ТСП Лекции. Учебное пособие разработано авторским коллективом. Российская Федерация, Рязанский институт (филиал) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный открытый университет
 Скачать 15.98 Mb.
|
10.6. Искусственное закрепление грунтовСовокупность 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.10.11). Окружающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами с постепенно увеличивающимися диаметрами. Эти цилиндры смерзаются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая выполняет функцию ограждения временной выемки. 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 однорастворный. Двухрастворное закрепление состоит в последовательном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрия (  ), а затем хлористого кальция ( ). Растворы вступают в реакцию и образуют гель кремниевой кислоты ( ), 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 отвердителя) 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, погружаемыми раздельно или пакетами по 5 шт. Расстояния между инъекторами принимают в зависимости от вязкости раствора и типа грунта, уточняют экспериментально.  Рис.10.10. Схема искусственного замораживания грунтов 1 - охлаждающая колонка; 2 - замораживающая труба; 3 - питающая труба; 4 - патрубок для подсоединения к холодильной установке; 5 - замороженный грунт.  Рис.10.11. Схема установки для химического закрепления грунтов а - установка; б – инъектор. 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); 11 – наконечник Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Заключается он в пропуске через грунт постоянного электрического тока с напряженностью поля 0,5... 1В/см и плотностью тока 1...5 А/м  . 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 интенсивность процесса закрепления грунта возрастает. Глава 11. Транспортирование строительных грузов |