Содержание
Методы закрепления грунтов
Закрепление грунтов — это мера, при которой уменьшение сжимаемости и повышение прочности происходит за счёт увеличения сцепления между частицами, а не за счёт разрушения структуры грунта с последующим повышением его плотности. Из наиболее популярных методов закрепления грунтов можно выделить:
- термический способ закрепления;
- электрохимический способ закрепления;
- глинизация грунтов;
- цементация грунтов;
- силикатизация грунтов.
Для каждого отдельного случая метод подбирается индивидуально с учётом типа грунта. Рассмотрим 4 основных принципа закрепления.
1. Термический способ закрепления
Данный метод применяется преимущественно к маловлажным грунтам глинистого типа, имеющим высокую степень проницаемости. Его удобно применять, когда ожидаемая просадка превышает по своим значениям допустимую величину осадки сооружения.
В процессе термической обработки прочность связей между частицами макропористого грунта увеличивается, за счёт чего грунт становится непросадочным.
Рекомендуемая температура обработки макропористого глинистого грунта — 300-400 °C. При таких условиях состав скелета грунта быстро меняется: наблюдается существенное сокращение глинистых и шепелеватых частиц. Происходит самое настоящее спекание частиц грунта между собой, за счёт чего и увеличивается его несущая способность.
Термическая обработка способна повысить прочность грунта на одноосное сжатие до 100 кг/см2. В полевых условиях данный метод производится при помощи скважин диаметром 120-200 мм. Чем больше диаметр, тем лучше проникают продукты горения в подвергаемый закреплению массив. Максимальная глубина, на которую может быть закреплён грунт таким способом, составляет 20 м.
Для того чтобы обеспечить возможность нагнетания воздуха в пробуренные скважины, они герметично закрываются затворами. Таким образом, внутри грунта образуется камера сгорания.
2. Цементация грунтов
Данный метод применяется для закрепления обломочных скальных отложений крупно- и среднезернистых песков, галечниковых отложений, а также для заполнения образованных в грунтах карстовых пустот.
Цементация грунтов производится следующим образом: через перфорированные трубы (инъекторы) нагнетается цементный раствор. Производится данная процедура только в том случае, если в основании грунта коэффициент фильтрации превышает 80 м/сутки. Определить данный показатель поможет оборудование для зондирования грунтов.
Выходя из трубы-инъектора, раствор быстро затвердевает и цементирует грунт. Для лучшего соединения частиц грунта с раствором, непосредственно перед началом цементации скважину промывают, нагнетая в неё чистую воду.
Что касается цементного раствора, то он формируется в водоцементном отношении от 0,5 до 10. В отдельных случаях в него добавляют песок.
Цементация грунтов на большую глубину осуществляется через скважину диаметром 65 мм. Долговечность цементации напрямую зависит от наличия грунтовых вод и скорости их потока.
Широкое применение цементация грунтов получила при заполнении подземных выработок и карстовых пустот. В отдельных случаях к ней прибегают для организации отдельных фундаментов из трещиноватой скалы или закреплённого песка.
3. Силикатизация грунтов
Данный метод применяется для закрепления как водонасыщенных, так и сухих песков, микропористых просадочных, а также некоторых видов насыпных грунтов. Сущность метода достаточно проста: в лёссы и пески нагнетается жидкое стекло (силикат натрия), который и цементирует поры грунта, повышая тем самым прочность связей между частицами.
Независимо от степени водонасыщения песчаные грунты укрепляют двухрастворным способом. Сперва в ход идёт силикат натрия, а вслед за ним хлористый кальций, значительно ускоряющий процесс образование гелия кремниевой кислоты в воде.
Закрепление грунтов посредством силикатизации может быть применено, если коэффициент фильтрации основания лежит в районе от 3 до 80 м/сутки. Грунты, пропитанные смолами или нефтепродуктами, силикатизации не подлежат.
4. Глинизация и битумизация
Данные методы способны существенно уменьшить водонепроницаемость скальных трещиноватых пород. Смесь подаётся через трубу-инъектор диаметром 20-35 мм. Как и при силикатизации, происходит нагнетание водной суспензии, содержание монтмориллонита в которой составляет порядка 60%. Для лучшего заполнения раствором пор грунта, непосредственно перед началом глинизации в инъектор нагнетается около 20 дм3 воды под давлением в несколько атмосфер.
Битумизация целесообразна в тех случаях, когда цементация невозможна по причине высокой скорости течения грунтовых вод (90 м/сутки и более).
Как видим, современные технические возможности позволяют осуществлять закрепление грунтов самыми различными способами. Правильно выбрав технологию и неукоснительно соблюдая правила её выполнения, можно произвести закрепление грунтового основания любого типа.
Источник: http://www.anker-pk.ru/poleznoe/zakreplenie_gruntov/metody_zakrepleniya_gruntov/
ТТК. Капитальный ремонт зданий. Укрепление грунтов под подошвой фундамента методом силикатизации,
1.1. Типоваятехнологическая карта (именуемая далее по тексту ТТК) — комплексныйорганизационно-технологический документ, разработанный на основеметодов научной организации труда для выполнения технологическогопроцесса и определяющий состав производственных операций сприменением наиболее современных средств механизации и способоввыполнения работ по определённо заданной технологии.
