27. Физико-химические методы закрепления оснований

Цементация грунтов заключается в нагнетании в закрепляемый грунт (скальные обломочные отложения, галечниковые отложения, рыхлые ср- и крупно-зернистые пески или песчано-гравелистый) через систему пробуренных в нём скважин цементной суспензии (соотношение массы цемента и воды в растворе в пределах от 0,1 до 2). Применяется только если коэфф-т фильтрации грунтов основания больше 80 м\сутки. Для повышения подвижности густых цементных и цементно-песчаных растворов применяют добавки сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,01-0,25% по отношению к цементу. Ускорение схватывания растворов и увеличение первоначальной прочности цементного камня регулируется добавками хлористого кальция в количестве 1-5% по отношению к цементу. Прочность и водонепроницаемость грунта после цементации значительно увеличиваются.

Двух- и однорастворная силикатизация. Способ силикатизации применяется для закрепления сухих и водонасыщенных грунтов и основан на использовании силикатных растворов. Двухрастворный способ (применяется для закрепления среднезернистых песков) заключается в последовательном нагнетании в грунт растворов силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакции гель кремниевой кислоты придаёт грунту значительную прочность и водонепроницаемость. Мелкие пески закрепляются способом однорастворной силикатизации, т. е. раствором силиката натрия с добавкой фосфорной кислоты. В лёссовых грунтах нагнетается лишь раствор силиката натрия; роль второго раствора выполняют соли самого грунта. Силикатизации не поддаются грунты, пропитанные нефтепродуктами, смолами и при наличии грунтовых вод, имеющих рН >9. В основном применяется для укрепления грунта в основаниях деформирующихся домов.

Глинизация, битумизация и смолизация грунтов Глинизация служит для уменьшения фильтрационной способности трещиноватых скальных, кавернозных пород и гравелистых грунтов. При этом способе в трещины породы нагнетается под большим давлением глинистая суспензия с добавкой небольшой дозы коагулянта. Для лучшего заполения пор глинистым раствором перед глинизацией в инъектор под давлением в неколько атмосфер нагнетается 10-20 дм³ воды.

Смолизация - нагнетание водного раствора карбамидной смолы с добавкой соляной кислоты, щавелевой кислоты или хлористого аммония. Применяется для закрепления, повышения прочности и водонепроницаемости мелкозернистых песчаных грунтов. Битумизация рименяется в тех случаях, когда из-за высокой скорости течения грунтовых вод или и агрессивности невозможно произвести цементизацию трещин или пустот в грунтах. Нагнетание горячего битума в полости и трещины кавернозных пород производится через пробуренные скважины, оборудованные инъекторами. При холодной битумизации в грунт нагнетают тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ применяется для очень тонких трещин в скальных грунтах и закрепления песчаных грунтов.

Термический метод закрепления лессовых просадочных грунтов. Этот метод закрепления грунтов применяют для устра­нения просадочности и увеличения прочности лёссов. Чаще все­го его используют, если в результате случайного замачивания грунтов основания сооружение начинает получать нежелатель­ные неравномерные осадки. Термическому закреплению под­даются также глины и суглинки, если они обладают воздухо­проницаемостью. Термическим способом закрепляют грунт на глубину до 20 м. Сущность термического закрепления заключается в увеличе­нии прочности структурных связей в грунте под влиянием высо­кой температуры. Для обжига грунта в пробуренных скважинах сжигают топливо (газообразное, жидкое или твердое), в качестве которого используют обычно природный и иные горючие газы, соляровое масло, мазут и др. С целью поддержания про­цесса горения в скважины подают воздух под давлением. Подачу воздуха и топлива регулируют так, чтобы в скважина поддерживалась температура около 800°С и проникающие в поры грунта горячие газы нагревали бы его до температуры ниже 300 °С. Эффективный обжиг лёссового грунта происхо-аазоне температур 400...800°С. При температуре ниже300 устранение проосадочных свойств лёссов не обеспечивается.При t выше 900 °С происходит спекание грунта и оплывание стенок скважины. Обжиг грунта продолжается 5... 10 дней. При расходе жид-го топлива 80...180 кг на 1м длины скважины вокруг нее образуется столб закрепленного грунта диаметром 1,5.,.3 м с ку­биковой прочностью 1„.3 МПа.

31. Классификаия фундаментов глубокого заложения. Фундаменты глубокого заложения обычно проектируют под тяжелые сооружения, так как для обеспечения нормаль­ной эксплуатации последних в качестве их основания прихо­дится выбирать плотные малосжимаемые грунты.. От фундаментов, возводимых в открытых котлованах, фундаменты глубокого заложения отличаются следующими основными особенностями: сооружаются без вскрытия основания котлованами, при отрывке которых грунты ниже их дна разуплотняются с частич­ным нарушением природной структуры; обеспечивают работу грунтов в основании под нагрузкой без развития выпора их вверх; хорошо сопротивляются действию горизонтальной нагрузки; передают вертикальную нагруз­ку на грунты основания через по­дошву (давлением) и боковые поверхности (трением). Применяются следующие виды фундаментов глубокого заложения:

1) опускные колодцы - колодцы оболочки из сборного железобетона и массивные опускные колодцы;

2) кессонные фундаменты;

3) буровые опоры.

Массивные опускные колодцы погружаются под действием собственного веса по мере удаления грунта из внутренней полости. Кессонные фундаменты используются редко и в основном в водонасыщенных грунтах, когда имеются припятствия для опускных колодцев.

Основные положения расчетов фундаментов глубокого заложения по предельным состояниям. 1. Расчет по условию прочности оснований фундаментов глубокого заложения, состоит в определении «критического» давления, соответствующего некоторой степени развития областей сдвигов.

2) Расчет по предельным осадкам должен осуществлятся с учетом наличия развивающихся под нагрузкой областей предельного состояния