Химическое закрепление грунтов
Для химического закрепления или силикатизации грунтов необходимо, чтобы они были также достаточно проницаемы и допускали нагнетание растворов закрепляющих веществ. Основным из них является силикат натрия, или растворимое жидкое стекло Na 2On Si02. Его разложение ведет к образованию геля кремниевой кислоты с последующим превращением в твердый остаток, который и является цементирующим веществом. Течение этого процесса под влиянием природных факторов совершается в грунте очень медленно. Для его ускорения применяют в качестве катализатора раствор хлористого кальция. В связи с применением для закрепления грунтов указанных двух растворов этот способ силикатизации называют двухрастворным. Двухрастворный способ силикатизации грунтов впервые был предложен в Англии в 1925 г. для закрепления рыхлых песков. Позднее начали его применять в Германии у нас он был разработан самостоятельно в 1930-1932 гг. коллективом специалистов под руководством проф. Б. А. Ржаницына. Способ применим для закрепления песков при коэффициенте фильтрации от 2 до 80 м/сутки. Закрепленный грунт приобретает прочность в пределах 1,5 - 3МПа. Для закрепления мелкозернистых и пылеватых песков с коэффициентом фильтрации 0,3-2,0 м/сутки был разработан однорастворный способ силикатизации. В нем раствор силиката натрия используют с добавкой в качестве катализатора фосфорной кислоты. Закрепленный грунт приобретает связность и небольшую прочность порядка 0,3 – 0,6 МПа. Ввиду высокой стоимости фосфорной кислоты этот способ распространения не получил. Однако в настоящее время у нас найден дешевый ее заменитель из серной кислоты и сернокислого алюминия, что обеспечивает достаточно широкие возможности его применения на практике. Если в грунте содержатся соли хлористого кальция, то можно применить лишь один раствор силиката натрия без каких-либо добавок. На этой основе профессор В. В. Аскалонов разработал и в 1949 г. применил однорастворный способ силикатизации лёссовых грунтов, богатых содержанием карбонатов, в целях устранения их просадочных свойств. Силикатизация лёссовых грунтов возможна при коэффициенте фильтрации 0,1-2 м/сутки. Закрепленный грунт утрачивает просадочные свойства и приобретает прочность 1 – 3 МПа. Растворы химических веществ вводят в грунт при помощи нагнетательных трубок - инъекторов, имеющих отверстия в нижней части их стенок. Погружают инъекторы посредством забивки, осуществляя ее заходками, несколько превышающими длину перфорированной их части, обычно равную 0,5-1,5 м. Нa глубине каждой заходки производят нагнетание закрепляющих веществ, используя насосы, специально изготовляемые для химического закрепления грунтов и обладающие производительностью 1-5 л/мин при давлении до 15 ат. При двухрастворном способе нагнетание силиката натрия ведут во время погружения инъектора. При обратном его извлечении нагнетают хлористый кальций. В однорастворном способе операции по нагнетанию второго раствора отпадают. При неоднородных грунтах в первую очередь закрепляют слои, обладающие большей проницаемостью. Степень разведения реактивов в воде назначают в зависимости от проницаемости грунтов, уточняя ее при опытных инъекциях. Радиус распространения нагнетаемых веществ в грунте колеблется в пределах 0,4-1,0 м, а глубина погружения инъекторов может достигать 15-20 м и более. Двухрастворный способ силикатизации применялся для закрепления грунтов под фундаментами ряда зданий в связи со строительством первой очереди Московского метрополитена (рис. 2.4.). В дальнейшем его использование в строительных целях продолжало развиваться. Обследование закрепленных грунтов под фундаментами Большого театра в Москве и некоторыми другими зданиями, проведенное через 20 лет после окончания производства этих работ, показало хорошее их состояние. Полученная при закреплении прочность грунтов за этот срок не снизилась, а в некоторых случаях она даже несколько повысилась. Однорастворная силикатизация без добавок коагулянта применялась для закрепления лессовых грунтов в основании некоторых дымовых труб в Запорожье и под фундаментами цеха холодного волочения на Никопольском металлургическом заводе. В 1954 - 1956 гг. она успешно была применена в Одессе для прекращения неравномерных осадок здания театра оперы и балета, которые продолжались в течение почти 50 лет. Для небольших работ химическое закрепление грунтов можно произвести по способу смешения. Грунт перемешивают с растворами закрепляющих веществ и укладывают с тщательным уплотнением. Необходимую смесь готовят в таких количествах, чтобы работы по ее укладке были закончены до начала процесса твердения. В нужных случаях применяют добавки, замедляющие на некоторый срок начало реакции. Способом смешения пользуются при заделке старых заброшенных колодцев, различных ям и выходов ключей. В зарубежной практике также расширяются работы по силикатизации грунтов. В частности, в Лондоне при строительстве метрополитенов стали вместо замораживания применять их силикатизацию. В США и Японии кроме силикатизации находит применение для закрепления грунтов сумисойл - химический материал, получаемый на основе акриламида. Сумисойл имеет вид бесцветного порошка, легко растворимого
Рис. 2.4. Химическое закрепление грунтов под существующим зданием в связи со строительством метро: М – тоннель метро; И – инъекторы.
в воде. Подготовленный раствор обладает низкой вязкостью и легко проникает в поры различных тонкозернистых песков и супесей, что определяет достаточно широкие возможности для их закрепления. Закрепление грунтов сумисойлом велось для прекращения осадок фундаментов, обеспечения устойчивости откосов земляных выработок и в некоторых других случаях. По данным лабораторных испытаний прочность песка, закрепленного сумисойлом, на сжатие 0,4 – 0,5 МПа, но со временем она постепенно увеличивается и может достигнуть даже 10 МПа.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (886)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |