 |
24, Физико-химические методы искусственного улучшения грунтовых оснований. Примеры.
|
|
|
|
24, Физико-химические методы искусственного улучшения грунтовых оснований. Примеры.
Закрепление - искусственное преобразование их свойств.
Закрепление осуществляется нагнетанием(инъекцией) в грунт вяжущих материалов или различных химических растворов.
Инъекционное закрепление грунтов производится с целью снижения их водопроницаемости или повышения прочности.
3. 4. А Цементация
Метод служит для закрепления (упрочнения) насыпных грунтов, галечниковых отложений, средних и крупнозернистых песков (сухих и влажных при Кф> 80 м/сутки). Так же используют для заполнения карстовых пустот, закрепления и уменьшения водопроницаемости трещиноватых скальных грунтов.
Цементный раствор нагнетаемый в грунт имеет В/Ц отношение 0, 4…1, 0, часто в раствор добавляют песок.
Применяют забивные инъекторы – тампоны, опускаемые в пробуренные скважины. Цементация возможна и в водонасыщенных грунтах, но там где вода стоячая; если есть течение, то цементный раствор уносит.
Метод цементации применим также для усиления конструкций самих фундаментов. Для этого в теле фундамента пробуривают шпуры, через которые в материал или кладку фундамента под высоким давлением нагнетается цементный раствор.
3. 4. Б Силикатизация
Применяется для химического закрепления песков с Кф=0, 5…80 м/сут, макропористых глинистых просадочных грунтов с Кф=0, 2…2 м/сут (лессы), и отдельных видов насыпных грунтов.
Рис. 12. 14. Схема закрепления методом силикатизации оснований фундаментов (а), защиты фундаментов зданий при строительстве подземных сооружений (б), при возведении зданий (в):
1 – фундамент; 2 – инъекторы; 3 – зоны закрепления; 4 – строящееся подземное сооружение; 5 – существующий тоннель; 6 – строящееся здание
|
|
|
Сущность метода заключается в нагнетании в грунт силиката Na в виде раствора (жидкое стекло), которым заполняется поровое пространство. При соответствующих условиях (при наличии отвердителя), раствор переходит в гелеобразное состояние, затвердевая со временем. Создаются новые связи между частицами, что приводит к увеличению прочности уменьшению сжимаемости грунта.
Силикатизация:
· однорастворная (лессовый грунт)
· двухрастворная (пески)
-Особенностью силикатизации лессов является то, что в состав этих грунтов входят соли, выполняющие роль отвердителя жидкого стекла. Процесс закрепления происходит мгновенно, достигаемая прочность составляет 2МПа и более. Закрепление водоустойчиво, что обеспечивает ликвидацию просадочных свойств лессов.
Глинизация
Инъекционный метод закрепления трещиноватых скальных и полускальных грунтов.
Применяют( как цементацию) только при небольших скоростях
23 Метод струйных технологий. Суть метода, область применения.
Наиболее эффективным методом повышения несущей способности оснований и фундаментов является устройство грунтоцементных свай и массивов по струйной технологии ( Jet Grouting ), который широко используется в зарубежной практике. Метод разработан в Японии в конце 70-х годов и получил развитие во многих странах. Лидерами в изготовлении технологического оборудования в Европе являются немецкие фирмы Keller, Bauer, итальянская Rodo, французская Колагранде и др. (рис. 6. 7).
Способ струйной технологии устройства грунтоцементных свай и массивов состоит из нескольких этапов:
I - осуществляют бурение скважин диаметром 40-90 мм на проектную глубину с погружением оборудования.
II - под давлением100-400 атм и углом 90° к оси сваи осуществляется резка грунта струей воды или суспензией с добавлением воздуха.
|
|
|
В качестве режущего инструмента используют специальные вращающиеся форсунки, что обеспечивает круговое разрушение грунта. По мере резания осуществляется плавный подъем рабочего инструмента. Частота вращения и скорость подъема зависят от вида грунта и его физико-механических характеристик. Вспученный грунт в виде пульпы может частично вымываться на поверхность.
III - одновременно с резкой и размывом грунта осуществляется его смешивание с цементной или цементно-глинистой суспензией на основе бентонитового порошка. В результате интенсивного перемешивания и разрушения грунта образуется однородная грунтоцементная масса плотностью 1, 4-1, 9 т/м3. В зависимости от расхода цемента и гранулометрии размытого грунта физико- механические характеристики грунтоцемента могут составлять 5-15 МПа.
IV - для получения грунтоцементного массива осуществляют соединение ранее возведенных элементов. Создание массива может осуществляться как до набора проектной прочности, так и после.
Комбинация различных массивов может повторять плановые очертания фундаментов и иметь разнообразную форму.
Рис. 6. 8.
Технологические этапы струйной технологии
(а), схемы образования грунтоцементных массивов (б)и технология усиления основания фундаментов (в) I - бурение скважины; II - разрушение и вспучивание грунта струей воды; III - резка с размывом грунта и смешиванием с цементной суспензией; IV -соединение грунтоцементных массивов;
1 - буровая установка; 2 - компрессор; 3 - насос для воды; 4 -растворонасос; 5 - отстойник для обратной пульпы; 6 - форсунка
В зависимости от технологических режимов производства работ
возможно получение различного профиля грунтоцементного основания:
- при вращении форсунки вокруг оси обеспечивается получение цилиндрической поверхности в виде колонны или сваи;
- при перемещении форсунки на угол 180° обеспечивается получение укрепляемой зоны в виде полуцилиндра;
- при использовании двух форсунок и отсутствии вращения создается плоский профиль;
- при последовательной проходке с шагом установки инъекторов, равным зоне действия струйной технологии, обеспечивается получение плоской вертикальной стены;
|
|
|
- создание массива для переопирания фундаментов осуществляется путем комбинации различных форм и режимов движения режущего инструмента.
При устройстве массивов для переопирания фундаментов грунт размывается струей воды под давлением 300-400атм. Через дополнительную форсунку подается цементная суспензия под давлением до 15 атм. Полученная грунтоцементная смесь после затвердения обладает высокой несущей способностью и повышенной плотностью, обеспечивающей водонепроницаемость.
Струйная технология укрепления фунтов и устройства свай предусматривает использование сжатого воздуха, который смешивается с цементной суспензией, а грунт вспучивается и образуется гомогенный грунтоцементный массив.
Устройство грунтоцементных свай может производиться в очень стесненных условиях при любой необходимой глубине. Выполнение работ допускает присутствие подземных коммуникаций и не вызывает их повреждения. Струйная технология экологически чиста на всех технологических операциях.
При реконструкции зданий данная технология может использоваться при заглублении подвальной части зданий, усилении фундаментов, устройстве заглубленных сооружений в стесненных условиях городской застройки и других случаях.
В зависимости от грунтовых условий применяются однокомпонентная, двухкомпонентная и трехкомпонентная струйные технологии. движения подземных вод во избежание уноса раствора из тампонированной зоны.
|
|
|