ТТКпредназначена для использования при разработке Проектов организациикапитального ремонта, Проектов производства ремонтно-строительныхработ и другой организационно-технологической документациистроительными подразделениями. ТТК является составной частьюПроектов производства работ (далее по тексту — ППР) и используетсяв составе ППР согласно МДС12-81.2007.
1.2. В настоящей ТТКприведены указания по организации и технологии производства работпо искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.
Определён составпроизводственных операций, требования к контролю качества и приемкеработ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные иматериальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности иохране труда.
1.3.
Нормативной базойдля разработки технологической карты являются:
-типовые чертежи;
-строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);
-заводские инструкции и технические условия (ТУ);
-нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001ЕНиР);
-производственные нормы расхода материалов (НПРМ);
-местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормырасхода материально-технических ресурсов.
1.4.
Цель создания ТТК -описание решений по организации и технологии производствастроительно-монтажных работ по искусственному закреплению грунтовметодом силикатизации, с целью обеспечения их высокого качества, атакже:
-снижение себестоимости работ;
-сокращение продолжительности строительства;
-обеспечение безопасности выполняемых работ;
-организации ритмичной работы;
-рациональное использование трудовых ресурсов и машин;
-унификации технологических решений.
1.5.
На базе ТТКразрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнениеотдельных видов работ (СНиП 3.01.01-85*»Организация строительного производства») по искусственномузакреплению грунтов методом силикатизации.
Конструктивныеособенности их выполнения решаются в каждом конкретном случаеРабочим проектом. Состав и степень детализации материалов,разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подряднойстроительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемыхработ.
РТК рассматриваются иутверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подряднойстроительной организации.
1.6. ТТК можно привязатьк конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесссостоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребностив трудовых и материально-технических ресурсах.
Порядок привязки ТТК кместным условиям:
-рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;
-проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени,марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов,состава звена рабочих) принятому варианту;
-корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантомпроизводства работ и конкретным проектным решением;
-пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей,потребности в машинах, механизмах, инструментах иматериально-технических ресурсах применительно к избранномуварианту;
-оформление графической части с конкретной привязкой механизмов,оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическимигабаритами.
1.7. Типоваятехнологическая карта разработана для инженерно-техническихработников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих,выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления(обучения) их с правилами производства работ по искусственномузакреплению грунтов методом силикатизации, с применением наиболеесовременных средств механизации, прогрессивных конструкций испособов выполнения работ.
Технологическаякарта разработана на следующие объёмы работ:
-закрепляемый грунт — 150,0 м.
II.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Технологическаякарта разработана на комплекс работ по искусственному закреплениюгрунтов методом силикатизации.
2.2. Работы поискусственному закреплению грунтов методом силикатизации,выполняются механизированным отрядом в одну смену,продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:
час.
2.3.
В состав работ,последовательно выполняемых при искусственном закреплении грунтовметодом силикатизации, входят следующие рабочие процессы итехнологические операции:
-геодезическая разбивка местоположения забивки инъекторов;
-забивка инъекторов в грунт;
-подключение шлангов для нагнетания раствора;
-нагнетание раствора в грунт;
-извлечение инъекторов;
-ликвидация использованных скважин.
2.4. Технологическойкартой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированнымзвеном в составе: передвижной компрессор фирмы Atlas CopcoXAS 97 Dd(подача сжатого воздуха 5,3 м/час, =0,7 МПа, m=940 кг); отбойный молотокAtlas Copco TEX 09 PS 8461021102 (масса m=9,6 кг, =0,5 МПа, частота ударов 1800 уд/мин);электрическая шлифовальная машинка PWS 750-125 фирмыBosch (Р=1,9 кг; N=750 Вт); ручная инжекторнаягазовая горелка Р2А-01 с внутренними и наружнымимундштуками, ключом, уплотнительными кольцами, газовыми баллонами иредукторами; трубонарезная головка REMS Ева;дизельный растворонасос Putzmeister M 740(производительность до 5 м/час, =7 бар; общая масса m=1450 кг; габаритныеразмеры ДШВ, 450014501200 мм).
Рис.1. Инжекторная газовая горелка Р2А-01
а — горелка; б — инжекторное устройство; 1 — мундштук; 2 — ниппельмундштука; 3 — наконечник; 4 — трубчатый мундштук; 5 — смесительнаякамера; 6 — резиновое кольцо; 7 — инжектор; 8 — накидная гайка; 9 -ацетиленовый вентиль; 10 — штуцер; 11 — накидная гайка; 12 -шланговый ниппель; 13 — трубка; 14 — рукоять; 15 — сальниковаянабивка; 16 — кислородный вентиль.
