Аналогичным порядком рассчитываем влажность для остальных месяцев (см. табл.2.4). Из расчёта следует, что в июле влажность грунта в резерве уменьшится до допустимой величины с точки зрения возможности уплотнения этого грунта.

2.4. Применение неактивных гранулометрических добавок

Введение неактивных гранулометрических добавок в грунты с влажностью выше допустимой не предполагает их химического взаимодейств я.

шаемого грунта mw; Кос – коэффициент однородности смеси, принимаемый: для песков и лёгких супесей – 1,1; для супесей пылеватых и тяжёлых, лёгких суглинков – 1,3; тяжёлых суглинков и глин – 1,5; Wдоп, Wдоб, Wн – влажность допустимая, сухой добавки и начальная соответственно, д.е.

с использованием этой простой формулыД.

Следует обратить внимание на некоторые замечания, связанные

Во-первых, вместо допустимой влажности Wдоп в публикациях указана оптимальная влажность, что не совсем верно с точки зрения

получения требуемой плотности при минимальном объёме добавок сухого грунта.

И

Во-вторых, допустимая (так же, как и оптимальная) влажность смеси может изменяться при использовании разных грунтов, это обстоятельство формула не учитывает.

В-третьих, предполагается, что сухие добавки перемешиваются с влажным грунтом и смесь после нескольких часов приобретает расчётную влажность. Получить достоверные данные о необходимом времени выдерживания смеси расчётным путём сложно. Поэтому на

50

практике необходимо использовать метод пробного уплотнения для уточнения требуемого соотношения компонентов и времени выдерживания смеси.

сота и скорость капиллярного поднятия зависят от размера пор, температуры и минерализации воды, формы зёрен и других факторов и определяются по ГОСТ 25504.

Чем больше размер пор, тем меньше высота Нк, но больше скорость капиллярного поднятия. Практически можно считать, что при диаметре зёрен более 2 мм капиллярное поднятие отсутствует. Значения капиллярного поднятия в некоторых грунтах естественного сло-

51

жения приведены в табл. 2.5, а время достижения максимальной высоты поднятия – в табл. 2.6 [18].

При уплотнении грунта происходитДуменьшение общей площади капиллярных пор и их среднего диаметра,Иувеличивается удельная движущая сила мениска воды в грунте (рис. 2.13, построен по данным

[13]). Следовательно, возрастает высота капиллярного поднятия, но сокращается прирост влажности за счёт капиллярного перемещения воды.

Исходя из приведённых данных, можно оценивать возможность и целесообразность использования различных грунтов и технологических приёмов, назначать толщину слоя сухого грунта и время, необходимое для осушения грунта с повышенной влажностью.

52

СиР с. 2.13. Изменен е удельной движущей силы мениска воды в грунтах бс разным ч слом пластичности и коэффициентом уплотнения

2.5. Улучшен е свойств грунтов активными химическими до авками и минеральными вяжущими

Введение активных химических добавок в грунты с влажностью выше допустимой предполагает их физико-химическое взаимодействие. При этом, как правило, грунт не только осушается, но и укрепля-

некоторые электролиты (см. рис. 2.2), поверхностно-активные вещества, безводная кристаллическая фосфорная кислота, некоторые отхо-

Положительный эффект при обработке связных грунтов с повышенной влажностью дают минеральные вяжущие: известь (СаО или MgO – часто называют жжёной магнезией), полуводный гипс (СаSO4∙0,5H2O), цементы различных видов, активные (высококальциевые) золы-уносы, карбид кальция (СаС2) и др.

Наиболее известным и эффективным реагентом для снижения влажности и улучшения строительных свойств связных грунтов является негашёная известь. Положительной особенностью этого минерального вяжущего является комплексное воздействие на влажный грунт – способность химически связывать свободную воду при гашении, выделять при этом большое количество тепла, укреплять грунт и стабилизировать его механические характеристики.

53

Часть влаги при внесении в грунт извести вступает в химическое взаимодействие с её активными компонентами и переходит в твёрдое состояние. Количество этой влаги можно определить поформуле

НеобходимостьбАв экспериментальном определении коэффициен-

та k1 возникает в связи с тем, что при перевозке и хранении известь частично гасится за счёт влаги воздуха, и это не может быть опреде-

шкафу, взвешивают и определяют k1 как отношение величины приращения массы взятой пробы к первоначальной массе.

