загрузка...
загрузка...
На головну

Способи підвищення несучої здатності підстав

  1. III. Метод визначення платоспроможності фізичних осіб, розроблена Ощадбанком Росії.
  2. VII.2.2) Способи набуття права власності.
  3. XI. Пристосування ТА ІНШІ ЕЛЕМЕНТИ, властивості. Здібностей та обдарувань АРТИСТА
  4. Адміністративно - правовий та цивільно-правової способи
  5. Альтернативні способи комунікації
  6. Амортизація, способи нарахування
  7. Амфотерними називаються такі гідроксиди, які в залежності від умов виявляють властивості яких підстав, або кислот.

Серед існуючих методів найбільш поширеним є ін'єкційне закріплення грунтів, засноване на штучному цілеспрямованому перетворенні будівельних властивостей грунтів нагнітанням в них під тиском скріплюють розчинів по спеціальних трубопроводах в дренирующие грунти підстав.

Технологія робіт при ін'єкційному закріпленні грунтів складається з трьох операцій:

- Буріння ін'єкційних свердловин;

- Обладнання свердловин перфорованими металевими трубами;

- Нагнітання скріплюють розчинів.

Як скріплюють розчинів застосовують:

- Цементну суспензію або розчин - цементація;

- Рідке скло з затверджувачем - силікатизація;

- Електросілікатізація з використанням постійного струму;

- Водорозчинні смоли - смолязація;

- Гарячий бітум або холодні бітумні емульсії - бітумізація;

- Термічна обробка грунту ..

Нагнітання розчинів здійснюється через забивні в грунт спеціальні ін'єктори, що представляють собою перфоровані металеві труби діаметром 25-75 мм з перфорованої нижньою частиною 0,8- 1 м (рис.1).

Рис.1. Схема установки для ін'єкційного закріплення грунтів

а) - установка; б) - ін'єктор; 1 розподільний напірний колектор; 2 насос;

3 ємність для розчину; 4 ін'єктор; 5 масив закріпленого грунту; 6 слабкий грунт;

7- міцний підстилаючий грунт; 8- наголовник; 9- глухі ланки; 10 перфоровані ланка; 11- наконечник

На невелику глибину ін'єктори занурюють в грунт пневматичними молотками, копрами або віброзанурювачами, а на глибину 15 м і більше ін'єктори опускають в попередньо пробурені свердловини. До опускання ін'єкторів в свердловини їх промивають водою або продувають стисненим повітрям.

Ін'єкційне закріплення підвищує механічну міцність, стійкість, зменшує стисливість і водопроникність дисперсних грунтів.

Залежно від технології закріплення і процесів, що відбуваються в грунті, методи закріплення діляться на три види: хімічні, фізико-хімічні та термічні.

Хімічні способи діляться на дві групи:

- використання силікатних розчинів і їх похідних (силікатизація);

- Застосування водорозчинних смол (акрилові, карбомідние, резорцин-формальдегідні, фурановиє і ін.) - (Смолязація).

Силікатизація застосовується для підвищення несучої здатності, стійкості і водонепроникності сухих або водонасичених пісків, пливунів і лесовидних грунтів. Основним компонентом при сілікатізаціі служить колоїдний розчин силікату натрію (рідке скло).

Використовується двухрастворного і однорозчинної спосіб силікатизації. При двухрастворного способі в сухі і водонасичені великі і середні піщані ґрунти послідовно нагнітають під тиском 15ат розчин рідкого стела (силікат натрію) і хлористого кальцію, які вступають в хімічну реакцію з утворенням гелю кремнієвої кислоти, гідрату окису кальцію і хлористого натрію. Двухрастворного спосіб забезпечує високу міцність грунту від 1,5 до 3,5 МПа і практичну його водонепроникність.

