II) Инженерно – геологические методы.

Физические методы.

1) Поверхностное уплотнение. Применяется для увеличения несущей способности грунта естественного сложения. Производится поверхностное уплотнение укаткой тяжёлыми кадками или кулачковыми катцами, а так же различного рода трамбовками.

2) Глубинное уплотнение грунтов. Может осуществляться путём воздействия динамическими нагрузками, с помощью грунтовых свай, статических нагрузок и энергии взрывов.

2,а) Уплотнение грунта динамическими нагрузками. Метод применим для уплотнения водонасыщенных песчаных грунтов. Уплотнение осуществляется путём глубинного вибрирования, которое может производиться 2 способами. Первый способ, когда вибратор погружается в песок, аналогично погружению вибратора в бетонную смесь. Второй – в песок погружается стержень с прикреплённой к его голове вибропогружателем.

Вибратор приведённый в действие, постепенно погружают в грунт до необходимой глубины, В результате колебательных движений передаваемых песку, вокруг оси погружения вибратора грунт частично или полностью разжижается, а за тем уплотняется.

2,б) С помощью грунтовых и песчаных свай. В грунт путём вибрирования или забивки погружают инвентарную трубу с раскрывающимся или теряемым башмаком. Достигнув требуемой глубины, в трубу порциями укладывают песок, трамбуют его и одновременно извлекают трубу. Процесс продолжается до тех пор, пока полученное пространство не заполниться полностью песком.

2, в) Уплотнение грунта статической нагрузкой. Уплотнение глинистых грунтов и торфов очень сложно, т. к. они обладают малой водопроницаемостью, а их уплотнение связано с выдавливанием воды из пор грунта. Для их уплотнения на практике используют статическую нагрузку в виде насыпи (# строительство аэродромов).

2,г) Уплотнение лёссовых грунтов. Может производится путём трамбования, виброуплотнения, с помощью взрыва и замачивания. Все они направлены на уменьшение пористости и устранение просадочных свойств грунтов.

2,д) Уплотнение грунтов энергией взрывов. В заранее намеченных и вынесенных на местность точках бурят скважины, в которые опускают цепочку патронов взрывчатого вещества. Глубину заложения заряда определяют по формуле: , где с – вес заряда, h – глубина заложения заряда. Мощность слоя уплотнённого рыхлого песчаного материала определяется по формуле: h_упл = k*h, где k – эмпирический коэффициент.

2,е) Уплотнение грунта водопонижением. С понижением уровня ПВ уменьшается влажность грунта и происходит постепенное его уплотнение. Поэтому, если понижение уровня ПВ происходит до застройки территории, то оно приводит к улучшению физико – механических свойств слагающих его грунтов.

2,ж) Электроосмотическое осушение. Сущность заключается в том, что в грунт погружаются электроды, через которые пропускают постоянный электрический ток. По мере прохождения электрического тока, поровая вода концентрируется у катода, роль которого выполняет иглофильтр. Иглофильтр – труба диаметром 40-50 мм, нижняя часть которой перфорирована и имеет сетку. Из группы иглофильтров вода откачивается насосами. В результате понижается УГВ и уплотняются глинистые грунты.

Химические методы

1) Термическое закрепление грунтов. Применяется для уплотнения лёссовых грунтов, характеризующихся высокой макропористостью и низкой естественной влажностью. Сущность термического метода заключается в увеличении структурных связей в грунте под влиянием высоких температур.

2) Силикатизация грунтов. В настоящее время в строительной практике применяется 2 метода:

2,а) Двухрастворный метод. Применяется для закрепления песков крупных, средней крупности с Kф от 2 до 80 м/сут. Сущность метода заключается в том, что грунт под давлением через инъекторы нагнетается 2 разных химических вещества. В результате взаимодействия жидкого стекла и CaCl₂ , образуется вяжущий гель. Происходит уплотнение грунта.

2,б) Однорастворный метод. Применяется для закрепления лёссовых пород характеризующимися просадочными свойствами. В грунт нагнетается один раствор силиката натрия, которой взаимодействует с солями содержащимися в грунте, в результате образуется вязкий гель и грунт уплотняется.

3) Цементация. Метод заключается в нагнетании под большим давлением цементной суспензии в породы, обладающих большой водопроницаемостью. К этой категории пород относятся трещиноватые скальные породы, рыхлые, среднезернистые, крупнозернистые пески, песчано – гравийные, галечниковые и гравийные отложения.

4) Глинизация. Применяется для снижения водопроницаемости пород и заключается в том, что через систему скважин нагнетается глинистый раствор. Глинизация применяется в случаях когда цементация не эффективна.

5) Битумизация. Применяется для снижения водопроницаемости гравийно – галечниковых отложений с Kф = 60 м²/сут и более, а также трещиноватых и кавернозных пород при ширине раскрытия трещин до 1мм. Горячая битумизация применяется для снижения водопроницаемости трещиноватых пород. Холодная битумизация применяется для снижения водопроницаемости песков при возведении противофильтрационных завес и ограждений.

6) Смолизация. В результате нагнетагия в грунт раствора той или иной смолы, он твердеет, превращаясь в достаточно твёрдое тело.

7) Электрохимическое закрепление грунтов. Применяется для закрепления водонасыщенных глинистых грунтов. Производится длительный электроосмос, при этом через систему проводящих инъекторов – электродов в грунт нагнетаются водные растворы неорганических веществ (#CaCl₂) , смесь солей и жидкое стекло. Под воздействием электротока активно происходят процессы ионного обмена в грунтах, происходит их химическое закрепление.

8) Искусственное замораживание. Производится с помощью специальных веществ – хладоносителей, пропускаемых через систему труб, помещённых в скважины. Температура охлаждения породы может достигать -35⁰С. В результате охлаждения замерзает не только вся свободная вода, но и связная. Образующийся лёд цементирует породы.