Внесение извести уменьшает начальную влажность грунта Wн за счёт увеличения массы смеси и химического связывания воды. Тогда влажность смеси Wсм составит

54

При гашении извести водой происходит экзотермическая реакция с выделением тепла, повышающего температуру грунта и ускоряющего испарение влаги. Определить расчётным путём дополнительное количество испарившейся влаги ΔWсм трудно из-за многофакторности задачи. Гораздо проще использовать экспериментальные данные [19] и формулу

(2.26)

где ki – коэфф ц ент, учитывающий дополнительное испарение влаги (ki ≈ ≈ 0,23 при 10% влажности, на каждые 10% увеличения влажно-

Рис. 2.14. Изменение влажности тяжёлогоДсуглинка от дозировки извести товарной и СаО (цифры в скобках): 1 – 5 – кривые, соответствующие различной начальной влажности грунта

Даже при малых дозировках извести грунты приобретают консистенцию, позволяющую их рыхлить, измельчать и

перемешивать. В зависимости от дозировки реагентов выделяют две

55

стадии изменения свойств грунтов [20]: первая – при дозировке до 2 – 3%; вторая – при больших дозировках по массе сухого грунта

(рис. 2.15).

ной молекулярной влагоёмкости Wм, оптимальной влажности Wopt и гранулометрического состава (кривые 1 – 3) для тяжёлого суглинка после обработки его: 1 – СаО; 2 – Са(ОН)2; 3 – MgO

На первой стадии добавки действуют какИхимические реагенты, резко и значительно изменяющие физические свойства грунтов: уменьшается содержание глинистых фракций, увеличиваются значения характерных влажностей. Действия всех добавок происходят быстро – в течение одного часа.

На второй стадии действие добавок на физические показатели менее заметно, увеличиваются прочностные характеристики грунтов.

Сравнительные данные экспериментальных исследований по уменьшению влажности грунтов при введении различных материалов приведены в табл. 2.8 [2].

56

Таблица 2.8

Сравнительные испытания материалов для осушения грунтов

Начальный коэффициент увлажнения всех грунтов составлял 1,6. Испытан я показали, что наи олее интенсивное осушение за 2 – 4

фективно осушаютсяАменее связные грунты.

С учётом стоимостных факторов в нормативно-методической литературе для обработки грунтовДрекомендуется применять молотую гидрофобизированную негашеную известь с содержанием CaO и MgO не менее 50 – 60%. Перед употреблением следует проверить её активность, особенно после длительного хранения (30 – 40 сут после помола). Негашеную известь с содержанием CaO и MgO менее 25 – 30%

применять неэффективно. И Возможно улучшение строительных свойств связных грунтов с

повышенной влажностью при введении цемента с повышенным содержанием извести или гипса. Применение цемента марки ниже 50 неэффективно.

Для осушения грунтов повышенной влажности пригодны также активные золы-уносы сухого отбора, получаемые при сгорании в котлах ТЭС различных видов твёрдого топлива: бурого и каменного угля, торфа, горючих сланцев – с удельной поверхностью не менее 1600 см2/г и количеством свободной окиси кальция не менее 8%.

57

Рекомендуемое количество негашеной извести или золы-уноса (в пересчёте на чистые CaO и MgO), цемента (портландцемент марки 300) приведено в табл. 2.9.

Пр мечан я: 1. Над чертой приведено количество негашеной извести или золы-уноса (в расчете на чистый CaO+MgO), под чертой – количество портландцемента марки 300. 2. При применении низкомарочных цементов указанное количество должно быть увеличено в 1,1 – 1,3 раза.

Осушение грунта известью можно проводить методом сосредоточенного воздействия без распределенияДизвести по поверхности слоёв. Для этого в толще грунта, подлежащего осушению, устраивают вертикальные скважины диаметром 10 – 20 см или щели шириной 10 – 15 см с помощью мелиоративных машин и заполняют их размельченной негашеной известью с трамбованиемИ. Суммарный объём скважины или щели назначают из расчёта вместимости в них извести в количестве, необходимом для осушения данного слоя грунта. Расстояние между скважинами или щелями при этом составит 1 – 1,5 м. При осушении массива основания глубина скважины должна быть не меньше расчётной глубины промерзания от поверхности насыпи и не менее 1 м от поверхности осушаемого слоя.

58