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

Цементацию, глинизацию и битумизацию (прекращение фильтрации воды)производят в песчаных,гравелистых и трещиноватых скальных грунтах с коэффициентом фильтрации k > 50 м/сут. Для цементации применяют специальные составы цементных, ЦПР, цементно-глинистых растворов на портландцементе не ниже М300, для глинизации -, глиносиликатные и бентонито-силикатные растворы. Растворы нагнетают в скважины под давлением до 10 МПа. Битумизацию выполняют путем нагнетания насосами в скважины через специальные инъекторы горячего битума марок БН-III и БН-IV под давлением, постепенно возрастающим от 0,2…0,3 до 5…8 МПа. Нагнетание цикличное с прерыванием для остывания битума.

В/Ц 0,4-1,0

Труба 25-100 мм с перфорированными звеньями

Силикатизациюгрунтов производят двумя способами:двухрастворнойсиликатизацией и однорастворной силикатизацией. Первый способ применяют для закрепления песчаных грунтов с k = 2…50 м/сут. Сначала в грунт через инъекторы под давлением до 1,5 МПа нагнетают жидкое стекло (силикат натрия), затем отвердитель (раствор хлористого кальция). Второй способ используют для закрепления мелких пылеватых песков с k = 0,5...5 м/сут и лёссов. При этом в грунт нагнетают смесь жидкого стекла с фосфорной или серной кислотой и др. Нагнетание ведут равномерно с расходом 1…5 л/мин при давлении до 1,5 МПа.

На полное твердение 28 дней

Смолизацию применяют для закрепления мелких песков сk = 0,5...5м/сут ивыполняют путем нагнетания через инъекторы в грунт смеси растворов карбамидной смолы и соляной кислоты. Смола полимеризуется

Термический способ применяется, главным образом, для укрепления просадочных макропористых грунтов с содержанием глинистых частиц не менее 5 - 6% и может производиться двумя способами.

1) при помощи нагнетания в грунт воздуха, нагретого до температуры 600-

800° С; (конусообразное сечение)

2) при помощи сжигания под давлением различного горючего (преимущественно солярового масла), непосредственно в толще грунта.

Второй способ является более экономичным и позволяет одновременно обрабатывать значительные массивы грунта. (постоянного сечения)

В шахматном порядке на расстоянии 2-3 метра друг от друга

Воздух подается через форсунку.

Как нагнетание горячего воздуха, так и сжигание топлива производятся в специально устроенных в грунте буровых скважинах 10-15 см. 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: за 10…20 суток может быть доведен до 4…8 м при расходе жидкого топлива 80… 120

кг на 1 м скважины и до 30…40 м³ сжатого воздуха на 1 м глубины скважины. В результате обжига лёссовидный грунт упрочняется, утрачивает свою просадочность, способность набухать и давать усадку. Однако водопроницаемость такого грунта сильно повышается.

Во время обжига и до тех пор, пока не остыл обожженный грунт, нельзя допускать попадания в скважины поверхностных вод.

Временное крепление стенок выемок. Устойчивость земляных сооружений.

При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляются к откосам и стенкам выемок. Необходимость их крепления, а также конструкции крепления зависят от гидрогеологических условий и конструкции подземной части возводимого сооружения.

Вертикальные стенки в грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод допускаются без крепления:

при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м,

- в супесях -1,25 м,

- в суглинках и глинах - 1,5 м,

- в особо плотных грунтах -2 м.

При больших глубинах для предотвращения обвалов и оползней стенок выемок устраивают откосы, параметры которых определяются и регламентируются СНиПом. Необходимость устройства откосов ведет к значительному увеличению габаритов земляного сооружения и соответственно объемов разработки грунта, повышению материальных и трудовых затрат. До 5 метров – по коэффициентам.

Для уменьшения объемов земляных работ, а также в случаях, когда разработка выемок с откосами невозможна из-за стесненности площадки или наличия грунтовых вод, устраивают выемки с вертикальными стенками.

Временное крепление стенок земляного сооружения может быть выполнено в виде деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов с опорными стойками при подкосном креплении стенок.

Шпунтовое ограждениеявляется наиболее надежным, но и самым дорогим из существующих способов. Применяют шпунт при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт, металлический или деревянный, забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2...3 м (величина расчетная), чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за пределами выемки. В качестве металлических стоек используют прокатные профили (швеллер, двутавр, трубы) или специально выпускаемый прокат.Трудно в плотных

Шпунтыбез креплений, с креплениями, с грунтовыми анкерами

Шпунт может быть сплошным в виде единой стенки, если шпунт прерывистый, то между стойками по мере отрывки котлована забивают деревянную забирку - щиты, отдельные доски, брусья

Распорное креплениеприменимо для узких траншей глубиной 2...4 мв сухих и маловлажных грунтах и состоит из вертикальных стоек, горизонтальных досок, дощатых (сплошных или несплошных) щитов и распорок, прижимающих стойки и щиты к стенкам траншеи. Стойки, как и распорки, устанавливают по длине траншеи через 1,5—1,7 м одна от другой и по высоте - через 0,6...0,7 м. При связных грунтах естественной влажности и глубине до 3 м горизонтальную забирку устраивают из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски, при большей глубине забирку делают сплошной из щитов. Распорное крепление трудоемко и затрудняет производство работ в траншее, особенно при прокладке коммуникаций, если позволяют условия, то применяют другие виды креплений.

Вместо деревянных стоек и раскосов используют стальные трубчатые стойки и телескопические распорки, длина которых изменяется за счет вращения винтовых муфт. Эти инвентарные распорные рамыэффективны ввиду их малой массы, легкого монтажа и демонтажа. Металлические трубчатые стойки по высоте имеют отверстия для крепления распорок. Распорка телескопического типа состоит из наружной и внутренних труб, поворотной муфты и опорных частей. В зависимости от ширины траншеи расстояние между стойками устанавливают путем выдвижения внутренней трубы из наружной, которое фиксируется болтом-стопором, вставляемым в совмещенное отверстие труб. Полное прижатие щитов к стенкам выемки осуществляют поворотом до упора муфты с винтовой нарезкой.

Анкерное крепление.Для восприятия опрокидывающих моментов, возникающих от действия грунта на шпунтовые, свайные и другие ограждения выемок, применяют анкерные устройства (грунтовые анкеры). Анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25° за пределы призмы обрушения.