ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

Совокупность воздействий, в результате которых повышается прочность грунта, он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым, представляет собой искусственное закрепление грунтов.

Закрепляют грунты для создания вокруг разрабатываемых вы­емок водонепроницаемых завес и повышения несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-механических свойств грунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления существуют следующие способы искусственного за­крепления грунтов: замораживание, цементация, битумизация, хи­мический, электрохимический и др.

Замораживание грунтов применяют в сильноводонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенные между собой трубопроводом, по которому на­гнетают специальную жидкость — рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до —20…—25°С (рис. V.8).

Охлаждающие иглы состоят из наружных труб, закрытых и за­остренных снизу, и внутренних, вставленных в них коаксиально и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в ниж­ней части колонки переходит в наружную трубу, по которой подни­мается вверх, после чего направляется к следующей колонке. Окру­жающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами с посте­пенно увеличивающимися диаметрами. Эти цилиндры смерзаются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая выполняет функцию ограждения временной выемки.

Способ замораживания имеет следующие недостатки: времен­ное сохранение эффекта (на период действия замораживающей установки), длительный процесс естественного оттаивания, повы­шение влажности грунта за счет миграции воды из теплых слоев грунта к охлажденным (под действием градиента температур) и др. Однако технология замораживания и технические средства для ее выполнения достаточно отработаны, и поэтому, несмотря на указанные недостатки, этот способ широко используют.

Цементация и битумизация заключаются в инъецировании соот­ветственно цементного раствора или разогретых битумов в пористые грунты с высоким коэффициентом фильтрации, а также в трещино­ватые скальные породы.

Химическим способом закрепляют песчаные и лессовые грунты нагнетанием в них через инъекторы химических растворов.

Химический способ может быть двух — и однор а створный. Двухрастворное закрепление состоит в последовательном нагнета­нии в грунт сначала водного раствора силиката натрия (ЫагЗЮз),

Ife

МРЗППНШПЗШЕПЕ"’" ‘

ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

V.8. Схема искусственного замораживания грунтов

/ — охлаждающая колонка; 2 — заморажи­вающая труба; 3 — питающая труба; 4 — патрубок для подсоединенвя к холодильной установке; 5 — замороженный грунт

ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

V.9. Схема установки для химического закрепления грунтов

А — установка; б — ииъектор; 1 — распреде­лительный напорный коллектор; 2 — насос; 3 — емкость для раствора; 4 — инъектор; 5 — массив закрепленного грунта; 6 — сла­бый грунт; 7 —■ прочный подстилающий грунт; 8 —наголовник; 9 — глухие звенья; 10 — перфорированное звено (с отверстиями диаметром 1…3 мм); И — наконечник

V.10. Схема рыхлення грунта прицепным тракторным рыхлителем

О — общая схема; 1 — трактор; 2 — лебед­ка; Э — подъемная рама; 4 — рыхлнтельиые зубья; 6 — при грунтах средней плотности; в — то же, большой плотности

ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

V. ll. Схема определения объемов котлованов

А)

ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

А — геометрическая схема определения объема котлована; б—разрез котлована постоянного (откос I : т2) и временного (откос 1 : т,); / — объем выемки; 2 — объем засыпкн

А затем хлористого кальция (СаС12). Растворы вступают в реак­цию и образуют гель кремниевой кислоты (nSiCVzHzO), который обволакивает зерна грунта и, твердея, связывает их в. монолит. Этот способ применяют в достаточно хорошо дренирующих грунтах (коэффициент фильтрации 2…80 м/сут). При этом прочность грун­та достигает 1,5…3 МПа.

Однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отверди — теля) используют для. слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут. Прочность закрепленного грунта 0,3…0,6 МПа.

Раствор при химическом закреплении нагнетают специальными трубами-инъекторами (рис. V.9), погружаемыми раздельно или пакетами по 5 шт. Расстояния между инъекторами принимают в за­висимости от вязкости раствора и типа грунта, уточняют экспери­ментально.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грун­ты. Заключается он в пропуске через грунт постоянного электричес­кого тока с напряженностью поля 0,5… 1 В/см и плотностью тока 1 … 5 А/м2. При этом глина осушается, сильно уплотняется и те­ряет способность к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом и служащую инъектором, растворы химичес­ких добавок, увеличивающие проводимость тока (силикат натрия, хлористый кальций, хлористое железо и др.). Благодаря этому ин-‘ тенсивность процесса закрепления грунта возрастает.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *