Физические способы улучшения свойств грунтов

К физическим способам относятся такие, которые обеспечивают улучшение свойств грунтов за счет прохождения в них физических процессов:

- водопонижение

- искусственное замораживание

- тампонаж

Водопонижение заключается в понижении гидростатического уровня грунтовых вод ниже нулевой отметки выемки.

Осуществляется с помощью:

- иглофильторовых установок;

- устройством водопоглощающих и водопонижающих скважин

Для понижения уровня грунтовых вод до 6м используют иглофильтровые установки легкого типа ЛИУ – 1 и ЛИУ – 2.

Эти установки включают в себя:

- комплект трубчатых стальных иглофильтров, погружаемых в грунт ниже проектной отметки дна котлована;

- водосборный трубчатый коллектор для соединения с каждым иглофильтром;

- водооткачивающий механизм.

Иглофильтр представляет собой трубу диаметром 45-50 мм с фильтровым звеном на нижнем ее конце.

Иглофильтры могут погружаться в грунт механическими средствами в предварительно пробуренные скважины или под действием собственной тяжести.

Если иглофильтры располагать друг от друга на расстоянии, при котором происходит пересечение зон влияния, то можно понизить уровень грунтовых вод по всему периметру котлована конфигурации.

Водопонижение с помощью водопонижающих скважин.

Используется в тех случаях, когда требуется понизить уровень грунтовых вод на 20 м и более.

Сущность заключается в том, что вокруг будущей выемки на определенном расстоянии бурятся водопонижающие скважины диаметром 150 мм и более снабженные в нижней части фильтром. Внутрь каждой скважины под слой воды опускается специально погруженный насос, имеющую большую производительность, чем расчетный водопроток в скважину.

Искусственное замораживание грунтов.

Искусственное замораживание грунтов применяется в любых водонасыщенных грунтах. скорость потока грунтовых вод должна быть не более 200м/сут.

Сущность метода заключается в том, что через систему замораживающих скважин, расположенных по периметру и в теле будущей выемки пропускается хладоноситель с низкой температурой, которой отнимая от окружающего грунта тепло, превращает его в ледопородный массив, обладающий полной водонепроницаемостью и высокой прочностью.

В зависимости от вида хладоносителя различают методы:

- рассольный;

-сжиженным газом.

Тампонаж.

Заключается в нагнетании в трещиноватые и крупнопористые грунты тампонажных растворов или смесей, которые придают грунту водонепроницаемость и монолитность.

Нагнетание тампонажных смесей происходит через систему тампонажных связей.

Существуют следующие способы закрепления грунтов:

1. цементация

2. битумизация

3. глинизация

Цементация служит для закрепления трещиноватых, скальных и крупнообломочных пород средне- и крупнозернистых песков.

Сущность способа состоит в нагнетании под давлением тампонажных, цементных растворов через инъекторы, установленных в пробуренные скважины.

Битумизация используется как вспомогательный способ при цементации сильнотрещиноватых скальных пород и больших скоростях фильтрации.

Нагнетание горячего битума происходит под давлением до 8 МПа через смонтированные в скважинах инъекторы, имеющие электрообогрев. Битум растекается из инъекторов в трещины и поры грунта, остывая, тампонирует их.

Глинизация в качестве тампонажной смеси используется суспензия бентонитовых глин, при нагнетании в которых грунт достигает кольматации (изменение свойств) в радиусе 2-3 м от скважины.