Nmexpertiza.ru

НМ Экспертиза
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Откос вертикальной стенки это

Что такое откосы и стенки котлована, какие бывают виды и назначение?

Стены и откосы несут очень важную функцию для котлована – не дают ему осыпаться. При рытье нельзя разрыхлять поверхность дна и стенок. При повреждении целостности породы она становится более сыпучей.

Поэтому во время рытья котлована ковшом недобирают часть грунта до заданной отметки.

Обработку дна и стенок до необходимой отметки проводят вручную.Земляные работы проводятся как полностью вручную для мелких сооружений, так и с использованием техники для более крупных проектов.

Понятие

Стены котлована — это его боковые стороны, образующие периметр выемки. Откосами называются наклонённые под заданным углом стены. В зависимости от типа грунта и от того, в каких условиях проводятся работы, определяются с тем какие стенки должны быть у котлована, вертикальные или же необходимо задание определённого уклона.

Наклон позволяет рыть более глубокие ямы, без опасности обрушения. В процессе работ следует убирать крупные камни для предотвращения возможности оползней.

Нормы проектирования

Данный вид работ — важное и сложное мероприятие, которое регламентируют СП и СнИПы, такие как:

Условия, которые нужно знать:

  • разновидность грунта;
  • глубина;
  • находящиеся рядом объекты;
  • предполагаемая нагрузка от построек;
  • уровень грунтовых вод.

Разновидности

Стенки различаются, они могут быть как природные без укрепления, так и с укреплением. При их выборе нужно учитывать много параметров. Они бывают вертикальные, наклонные и укреплённые.

Вертикальные

Такие стенки перпендикулярны по отношению к горизонту. По СНиП 12-04-2002 для сухих и невлажных грунтов с однородной структурой, возможно использование вертикальных стенок.

Ограничение по глубине:

  • гравийные – 1,0 м;
  • песчаные – 1,0 м;
  • супесь – 1,25 м;
  • глина – 1,5 м;
  • суглинок – 1,5 м;
  • сильно плотные – 2,0 м.

Если температура на улице не выше -2 градусов, возможно увеличение максимальной глубины вертикальных стенок, на величину равную глубине промерзания, но не более 2 метров.

Наклонные

Также они называются откосами, и используются при выемках в среднем от 1,25 метра, в которых использование вертикальных становится опасным. Обрушение может привести к засыпанию дна котлована и изменению его формы.

Кроме того, это может привести к несчастному случаю. На восстановление последствий от возможного обрушения придётся тратить силы, время и деньги на очистку основания, восстановления исходного контура и обратную засыпку грунта. Сооружение фундамента в котлованах без укрепления рекомендуется начинать сразу после выемки грунта.

Во влажных породах, возможно образование трещин и отслоений, поэтому работу можно выполнять только после осмотра стенок котлована. По периметру котлована должно оставаться свободное место, не менее 0,6 метра, для того чтобы вынутая земля не скатывалась обратно.

Укреплённые

Стенки котлована подвержены воздействию различных погодных явлений и механических нагрузок, что может негативно сказаться на их устойчивости. Наклон помогает избежать обрушения стенок, но они далеко не всегда способны справиться с этой задачей.

Кроме того, в городских условиях с плотной застройкой не всегда получится обеспечить достаточную крутизну котлована. Поэтому стенки котлованов большой глубины и в сыпучих средах, рекомендуется укреплять.

Способы укрепления:

  • Цементирование;
  • Укрепление Шпунтом;
  • Стена в грунте.

Цементирование применяют в городской среде. При таком методе исключается повреждение фундамента, вызванное вибрациями от соседних зданий. Этот метод очень надёжен, но достаточно дорог.

Сначала роется выемка, затем по периметру монтируется сетка из арматуры для лучшей фиксации бетона. После чего на стенки наносится первый слой раствора. Затем бурят горизонтальные скважины и заполняют их цементом. После высыхания первого слоя наносят последующие слои.

При заливке используются два метода:

  • Сухой. Смесь, состоящая из цемента с добавлением песка при помощи воздуха, подаётся в шланг, а вода подмешивается только на выходе из него. Таким методом слой заливки может достигать 10 см.
  • Мокрый. В этом способе применяется уже готовый раствор, в который на выходе из шланга подаётся воздух и разбрызгивает бетон. Толщина заливки при этом методе не более 3 см.

