Штучне закріплення ґрунтів

Використовується для створення водонепроникних завіс навколо виїмок і для підвищення несучої здатності слабких ґрунтів.

Розрізняють наступні способи закріплення ґрунтів:

а) заморожуванням;

б) цементизацією;

в) бітумізацією;

г) хімічний;

д) електрохімічний;

е) електричний;

ж) термічний;

з) комбінований.

Вибір того чи іншого способу залежить від виду ґрунту, гранулометричного складу, вологості ґрунту і рівня ґрунтових вод.

Заморожуванням закріплюють вологі піщані та глинисті ґрунти. Технологія виконання: з кроком 1 – 2 м. по периметру споруди встановлюють заморожу вальні колонки, які складаються із зовнішніх заморожу вальних і внутрішніх постачальних труб. В трубах циркулює охолоджений до температури -20⁰С: -25⁰C розчин хлористого натрію. В результаті постійної циркуляції навколо колонок утворюються стовпи мерзлого ґрунту, які з’єднуються між собою і таким чином створюють водонепроникну завісу. Спосіб є унікальний (при розробці шахт, метрополітену).

Цементизації піддають середньо- і крупнозернисті піщані ґрунти, гравійно-галькові ґрунти і сильно тріщанні скельні ґрунти. Технологія: з кроком 0,3 – 1,5 м. встановлюють ін’єктори, у які під тиском 25 – 100 кПа на 1 м заглиблення нагнітають цементну суспензію(розчин цементу з водою у

співвідношенні 1:1 або 1:10) або цементно-піщаний розчин з додаванням дрібного наповнювача. Подача здійснюється діафрагмовими або грязевими насосами у висхідному порядку.

Бітумізації піддають крупнозернисті піщані ґрунти та сильно тріщанні скельні ґрунти. Технологія виконання аналогічна до цементизації. Нагнітається мастика у висхідному порядку(гаряча або тепла).

Хімічним способом закріплюють вологі, піщані, глинисті і лесові ґрунти. Розрізняють одно- і двох розчинні способи закріплення. Технологія виконання полягає у нагнітанні того чи іншого розчину(рідкого скла і хлористого натрію), які вступають у хімічну реакцію.

Електрохімічний спосіб застосовується для закріплення вологих ґрунтів з низькими коефіцієнтами фільтрації . Ін’єктори під’єднують до анода (додатного полюсу), стальні труби забивають на відстані 0,3 – 0,5 м від ін’єктора і під’єднують до від’ємного полюсу(катод). Відбувається явище електроосмосу.

Електричний спосіб застосовується для закріплення вологих глинистих ґрунтів. В результаті дії постійного електричного струму глина нагрівається, висушується і втрачає здатність до здуття, набирає міцності.

Термічний застосовується для закріплення лесовидних ґрунтів. Технологія: на всю товщу ґрунту вище рівня ґрунтових вод влаштовують свердловини (>200мм). Протягом 5 – 10 діб в свердловини подаються розжарені до температури 800-1000⁰С гази в результаті чого лесовидний ґрунт перетворюється у моноліт і втрачає здатність до просідання.

Комбіновані способи використовуються, якщо на території майданчика залягає кілька різних типів ґрунтів.

„Стіна в ґрунті”. Широко застосовується для створення водонепроникних завіс. Технологія: за допомогою траншейного екскаватора СВД-500 навколо споруди розробляється траншея шириною 500 – 700 мм і глибиною до 30 м. Одночасно з влаштуванням траншеї в неї подається глиниста суспензія, яка запобігає руйнуванню стінок траншеї. Якщо влаштовується постійна водонепроникна споруда – одразу подається бетонна суміш, яка витісняє глинисту суспензію і твердіє.

Лекція 5