25. Искусственное закрепление грунтов

Искусственное закрепление грунтов может выполняться: замораживанием, цементацией, силикатизацией, битумизацией, термическими и электрохимическими способами и др. Замораживание применяют в водонасыщенных грунтах (плывунах) при возведении фундаментов, сооружении шахт и др. Для замораживания грунта по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенные между собой трубопроводом, по которому нагнетают охлаждающую жидкость-рассол с температурой -20...-25 °С. Существенными недостатками метода являются временный эффект замораживания, длительный процесс оттаивания, необходимость разрабатывать весьма прочный мерзлый грунт. Цементация применяется для закрепления крупно-, среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов. Силикатизация применяется для повышения прочности, устойчивости и водонепроницаемости песчаных и водонасыщенных грунтов. Способ силикатизации успешно применяется для закрепления грунтов в основаниях существующих зданий в целях ликвидации их просадок. Силикатизация может быть двух- и одно-растворной. Двухрастворная силикатизация заключается в последовательном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрия (жидкого стекла), а затем хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют гель кремниевой кислоты, гидрат окиси кальция (известь) и хлористый натрий.

Для слабо дренирующих грунтов применяется способ одноразовой силикатизации; при этом в грунт закачивается смесь жидкого стекла с отвердителем. Раствор при силикатизации нагнетают специальными трубами-инъекторами, погружаемыми раздельно или пакетами по пять штук. Расстояние между инъекторами принимается в зависимости от типа грунта и уточняется экспериментально. Битумизация применяется для закрепления песчаных и сильнотрещиноватых скальных грунтов, а также для прекращения через них фильтрации воды. Горячий битум нагнетают в грунт через инъекторы, установленные в пробуренных скважинах. Горячий битум к инъекторам подается от котлов насосам по трубам под давлением. Глинизация заключается в инъецировании глинистого раствора в пористые грунты и мало чем отличается от цементации. Смолизация — закрепление грунтов инъекцией синтетической карбамидной смолы. Термическое закрепление лессовых грунтов состоит в обжиге их горячими газами, образующимися в результате сжигания жидкого или газообразного топлива в скважинах, пробуренных в толще закрепляемого грунта.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Заключается он в пропуске через грунт постоянного электрического тока с напряженностью поля 0,5... 1 В/см и плотностью тока 1 ... 5 А/м2. При этом глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

26. Сущность строительного водопонижения. Открытый водоотлив и дренаж.

Работы по водопонижению имеют своей целью либо понижение

естественного уровня грунтовых вод, либо отвод поступающей в котлован

воды различными способами, обеспечивающие его защиту от затопления.

Для того чтобы проектировать водоотлив из траншей и котлованов, должны быть предусмотрены лотки и канавки для сбора и отвода к зумпфам (водосборникам) поступающих в выемки поверхностных и подземных вод с последующей их откачкой на поверхность. При разработке грунтов, применяются методы гидромеханизации и тогда организовать водоотлив становится значительно проще, потому что откачка подземных вод, в большинстве случаев совмещается с таким процессом как удаление пульпы, а в забое допускается разрыхление грунтов фильтрующей водой.

Дренаж (то же что и водоотлив, только дренаж – это система, которая собирает подземную воду и отводит ее от котлована, а водоотлив – откачивает) В проекте строительства, а так же для защиты сооружений находят применение следующие виды дренажей : траншейные, закрытые безтрубчатые, трубчатые, галерейные, пластовые. Поступающие в них подземные воды самотеком направляются к водоотводящим системам, сбросным линиям или водосборникам насосных станций.

Траншейные дренажи (открытые траншеи и канавы) можно применять для осушения массивов грунта на различных территориях. Такие дренажи являются эффективным средством водопонижения, но в отличии от водоотлив, применимы лишь в относительно устойчивых грунтах. Они занимают значительные площади, осложняют устройство транспортных средств и других коммуникаций, требуют существенных эксплуатационных затрат для поддержания их в рабочем состоянии.

Закрытый безтрубчатый дренаж применяется для сравнительно недолговечной эксплуатации, например, на оползневом склоне в период осуществления мероприятий, необходимых для его стабилизации: на уровне дна котлована в период возведения в нем сооружений и т.п. Закрытый безтрубчатый дренаж представляет собой траншею, заполненную фильтрующим материалом от уровня подземных вод. В качестве материала для фильтрации, используется гравий, щебень, камень и т.д.

Трубчатый дренаж- дырчатая труба с фильтровым покрытием из волокнистого материала. Для трубчатых дренажей используют керамические, асбестоцементные, бетонные и чугунные трубы. В мелиоративном строительстве применяются керамические дренажные трубы, имеющие диаметр 100-250 миллиметров. Для приема подземных вод в чугунных и асбестоцементных трубах устраиваются щелевые или круглые отверстия; в бетонных и железобетонных –устраиваются круглые. Подземные воды поступают в керамические канализационные трубы, через не полностью заделанные зазоры в стыках. Материал труб выбирается в зависимости от показателей глубины их заложения и агрессивности среды.