Возведённые во время укрепления стенок конструкции должны воспринимать нагрузку от грунта, и защищать от грунтовых вод.

Укрепление с помощью шпунта — более экономичный метод, чем заливка цементом. Такой метод может использоваться в сыпучих, ослабленных и влажных породах. Перед началом работ в землю погружается шпунт, который укрепляет будущие стены.

После защиты периметра приступают к рытью котлована. Возможно повторное использование шпунта, для этого после окончания работ, его изымают из земли, увозят и применяют уже на других объектах.

В строительстве используют 3 вида шпунта:

  • Шпунтовые трубы — один из самых дешёвых методов. Металлические трубы забивают, вдавливают или вкручивают в землю до проектной отметки. После установки всех труб и вырытого котлована, стенки можно дополнительно укрепить забиркой — деревянными щитами, которые крепятся между трубами, не позволяя грунту осыпаться. В плотных породах можно уменьшить количество труб и заполнить пространство между ними забиркой, тем самым экономя силы и ресурсы на их забивку.
  • Плоский шпунт — это металлический профиль с пазами на краях. Благодаря которым детали прочно скрепляются между собой и успешно выдерживают нагрузку.
  • Шпунт Ларсена – это доработанная версия плоского шпунта, только выполнен он в виде буквы U с замками на краях. Благодаря своей форме и строению замков, может выдерживать большие нагрузки и обеспечивать полную водонепроницаемость. Важно делать работу аккуратно, и надёжно стыковать между собой детали, не деформируя сталь и замки.

Шпунт Ларсена применяется, если есть риск затопления котлована.

  • Забивка — осуществляется при помощи механического молота. Не применяется в городе, чтобы не нанести вред фундаментам соседних зданий.
  • Вибропогружение — основано на использовании вибрации, чтобы уменьшит плотность грунта и обеспечить погружение конструкции в почву. Подходит для песчаных и илистых грунтов, но не подходит для прочных грунтов.
  • Статическое вдавливание — самый безопасный и технологичный метод. Используются машины, которые вдавливают шпунт в почву. Данный метод менее шумный чем остальные, он не издаёт вибраций и применим практически во всех условиях, будь то город или скальные породы.

Шпунтовую стену можно укрепить распорками или анкерами.

Использование технологии “Стена в грунте” возможна лишь при наличии специальной техники. Грейферная установка – машина способная создавать глубокие вертикальные шахты. Изначально в шахту подаётся бентонитовый раствор, который защищает шахту от обвала.

После того как заданная глубина достигнута, в ствол помещают армированный каркас и заливают бетоном. Метод не может применяться в рыхлых, текучих, плывунных и скальных грунтах.

Сразу же после укрепления стен любым из методов проводится обратная засыпка, которая предотвращает разрушение фундамента из-за попадания влаги.

Основанием для выбора того, какие стены использовать (вертикальные, наклонные или защищённые) является глубина, порода, грунтовые воды и погодные условия. Для маленькой выемки, вполне можно обойтись вертикальными стенами.

Для более глубоких котлованов уже необходимо использование определённых откосов. Ну а если нужно подготовить фундамент для большого строения, то без использования укреплений не обойтись.

Читать еще:  Часть стены под кирпич кухни

Крутизна и угол откоса

Крутизна откоса показывает отношение высоты ямы к её заложению. Угол откоса – это угол между основанием котлована и его наклонной стеной.

Наклон бывает естественными. Угол таких откосов — это отношение рыхлой породы, лежащей на поверхности ко дну ямы.

По этому параметру и определяется прочность почвы, благодаря которому и подбирают угол наклона.

Определение угла

Для создания правильного наклона, который сможет защитить стенки от обрушения необходимо правильно подобрать его угол.

Величина крутизны откосов для выемок не более 5 метров подбирается на стадии проектирования по таблице 4 из СНиП III-4-80.

Для определения наибольшего возможного угла естественного откоса также существуют таблицы. Они разные для нормального и разрыхлённого состояния.

В таблице углы естественного откоса грунтов:

Уклон углов естественного откоса пород в разрыхлённом состоянии по СНиП:

Если грунт неоднороден, а сочетает в себе различные типы, то угол выбирают по наиболее сыпучему. Если выемка глубже 5 метров, то требуется создание проекта. Также он нужен для выемок глубже 1 метра, вырытых в грунтах, отсутствующих в таблице, по которой подбираются возможные углы.

На чертеже схема котлована с откосами:

Заключение

Основанием для выбора какие стены использовать (вертикальные, наклонные или защищённые) является глубина котлована, тип грунта, уровень грунтовых вод и погодные условия. Для маленькой выемки глубиной 1 – 2 метра вполне можно обойтись вертикальными стенами.

Для более глубоких ям применяются откосы. Ну а если нужно подготовить фундамент для большого строения, то без использования укреплённых стенок не обойтись.

Механика грунтов / УМК по механике грунтов / Лекция 10 Устойчивость откосов

ЛЕКЦИЯ 10. УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ

10.1. Основные положения теории устойчивости откосов

10.1.1. Область практического применения задачи об устойчивости

В рамках теории предельного — напряженного состояния также решается задача по расчету устойчивости откосов .

Откос – представляет собой грунтовый массив с явно выраженным перепадом высот.

Данная задача нас интересует с позиций :

∙ Обеспечения безопасного проведения земляных работ ( устройство котлованов , траншей , насыпей ),

∙ Обеспечения устойчивости зданий и сооружений , расположенных в непосредственной близости от откосов .

Значительные перепады высот земной поверхности могут иметь природное или искусственное происхождение . Природный характер

сильно пересеченной местности обуславливается особенностями геодинамическими процессов формирования земной коры . В условиях Белоруссии холмы , гряды , возвышенности образовались при движении и таянии ледников . Глубокие овраги образовались в результате эрозионной деятельности ручьев и рек .

Наибольшую опасность с точки зрения обеспечения устойчивости представляют собой склоны оврагов и берега рек , так как

непрекращающиеся процессы струйной эрозии грунта нередко приводят к образованию оползней , рис .10.1- а .

Рис .10.1. Оползневый участок Гапеева ручья в г . Витебске — а ); откос котлована строящегося торгового центра « Марко — Сити » в г . Витебске – б );

Откосы искусственного происхождения образуются при вскрытии котлованов или траншей , рис 10.1- б .

Обеспечение устойчивости откосов является одной из важнейших задач механики грунтов . Ошибки при решении данной задачи могут привести к катастрофическим результатам , рис .10.2

Рис .10.2. Оползень дороги в Крыму – а ); разрушение домов в результате образования оползня – б )

Опасность образования оползня усугубляется еще и тем , что обрушение грунтовых масс , как правило , происходит внезапно и захватывает значительные по объему участки грунта . Такое обрушение стенок траншей или котлованов может привести к гибели рабочих , а в

случае образования оползня вблизи здания или сооружения к его практически полному разрушению .

Особая роль в предотвращении данного явления отводится методам исследования оползнеопасных участков и факторам способствующих образованию оползней . Инженерно — геологические изыскания на данных участках должны выполняться с особой тщательностью и аккуратностью . Даже небольшая прослойка слабого грунта в теле откоса ( толщиной 5- 10 см ), как правило , игнорируемая при проведении изысканий в обычных условиях , может стать роковой для откоса .

10.1.2. Основные термины и определения

Обрушившаяся часть откоса называется призмой обрушения или оползнем.

Наиболее типичная структура оползня приведена на рис .10.3 ( http://bse.sci-lib.com/a_pictures/17/18/251340506.jpg )

Рис .10.3. Структура оползня

В зависимости от грунтовых условий могут развиваться :

∙ оползни вращения — поверхность скольжения криволинейная ;

∙ оползни скольжения – поверхность скольжения плоская или плоско — ломаная ;

∙ оползни разжижения – характерны для водонасыщенных грунтов , оплывающих к основанию подобно вязкой жидкости .

Укажите правильное определение коэффициента устойчивости откоса

Укажите условие устойчивости свободного откоса для идеально связанного грунта.

Укажите условие устойчивости свободного откоса для идеально сыпучего грунта

α=φ угол заложения откоса не должен превышать угла внутреннего трения

, h-мах высота устойчивого откоса с вертикальной стенкой.

3. Какой метод определения устойчивости откосов является наиболее универсальным?

