
9Вопрос
Искусственное закрепление грунтов применяется в сложных геологических условиях, когда наличие слабых грунтов вызывает необходимость их искусственного преобразования, придания им новых свойств, которые позволят использовать эти грунты в качестве надежных оснований зданий и сооружений. В строительстве применяется глубинное и поверхностное закрепление грунта. При поверхностном закреплении, грунт вспахивают, перемешивают с вяжущим и уплотняют. В случае глубинного закрепления естественное сложение грунта не нарушают, а закрепление производят замораживанием, теплообработкой, инъекцией вяжущих.
Замораживание применяют при возведении фундаментов, метро. Для замораживания пробуривают скважины диаметром 150-200мм, опускают замораживающие колонки, по которым циркулирует замораживающая жидкость. Охлаждение до –25 ºС.
Термическое укрепление применяется для глинистых грунтов, с достаточной водопроницаемостью. Осуществляется либо нагнетанием в грунт под давлением воздуха t=600º-800ºС, либо сжиганием топлива в герметически закрытой скважине, пробуренной для этой цели. Под действием высокой температуры происходит обжиг глин грунта и он уплотняется.
Закрепление слабых грунтов с помощью химических реагентов выступает как искусственное улучшение их строительных качеств, в результате чего эти грунты приобретают новые свойства. которыми они не обладали в природном состоянии.
В зависимости от производственной необходимости и с учетом применяемых реагентов для различных разновидностей грунтов могут быть дополнительно приданы следующие свойства:
- повышение механической прочности;
- водоустойчивость;
- снижение водопроницаемости;
- непросадочность;
- противопучинность.
Осуществление химического закрепления грунтов основано как правило на применении метода инъекции, когда те или иные растворы нагнетаются в соответствующий грунт под давлением. Сравнительно простая технология производства работ, использование несложного и не громоздкого оборудования, невысокая стоимость основных закрепляющих реагентов, отсутствие потребности специалистов высокой квалификации, техническая возможность обработки грунтов на больших глубинах и высокая степень надежности делают химические методы закрепления грунтов наиболее универсальными и предпочтительными.
При выборе способа химического закрепления необходимо учитывать:
- коэффициент фильтрации;
- химическую активность и реакцию грунтовой среды;
- наличие и скорость движения грунтовых вод;
- производственное назначение закрепления.
Цементизация и битумизация заключается в иньекцировании соответственно цементных или черных битумных вяжущих, и применяется для пористых грунтов с высоким коэффициентом фильтрации.
Силикатизация может быть двух и однорастворной. Двухрастворная силикатизация заключается в нагнетании в грунт водного раствора силиката натрия (жидкое стекло), а затем хлористого кальция. Однорастворный способ заключается в нагнетании жидкого стекла и отвердителя, применяется в слабо дренирующих грунтах.
Смолизация – закрепление грунтов иньекцией синтетических смол.
Электрохимическое закрепление применяется в глинистых грунтах. Под действием постоянного электрического тока повышается фильтрация в грунте химических связующих (силикат натрия, хлористый кальций и т.п.).