ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ
искусственное
преобразование (физ.-хим. методами) свойств грунтов для целей строительства
в условиях их естеств. залегания. В результате 3. г. увеличивается несущая
способность основания сооружения, повышается его прочность, водонепроницаемость,
сопротивление размыву и др. 3. г. широко применяется при стр-ве пром. и
гражд. зданий на просадочных грунтах, для укрепления откосов выемок дорог
и стенок котлованов в водонасыщенных грунтах, в качестве противооползневых
мероприятий, при проходке горных выработок, создании противофильтрационных
завес в основании гидротехнич. сооружений, для защиты бетонных сооружений
(фундаментов) от воздействия агрессивных пром. вод, для увеличения несущей
способности свай и опор большого диаметра и т. д. 3. г. достигается нагнетанием
в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием
на грунт элект-рич. током, нагреванием и охлаждением.
Осн. способы 3. г.: цементация,
глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация, методы электрохим.
или термич. воздействия, искусств. замораживание.
Цементация заключается в
нагнетании в закрепляемый грунт (трещиноватый скальный или песчано-гравелистый)
через систему пробуренных в нём скважин цементной суспензии (соотношение
массы цемента и воды в растворе в пределах от 0,1 до 2). Для повышения
подвижности густых цементных и цементно-песчаных растворов применяют добавки
сульфитно-спиртовой барды в кол-ве 0,01-0,25% по отношению к цементу. Ускорение
схватывания растворов и увеличение первоначальной прочности цементного
камня регулируется добавками хлористого кальция в кол-ве 1-5% по отношению
к цементу. Прочность и водонепроницаемость грунта после цементации значительно
увеличиваются.
В кавернозных скальных породах
при большой скорости грунтового потока наряду с цементацией применяется
горячая битумизация.
Рис. 1. Схема установки для
силикатизации грунтов: 1 - цистерна с крепителем; 2 - цистерна с
кислотой; 3 - насос "НД"; 4
- смеситель; 5 - пульт управления с регистрирующей аппаратурой;
6
- инъектор; 7 - отбойный молоток для погружения инъектора в грунт;
8
-
контур< закрепления.
Её назначение - заделка наиболее
крупных каверн, не поддающихся цементации из-за большой скорости грунтового
потока. Нагнетание горячего битума в полости и трещины кавернозных пород
производится через пробуренные скважины, оборудованные инъекторами. При
холодиой битумизации в грунт нагнетают тонкодисперсную битумную эмульсию.
Способ применяется для очень топких трещин в скальных грунтах и закрепления
песчаных грунтов.
Глинизация служит для уменьшения
фильтрац. способности трещиноватых скальных, кавернозных пород и гравелистых
грунтов. При зтом способе в трещины породы нагнетается под большим давлением
глинистая суспензия с добавкой небольшом долы коагулянта.
Способ силикатизации основан
на использования силикатных растворов. Для закрепления среднезернистых
песков применяется т. п. двух растворный способ, состояший в последоват.
нагнетании в грунт растворов силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся
в результате реакции гель кремниевой к-ты придаёт грунту значит. прочность
и водонепроницаемость. Мелкие пески закрепляются способом однорастворной
силикатизации, т. е. раствором силиката натрия с добавкой фосфорной к-ты
(рис. 1). В лёссовых грунтах нагнетается лишь раствор силиката натрия;
роль второго раствора выполняют соли самого Грунта.
Смодизация - нагнетание водного
раствора карбамидной смолы с добавкой соляной к-ты, щавелевой к-ты
или хлористого аммония. Применяется для закрепления, повышения прочности
и водонепроницаемости мелкозернистых песчаных грунтов.
Для глинистых грунтов, где
нагнетание растворов невозможно, используется электрохимический способ
закрепления, основанный на пропускании постоянного электрич. тока через
грунт,
в к-рый вводится раствор хлористого кальция, в результате чего грунт обезвоживается
и уплотняется. Реакции обмена, происходящие при этом в приэлектродной зоне,
также способствуют уплотнению и закреплению грунта. Электрохим. закрепление
подразделяется па электроосушение, электроуплотнение и электрозакрепление.
Рпс. 2. Схема установки для
термического закрепления просадочных лёссовых грунтов сжиганием топлива
непосредственно в скважине: 1 - просадочный грунт; 2 - непросадочный
грунт; 3 - компрессор; 4 - трубопровод для холодного воздуха;
5 - ёмкость для жидкого горючего; 6 - насос для подачи горючего в скважину;
7 - трубопровод для горючего; 8 - фильтр; 9 - форсунка; to
- затвор с камерой сгорания; 11 - скважина; 12 - зона термического
закрепления грунта.
Для упрочнения просадочных
лёссовых грунтов применяется термич. закрепление, осуществляемое обжигом
закрепляемых грунтов газообразными продуктами горения топлива, имеющими
темп-ру 700-1000 оС. Наиболее эффективным является сжигание
топлива непосредственно в толще закрепляемого грунта (рис. 2). Стабилизация
и закрепление неустойчивых водоносных грунтов достигается искусств. замораживанием
грунтов.
В СССР периодически проводятся
всесоюзные совещания по закреплению и уплотнению грунтов, материалы к-рых
публикуются в спец. сборниках.
Лит.: Адамович А.
Н. и Колтунов Д. В., Цементация оснований гидросооружений, М-.- Л.. 1953;
Ржаницын Б. А., Силикатизация песчаных грунтов, М., 1949; Литвинов П. М..
Термическое укрепление просадочных лёссоных н других грунтов в основании
различных зданий и сооружений, К.. 1955.
Б. Л. Ржаницын.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я