Водоцементные растворы должны обладать следующими характеристиками:

- подвижность раствора по конусу – 10–14 см; - водоотделение в течение 2 ч – 0–2%;

- прочность при сжатии Rсж в возрасте 28 суток – 1–2 МПа; - исходная плотность растворов – 1,6–1,85 г/см3.

Цементоглинистые растворы не расслаиваются, водоустойчивы, не размываются водой в период твердения. Прочность тампонажного раствора дост гает 1,5–3 МПа.

растворов иногда используют насосы, работающие под напором. Успешное закрепление глинистыми растворами зависит от свойств глины и рецептур. Закреплению лучше поддаются гравелистые трещиноватые грун-

ты с Кф=50–500 м/сут. Д

7.3. Битумизация

В трещиноватых скальных и полускальных породах применяют для их закрепления способ горячей битумизации. ЭтотИспособ состоит в нагнетании через пробуренные скважины расплавленного битума, который обволакивает породу, остывает и придает грунту водонепроницаемость. Остывание битума происходит медленно из-за его слабой теплопроводности. Радиус битумизации колеблется от 0,75 до 1,5 м. При использовании этого способа битум не может заполнить трещины с раскрытием менее 1 мм. Усадка остывшего битума составляет до 12%, что снижает водонепроницаемость. Для придания водонепроницаемости песчаным грунтам разработан способ холодной битумизации с применением битумных эмульсий. При этом частицы битумной эмульсии могут проникать в поры грунта, когда их диаметр в 25–35 раз меньше среднего размера частиц грунта.

79

7.4. Силикатизация

Метод впервые применен при строительстве Московского метрополитена. Метод основан в нагнетании под давлением через металлическую перфорированную трубу различных силикатных растворов и отвердителей (хлористого кальция и др.). В результате химической реакции между грунтом, силикатными растворами и отвердителем в порах грунта образуется гидрогель кремниевой кислоты, и грунт быстро и прочно закрепляется. Закрепленный грунт обладает также водонепроницаемостью. Существует не-

экономичный и эффективный. И Для закрепления лессовидных грунтов и ликвидации просадочных яв-

лений в грунте применяют способ однорастворной силикатизации. В лессовидный грунт вводится раствор силиката натрия плотностью 1,05 – 1,17 г/см3 без отвердителя, поскольку сам грунт является активной

средой. В результате взаимодействия силиката натрия с поглощающим комплексом грунта в порах грунта образуется нерастворимая твердая фаза гидроокиси кальция и адсорбированный на нем гель кремнекислоты SiО2, что придает грунту водонепроницаемость и прочность до 0,6–2,0 МПа.

80

Газовая силикатизация основана на применении в качестве отвердителя силиката натрия углекислого газа СО2. Существует два варианта этого способа:

-без предварительной обработки грунта углекислым газом;

-с предварительной обработкой.

По первому варианту закрепление грунта ведется по схеме: грунт + раствор силиката натрия + СО2; по второму способу: СО2 + грунт + раствор силиката натрия + СО2. Последний вариант более активен, т.к. дает более высокую прочность (до 2,0 МПа) и в 150–500 раз снижает водонепроницаемость грунта. Газовая силикатизация – эффективный и универсальный

зультате грунтбАстановится водоустойчивым и прочным (Rсж=0,5– 0,8 МПа). Способ нашел применение в г. Санкт-Петербурге при закреплении слабых грунтов при создании и вскрытии котлованов и траншей.

ненных мелкозерн стых песков и супесей с коэффициентом фильтрации менее 0,2 м/сут. Она основана на сочетании двух методов воздействия на

электродами электрического тока. В результате такого комплексного воздействия на грунт в нем ускоряется продвижение растворов, происходят обезвоживание и агрегация грунта, образование геля кремнекислоты, в ре-

расслаиваются и дают 100%-нуюДляводонепроницаемость. песчаных грунтов изготавливают глинисто-силикатные растворы, т.е. растворы вы-

В области химического закрепления грунтов большое место занимает разработка рецептур тампонажных растворов, предназначенных для закрепления песчаных и песчано-гравелистых пород. ля хорошо проницаемых

грунтов (Кф=80–500 м/сут) разработана рецептура цементоглинистых растворов. Эти растворы сравнительно легко перекачиваются насосами, не

сокодисперсных глин с малой добавкой силикатаИнатрия. Песчаный грунт, закрепленный такими растворами, приобретает водостойкость, водонепроницаемость и небольшую прочность. В последнее время в связи с быстрым развитием химической промышленности стало возможным использовать для закрепления грунтов высокомолекулярные органические соединения – синтетические смолы.

81

7.5. Смолизация

Синтетические смолы, выпускаемые химической промышленностью, весьма разнообразны. Смолы, которые могут быть использованы для закрепления грунтов, должны обладать невысокой вязкостью и полимеризо-

нагнетании 4–5 МПа водонепронбАцаемость.

Способ смол зац предназначен для закрепления мелких песков с Кф=0,5–2,5 м/сут. В грунт под давлением вводят раствор смолы (карбамидной, фенолформальдегидной и др.), а затем отвердитель (кислоту, кислые соли и др.). Через определенное время в результате взаимодействия смолы с отвердителем начинается процесс полимеризации смолы. Процесс этот протекает в три стадии:

- раствор теряет первоначальную вязкость и начинает густеть; - переходит в желеобразное состояние; - переходит в твердое веществоД.

Грунт становится водонепроницаемым, прочность достигает 5,0 МПа. Работы по применению смол в СССР для целей закрепления грунтов были начаты в Ленинградской академии тыла и транспорта, в МХТИ им. Менделеева и НИИ «Нефтегаз». Карбамидные смолы применялись для закрепления грунтов при строительстве дорог иИсоздания водонепроницаемых экранов. Исследованиями по закреплению грунтов смолами в гидротехническом строительстве занимался ВНИИГ им. Веденеева. За рубежом в последние годы для глубинного закрепления грунтов применяют поли-

мерные материалы на основе акриламида.

В нашей стране наибольшее применение нашли мочевиноформальдегидные смолы, они самые дешевые, выпускаются отечественной химической промышленностью, хорошо смешиваются с водой в любых соотношениях, давая при этом растворы с малой вязкостью. При введении отвердителя смолы способны медленно полимеризоваться и закреплять грунт.

При закреплении грунта карбамидными смолами КМ используют в качестве отвердителя соляную кислоту. Проблема закрепления карбанатных грунтов была решена путем использования в качестве отвердителя карба-

82