2.Виды борьбы с просадочными грунтами

Для устранения просадочных свойств макропористых лессовид­ных грунтов при устройстве песчаных подушек и для уменьше­ния сжимаемости грунтов производят поверхностное уплотнение грунта. Поверхностное уплотнение грунта выполняют тяжелыми катками, виброкатками или трамбовками.

Для уплотнения грунта используют тяжелые трамбовки массой 2,0—4,0 т, которые сбрасываются краном с лебедкой с высоты 3,5—5 м. В одно и то же место трамбовка сбрасывается 5—12 и бо­лее раз. Этим достигается уплотнение грунта на глубину 1,5—2,3 м. Этот способ применяется при уплотнении песчаных, глинистых, просадочных и насыпных грунтов.

При послойной укладке грунтов их уплотнение можно вести с помощью тяжелых катков. Перед укаткой грунт увлажняется. Тол­щина уплотняемого слоя за одну проходку катка составляет 15—20 см, при многократной проходке возможно достигнуть уп­лотнения грунта на глубину до 60 см.

Виброуплотнение грунтов применяется при послойной отсыпке грунтов при выполнении песчаных подушек, устройстве основа­ний под полы и т.п.

Виброуплотнение производится при помощи виброкатков, са­моходных вибротрамбовок, виброплит. В зависимости от массы механизма и числа колебаний при вибрации толщина уплотня­емого слоя колеблется от 0,3 до 2 м. При использовании площа­дочных вибраторов фунт уплотняется на глубину 10—20 см. При всех типах уплотнения фунта ведется контроль за его уплотнением в соответствии с проектом производства работ.

В случае если поверхностного уплотнения фунтов недостаточ­но, применяется глубинное уплотнение, оно осуществляется на всю глубину активной зоны, влияющей на осадку фундамента.

Для уплотнения грунтов в уплотняемом массиве пробивают удар­ным способом скважины. Вытесненный при пробивке грунт пере­мещается в стороны от центра скважины и создает вокруг скважи­ны уплотненную зону, а скважины засыпаются грунтом с послой­ным уплотнением ударами снаряда, которым пробивалась скважина. Данный метод применяют в насыпных и просадочных грунтах.

Просадочные фунты при замачивании самоуплотняются. Для уплотнения на площадке бурятся скважины, которые засыпаются песком, и в песок подается вода до тех пор, пока не произойдет замачивание грунта на необходимую глубину.

Для полного устранения просадочных свойств грунтов метод предварительного замачивания следует применять в комплексе с другими методами, с уплотнением грунта тяжелыми трамбовками.

3.Закрепление грунтов

При закреплении грунтов твердые частицы грунта связывают­ся между собой при помощи химических растворов. Наряду с уве­личением прочности и устойчивости фунтов химическое закреп­ление уменьшает их водопроницаемость и чувствительность к изменению влажности. С помощью химического закрепления воз­можно выполнять усиление существующих фундаментов, укреп­лять просадочные грунты, создавать водонепроницаемые завесы.

Метод силикатизации

Силикатизация грунтов выполняется тремя способами: двухрастворным, однорастворным, газовым.

При двухрастворном способе в грунт поочередно нагнетаются через перфорированную трубу (инъектор) растворы силиката на­трия (жидкое стекло) и хлористого кальция, которые вступают в химическую реакцию, и образуется гель кремниевой кислоты. Это приводит к быстрому и прочному закреплению грунтового осно­вания.

Инъекционное закрепление грунтов: а) при одиночной заходке; б) при выполнении закрепленного массива; 1 — инъектор или инъекционные скважины; 2 — расчетный массив закрепления; 3 — действительный массив закрепления

Сущность однорастворного способа состоит в том, что в грунт через систему инъекторов нагнетается один раствор силиката на­трия. Под влиянием химической реакции между раствором сили­ката натрия и солями грунта выделяется гель кремниевой кисло­ты, в результате чего грунт прочно закрепляется и приобретает водоустойчивость. В лессовых грунтах при влажности 17% и более применяют газовую силикатизацию. Она заключается в том, что в качестве отвердителя жидкого стекла используется диоксид углерода С02 (в грунт под небольшим давлением через инъекторы подают ди­оксид углерода, а затем раствор силиката натрия).

При закреплении грунта с поверхности должен быть оставлен слой незакрепленного грунта 1—1,5 м. Число и расположение инъекторов назначается проектом. Погружение инъекторов осуществ­ляется следующими способами: забивкой, если выше области за­крепления залегают грунты, не содержащие крупных включений (крупного гравия или щебня, строительного мусора и т.п.); опус­канием в предварительно пробуренные скважины с применением об­садных труб, если выше области закрепления массива залегают плотные глины, крупнообломочные грунты и погружение инъек­торов забивкой на заданную глубину невозможно. Пространство между обсадной трубой и инъектором тампонируется песком или влажной глиной. Глубина погружения: забивкой — до 15 м; при опускании в скважины — более 15 м.

По окончании работ по закреплению грунтов проводится кон­троль качества закрепленного грунта (через отбор образцов с по­следующим испытанием в лаборатории, прощупыванием, забив­кой инъекторов, нагнетанием воды, наблюдением за режимом грунтовых вод и т.п.).

Закрепление грунтов синтетическими смолами

Суть метода заключается в том, что в грунт через систему инъекторов (или скважин) нагнетаются синтетические смолы с отвердителем. Эта смола легко растворяется в воде, твердеет при невысокой температуре, имеет относительно низкую сто­имость.

Цементация грунтов

Цементация грунтов представляет собой заполнение пустот, трещин, крупных пор в крупнообломочных грунтах цементным или цементно-глинистым раствором, который, твердея, образу­ет цементный камень. Цементация позволяет увеличить проч­ность и водонепроницаемость грунтов. Используется в грунтах, имеющих поры, трещины, пустоты, размер которых значитель­но превосходит размер зерен цемента. Цементный раствор зака­чивается через инъекторы (аналогично силикатизации), перед подачей цементного раствора через инъекторы подают воду, которая смачивает зерна грунта и вымывает мелкие частицы, освобождая поры.

Битумизация грунтов

Битумизацию грунтов применяют при больших скоростях фильтрации в трещиноватых скальных и полускальных породах, т.е. в условиях, когда исключается применение цементации. Для битумизации используют горячий битум или битумную эмульсию (холодная битумизация).

Способ горячей битумизации состоит в том, что расплавлен­ный битум нагнетается через пробуренные скважины и, остывая в породе, придает ей водонепроницаемость. Способ холодной би­тумизации применяется для закрепления песчаных грунтов. В грунт нагнетается битумная эмульсия.

Термическое закрепление грунтов

Этот способ применяется для закрепления лессовых грунтов и неводонасыщенных глинистых грунтов. Сущность метода состо­ит в преобразовании структурных связей между частицами грун­та под воздействием высоких температур. В результате закрепле­ния устраняются просадочные свойства грунта, возрастает их прочность и водостойкость.

Термическое закрепление грунтов выполняется двумя спосо­бами: нагнетанием в пробуренные скважины горячего воздуха при температуре 600—800 °С или сжиганием в скважине топлива (газа, мазута, солярового масла), что создает температуру 700—900 °С.

Диаметр скважин принимается 10-20 см, а глубина зависит от слоя грунта, подлежащего укреплению, и колеблется в пределах 6—15 м.

Обжиг грунта проводится в течение 5—10 дней, его начинают вести с нижней части скважины и последовательно перемещают вверх, что достигается посредством опускания в скважину специ­ального регулятора (трубы с асбестовым сальником).