Описание технологии

Метод динамической замены является распространенным методом динамического уплотнения DC. Используется в почвах, которые характиризуются большой сжимаемостью.
Технология динамической замены заключается в выполнении в связном грунте колонн большого диаметра из сыпучего материала. Колонны формируются тяжелым молотом весом от 15 до 30 т, сбрасываемой с высоты 10-30 м. Для создания одной колонны выполняется несколько серий ударов. Начало процесса забивки начинается в мелком котловане, заполненного соответствующим сыпучим материалом. Первая серия ударов формирует кратер основания, заполняется щебеночной засыпкой. Очередные фазы досыпки щебня в кратер и вбивания его в почву повторяются до момента формирования колонны DR согласно проекта. Часто конец формирования колонны сигнализирует глухой звук молота, который также связан с уменьшением глубины погружения молота. Колонны большого диаметра (от 1.6 м до 3.0 м) забивают до глубины 4.0-7.0 м. Динамическую замену стандартно выполняют в 2 этапа. На первом этапе выполняют каждую вторую колонну, на втором этапе — остальные.
Перед началом процесса динамической замены на стройплощадке выполняется рабочая платформа толщиной 0.3-0.8 м из несвязной (сыпучей) почвы, с уровня, с которого выполняются колонны. Уплотнение рабочей платформы и верхнего слоя почвы наступает в результате поверхностной забивки. Этот процесс наступает при использовании молота плоской формы с квадратным основанием. Одиночные удары выполняются друг за другом на расстоянии, равном внешнему размеру молота, таким образом достигается уплотнение всей усиливаемой поверхности. Если после этой процедуры верхний слой почвы и сейчас является недоуплотненным, обязательно надо использовать классическое уплотнение с помощью тяжелых вибрационных катков.

Применение

Каждому решению, касающемуся использования технологии динамической замены, предшествует определение прочностных параметров сложившихся колонн (типичная нагрузка от 50 кПа до 250 кПа), а также почвы вокруг них. Колонны работают, как поддающиеся колонны с расширенным околовком, часто используются как усиление основы под дорожные или железнодорожные насыпи (колонны улучшают устойчивость, а также увеличивают коэффициент статической насыпи). С успехом колонны могут быть использованы для уменьшения осадок фундаментов торговых и промышленных зданий, а также стабилизации отвалов. Колонны динамической замены могут использоваться в слабых несвязных грунтах, а также в связных пластичных, мягкопластичного и органических почвах. Для формирования колонн динамической замены могут использоваться натуральные щебня, производственные материалы (шлак, производственные материалы спекание), бетонный или асфальтовый бой, а также строительные отходы (без органических и металлических остатков).
Для использования требуется разнозернистый материал с содержанием пылевидных частиц до 5%. Типичные глубины колонн находятся в пределах от 4.0 до 7.0 м и достигают диаметров от 1.6 м до 3.0 м. Расстановка колонн зависит от нагрузок, передаваемых на основание, а также грунтовых условий и чаще всего находятся в границах от 4.5х4.5 м до 7.0х7.0 м. Коэффициент замены почвы при применении технологии динамической замены находится на уровне 10-25%. Использование технологии связано с использованием ударной волны, которая может негативно влиять на соседние строительные объекты, поэтому рекомендуется проведение работ по динамической замене на расстоянии не ближе 50 м от объекта, а в ситуации, когда это невозможно, следует выполнять мониторинг влияния колебаний на здания.

Преимущества технологии

• Высокая несущая способность – высокая прочность на срез и малая деформационность сложившихся в слабых грунтах колонн.
• Устойчивость колонн – технология формирования колонн обеспечивает их устойчивую в пространстве форму, не позволяет приводить к размыванию этих колонн или их обрушение.
• Усиление в глобальном масштабе – реализуется как улучшение механических свойств почвы между колоннами при их формировании благодаря разрыхлени/доуплотнению почвы, а также после окончания вбивания колонн, когда они выполняют дренажную функцию (ускоряется время консолидации).
• Не вредит окружающей среде – колонны динамической замены можно формировать из материала переработки (бетонный бой, отходы горной добычи и др.)
• Высокая производительность – технологию DR характеризует очень высокая производительность, доходящая до нескольких квадратных метров усиленной основы в смену (при применении одного рабочего комплекта оборудования).