4. Какое допущение из перечисленных ниже не относится к методу круглоцилиндрических поверхностей при определении устойчивости откосов?

Поверхность скольжения при обрушении круглоцилиндрической поверхности, отдельные блоки не оказывают давления друг на друга

6.Какое уравнение для определения коэффициента устойчивости откоса является правильным?

Лекция 11 Определение давления грунта на подпорные сооружения.

1. Какой тип подпорной стенки назван не правильно?

Подпорные стены по конструктивному решению подразделяются на массивные, тонкостенные и парусноготипа.

Массивные подпорные стены имеют примерно одинаковые размеры по высоте и ширине.

Устойчивость тонкостенных подпорных стен обеспечивается собственным весом стены и фунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу, либо защемлением стен в основание (гибкие подпорные стены и шпунтовые ограждения). Тонкостенные подпорные стены: а — консольные; б — с анкерными тягами; в — контрфорсные

Схема подпорных стен парусного типа: а — с опорами из пневматических свай; б — с опорами из свай-оболочек; 1 — парус — гибкое полотнище; 2 — свая (свая-оболочка); 3 — анкерная плита

Подпорные сооружения: 1) с 2 вертикалями; 2) с вертикальной лицевой и наклонной тыльной; 3) с наклонной лицевой и вертикальной тыльной; 4) с наклоном обеих сторон в сторону засыпки; 5) с вертикальной лицевой и ступенчатой тыльной (сборное подпорное сооружение); 6)тонкостенные подпорные стенки углового типа; 7) заанкеренные подпорные и шпунтовые стенки.

2. Какое давление грунта на подпорное сооружение называется активным?

Активное давление возникает при значительных перемещениях конструкции в направлении давления и с образованием плоскостей скольжения в грунте, соответствующих его предельному равновесию

Давление со стороны грунта, находящегося в предельном состоянии по направлению смещения сооружения .

3. Какое давление грунта на подпорное сооружение называется пассивным?

пассивное давление (Ер), появляющееся при значительных перемещениях конструкции в направлении, противоположном направлению давления и сопровождающееся началом «выпора грунта».

Пассивное давлениевозникает при перемещении подпорной стенки в сторону грунта засыпки

4. Какое допущение при определении давления грунта на подпорное сооружение практическими методами сформулировано не верно?

Активное и пассивное давление опред. исходя из предположения, что грунт находится в пред. напряженно-деформируемом сост. (т.е. в случае отсутствия подпорной стенки произойдёт обрушение откосов). Поэтому точные решения могут быть получ. по теории ПНС.

Читать еще:  Стена керамзито блок кирпич

1. Поверхность скольжения призмы обрушения принимается плоской

2. Задняя стенка подпорного сооружения вертикальная

3. Засыпка грунта горизонтальная

4. Трением грунта о подпорную стенку пренебрегаем

5. Какое из уравнений для определения пассивного давления идеально сыпучего грунта на подпорное сооружение является верным?, где к-т пассивного давления

6. Какое из уравнений для определения активного давления идеально сыпучего грунта на подпорное сооружение является верным? , где к-т активного давления:

Лекция 12 Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов

|следующая лекция ==>
Укажите основные условия принципа линейной деформируемости грунта|Выберите правильное выражение для определения осадки однородного линейно-деформируемого полупространства

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Как временно закрепить стенки выемок, защитить откосы и уплотнить грунт?

При устройстве котлованов и траншей в стесненных условиях городской застройки, на территории действующих предприятий и в других случаях, когда не представляется возможным разрабатывать выемку с откосами, ее устраивают с вертикальными стенками.

В зависимости от вида и состояния грунта СНиП устанавливает допустимую глубину выемок с вертикальными стенками для песчаных грунтов 1 м и для глинистых до 1,5 м. При большей глубине возникает необходимость временного крепления вертикальных стенок, чтобы избежать их обрушения.

Устройство крепления вертикальных стенок выемок требует значительных трудозатрат и усложняет как разработку грунта, так и выполнение строительно-монтажных работ в траншее или котловане, поэтому устройство выемки с вертикальными стенками, способ и тип крепления должны иметь технико-экономическое обоснование и применяться, когда невозможно выполнить откосы или прокладку подземных коммуникаций другими способами.

Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях, крепят сплошным ограждением из деревянного или металлического шпунта, который забивают по периметру выемки до начала разработки грунта.

