2.2.9. Закріплення лесових просадкових ґрунтів хімічними розчинами (силікатування) з використанням ін'єкторів

Для закріплення лесових просадкових ґрунтів (з коефіцієнтом фільтрації від 0,5 до 5,0 м/добу) способом силікатування застосовують розчин рідкого скла з щільністю = 1,13 т/м³, який з'єднується з солями кальція, що містяться в лесових ґрунтах:

Nа₂О nSiO₂ + СаSО₄ mН₂О = n SiO₂(m – 1)Н₂О + Са(ОН)₂ + Na₂SО₄

Силікатування проводиться таким чином. В ґрунт на глибину до 15 м занурюють перфоровані труби діаметром 32 - 42 мм – ін'єктори. В нижній частині ін'єктора є перфорована ланка завдовжки до 1,5 м з отворами діаметром 2-3 мм. На глибину до 15 м ін'єктор занурюють шляхом забивання, для чого використовують пневматичні молотки і легкі копрові установки з підвісними молотками массою 100-150 кг. При більшій глибині ін'єктори забивають молотками свердловини, глибина яких на 2-3 м менше глибини занурення ін'єктора. Розчин нагнітають в ґрунт за допомогою спеціального насосного агрегата, який з’днується шлангами з ін'єкторами. Тиск при нагнітанні розчину повинно бути до 500 кПа при силікатуванні лесів.

Для утворення суцільного масиву закріпленого ґрунту ін'єктори розміщують в плані в шаховому порядку у вершинах рівносторонніх трикутників. Відстань між ін'єкторами приймається (1,73 – 1,75) r. Радіус дії одного ін'єктора коливається в межах до 1,0 м. При глибині закріплення більше 5 м, закріплюваний масив розбивають по вертикалі на декілька зон, кожну з яких закріплюють окремими ділянками.

Закріплення однорідних лесових ґрунтів виконується зверху вниз. В неоднорідних шаруватих ґрунтах передусім закріплюють шар з великим коефіцієнтом фільтрації.

Витрата розчину на кожну ділянку визначається по формулі:

(2.2.41)

де P_c² – радіус закріплення одним ін'єктором, m = (1,73 - 1,75) r; h – глибина ділянки, м; n – пористість ґрунту, %; k – коефіцієнт рівний для лесів - k = 8.

В результаті силікатування лесового ґрунту утворюється суцільний закріплений масив з розрахунковим опором ґрунту R = 600-800 кПа.

По вказаному розрахунковому опору R закріпленого ґрунту виконується розрахунок і конструювання фундаментів по запропонованій вище методиці.

Вказаний спосіб закріплення лесових ґрунтів застосовується у виняткових випадках, коли інші способи малоефективні. Вартість закріплення 1 м³ ґрунту досить висока і складає в цінах 1984г. приблизно 10 руб/м³.

Види робіт набираються згідно з варіантом основ

п/п	Найменування робіт	Од. Вим.	Обгрунтовування розцінки	Вартість		Трудовитрати
				одиниці	загальна	на одиницю	загальні

Варіант 10

2.2.10. Проектування конструктивних і водозахисних заходів

Конструктивні заходи застосовуються при будівництві будівель і споруд, що зводяться на просадкових ґрунтах з II типом ґрунтових умов по просадковості з використанням комплексу заходів.

Конструктивні заходи призначаються по розрахунку конструкцій будівель і споруд на нерівномірні просадки ґрунтів основ і об'єднуються в три основні групи, направлені на:

- підвищення міцності і загальної просторової жорсткості будівель і споруд;

- збільшення податливості будівель і споруд за рахунок застосування гнучких

або податливих конструкцій;

- забезпечення нормальної експлуатації будівель і споруд при можливих нерівномірних просадках ґрунтів основ.

Вибір групи заходів або їхнього сполучення виконується залежно від конструктивних особливостей будівель і споруд, їхнього технічного призначення і умов експлуатації.

Залежно від конструктивних особливостей і чутливості до нерівномірних деформацій ґрунтів основи будівлі і споруди підрозділяються на:

- жорсткі, малочутливі до нерівномірних деформацій ґрунтів, які осідають як одне просторове ціле;

- відносно жорсткі, чутливі до нерівномірних деформацій ґрунтів, складаються з жорстко зв'язаних між собою елементів, взаємне переміщення яких приводить до значних додаткових зусиль в конструкціях за відсутності в них запасів по міцності;

- податливі і гнучкі конструкції, елементи яких шарнірно зв'язані між собою і взаємне переміщення яких, внаслідок нерівномірних деформацій ґрунтів основ, не приводить до істотних додаткових зусиль в конструкціях.

Заходи першої групи були направлені на підвищення міцності і загальної просторової жорсткості будівель і споруд.

Заходи другої групи, направлені на збільшення податливості гнучких будівель.

Заходи третьої групи застосовуються в поєднанні із заходами першої або другої групи для будівель і споруд обладнаних спеціальними технологічними пристроями і направлені на забезпечення нормальної експлуатації цих пристроїв при можливих нерівномірних просадках ґрунтів в основі.

Заходи щодо підвищення міцності і загальної просторової жорсткості будівель і споруд включають:

1. Розрізання будівель і споруд осадковими швами на окремі відсіки;

2. Влаштування залізобетонних поясів або армованих швів;

3. Зміна вигляду і ступеня армування окремих залізобетонних елементів;

4. Посилення міцності стиків між окремими елементами;

5. Влаштування жорстких горизонтальних діафрагм із збірних залізобетонних елементів;

6. Підсилення фундаментно-підвальної частини будівель і споруд шляхом застосування монолітних або збірно-монолітних фундаментів.

І. Розрізання будівель і споруд осадковими швами

Будівлі і споруди в плані проектуються такої конфігурації, при якій забезпечується можливість їхнього розрізання на окремі достатньо жорсткі і міцні відсіки прямокутної форми осадковими швами, призначається по розрахунку конструкції на згин і орієнтовно застосовується рівним для житлових, цивільних і промислових багатоповерхових будівель - 20-40 м, для промислових одноповерхових будівель 40-80 м.

Осадкові шви повинні розділяти суміжні відсіки будівель по всій висоті, включаючи крівлю і фундаменти.

Ширина осадкових швів призначається по розрахунку на горизонтальні переміщення і нахили окремих відсіків при просідання ґрунтів, від власної ваги і приймаються рівними:

- низом (на рівні фундаментів) при r > l і 0,5l < r l

(2.2.42)

- зверху (на рівні карнизу):

; (2.2.43)

; (2.2.44)

де е - відносне горизонтальне переміщення; l - довжина будівлі або відсіку;

r - розрахункова довжина криволінійної ділянки просідання ґрунту від власної ваги; S_sl,q - просідання ґрунту від власної ваги, см; n - висота будівлі від підошви фундаменту до рівня карнизу, см; η - коефіцієнт умови роботи, при r < l η = (r/l)²; при r 1 - η = 1.