25. Термическое закрепление грунтов.
Этот метод используется для устранения просадочных свойств макропористых лессовых грунтов. Глубина закрепляемой толщи достигает 20 м.
Сущность метода заключается в том, что через грунт в течение нескольких суток пропускают раскаленный воздух или раскаленный газ с температурой 750…850 0С. Под действием высокой температуры отдельные минералы оплавляются. В результате этого образуются прочные водостойкие структурные связи между частицами и агрегатами грунта, что уменьшает или полностью ликвидирует просадочность, размокаемость и способность к набуханию.
Термическая обработка грунтов производится через специально пробуренные скважины диаметром 100…200 мм непрерывно в течение 5…12 суток.
В результате термической обработки в зависимости от технологической схемы получается либо упрочненный конусообразный массив грунта диаметром поверху 1,5…2,5 м, а понизу на глубине 8…10 м около 0,2…0,4 диаметра поверху, либо термосваю постоянного сечения диаметром 1,5…2,5 м. При этом прочность закрепленного грунта может достигать 10 МПа.
31. Разработки кафедры ОиФ по ликвидации просадочности просадочных грунтов: общие сведения.
Довоенный период ДИСИ:
О просадочных грунтах ничего не было известно.
Впервые в г. Запорожье заведующий кафедры ОиФ ДИСИ Плуталов Александр Степанович - крупнейший специалист по расчёту и проектированию фундаментов доменных печей, запроектировал фундамент на запесоченных глинах для первой доменной печи во время строительства ЗапорожСталь.
Послевоенный период ДИСИ:
Малышев Владимир Иванович до 1964-го года был заведующим кафедры ОиФ и предложил:
Виброштампованные сваи в просадочных грунтах. Эти сваи большой несущей способности. Несущая способность до 200т. За счёт рифленого профиля сваи.
Кныш и Моторный предложили:
1.Основное направление – строительство земляных сооружений на просадочных грунтах (плотина и т.д.)
2.Деформации грунта в земляных сооружениях за период их строительства и эксплуатации.
В 1972 году –Гагарин Л.А. и Часовских В.А. предложили способ строительства ЗиС на просадочных грунтах с двух-стадийным замачиванием. Швец Виктор Борисович – динамика ОиФ. – организовал лаборатории по атомным элетростанциям – все восточные электростанции обследовались в этой лаборатории. На данный момент лаборатория обследует 6 атомных электростанций Украины.
В 1983 году Моторный предложил фундамент на основании, усиленном песчано-известковыми сваями – бурили скважины для свай, томпонировали и замачивали. Внутри скважины происходила реакция – гашения извести – грунт уплотнялся и вся территория вокруг фундамента ограждалась стенкой в грунте на всю просадочную толщу.Несущая способность доходила до 12-15 тысяч тонн.
Уплотнение лессовых просадочных грунтов песчано-известковыми сваями – второй патент Моторного. В процессе реакции получается Са(ОН)2 . Температура 300 градусов. Давление в скважине большое – 8 атмосфер. Вода превращается в пар высокого давления. Происходит пропаривании лессовой толщи. Пар конденсируетс и замачивает лессовую толщу – происходита просадка от собственного веса. Уплотнение происходит за счёт Са(ОН)2 . За счёт новой структуры и в итоге получается новое вещество с новой структурой. В.И. Фёклин и Моторный предложили – винтовой снаряд , с помощью которого происходит уплотнение в радиальном направлении. Вместо шнека навешивается винтовой снаряд. 36) Глубинное уплотнение лёсса грунтовыми сваями
В случае необходимости устранения просадочности лёссового грунта на большую глубину, используется метод уплотнения основания устройством грунтовых свай (песчаные сваи делать нельзя, т.к. они будут дренировать воду).
Технология изготовления грунтовых свай заключается в следующем (см. схему):
С поверхности грунта забивают металлические сваи (трубы с закрытым концом) – происходит частичное уплотнение грунта и устранение просадочности лёсса, расположенного вдоль трубы.
Трубы вынимают.
В скважину трамбуется тот же (окружающий) грунт с небольшим количеством воды.
Схема технологической последовательности выполнения грунтовых свай для уплотнения верхней толщи лёссового основания.
Поскольку длина трубы выбирается из условия проходки лёссовой просадочной толщи, то в результате мы получаем грунтовую сваю, опирающуюся своим концом на непросадочный грунт.
Как вариант устройства грунтовых свай, может быть применён метод устройства полости в грунте с помощью взрывчатых веществ (ВВ) (см. схему).
Схема технологической последовательности выполнения грунтовых свай для уплотнения верхней толщи лёссового основания с использованием энергии взрыва.
Этот вариант в два раза дешевле первого, но здесь необходимо использовать ВВ (т.е. специальные организации – дополнительный субподрядчик). Применение данного способа устройства свай (в целях снятия динамического воздействия от взрывов) возможно только на площадках удалённых от возведённых зданий.