В зависимости от условий производства работ и назначения выемки применяют различные типы крепления стенок (рис.5). Крепление распорного (горизонтально-рамного) типа наиболее простое в исполнении и применяется, как правило, при устройстве траншей глубиной до 4 м в сухих или незначительной влажности грунтах.

Рис.5. Схемы крепления вертикальных стенок выемок:

а — стоечно-распорное; б — консольное; в — консольно-распорное; г — анкерное; д — подкосное; 1 — щиты (доски); 2 — стойка; 3 — распорка

Крепление консольного типа состоит из стоек — свай, защемленных нижней частью в грунте на 2-3,5 м глубже дна выемки. Они служат опорами для щитов (досок, брусьев), непосредственно воспринимающих давление грунта. Крепление консольного типа целесообразно при глубине выемки до 5 м.

В траншеях значительной глубины используют консольно-распорное крепление, отличающееся от консольного тем, что между стойками перпендикулярно оси траншеи устанавливаются распорки. В результате снижается изгибающий момент, воспринимаемый стойкой.

Для крепления стенок глубоких котлованов и траншей большой ширины, когда установка распорок затруднена, устраивают консольно-анкерное крепление.

При отрывке котлованов может применяться подкосное крепление вертикальных стенок. Оно состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, установленными на дно котлована и раскрепленными подкосами и упорами. Использование этого крепления ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, мешают производству работ.

Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м следует выполнять из индустриальных конструкций. В практике строительства инженерных коммуникаций используются трубчатые распорные, шарнирно-винтовые, объемные крепления и др. ^ В состав их входят инвентарные деревянные щиты, металлические стойки и телескопические распорки, позволяющие легко изменять габариты крепления в зависимости от размеров траншей. Объемное крепление представляет собой пространственную конструкцию, предварительно полностью собранную и устанавливаемую краном в траншею. Оно может по мере надобности переставляться по фронту работ. Индустриальные конструкции крепления имеют небольшую массу и малую трудоемкость при монтаже и демонтаже.

Тип крепления вертикальных стенок выемок определяется проектом производства работ на основе анализа технико-экономических показателей вариантов. Крепление должно быть индустриальным, надежно обеспечивать безопасность производства работ, не стеснять рабочее место, выполняться с минимальными материалоемкостью и трудозатратами.

Защита откосов постоянных выемок и насыпей от размыва поверхностным стоком атмосферных осадков осуществляется тщательной планировкой поверхности откосов с последующим их укреплением.

Укрепление откосов может производиться сплошной укладкой дерна, или укладкой его в клетку, т.е. пересекающимися полосами, промежутки между ними засыпают растительным грунтом с посевом многолетних трав. В местах концентрации стока (сопряжение насыпи с мостами, путепроводами и т.д.) откосы могут защищаться бетонными или железобетонными плитами и устройством водоотводных лотков.

Необходимость уплотнения грунтов возникает при возведении постоянных земляных сооружений, планировке площадок, обратной засыпке траншей и пазух котлованов, подсыпке под полы промышленных зданий и т.д.

В результате уплотнения грунта увеличиваются его плотность, модуль деформации, сопротивление сдвигу, водонепроницаемость и существенно уменьшаются осадки грунта в процессе эксплуатации сооружений.

Уплотнение грунта производится послойно механизированным способом. Толщина слоя зависит от вида грунта и типа грунтоуплотняющих средств. Наиболее эффективно уплотнять связные грунты укаткой и трамбованием, а несвязные — вибрационным и комбинированным воздействием (виброукаткой, вибротрамбованием и т.д.).

Укатку производят катками с гладкими вальцами, кулачковыми и пневмоколесными катками. Прицепные, полуприцепные и самоходные пневмоколесные катки широко используются для уплотнения различных грунтов слоями небольшой толщины (до 0,6 м).

Для уплотнения трамбованием используют трамбующие плиты, подвешенные к стреле экскаватора, различные трамбующие машины и механические трамбовки. Этим способом уплотняют, как правило, связные грунты. Уплотнение достигается многократными ударами трамбующей плиты или башмака по слою отсыпанного грунта. Трамбующие плиты и машины используют для уплотнения грунта в насыпях при максимальной толщине слоя до 0,8-1,5 м. Механическими трамбовками уплотняют грунт толщиной слоя до 0,5 м в непосредственной близи подземных коммуникаций и конструкций, в труднодоступных местах и стесненных условиях при обратной засыпке пазух, подсыпке под полы и т.д. Самоходные вибротрамбовки могут уплотнять как связные, так и несвязные грунты.

