта до и после уплотнения;

д) водопонижение для проходки шурфа и отбора образцов грунта;

е) проходка шурфа;

ж) отбор из шурфа образцов грунта;

з) камеральная обработка результатов зондирования и лабораторных определений плотности грунта по образцам.

4.3. Опытный участок следует располагать в пределах подлежащего уплотнению песчаного основания на площадке, имеющей наиболее характерные гранулометрический состав и плотность сложения песчаного грунта. Размер опытного участка не менее чем 10´10 м.

4.4. Уплотнение песчаного грунта без «рыхления» следует производить в семи точках, а с «рыхлением» в шести (рис. 4). После уплотнения необходимо зафиксировать колышками фактические места погружения уплотнителя для проведения зондирования.

Рис. 4. Схемы выполнения работ на участке опытного уплотнения песка:

а - без «рыхления»; б - с предварительным рыхлением.

1 - точки уплотнения; 2 - точки рыхления; 3 - зондирование до уплотнения; 4 - зондирование после уплотнения

4.5. Оценка уплотнения песчаных грунтов должна производиться по показателям удельного веса сухого грунта γ_c и относительной плотности I_D, учитывающей как зерновой состав, так и форму частиц песчаного грунта. Показатели достигнутой плотности грунта по результатам зондирования должны быть сопоставлены с данными плотности сложения грунта образцов, отобранных из шурфов.

Значения показателей плотности по результатам зондирования и по отобранным образцам грунта должны быть определены в результате статистической обработки.

4.6. Зондирование и отбор образцов уплотненных песчаных грунтов следует производить не ранее чем через 2 недели в местах, указанных на рис. 4 (в соответствии с ГОСТ 19912 «Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием» и ГОСТ 20069 - 74 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием»), при этом глубина зондирования должна быть ниже проектной отметки уплотнения на 1 м.

4.7. Шурф размерами в плане 2´1,5 м, глубиной не менее 3 м должен быть расположен на опытном участке таким образом, чтобы имелась возможность отбора образцов грунта из него в точке погружения уплотнителя и между двумя соседними точками погружения.

4.8. При проходке шурфа через каждые 50 см следует производить отбор шести образцов грунта.

4.9. По отобранным образцам определяют гранулометрический состав, удельный вес сухого грунта γ_c и относительную плотность грунта I_D. Среднее значение I_D уплотняемого на проектную глубину грунта не должно быть менее 0,66.

Данные по отбору образцов грунта заносят в журнал, форма которого приведена в приложении 4.

4.10. На выполненные работы по опытному уплотнению песчаного грунта должен быть оформлен акт, в котором следует указать технологический режим уплотнения, графики зондирования и данные по п. 4.9. На основе акта в проект производства работ при необходимости должны быть внесены соответствующие изменения.

5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ И ПРИЕМКА РАБОТ

5.1. Контроль качества уплотнения песчаных грунтов следует проводить согласно требованиям настоящей инструкции главы СНиП III-8 «Земляные сооружения».

5.2. В качестве основного метода контроля уплотнения песчаного грунта следует применять: для крупных и средней крупности песков - динамическое зондирование, для мелких песков - статическое зондирование, результаты которых должны сопоставляться с данными опытного уплотнения. Глубина зондирования должна быть больше проектной глубины уплотнения на 1 м.

5.3. Допустимое отклонение уменьшения плотности грунта от проектной не должно превышать 0,05 г/см³ (0,49 кН/м³), при этом количество определений, давших большие значения, не должно превышать 10 % от их общего числа.

5.4. Приемку уплотненного основания следует производить согласно требованиям главы СНиП «Земляные сооружения» по приемке оснований сооружений.

5.5. Акт освидетельствования скрытых работ составляют представители организации, выполнявшей уплотнение, подрядчика, заказчика и авторского надзора в соответствии с требованиями СНиП III-I - 76.

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ГЛУБИННОМ УПЛОТНЕНИИ

6.1. При глубинном уплотнении песчаных оснований виброустановками ВУУП-6 должны выполняться правила техники безопасности, предусмотренные главой СНиП III-4 «Техника безопасности в строительстве», «Положением о режиме труда работников виброопаcных профессий, организаций и предприятий Минмонтажспецстроя СССР» ВСН 318-73/ММСС СССР, а также требованиями данного раздела.

6.2. При внезапной остановке вибропогружателя по техническим причинам запрещается извлекать уплотнитель из грунта без вибрации. После устранения неисправности вибропогружателя включают вибратор и вибрируют песок в течение 1 мин, после чего необходимо погрузить уплотнитель на 0,5 м, а затем со скоростью не более 3 м/мин извлечь из грунта.

6.3. В случае переноса виброустановки последняя должна быть поднята не менее чем на 0,5 м выше встречающихся на пути препятствий.

