Искусственное закрепление грунтов способами: цементации, битумизации, смолизации, силикатизации, термообработки

Цементация, глинизация и битумизация заключаются в инъецирова­нии соответственно цементного или глинистого растворов или черных вя­жущих и применяются для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации.

Силикатизация может быть двух- и однорастворной. Двухрастворная силикатизация заключается в последовательном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрия (жидкого стекла), а затем хлористого кальция. Этот способ применяется в достаточно хорошо дренирующих грунтах (К_ф= 2...80 м/сут). При этом прочность грунта достигает 1,5...3 МПа.

Способ однорастворной (смесь жидкого стекла и отвердителя) силика­тизации применяется для слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 0,3 м/сут. Прочность закрепленного грунта получает­ся 0,3...0,6 МПа (предельная прочность при одноосном сжатии кубика из закрепленного грунта размером 5x5x5 см).

Раствор при силикатизации нагнетают специальными трубами-инъекторами, погружаемыми раздельно или пакетами по пять штук. Рас­стояние между инъекторами принимается в зависимости от свойств раство­ра и типа грунта, уточняется экспериментально.

Способ силикатизации с успехом применяется для закрепления грун­тов в основаниях существующих зданий для ликвидации их просадок.

Смолизация - закрепление грунтов инъекцией синтетической карбомидной смолы применяется сравнительно недавно. Этот способ пригоден для закрепления песчаных грунтов (К_ф = 5,0...0,3 м/сут).

Термическое закрепление является результатом сжигания топлива (газообразного, жидкого, сжиженных газов) непосредственно в скважинах, пробуренных на всю глубину закрепляемого грунта. Закрепление грунта в скважине происходит под действием пламени, а в теле массива — от раскаленных газов, проникающих сквозь поры грунта.

В результате вокруг скважины образуется столб обожженного грунта, диаметр которого зависит от продолжительности обжига и количества топлива. Этим способом можно закрепить грунты и устранить их просадочность на глубину до 15 м, доведя прочность в среднем до 1 МПа.

Временное крепление стенок выемок. Устойчивость земляных сооружений.

Способы и конструкции креплений вертикальных стенок котлованов и траншей зависят от их глубины и размеров, физических и гидрогеологических свойств грунтов, наличия динамических нагрузок у краёв выемки (от машин и механизмов) и принятых способов последующих работ (монтажа строительных конструкций, труб и т.п.).
В зависимости от конструктивного решения различают крепления следующих типов: распорные, консольные, консольно-распорные, консольно-анкерные, подкосные (рис. 11.2, а). Тип крепления выбирают в зависимости от назначения и размеров выемки, свойств грунтов, величины притока грунтовых вод и условий производства работ.

Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним. Чтобы её обеспечить, земляные сооружения возводят с откосами необходимой крутизны. Крутизна откоса выемки или насыпи зависит главным образом от угла естественного откоса грунта. Её принимают в зависимости от глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта, их влажности, характера сооружений (постоянные или временные) и других факторов. Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей глубиной до 5 м, отрываемых в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (УГВ) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, регламентируемого СНиПами.

Работы по устройству оснований. Использование поверхностных и глубинных методов уплотнения. Способы уплотнения оснований грунтовыми сваями, предварительным замачиванием, замачиванием с глубинными взрывами. Процессы и способы устройства грунтовых подушек.

Уплотнений снований выполняется с целью повышения их прочности и снижения осадок зданий и сооружений. Обычно уплотнению подлежат недоуплотненные макропористые сжимаемые грунты, к которым относят: лессовые просадочные, рыхлые песчаные, слабые глинистые и некоторые другие виды грунтов. Различают поверхностное и глубинное уплотнение оснований. Поверхностное уплотнение выполняют путем послойного уплотнения грунта при устройстве подушек или уплотнением оснований тяжелыми трамбовками. Глубинное уплотнение позволяет грунтовыми сваями, виброуплотнением, предварительным замачиванием и замачиванием с глубинными взрывами. Уплотнение тяжелыми трамбовками выполняют свободным сбрасыванием трамбовки массой 5—15 т с высоты 4—8 м. В отечественной практике применяют трамбовки диаметром по нижнему основанию 1,2—3 м.

Грунтовые подушки устраивают в открытых котлованах для распределения давления от фундамента на больную площадь слабого грунта или для замены слабого грунта при небольшой его мощности. Перед устройством подушки планируют дно котлована и верхний слой грунта уплотняют до проектной плотности. Для устройства подушек используют местные пылевато-глинистые, песчаные и песчано-гравелистые грунты оптимальной влажности, а также гравий, щебень и шлаки. Грунтовые подушки устраиваются толщиной 1,5—5 м, редко 10—12 м. Чаще всего грунтовые подушки применяют в просадочных грунтах. Грунтоуплотняющие механизмы при устройстве подушек выбирают в зависимости от объема и сроков выполнения работ и вида применяемого материала подушки. При больших объемах работ целесообразно применять трамбующие машины Д-1471 или тяжелые катки на пневмоколесном ходу. При небольших размерах подушек в плане применяют самоходные катки, тракторы и тяжелые трамбовки.