Вибрационным способом целесообразно уплотнять несвязные грунты, в которых вибрация вызывает резкое снижение сил внутреннего трения между частицами грунта.

Для уплотнения грунтов этим способом применяют виброплиты прицепные, самопередвигающиеся и подвесные. Толщина уплотняемого слоя от 0,6 до 2,0 м в зависимости от массы виброплиты, частоты и амплитуды колебаний.

С целью повышения эффективности уплотнения грунтов используют комбинированные воздействия: укатки и вибрации (виброкатки), удара и вибрации (вибротрамбовки) или увлажнения и вибрации для глубинного уплотнения (гидровибрационные установки).

Интенсивность процесса и степень уплотнения грунтов в значительной мере зависят от его влажности. Оптимальная влажность грунта — это влажность, при которой максимальная плотность грунта достигается с наименьшими энергозатратами. Она составляет для несвязных грунтов 8-12% и для связных- 19-23%.

В процессе производства работ контролируют степень уплотнения грунта. Контроль плотности может осуществляться определением объемной массы грунта в пробах, взятых из возводимой насыпи, плотномерами, погруженными в грунт, и другими приборами с использованием радиоизлучений, ультразвука и др.

Читать еще:  Каким кирпичом делали облицовку стен

Искусственное закрепление грунтов

Закрепление грунтов представляет собой совокупность и многообразие существующих методов, в результате применения которых повышаются прочность грунта, он становится неразмываемым, при использовании отдельных методов грунт дополнительно становится водонепроницаемым, повышается его противодействие агрессивным грунтовым водам.

Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес или повышения несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-механических свойств грунта и требуемых прочностных характеристик, на значения закрепления и других свойств укрепленного грунта применяют цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, химический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунта.

Цементация осуществляется для закрепления крупно- и среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород и выполняется путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. Инъектор (рис. 5.8) состоит из отдельных звеньев гладких и перфорированных труб длиной 1,5 м и внутренним диаметром 19…38 мм; внизу он имеет острый наконечник, а в верхней части — наголовник, к которому присоединяется шланг для подачи раствора под давлением. На глубину до 15 м инъекторы погружаются забивкой пневматическими молотами вибропогружателями, при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые трубы и опускают.

В зависимости от выявленных характеристик закрепляемых грунтов, расчетных прочностных величин грунта через инъекторы подается цементный раствор состава от 1:1 до 1:10 по массе (цемент: вода); оптимальное давление обычно соответствует 1 атм на 1 пог. м трубы инъектора. Радиус закрепления в трещиноватых скальных породах достигает 1,2…1,5 м, в крупнозернистых песках — 0,5…0,75 м, в песках средней крупности — 0,3…0,5 м. Прочность укрепленных грунтов может достигать 3,5 МПа. Нагнетание раствора в скважину прекращают при достижении заданного поглощения или когда при заданном давлении резко снижается расход раствора (за 20 мин в скважину попадает менее 10 л раствора).

Силикатизация (химический способ) — последовательное нагнетание в грунт водного раствора силиката натрия (жидкого стекла) и ускорителя твердения (раствора соли хлора, обычно хлористого кальция). Часто этот способ называют двухрастворным закреплением. Применима силикатизация в песках, плывунах, лессовидных грунтах, она позволяет повысить прочность, водонепроницаемость и общую устойчивость грунта. Метод может применяться как в сухих, так и насыщенных водой грунтах, даже при высоких коэффициентах фильтрации — от 2 до 80 м/сут. В грунт последовательно нагнетают при давлении до 15 атм (1,5 МПа) раствор жидкого стекла и хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют нерастворимое вещество (гель кремниевой кислоты), прочно соединяющее в единый монолит примыкающий естественный грунт.

Как и при цементации, инъекторы изготовляют из стальных цельнотянутых труб с внутренним диаметром 19…38 мм и толщиной стенки не менее 5 мм. Нижняя перфорированная часть инъектора имеет длину 0,5.-1,5 м. Насосы для нагнетания подбирают с расчетом подачи раствора в каждый установленный инъектор от 1 до 5 л/мин.

