Матоды усиления оснований и закрепления грунтов (механический, термический и физико-химический).

Для увеличения прочности оснований и предотвращения осадки грунтов оснований и предотвращения развития в конструкциях здания деформаций аварийного характера и работ по ремонту и реконструкции существующих ОиФ широко используют различные методы усиления и укрепления оснований. В зависимости от технологии производства работ и процессов, происходящих в грунте, эти методы делятся на 4 вида:

1. Механический;

2. Термический (в т.ч. и Электротермический);

3. Физико-химический;

4. Химический (в т.ч. и Электрохимический).

1. Механический метод усиления оснований делится на: 1.1. глубинное уплотнение; 1.2. поверхностное уплотнение.

1.1. Глубинное уплотнение оснований существующих фундаментов выполняется путем устройства наклонных скважин, заполняемых песком.

1.2. Поверхностное уплотнение применяется только для мало влажных и влажных грунтов, с коэффициентом водонасыщенности менее 0,7. Оно используется при перекладке фундаментов или при новом строительстве и выполняется катками, виброплитами, трамбовками.

2. Термический (обжиг грунтов) применяется для просадочных грунтов (глинистых, лёссовых, чернозема), с коэффициентом фильтрации 0,1 м/сут.. Обжиг грунта осуществляется путем сжигания топлива в скважинах Ø10-20 см. или нагнетанием в скважины горячих газов. При этом грунт теряет свойство пластичности, лишается способности разбухать и размокать. Радиус закрепления 1-15 м. Обжиг осуществляется 5-7 суток при t=600-650Å.

Электротермический метод – новая разновидность обжига грунта. Он основан на использовании погружаемых в скважины электронагревателей.

3. Физико-химический метод:

3.1. Цементация;

3.2. Использование грунтоцементных материалов.

3.1. Цементация применяется для закрепления гравелистых и скальных трещиноватых ГП в сухом и водонасыщеном состоянии, с коэффициентом фильтрации 80-200 м/сут..

3.2. Использование грунтоцементных материалов.

В грунте через инъекторы под давлением 3-6 атмосфер нагнетают цементно-песчаных раствор, который обеспечивает в закрепленном состоянии создание отдельных столбов или массивов из сцементированного грунта.

 

Химические методы закрепления грунта.

К химическим методом закрепления грунта относятся:

1. Силикатизация;

2. Смолизация;

3. Аммонизация;

4. Электрохимическое закрепление грунтов.

На практике чаще используются 1. силикатизация и 2. смолизация, осносным матениалом для которых является жидкое стекло или коллоидный раствор силиката натрия.

1. Силикатизация. В зависимости от вида, состава и состояния закрепленных грунтов применяется:

а) Однорастворная силикатизация для закрепления мелких и пылеватых песков с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут., лёссовых с коэффициентом фильтрации 0,1-2 м/сут. Раствор (состоит из Na₂O(SiO₂)_n (р-р силиката натрия) и Н₃РО₄ (фосфорная кислота)) подается через инъекторы с одной стороны от фундамента.

б) двухрастворная силикатизация – для закрепления сухих и водонасыщеных, крупных и средних песков с коэффициентом фильтрации 2-80 м/сут. (Сперва подается жидкое стекло, а потом СаСI₂).

Электросиликатизация применяется для водонасыщеных мелкозернистых песков с коэффициентом фильтрации 0,01-0,5 м/сут. (Инъекторы-электроды подключены к источнику постоянного тока и распологаются по обе стороны от фундамента с шагом 0,6-0,8 м.).

2. Смолизация – закрепление грунтов, инъецированием в них водных растворов ситретических смол под давлением 3-6 атмосфер. Применяется для песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,3-5 м/сут.

3. Аммонизация заключается в нагнетанием в грунт под давлением газообразного аммиака. Способ применяют для придания лессовым грунтам свойства непросадочности.

4. Электрохимическое закрепление грунтов применяют для водонасыщеных и связных грунтов с коэффициентом фильтрации 10^-2-10^-6 м/сут. (глинистые, пылеватые, илистые).