4.8. Техническая мелиорация грунтов

Согласно СТБ 943-93 и ГОСТ 25100-95, природными образованиями, измененными в условиях естественного залегания, являются грунты, у которых средние значения показателей химического состава изменены не менее чем на 15 %.

Техническую мелиорацию грунтов применяют в строительстве для искусственного улучшения их свойств: прочности, водоустойчивости, снижения водопроницаемости.

Существуют два пути улучшения дисперсных грунтов – уплотнение (изменение физическим воздействием) и закрепление (изменение физико-химическим воздействием). При уплотнении грунтов уменьшается их пористость, увеличивается общая прочность с уменьшением сжимаемости. Уплотнение бывает поверхностным (катками, тяжелыми трамбовками, вибрацией, замачиванием), и глубиннным (грунтовые столбы, взрывы, замачивание и т. д.).

При закреплении увеличивается прочность грунта за счет склеивания его частиц химическими веществами (силикатизация, цементация и др.), спекания частиц (обжиг, применение СВЧ), замораживания грунта, армирования грунтового массива (анкеры и нагели, геотекстильные и нетканые синтетические материалы и т. п.).

Улучшают свойства дисперсных грунтов всеми методами как закрепления, так и уплотнения. В крупнообломочных грунтах используют силикатизацию, цементацию, бигумизацию, замораживание; в песках – силикатизацию, термическую обработку (обжиг, замораживание), смолизацию, кольматацию, виброуплотнение, трамбование. укатку, замачивание и др.; в связных грунтах – электроосмос, термическую обработку, трамбование, укатку, взрывы, замачивание лёссов и др.; В связных органоминеральных и органических грунтах (илы. торф, заторфованные грунты и др.) – электроосмос, электрохимическое закрепление, гравитационное уплотнение и др.

Для упрочнения скальных и полускальных трещиноватых грунтов используют в основном закрепляющие методы – цементацию, битумизацию, глинизацию и др.

Дисперсные грунты. Улучшают свойства рыхлых и связных грунтов методами технической мелиорации, разделяемыми на две группы: уплотнение и закрепление.

Физико-механические методы уплотнения грунтов: 1) трамбованием; 2) грунтонабивными столбами; 3) виброуплотнением; 4) энергией взрыва; 5) укаткой; 6) гравитацией. За счет уменьшения пористости природные структуры грунтов нарушаются и формируются новые структурные связи.

Большие заряды способствуют разупрочнению грунта вокруг создаваемых полостей, а зона спрессовывания смещается на значительное расстояние. Этот факт традиционно не учитывают, что приводит к серьезным просчетам.

Метод замачивания используют для механического уплотнения лёссовых просадочных грунтов.

Физические методы используют электрические, температурные, магнитные воздействия.

«Термическое закрепление» грунтов: обжиг, замораживание.

Физико-химические методы: солонцевание грунтов (обработка солями); глинизация (иначе - «кольматация»); гидрофобизация, т. е. покрытие грунтовых структур поверхностно-активными веществами, отталкивающими воду.

Химические методы улучшают свойства грунтов воздействием органическими и неорганическими вяжущими веществами, что приводит к изменению их состава и характера структурных связей.

Наиболее широко применяют битумизацию и смолизацию (органические вяжущие), силикатизацию, цементацию и известкование (минеральные вяжущие).

Эти методы закрепления грунтов путем закачки в них под давлением суспензий и растворов предполагает их проникновение в поры и пропитку грунтов. Однако это возможно только в большие по размеру поры при отсутствии мелких фракций. В противном случае происходит лишь опрессовка грунта вокруг заполненных раствором расширяемых скважин и гидроразрывных трещин.

15