6.4. При перерывах в работе и после окончания работ по уплотнению песчаных оснований виброустановку следует опускать на настил или на сухой грунт, оберегая вибропогружатель от попадания в него песка.

6.5. Ответственный за техническую исправность виброустановки обязан не реже двух раз в смену производить тщательный осмотр: состояния болтовых соединений вибропогружателя и уплотнителя; привода электродвигателя; шарниров подвески; концевых гаек, валов; соединения электрического кабеля; сварных швов виброустановки.

6.6. Шурф на площадке опытного уплотнения песчаных грунтов роют с креплением стенок, не допуская при этом нарушения структуры грунта в местах отбора образцов.

Приложение 1

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГЛУБИННОГО ВИБРОУПЛОТНЕНИЯ ПЕСЧАНЫХ ОСНОВАНИЙ

Виброустановка ВНИИГС ВУУП-6 состоит из уплотнителя и вибропогружателя В-401 (рис. 5).

Рис. 5. Виброустановка ВУУП-6

Техническая характеристика виброустановки ВУУП-6

Мощность уплотняемого слоя, м.................................................................................... 6

Продолжительность цикла уплотнения, мин............................................................. 15

Производительность, м/ч.................................................................................... 170 -210

Тип вибропогружателя............................................................................................ В-401

Мощность электродвигателя, кВт................................................................................ 55

Частота вращения электродвигателя, об/мин......................................................... 1470

Масса уплотнителя, кг................................................................................................. 920

Высота уплотнителя, м.................................................................................................... 7

Диаметр уплотнителя, мм......................................................................................... 1000

Частота вынужденных колебаний, кол./мин............................................. 1500 (25 Гц)

Амплитуда колебаний, мм........................................................................................... 5-6

Общая высота виброустановки, м............................................................................... 8,8

Масса виброустановки, кг........................................................................................ 3400

Грузоподъемность механизма, обслуживающего виброустановку, т...... Не менее 6

Стоимость уплотнения 1 м грунта (в ценах 1975 г.), коп......................................... 25

Стоимость уплотнения 1 м грунта при искусственном водонасыщении (уточняется проектом производства работ), коп.   30-35

Примечание. Рабочие чертежи виброустановки ВУУП-6 имеются во ВНИИГС (193148, Ленинград, ул. Карловская, 4).

Уплотнитель (рис. 6) представляет собой сварную металлическую пространственную конструкцию, детали которой не требуют станочной обработки, и он может быть изготовлен силами строительной организации. Конструкция уплотнителя виброустановки ВУУП-6 для искусственного водонасыщения грунта представлена на рис. 7.

Рис. 6. Уплотнитель виброустановки ВУУП-6

Рис. 7. Уплотнитель виброустановки ВУУП-6 для искусственного водонасыщения грунта

Приложение 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ И РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕСЧАНОГО ГРУНТА

Рис. 8. График для определения удельного веса сухого грунта различной крупности после уплотнения виброустановкой ВУУП-6

Для предварительной оценки уплотнения песчаного основания виброустановкой ВУУП-6 расчетная величина удельного веса сухого грунта γ_c в пределах всей глубины уплотненного грунтового массива может быть определена из графика зависимости значения γ_c от модуля крупности М_К уплотняемого песка (рис. 8). Значения М принимаются по данным инженерно-геологических изысканий.

Модуль крупности песка определяют по данным гранулометрического состава уплотняемого песка и вычисляют по формуле:

где  - сумма масс частиц крупнее 1 мм (сумма остатков на сите 1 мм), %;

 - сумма масс частиц крупнее 0,5 мм (сумма остатков на ситах 1,0 и 0,5 мм), %;

 - сумма масс частиц крупнее 0,25 мм (сумма остатков на ситах 1,0; 0,5 и 0,25 мм), %;

 - сумма масс частиц крупнее 0,1 мм (сумма остатков на ситах 1,0; 0,5; 0,25 и 0,1 мм), %;

 - сумма масс всех частиц, включая отсев частиц менее 0,1 мм, %.

Степень уплотнения песчаного основания характеризует показатель относительной плотности, определяемой по формуле

 I_D

где e_р и e_n - коэффициенты пористости песчаного грунта в соответственно максимально рыхлом и максимально плотном сложении, значения которых определяют на образцах песка, подлежащего уплотнению (по данным инженерно-геологических изысканий);

e_упл - коэффициент пористости песчаного грунта после уплотнения виброустановкой ВУУП-6, определяемый по графику на рис. 8.

Для расчета принимают средние арифметические значения e_р и e_n по результатам не менее чем шести определений.

Значение модулей деформации Е и углов внутреннего трения φ_н после глубинного уплотнения песчаного грунта виброустановкой ВУУП-6 следует принимать по табл. 1 приложения 22 главы СНиП II-15 «Основания зданий и сооружений» при коэффициенте пористости, равном e_упл. Удельное сцепление с_н уплотненных песков принимается равным нулю.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4