Закрепление грунтов

искусственное преобразование (физико-химическими методами) свойств Грунтов для целей строительства в условиях их естественного залегания. В результате З. Г. Увеличивается несущая способность основания сооружения (См. Основания сооружений), повышается его прочность, водонепроницаемость, сопротивление размыву и др. З. Г. Широко применяется при строительстве промышленных и гражданских зданий на просадочных грунтах, для укрепления откосов выемок дорог и стенок котлованов в водонасыщенных грунтах, в качестве противооползневых мероприятий, при проходке горных выработок, создании противофильтрационных завес (См. Противофильтрационная завеса) в основании гидротехнических сооружений, для защиты бетонных сооружений (фундаментов) от воздействия агрессивных промышленных вод, для увеличения несущей способности свай и опор большого диаметра и т.д.

З. Г. Достигается нагнетанием в грунт вяжущих материалов и химических растворов, а также воздействием на грунт электрическим током, нагреванием и охлаждением. Основные способы З. Г. Цементация, глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация, методы электрохимического или термического воздействия, искусственное замораживание. Цементация заключается в нагнетании в закрепляемый грунт (трещиноватый скальный 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). 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. В кавернозных скальных породах при большой скорости грунтового потока наряду с цементацией применяется горячая битумизация. Её назначение — заделка наиболее крупных каверн, не поддающихся цементации из-за большой скорости грунтового потока. 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.

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. Способ силикатизации основан на использовании силикатных растворов. Для закрепления среднезернистых песков применяется т. Н. Двухрастворный способ, состоящий 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. С. Раствором силиката натрия с добавкой фосфорной кислоты (рис.

1). В лёссовых грунтах нагнетается лишь раствор силиката натрия. Роль второго раствора выполняют соли самого грунта. 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. Для глинистых грунтов, где нагнетание растворов невозможно, используется электрохимический способ закрепления, основанный на пропускании постоянного электрического тока через грунт, в который вводится раствор хлористого кальция, в результате чего грунт обезвоживается и уплотняется. Реакции обмена, происходящие при этом в приэлектродной зоне, также способствуют уплотнению и закреплению грунта.

Электрохимическое закрепление подразделяется на электроосушение, электроуплотнение и электрозакрепление. Для упрочнения просадочных лёссовых грунтов применяется термическое закрепление, осуществляемое обжигом закрепляемых грунтов газообразными продуктами горения топлива, имеющими температуру 700—1000°С. Наиболее эффективным является сжигание топлива непосредственно в толще закрепляемого грунта (рис.2). Стабилизация и закрепление неустойчивых водоносных грунтов достигается искусственным замораживанием грунтов (См. Замораживание грунтов). В СССР периодически проводятся всесоюзные совещания по закреплению и уплотнению грунтов, материалы которых публикуются в специальных сборниках. Лит. Адамович А. Н. И Колтунов Д.

В., Цементация оснований гидросооружений, М. — Л. 1953. Ржаницын Б. А., Силикатизация песчаных грунтов, М., 1949. Литвинов И. М., Термическое укрепление просадочных лёссовых и других грунтов в основании различных зданий и сооружений, К., 1955. Б. А. Ржаницын. Рис. 1. Схема установки для силикатизации грунтов. 1 — цистерна с крепителем. 2 — цистерна с кислотой. 3 — насос «НД». 4 — смеситель. 5 — пульт управления с регистрирующей аппаратурой. 6 — инъектор. 7 — отбойный молоток для погружения инъектора в грунт. 8 — контур закрепления. Рис. 2. Схема установки для термического закрепления просадочных лёссовых грунтов сжиганием топлива непосредственно в скважине. 1 — просадочный грунт. 2 — непросадочный грунт. 3 — компрессор. 4 — трубопровод для холодного воздуха.

5 — ёмкость для жидкого горючего. 6 — насос для подачи горючего в скважину. 7 — трубопровод для горючего. 8 — фильтр. 9 — форсунка. 10 — затвор с камерой сгорания. 11 — скважина. 12 — зона термического закрепления грунта..