Методы искусственного закрепления грунта

Искусственное основание можно создать, улучшив свойства грунтов, находящихся непосредственно под подошвой фундаментов, одним из следующих способов:

1. Механическое уплотнение грунта:

а) укатка, применяется для всех видов песчаных, глинистых, крупнообломочных грунтов на участках, обеспечивающих достаточную маневренность механизмов;

б) трамбование, может производиться специальными трамбующими машинами непрерывного действия для всех видов грунтов, в стесненных условиях; для всех видов грунтов в их природном залегании (просадочных, засоленных, рыхлых песчаных), а также при устройстве подушек под фундаменты, обратных засыпок и т.п. Уплотнение производится тяжелыми трамбовками (Р>1т) путем свободного сбрасывания с помощью крана-экскаватора с h< 10м;

в) трамбование со щебнем, гравием, ПГС и другими жесткими материалами;

г) глубинное уплотнение пробивкой скважин (грунтовыми смесями), применяется в просадочных лессовых и насыпных глинистых грунтах при степени их влажности 0,3…0,7;

д) уплотнение грунта подводными и глубинными взрывами, применяется в просадочных лессовых грунтах, рыхлых песчаных и глинистых, в т.ч. намывных и насыпных. Эффект достигается за счет зарядов взрывчатого вещества, установленных по определенной схеме на определенной глубине, под воздействием которых происходит разрушение существующей структуры грунта и его дополнительное уплотнение;

е) уплотнение глубинными и поверхностными вибраторами, на грунт передаются колебательные и ударные воздействия от рабочего органа, в результате чего происходит более плотная укладка грунта и его уплотнение; при работе с вибробулавой в образовавшуюся скважину засыпают песок и процесс продолжается – расстояние между скважинами до 1 метра, глубина уплотнения до 8 метра. 

2. Замена слабого грунта более прочным; устройство песчаных или гравийных подушек. Однако этот способ нельзя применять при высоком уровне грунтовых вод (УГВ), т.к. может произойти вымывание, заиливание или пучение песчаной подушки.

3. Инъекционное закрепление грунтов оснований. Осуществляется путем нагнетания в грунт через систему инъектором или пробуренных скважин соответствующих растворов или смесей:

а) цементация, применяется для рыхлых крупнообломочных и крупнопесчанных грунтов – по предварительно забитым трубам нагнетается цементное молоко или жидкий цементный раствор;

б) силикатизация, применяется для пылеватых и мелкий песков, лессовых грунтов; растворы готовят на основе силиката натрия, хлористого кальция и различных отвердителей (кремнефтористоводородная кислота, алюминат натрия, ортофосфорная кислота и др.) или углекислого газа;

в) смолизация, битумизация, дают более прочное закрепление песчаных грунтов, чем предыдущий способ и обеспечивают водонепроницаемость трещиноватых скальных грунтов. Растворы создаются на основе битума, карбамидных смол и отвердителей (соляная, щавеливая кислоты, азотнокислый аммоний, сульфитно-спиртовая барда);

г) электроосмотическое закрепление грунтов, заключается в осушении и уплотнении грунта при воздействии постоянного тока, напряжением до 100 V, пропускаемого между электродами. Излишняя вода удаляется из грунта через катоды, которые выполняются в виде труб. Этот способ рекомендуется для глинистых грунтов;

д) электрохимический способ аналогичен предыдущему методу, только через аноды, выполненные в виде труб, в грунт вводят раствор хлористого кальция.

Существует также ряд новых эффективных разработок. Например: повышение несущей способности свай методом энергозакрепления грунта; армогрунты позволяют обходиться практически без фундаментов при строительстве зданий; технологичный и дешевый метод уплотнения основания наклонными сваями и др.