Рис.2. Газовые баллоны и редукторы
а — кислородный баллон, объёмом 6 м; б — ацетиленовый баллон, объёмом 5,32м; г — кислородный редуктор; д — ацетиленовыйредуктор.
| Рис.3.Компрессор Atlas Copco XAS 97 Dd | Рис.4. МолотокAtlas Copco TEX 09 PS |
Рис.5. Растворонасос Putzmeister M 740
| Рис.6.Трубонарезная головка REMS Ева | Рис.7.Электрошлифмашинка PWS 750-125 |
2.5. Для искусственногозакрепления грунтов методом силикатизации применяют следующиестроительные материалы: раствор силиката натриясоответствующий техническим требованиям ГОСТ 50418-92;инъекторы из труб стальных цельнотянутых гладких иперфорированных
Источник: http://docs.cntd.ru/document/450703089
Силикатизация грунтов — один из способов улучшить их прочность и повысить надежность
Во многих сферах, но больше всего в строительстве, очень важны и нужны надежные прочные грунты. Это гарантия, что любое сооружение, начиная от частного дома и заканчивая крупным производственным цехом, будет сохранять свою целостность многие десятилетия. К сожалению, не всегда место, отведенное под строительство, является стабильным. Нахождение близко к поверхности подземных вод заболачивает грунт, делает его непригодным для возведения даже небольших построек.
Методы закрепления грунта
Силикатная пазогребневая плита: характеристики, применение
Существует несколько способов стабилизировать грунт, закрепить его, уменьшить сжимаемость и повысить прочность. Один из них — увеличить сцепление между частицами, не нарушая структуру почвы. Самые популярные методы:
Выбор конкретного метода зависит от типа почвы. Чаще всего для укрепления грунта используется именно силикатизация как самый простой вариант решения столь серьезного вопроса. Что это за способ, в чем его преимущества и особенности? Об этом — далее.
Силикатизация грунтов
Важная деталь: не подлежат силикатизации почвы, пропитанные нефтепродуктами или смолами.
С помощью данного метода можно укрепить как водонасыщенные почвы, так и сухие пески, микропористые просадочные и другие виды насыпных грунтов. Технология силикатизации грунтов очень проста: чтобы сделать почву более надежной и прочной, в нее нагнетают определенное вещество. Оно цементирует в грунте поры, благодаря чему связь между частицами повышается и почва становится намного прочнее.
На песчаных почвах и лессах применяется обычно однорастворный метод. Если песчаные грунты насыщены влагой или являются плывунами, изменить их состояние можно только при помощи двухрастворного способа силикатизации. Закрепить грунты силикатизацией можно только в том случае, если основание имеет коэффициент фильтрации 3-78 м/сутки.
В чем особенность? Особенность силикатизации грунтов в том, что, проникая в грунт, вещества обволакивают мелкие компоненты, склеивая и связывая их. Чтобы выполнить весь процесс, в грунте готовят отверстия или бурят скважины. После этого подготавливают в нужном объеме раствор и через инъекционные насосы закачивают его в почву.
Однорастворная силикатизация
На пылеватых песках и других видах нестабильных почв применяют именно однорастворный метод силикатизации грунтов. Для этого в почву нужного участка земли подают раствор жидкого стекла, смешанного с серной или фосфорной кислотой.
На заметку: ранее еще одним компонентом мог служить сернокислый аммоний. Но он был запрещен новыми правилами экологических служб.
После однорастворной силикатизации почва становится более стабильной, но ее прочности недостаточно для возведения крупных сооружений.
В качестве стабилизирующего вещества может служить и одно жидкое стекло. Такой вариант применяют на лессовых посадочных грунтах. Между жидким стеклом и водорастворимыми солями грунта происходит реакция, в результате чего образуется гель.
Двухрастворный способ
Двухрастворная силикатизация грунтов отличается от предыдущего варианта тем, что выбранные компоненты нагнетают в почву не одновременно, а поочередно: сначала жидкое стекло, а затем хлористый кальций. После химической реакции образовывается новое вещество. Это – гель кремниевой кислоты. Его главное качество – интенсивное затвердевание, которое осуществляется на протяжении первых суток. Далее скорость затвердевания значительно уменьшается, и оно заканчивается через 80-90 дней. За это время прочность почвы значительно увеличивается и достигает показателя не менее 4,5 МПа.
Главные особенности двухрастворного способа
Силикатизация грунтов данным методом имеет свои достоинства и недостатки. Неоспоримые преимущества:
К сожалению, имеют место и недостатки, но их немного:
Когда рекомендована силикатизация?
Закрепление грунтов силикатизацией рекомендуется в следующих случаях:
Применение двухрастворного способа гарантирует прочность почвы, благодаря чему здания и другие сооружения не будут подвергаться усадкам, трескаться или крениться.
Что дает силикатизация почвы?
Силикатизация грунтов позволяет:
Источник
Источник: https://volk1.ru/stroitelstvo/12046-silikatizacija-gruntov-odin-iz-sposobov-uluchshit-ih-prochnost-i-povysit-nadezhnost/