Для лесових просідаючих грунтів доцільно використовувати однорозчинної спосіб силікатизації шляхом нагнітання розчину одного рідкого скла під тиском до 5 ат, який взаємодіє з містять в цих грунтах солями кальцію з утворенням гелю кремнієвої кислоти, гідрату окису кальцію і сірчанокислого натрію. Роль другого компонента виконує сам грунт. Закріплений грунт при односторонній сілікатізаціі має Кубікова міцність від 0,35. Закріплений грунт при односторонній сілікатізаціі має Кубікова міцність від 0,35 до 1,5 МПа, яка не знижується при впливі на грунт агресивних вод.

при електросілікатізаціі використовується комбіноване застосування постійного електричного струму і силікатних розчинів.

Піщані грунти з коефіцієнтом фільтрації 0,5-5 м / сут і слабкі лесові ґрунти рекомендується закріплювати смолязаціей шляхом ін'єктування водних розчинів карбомідних, фенольних, фуранових, акрилових та інших видів синтетичних смол з різними отвердителями. Найприйнятнішою для закріплення грунтів є мочевіноформальдегидних (карбомідних) смола в суміші розчином однієї з кислот (щавлевої або соляної). Застосування карбомідних смоли економічно, так як вона легко розчиняється у воді, має малу в'язкість, твердне при невисокій температурі і випускається у великій кількості вітчизняною промисловістю. Ін'єктори при смолязаціі повинні розташовуватися в шаховому порядку, дотримуючись відстані в залежності від виду зміцнює грунту і його коефіцієнта фільтрації. Смолязація забезпечує міцне закріплення грунтів, надає їм водонепроникність. Крім того, цей спосіб дає можливість закріплювати карбонатні грунти. Прикладом застосування карбомідних смоли є зміцнення пилуватих пісків в підставі Державного академічного театру опери і балету ім. С. М. Кірова в Санкт-Петербурзі в період його реконструкції.

До фізико-хімічних методів закріплення грунтів відносяться: цементація, грунтоцементація, бітумізація і глінізація.

цементації застосовуєтьсядля зміцнення крупно-і середньозернисті пісків, тріщинуватих Кальний і великоуламкових порід зі збільшенням Rсж до 3,5 МПа. Застосування методу цементації є безпечним з точки зору впливу на навколишнє середовище, так як затверділий портландцемент складається в основному з гідросилікатів кальцію, практично нерозчинних у воді. В останні роки розроблені методи автоматизованого пристрою свердловин за допомогою керованих пневмопробійників, які дають можливість розробляти криволінійні свердловини і здійснювати цементацію вологих ґрунтів під будівлями без застосування обсадних труб і опускних колодязів.

бітумізація (Гарячим бітумом і холодних бітумних емульсій) використовується для закріплення тріщинуватих скельних порід і піщаних грунтів, а також для припинення фільтрації води через ці ґрунти. Він складається в нагнітанні під тиском 50-80 ат через пробурені свердловини розплавленого бітуму марок БН-111 і БН-V або холодних бітумних емульсій через ін'єктори, що складаються з двох труб: внутрішньої, що має отвори для виходу бітуму і опускає в грунт нижче зовнішньої, яка виконує захисну роль.

Для тріщинуватих скельних і напівскельних порід використовується спосіб гарячої бітумізації, а для піщаних грунтів - спосіб холодної бітумізації з використанням холодних бітумних емульсій, Що володіють більшою проникністю, ніж розігрітий бітум. Негативною властивістю гарячої бітумізації є те, що при наявності значного напору ґрунтових вод може відбуватися видавлювання бітуму з тріщин і каверн і крім того, він через значну в'язкості не може повністю заповнити тріщини і каверни з розкриттям менш 1 мм, а значить і надати грунту повну водонепроникність. Зазначені недоліки призвели до того, що гаряча бітумізація в даний час стала менше застосовуватися при реконструкції. З метою надання грунтам умов водонепроникності розроблений спосіб холодної бітумізації шляхом нагнітання в них холодних бітумних емульсій, частки яких можуть проникати в пори грунту.