При мелких пылеватых песках удобнее нагнетать в грунт под давлением до 5 атм (0,5 МПа) раствор фосфорной кислоты и жидкого стекла, в результате реакции также получается нерастворимый гель (кремниевой кислоты и фосфорнокислого натрия).

Однорастворное закрепление из смеси силиката натрия и отверди-теля применяют для слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут. Прочность закрепленного грунта находится в пределах 0,3…0,6 МПа.

В лессовидные грунты нагнетают при давлении до 5 атм (0,5 МПа) только раствор жидкого стекла, который вступает в реакцию с содержащимися в этих грунтах солями кальция, также в итоге получается нерастворимый гель (кремниевая кислота + гидрат оксида кальция + сернокислый натрий).

Способом силикатизации укрепляли основание Большого театра, Кремлевской стены, этот метод широко используется при проходке шахт и туннелей при строительстве метрополитенов.

Битумизация применяется для закрепления песчаных и сильно трещиноватых грунтов, но что более важно — прекращение через них фильтрации воды. Горячий битум нагнетают в грунт через инъекторы, Установленные в ранее пробуренных скважинах. К инъекторам, обогреваемым электрическим током, горячий битум подается из котлов насосом по трубам при давлении, достигающем 50…80 атм (5…8 МПа). Инъектор состоит из двух труб, внутренняя с отверстиями для выхода битума, опускается в грунт ниже наружной, защитной трубы. Нагнетание битума осуществляется в несколько приемов. После первого нагнетания под давлением 2…3 атм (0,2…0,3 МПа) битуму дают возможность растечься по всем заполняемым полостям и начать затвердевать, уменьшаясь в объеме. Перед последующими нагнетаниями битум в скважине разогревают электронагревателями инъектора. Песчаные грунты можно закреплять холодной битумной эмульсией.

Термическое укрепление грунтов заключается в обжиге лессовидных и пористых суглинистых грунтов раскаленными газами через пробуренные в грунте скважины диаметром 10…20 см. Скважины пробуривают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга 2…3 м и на глубину до 15 м, сверху устье скважины «заканчивается бетонным оголовком, в котором размещается форсунка для сжигания топлива. К этой форсунке по самостоятельным шлангам подается топливо и сжатый воздух. Топливо может применяться жидкое (нефть, мазут, соляровое масло) или газообразное (природный или генераторный газ). Сжатый воздух подается под избыточным давлением, превышающим на 0,15…0,5 атм (15…50 кПа) давление в трубопроводе с топливом, благодаря этому избыточное давление позволяет отрывать пламя от форсунки и распространять его на всю глубину скважины.

В процессе обжига в скважине поддерживается температура 600…1100°С. За счет такой высокой температуры происходит процесс расплавления и последующего спекания грунта. Обжиг может продолжаться 5… 10 сут., в результате образуется керамическая свая диаметром 2…3 м. Расход топлива за весь период обжига составляет до 100 кг/пог.м скважины. Прочность грунта в среднем 1,0… 1,2 МПа, но может доходить до 10 МПа.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ основан на использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5… 1 В/см 2 и плотностью 1…5 А/м 2 . В результате действия тока глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

Электрохимическое закрепление грунтов. Это способ применяют для глинистых и илистых грунтов. В грунт параллельными рядами через 0,6… 1,0 м забивают металлические стержни или трубы, по которым пропускают постоянный электрический ток напряжением 30… 100 В и силой тока 0,5…7 А на 1 м вертикального сечения закрепляемого грунта

Специфика электрохимического способа заключается в том, что при погружении в грунт чередуют через ряд металлические стержни (аноды) и трубы (катоды), через которые в грунт подается раствор хлористого кальция, силиката натрия, хлорного железа и других химических добавок, увеличивающих проходимость тока, а значит и интенсивность процесса закрепления грунта.

Методы применимы при малых коэффициентах фильтрации грунта — 0,2…2 м/сут. В результате насыщения грунта раствором хлористого кальция и пропускания затем по этому грунту электрического тока в грунте происходят необратимые изменения, в частности они перестают пучиниться, увеличиваются их прочностные характеристики.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector