"ВСН 182-81. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по глубинному уплотнению водонасыщенных песчаных оснований"
(утв. Минмонтажспецстроем СССР 14.12.1981)

Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (ВНИИГС).

Утверждены Минмонтажспецстроем СССР 14 декабря 1981 г.

Взамен МСН 182-68/ММСС СССР.

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", МСН 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.

1.1. 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. N 126803. Опубл. в Б.И., 1960, N 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 с требованиями данной инструкции, главы СНиП III-8 "Земляные сооружения" и главы СНиП III-9 "Основания и фундаменты".

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 сетку 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.

3.1. 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 погружения 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.

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. N 503981. Опубл. в Б.И., 1976, N 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.

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.

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.

4.1. 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 x 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.

4.5. Оценка уплотнения песчаных грунтов должна производиться по показателям удельного веса сухого грунта и относительной плотности , 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 x 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 и относительную плотность грунта . Среднее значение 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.

5.1. Контроль качества уплотнения песчаных грунтов следует проводить согласно требованиям настоящей инструкции и 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-1-76.

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 виброопасных 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.

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

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.

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

где и - 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);

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

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

Значение модулей деформации E и углов внутреннего трения 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 . Удельное сцепление уплотненных песков принимается равным нулю.

1. Лабораторный номер образца.

2. Место отбора образца.

3. Глубина отбора образца, м.

4. Гранулометрический состав песка (ГОСТ 12536-79).

5. Модуль крупности песка .

6. Удельный вес частиц грунта, Н/см3 (удельный вес грунта, г/см3), ГОСТ 5189-75.

7. Влажность грунта, % (ГОСТ 5180-75).

8. Удельный вес сухого грунта, Н/м3 (объемная масса скелета грунта, г/см3), ГОСТ 5182-78.

9. Удельный вес грунта, Н/м3 (объемная масса грунта, г/см3).

10. Удельный вес грунта в максимально рыхлом сложении, Н/м3.

11. Удельный вес грунта в максимально плотном сложении, Н/м3.

12. Пористость грунта, %.

13. Пористость грунта в максимально рыхлом сложении, %.

14. Пористость грунта в максимально плотном сложении, %.

15. Коэффициент пористости грунта.

16. Коэффициент пористости грунта в максимально рыхлом сложении.

17. Коэффициент пористости грунта в максимально плотном сложении.

18. Относительная плотность грунта.