глінізація застосовується для зниження водопроникності піщаних грунтів, при нагнітанні в які глинистої суспензії відбувається випадання в них глинистих частинок і замулювання пісків. В результаті коефіцієнт фільтрації піщаного ґрунту зменшується на кілька порядків.

В останні роки на базі глинистих розчинів з додаванням цементу виготовляють гліноцементних розчини, Які набувають позитивні властивості як цементних, так і глинистих розчинів і в зв'язку з цим гліноцементних розчини отримують більш широке застосування в практиці. Глінізація так само, як і цементація, може застосовуватися тільки при невеликих швидкостях руху грунтових вод, щоб уникнути виносу розчину з тампонується зони.

Термічне закріплення грунтів полягає в випалюванні лесовидних і пористих суглинних грунтів розпеченими газами через пробурені в грунті свердловини діаметром 100-200 мм. Температура випалу становить 600-1100 0З, що сприяє розрідженню і спікання пекучого грунту. Свердловини пробуривают в шаховому порядку на відстані один від одного 2-3 м і на глибину до 15 м. Зверху свердловини закривають бетонними оголовками, в яких розміщуються форсунки для спалювання палива та стисненого повітря. Як спалюваного компонента може застосовуватися рідке (нафта, мазут, солярове масло і ін.) Або газоподібне (природний або генераторний газ) паливо. Стиснене повітря подається з надлишковим тиском, що перевищує на 0,15-0,5 тиск в трубопроводі з паливом, що дозволяє відривати полум'я від форсунки і поширювати його на всю глибину свердловини. Процес випалу може досягати 5-10 діб, в результаті чого утворюється керамічна паля діаметром 2-3 м. Міцність обпаленого ґрунту досягає в середньому 1,0-1,2 МПа, але може досягати до 10 МПа.

електричним способом рекомендується закріплювати вологі глинисті грунти. Він заснований на використанні ефекту електроосмосу. Суть його полягає в тому, що в грунт паралельними рядами через 0,6-1,0 м забивають металеві стрижні за якими пропускають постійний електричний струм з напруженістю поля 0,5-1,0 В / см і щільністю 1-5 А / м2 , В результаті чого глина осушується, сильно ущільнюється і втрачає здатність до пученію.

електрохімічний спосіб відрізняється від попереднього тим, що при зануренні в грунт чергують через ряд металеві стрижні (аноди) і металеві труби, які є катодами і службовці ін'єкторами. У труби одночасно з електричним струмом вводять під тиском розчини хімічних добавок (силікат натрію, хлористий кальцій, хлористе залізо і ін.), Які збільшують провідність струму, завдяки чому інтенсивність процесу закріплення грунтів зростає. Цей спосіб застосовують для закріплення глинистих і мулистих грунтів з невеликим коефіцієнтом фільтрації від 0,2 до 2,0 м / сут. У процесі закріплення в грунтах відбуваються незворотні зміни, вони перестають бути здимистими, збільшуються їх характеристики.

У світовій і вітчизняній практиці в останні роки широко застосовуються нові технології, засновані на високому ступеню механізації робіт. При цьому до мінімуму зводяться ручні операції.

Все в великих обсягах застосовуються буроін'єкційні палі, як вертикальні, так і похилі, які після опресування мають нерівну поверхню і тому отримали назву «коренеподібних»(Рис.2).

Мал. 2. Схема підсилення фундаментів за допомогою буроін'єкційних

«Коренеподібних» паль

Ці роботи можуть виконуватися як по зовнішньому периметру будівлі, так і всередині будівлі, в підвалі будинку при висоті підвальній частині не менше 2,4 м або з перших поверхів будівель (рис.3).

Рис.3. Схеми закріплення ґрунту Буроін'єкційні методом

Витрати ручної праці мінімальні. Спосіб економічний і екологічно чистий у порівнянні з хімічними способами зміцнення ґрунтів. Цим способом найдоцільніше зміцнювати грунти, які мають низьку несучу здатність.

Буроін'єкційні комплекс в процесі виготовлення палі

1 ємність для цементного розчину; 2 - глиномішалку; 3 - мірний бак; 4 - розчинний насос;

5 - промивний насос; 6 - нагнітальний трубопровід; 7 - ємність для глиняного розчину;

8 - шламоотделітель; 9 - буровий верстат; 10 - кондутор; 11 - буровий інструмент;

12 - бурильна труба

В даний час найбільшого поширення набула технологія струменевої цементації грунтів, Заснована на одночасному руйнуванні і перемішуванні грунту високонапірної струменем цементного розчину. Метод полягає у використанні високонапірної струменя цементного розчину для руйнуванні і одночасного перемішування грунту з цементним розчином (рис.4).

Рис.4. Схема гідророзмиву грунту при струменевого технології

При струменевого технології здійснюється наступний порядок виконання робіт: виробляють буріння свердловини до проектної позначки (прямий хід); в свердловину занурюють ін'єктор зі спеціальним каліброваним отвір-соплом; подають під великим тиском (до 100 МПа) ін'єкційний розчин; здійснюють підйом ін'єктора (зворотний хід) з одночасним його обертанням, формуючи палю потрібного діаметра

Цей метод дає можливість зміцнювати слабкі грунти шляхом утворення жорстких стовпів діаметром від 0,6 до 2,0 м і глибиною до 20 м. Для підвищення несучої здатності палі армують трубою, каркасом з арматурної сталі або залізобетонним стрижнем.

Етапи виготовлення та варіанти армування паль при струменевого технології

Для стовпів діаметром до 0,6 м використовується однотрубная система, коли цементна суспензія або цементний розчин змішується з повітрям і нагнітається під тиском 20-30 МПа у вигляді пульпи через спеціальне сопло зі швидкістю 100-150 м / с. При цьому струмені пульпи надається обертальний рух. Під дією такої струменя наносні породи розрихлюються до такої міри, що цементний гель проникає в їх товщу, змішуючись з частинками грунту. Для крупнозернистих грунтів зазвичай застосовується цементна суспензія, а для дрібнозернистих грунтів - цементний розчин.

Для закріплення грунтів і створення стовпів діаметром до 2,0 м застосовують трехтрубного систему, при якій повітря, вода і цементний розчин подаються по окремих трубопроводах. Цементний розчин подається під тиском 2-3 МПа, повітря - під тиском 0,7-1,7 МПа і вода - під тиском 40- 60 МПа. Швидкість подачі цементного розчину становить 50-80 м / с, води - 350-500 м / с і повітря - понад 330 м / с.

Струменевий цементація дозволяє зміцнювати практично весь діапазон грунтів - від гравійних відкладень до дрібнодисперсних глин і мулів. Іншою важливою перевагою струменевого технології є висока передбачуваність результатів зміцнення ґрунтів, що дозволяє досить точно розрахувати геометричні та міцності підземних конструкцій, а відповідно - трудовитрати, матеріали та вартість робіт.

Після твердіння цементо-грунтової суміші в грунті утворюється новий матеріал - грунтобетон, Що володіє більш високими, порівняно з вихідним ґрунтом, міцності, проти фільтраційного і деформативними характеристиками, наведеними в табл.2.

Таблиця 2

Характеристики міцності грунтів при струменевого технології зміцнення

 торф  0,5 - 2 МПа;  глина  3 - 7 МПа;
 суглинок  3 - 10 МПа;  супісок  5 - 14 МПа;
 пісок  15 - 20 МПа;  гравій  20 - 25 МПа.

Однак струменевий технологія має ряд недоліків, до яких відносяться:

- Небезпека локальних деформацій в процесі тимчасового розриву грунтового масиву під фундаментом в період набору міцності цементного розчину;

- Висока вартість і матеріаломісткість через великі обсягів закріплення слабких грунтів;

- Підвищена небезпека при роботі з високим тиском.

для глибинного ущільнення підстав або передачі навантаження від будівель на більш щільні грунти можуть бути використані набивні палі, Які в залежності від матеріалів бувають:

- Грунтобетонних, бетонними,

- Залізобетонними,

- Розчинними і піщаними.

Технологічний процес виробництва набивних паль складається з буріння свердловини, опускання в неї обсадної труби, установки арматурного каркаса і формування стовбура палі (рис.5.).

Рис.5. Схема пристрою набивних залізобетонних паль

(1 - буріння свердловини; 11 - установка обсадної труби; 111 - установка арматурного каркаса;

1V - бетонування палі; V - витяг обсадної труби; V1 - пристрій оголовка палі):

1 бурова установка; 2 - обсадна труба з вібробункера; 3 - автокран; 4 - арматурний каркас; 5 - баддя з бетонною сумішшю; 6 - опалубка оголовка палі.

Застосування бурового способу при влаштуванні набивних паль не дозволяє отримувати належного ущільнення грунту навколо свердловин в слабких грунтах, так як грунт при бурінні витягується з свердловин.

Зазначені недоліки виключаються при використанні для глибинного зміцнення основ фундаментів технології продавлювання свердловинза допомогою раскатчіка грунту, що представляє собою ексцентриковий вал зі встановленими на його шейках конічними катками.

Пристрій свердловин для коротких паль раскатчиком грунту

1 - принципова схема раскатчіка грунту; 11 - схема утворення свердловини;

1 - приводний вал; 2 - конічний каток; 3 - свердловина; 4 - ущільнена зона

грунту

При обертанні вала, катки вгвинчуються в грунт, утворюючи щілину з ущільненими стінками товщиною 3-4 діаметра свердловини, які потім використовуються для набивних бетонних паль.

Іншим способом ущільнення грунту є технологія продавлювання свердловин спіралевіднимі снарядами, якідозволяє ущільнити довколишній грунт в межах 3-4 діаметрів палі.

Глибинне ущільнення підстави методом гвинтового продавлювання з вертикальним (а), похилим (б) і комбінованим (в) розташуванням свердловин

1-існуючий фундамент; 2 грунтова паля »3 ущільнена зона при одноразовому продавлюючи ванні; 4 той же, при багаторазовому продавлюванні; 5 слабкий грунт; 6 міцний грунт

Різновидом способу продавлювання палі є облаштування свердловин з використанням в'яжучого матеріалу.

Мал. 6. Схема пристрою свердловини з використанням в'яжучого матеріалу

а - д - послідовність пристрою свердловини: 1 - снаряд малого діаметра;

2 - в'яжучий матеріал; 3 - снаряд більшого діаметра; 4 - шар закріпленого грунту; 5 - свердловина проектного діаметра; 6 - матеріал заповнення свердловини

Більш ефективними є бурозавінчіваемие палі, Що складаються з металевої труби діаметром 100-600 мм, хрестоподібного наконечника і спіральної навивки, що забезпечує занурення палі шляхом її обертання в поєднанні з вдавленням (рис. 7).

Мал. 7. Бурозавінчіваемие палі

Технологія унікальна, високоефективна і економічна. Бурозавінчіваемие палі можуть бути: пустотілі, заповнені бетоном без армування, заповнені бетоном з армуванням і заповнені грунтом. Металеві бурозавінчіваемие палі можуть застосовуватися поблизу існуючої забудови, коли влаштування буронабивних паль може викликати неприпустиму розвантаження і розпушення грунтів при проходці свердловин.

 



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

А. Н. Шихов | Форма навчання | Способи посилення, пов'язані зі збільшенням розмірів підошви фундаментів | Посилення окремо стоячих фундаментів | Водозахист та гідроізоляція підвальних приміщень будівель | Гідроізоляція проникаючої дії | Метод ін'єктування. | Змонтована гідроізоляція | Посилення цегельних стін, простінків і колон | І панелей перекриттів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати