Электрохимическое закрепление грунтов
Химическое закрепление грунтов начало развиваться с 1931 г., когда Б.А. Ржаницыным был разработан первый — двухрастворный способ силикатизации водонасыщенных песков. По схеме двухрастворного способа была осуществлена также силикатизация просадочных лессовых грунтов, при которой роль второго реагента выполнял сам грунт.
В разработку рецептур химических способов закрепления песков и лессов большой вклад внесли доктора техн. наук В. В. Аскалонов и В. Е. Соколович.
Учитывая все возрастающую потребность в повышении прочностных свойств слабых глинистых и илистых грунтов, в лаборатории с 1975 г. ведутся разработки буросмесительного способа закрепления таких грунтов.
Применение разработанных химических способов в различных областях строительства показало, что они особенно эффективны для улучшения свойств грунтов под фундаментами существующих сооружений. Это в значительной степени объясняется тем, что превращение грунта под фундаментом в камень осуществляется, как правило, без нарушения эксплуатации здания.
Характеристика химических способов закрепления грунта
Существует несколько химических способов закрепления грунтов: цементация, глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация, электрохимическое закрепление и буросмесительное для создания цементогрунта.
Цементация грунтов как способ представляет собой заполнение пустот, трещин и крупных пор в крупнообломочных грунтах, образующим со временем твердый цементный или цементно-глинистый камень.
В отличие от цементации глинизация может применяться для заполнения карстовых пустот только в сухих породах, способных после нагнетания глинистого раствора впитывать из него воду. В связи с этим после заполнения пустот глинистый раствор должен находиться в течение нескольких суток под гидравлическим напором.
При глинизации применяют глинистый раствор плотностью 1,2—1,3 г/см 3 . В результате повышения давления (более 2 МПа) вода из глинистого раствора отжимается, обезвоженное глинистое тесто плотно заполняет пустоты и придаст породе водонепроницаемость.
Глинизация так же, как и цементация, может применяться только при небольших скоростях движения грунтовых вод во избежание уноса раствора из тампонируемой зоны, т. е. в гравелистых и трещиноватых грунтах, в которых коэффициент фильтрации находится в пределах от 50 до 5000 м/сут.
Указанные выше явления привели к тому, что способ горячей битумизации стал применяться редко как в гидротехническом, так и в промышленном строительстве.
При наличии в настоящее время других способов, как например, силикатизации и смолизации, способ холодной битумизации не получает широкого применения, так как технология приготовления битумной эмульсии значительно сложнее технологии приготовления растворов при силикатизации и смолизации.
Силикатизация грунтов — Лекции по основаниям и фундаментам
Методы закрепления грунтов оснований. Понятие о методах цементации и силикатизации.
Основоположником метода инъекций твердеющего раствора для упрочнения и закрепления грунтов основания можно считать инженера Бериньи, успешно инъектировавшего цементные растворы под давлением при ремонте ограждающих щитовых сооружений в 1802 г. в порту Дьепп во Франции.
1. Нагнетание раствора осуществляется под давлением, не превышающим структурную прочность грунта. Инъектируемый раствор заполняет поровое пространство и там застывает, при этом происходит изменение свойств грунта без нарушения естественного сложения. В классической литературе такая технология называется пропиткой грунта или традиционным инъекционным закреплением.
2. Инъектирование раствора осуществляется с разрывом структуры грунта, при этом его распространение происходит по образовавшимся трещинам и слабым прослоям в массиве. В результате происходит образование жесткого каркаса из затвердевшего раствора и уплотнение грунта в местах его обжатия.
Инъекционные методы упрочнения, основанные на пропитке грунтов, в литературе традиционно связываются с названием вяжущего — цементация, силикатизация, смолизация.
При цементации расчёт параметров инъектирования (объём раствора, давление нагнетания, размеры зоны распространения раствора) производится на основе решения фильтрационных задач. Для уточнения проектных параметров выполняется опытное нагнетание в натурных условиях.
При цементации скальных трещиноватых массивов нагнетание ведётся в скважины. Интервал нагнетания ограничивается специальными тампонами (рис. 9.12).
1- манометр, 2 – тампон, 3 – трещины, 4 — необсаженная цементационная скважина.
При упрочнении гравийно-галечниковых и песчаных грунтов (рис. 9.13)для нагнетания раствора используются инъекторы из стальных труб диаметром 27-150 мм. Длина перфорированной части составляет 0,8-1 м. Нагнетание раствора продолжается до прекращения поглощения раствора («отказа»), которое контролируется по резкому возрастанию давления нагнетания.
1 — гравелистый песок, 2 — среднезернистый песок, 3 — крупный песок, 4 – гравий, 5 — стабилизированная зона, 6 – манометр, 7 — гидравлический подъемник инъектора, 8 — инъектор.
Силикатизация грунтов основана на использовании силикатных растворов и их производных, которые при соединении с коагулянтом образуют гель кремниевой кислоты, цементирующей частицы грунта. В зависимости от водопроницаемости грунта и его химической активности используют двух- или однорастворный способ силикатизации.
Специфическим недостатком двухрастворной силикатизации является то, что хлористый кальций, являясь сильным коагулянтом, при соединении с жидким стеклом очень быстро образует гель. Это ограничивает радиус проникновения раствора в грунт.
Закрепление грунтов: 4 надежных способа, какой метод лучше выбрать
Какой метод лучше выбрать
Способ закрепления грунта подбирают с учетом типа почвы:
- Силикатизацией укрепляют лессовидные и отдельные виды покровных суглинков, просадочные лессы.
- Смолизация подходит для песчаных типов грунта.
- Цементация подходит для укрепления больших пустот. Также этот метод укрепления оснований применяют для трещиноватых скальных, гравелистых песчаных и крупнообломочных типов почв.
- Буросмесительное закрепление стоит применять для илов и глин в суглинистой почве текучей консистенции.
- Термическое закрепление подходит для лессовидных суглинков, присадочных лессов, непросадочных суглинков и глин.
Закрепление грунта можно осуществлять разными методами. Каждый из них отличается определенными преимуществами и недостатками.
Окончил Херсонский экономико-правовой институт. С 2008 года занимается выращиванием ягод и саженцев малины, клубники и ежевики. Сейчас владелец небольшого питомника «Заречье Плант».
