Дом

Закрепление грунтов методом силикатизации: Закрепление грунтов методом силикатизации: преимущества, применение

Содержание

Методы закрепления грунтов – основные принципы закрепления грунтов, полезная информация от компании «ПК Анкер Гео»

Закрепление грунтов — это мера, при которой уменьшение сжимаемости и повышение прочности происходит за счёт увеличения сцепления между частицами, а не за счёт разрушения структуры грунта с последующим повышением его плотности. Из наиболее популярных методов закрепления грунтов можно выделить:

  • термический способ закрепления;
  • электрохимический способ закрепления;
  • глинизация грунтов;
  • цементация грунтов;
  • силикатизация грунтов.

Для каждого отдельного случая метод подбирается индивидуально с учётом типа грунта. Рассмотрим 4 основных принципа закрепления.

1. Термический способ закрепления

Данный метод применяется преимущественно к маловлажным грунтам глинистого типа, имеющим высокую степень проницаемости. Его удобно применять, когда ожидаемая просадка превышает по своим значениям допустимую величину осадки сооружения.

В процессе термической обработки прочность связей между частицами макропористого грунта увеличивается, за счёт чего грунт становится непросадочным.

Рекомендуемая температура обработки макропористого глинистого грунта — 300-400 °C. При таких условиях состав скелета грунта быстро меняется: наблюдается существенное сокращение глинистых и шепелеватых частиц. Происходит самое настоящее спекание частиц грунта между собой, за счёт чего и увеличивается его несущая способность.

Термическая обработка способна повысить прочность грунта на одноосное сжатие до 100 кг/см2. В полевых условиях данный метод производится при помощи скважин диаметром 120-200 мм. Чем больше диаметр, тем лучше проникают продукты горения в подвергаемый закреплению массив. Максимальная глубина, на которую может быть закреплён грунт таким способом, составляет 20 м.

Для того чтобы обеспечить возможность нагнетания воздуха в пробуренные скважины, они герметично закрываются затворами. Таким образом, внутри грунта образуется камера сгорания.

2. Цементация грунтов

Данный метод применяется для закрепления обломочных скальных отложений крупно- и среднезернистых песков, галечниковых отложений, а также для заполнения образованных в грунтах карстовых пустот.

Цементация грунтов производится следующим образом: через перфорированные трубы (инъекторы) нагнетается цементный раствор. Производится данная процедура только в том случае, если в основании грунта коэффициент фильтрации превышает 80 м/сутки. Определить данный показатель поможет оборудование для зондирования грунтов.

Выходя из трубы-инъектора, раствор быстро затвердевает и цементирует грунт. Для лучшего соединения частиц грунта с раствором, непосредственно перед началом цементации скважину промывают, нагнетая в неё чистую воду.

Что касается цементного раствора, то он формируется в водоцементном отношении от 0,5 до 10. В отдельных случаях в него добавляют песок.

Цементация грунтов на большую глубину осуществляется через скважину диаметром 65 мм. Долговечность цементации напрямую зависит от наличия грунтовых вод и скорости их потока.

Широкое применение цементация грунтов получила при заполнении подземных выработок и карстовых пустот. В отдельных случаях к ней прибегают для организации отдельных фундаментов из трещиноватой скалы или закреплённого песка.

3. Силикатизация грунтов

Данный метод применяется для закрепления как водонасыщенных, так и сухих песков, микропористых просадочных, а также некоторых видов насыпных грунтов. Сущность метода достаточно проста: в лёссы и пески нагнетается жидкое стекло (силикат натрия), который и цементирует поры грунта, повышая тем самым прочность связей между частицами.

Независимо от степени водонасыщения песчаные грунты укрепляют двухрастворным способом. Сперва в ход идёт силикат натрия, а вслед за ним хлористый кальций, значительно ускоряющий процесс образование гелия кремниевой кислоты в воде.

Закрепление грунтов посредством силикатизации может быть применено, если коэффициент фильтрации основания лежит в районе от 3 до 80 м/сутки. Грунты, пропитанные смолами или нефтепродуктами, силикатизации не подлежат.

4. Глинизация и битумизация

Данные методы способны существенно уменьшить водонепроницаемость скальных трещиноватых пород. Смесь подаётся через трубу-инъектор диаметром 20-35 мм. Как и при силикатизации, происходит нагнетание водной суспензии, содержание монтмориллонита в которой составляет порядка 60%. Для лучшего заполнения раствором пор грунта, непосредственно перед началом глинизации в инъектор нагнетается около 20 дм3 воды под давлением в несколько атмосфер.

Битумизация целесообразна в тех случаях, когда цементация невозможна по причине высокой скорости течения грунтовых вод (90 м/сутки и более).

Как видим, современные технические возможности позволяют осуществлять закрепление грунтов самыми различными способами. Правильно выбрав технологию и неукоснительно соблюдая правила её выполнения, можно произвести закрепление грунтового основания любого типа.

Метод силикатизация грунтов, применяемый компанией URETEK в России. Обработка мягкого грунта специальным химическим составом

Как надежный способ укрепления непрочных грунтов в строительстве успешно применяется метод силикатизации. Данный способ можно использовать как под уже возведенными фундаментами, так и под еще строящимися зданиями. Наиболее часто сфера применения этого способа распространяется на почву с высоким содержанием песка, где коэффициент фильтрации исчисляется 0,5 – 80 м/сут. Также силикатизация может применяться и на лессовых просадочных почвах, характеризующихся коэффициентом фильтрации в 0,2 – 2,0 м/сут.

Сама суть указанного метода заключается в достижении окаменения грунта при помощи специального химического вещества. После заливания гелеобразного раствора в обозначенном месте происходит его постепенное затвердевание, в результате чего получается плотная структура грунта. Укрепленная таким образом почва не поддается воздействию воды и способна выдержать большие нагрузки.

В чем заключается процесс силикатизации?

Для связки мелких компонентов грунта используют специальное вещество, обладающее способностью склеивать их. После приготовления вещества в нужном объеме его закачивают в грунт через подготовленные заранее отверстия либо через пробуренную скважину.

В зависимости от вида грунта и способа внедрения состава отличают два способа силикатизации.

Однорастворный

Этот способ используется в почве с содержанием мелко и среднезернистого песка, коэффициент фильтрации которого колеблется от 0,5 до 20 м/сут. При этом способе раствор вводится в виде единого вещества, в результате чего прочность грунта во много раз улучшается.

Двухрастворный

Данный способ заключается в последовательном введении в грунт сначала жидкого стекла, а затем хлористого кальция. В результате химической реакции, происходящей непосредственно в почве, образуется гель кремниевой кислоты. Вначале затвердевание происходит в течение первых 24 часов очень интенсивно, затем несколько снижается. Полностью почва затвердевает по истечении 3 месяцев, повторяя процесс естественного образования песчаников. Показатель прочности грунта на сжатие при этом достигает до 4-5 МПа.

Главные особенности метода

Как и любой другой вид строительной деятельности, способ силикатизации имеет определенные плюсы и минусы. К неоспоримым достоинствам этого метода относят:

— возможность использования несложного оборудования, которое предполагает отсутствие специальной техники;
— существенное улучшение качества грунта;
— достаточно большой радиус закрепления грунтов относительно скважины – до одного метра.

Если говорить о недостатках этого способа, то их значительно меньше, однако они имеют все-таки некоторое значение, а именно:

— дороговизна химических компонентов;
— достаточно длительный процесс затвердевания.

В каких случаях рекомендована силикатизация?

Как уже было сказано, укрепленные при помощи такого метода грунты обладают водонепроницаемыми свойствами, поэтому не поддаются вымыванию. В связи с этим наиболее оптимальной силикатизация является при возведении гидротехнических сооружений. Кроме этого, данный способ хорош и при укреплении выработанных грунтов, а также для уплотнения лессовых почв. Здания, построенные на грунтах с таким укреплением, не будут подвержены просадкам и кренам.

Для того чтобы все-таки несколько уменьшить затратную часть данной технологии, современные разработчики предложили несколько видоизмененный способ укрепления грунтов. Метод Uretek deep injection предусматривает введение другого состава геополимерного типа. Закачивая его в пустоты и поры грунта, можно добиться отличного эффекта, в результате основание не будет проседать. Таким методом на данный момент уже пользуются строители в более чем 80 странах мира.

Методы закрепления грунтов — новости строительства и развития подземных сооружений

Закрепление грунтов — это искусственное изменение строительных свойств грунтов различными физико-химическими способами. Такое преобразование обеспечивает увеличение их прочности, устойчивости, уменьшение сжимаемости и водонепроницаемости. Существует два основных способа закрепления грунтов: поверхностное и глубинное.

Поверхностное закрепление выполняют на глубину до 1 м. При этом способе грунт предварительно разрыхляется, перемешивается с закрепляющими материалами (вяжущие, цемент, известь и др.) и затем уплотняется. Глубинное закрепление предусматривает обработку грунтов без нарушения их естественного сложения путем инъекции закрепляющих материалов,  термообработки   и   замораживания, с использованием предварительно пробуренных скважин, шпуров или забиваемых инъекторов. Инъекцию производят с использованием вяжущих, силикатных материалов и смол.

Методы глубинного укрепления грунтов

Для повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов:

•    Химический (цементация, битумизация и смолизация)
•    Термический
•    Искусственное замораживание
•    Электрический
•    Электрохимический
•    Механический

Химическое закрепление грунтов

Химическое закрепление грунтов инъекцией в строительстве в настоящее время осуществляется способами силикатизации, смолизации и цементации.  Наиболее распространенная и популярная из технологий по закреплению грунтов – это цементация. Цементация — это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Цементация применяется для закрепления крупно- и среднезернистых песков, трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов.

Радиус закрепления грунтов составляет в скальных грунтах — 1,2-1,5 м, в крупных песках — 0,5-0,75 м, в песках средней крупности — 0,3-0,5 м. Цементацию производят нисходящими зонами; нагнетание прекращают при достижении заданного поглощения или когда снижение расхода раствора достигнет 0,5 л/мин в течение 20 мин при заданном давлении.

При горячей битумизации в трещины породы  или в гравийно-гравелистый грунт нагнетают через скважины горячий битум, который, застывая, придает грунтам водонепроницаемость. При холодной битумизации, в отличие от горячей, нагнетают 35—45-процентную тонкодисперсную битумную эмульсию. Способ используется для очень тонких трещин в скальных грунтах, а также  для уплотнения песчаных грунтов.

Смолизацию применяют для закрепления мелких песков и выполняют путем нагнетания через инъекторы в грунт смеси растворов карбамидной смолы и соляной кислоты.

Силикацией закрепляют песчаные и лессовые грунты, нагнетая в них химические растворы. Через систему перфорированных трубок-инъекторов в грунт последовательно нагнетаются растворы силиката натрия и хлористого кальция. Получающийся в результате реакции гель кремниевой кислоты придает грунту значительную прочность и водонепроницаемость.

Термическое закрепление грунтов

Термическое закрепление является результатом сжигания топлива (газообразного, жидкого, сжиженных газов) непосредственно в скважинах, пробуренных на всю глубину закрепляемого грунта. Закрепление грунта в скважине происходит под действием пламени, а в теле массива — от раскаленных газов, проникающих сквозь поры грунта. В результате вокруг скважины образуется столб обожженного грунта, диаметр которого зависит от продолжительности обжига и количества топлива. Этим способом можно закрепить грунты и устранить их просадочность на глубину до 15 м, доведя прочность в среднем до 1 МПа.

Искусственное замораживание грунтов является универсальным и надежным методом временного закрепления слабых водонасыщенных грунтов. Сущность данного метода заключается в том, что через систему замораживающих скважин, расположенных по периметру и в теле будущей выработки, пропускается хладоноситель с низкой температурой, который, отнимая от окружающего грунта тепло, превращает его в ледогрунтовый массив, обладающий полной водонепроницаемостью и высокой прочностью.

В зависимости от вида хладоносителя различаются два способа замораживания: рассольный и сжиженным газом. В первом случае рассол-хладоноситель представляет собой высококонцентрированный раствор хлористого кальция или натрия, предварительно охлажденный в испарителе холодильной машины до температуры минус 25° С. В качестве хладагента в холодильных машинах используются аммиак, фреон или жидкий азот. Во втором случае в качестве хладоносителя сжиженных газов используется главным образом жидкий азот, имеющий температуру испарения минус 196° С.

Электрический способ закрепления грунтов

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5-1 В/см и плотностью 1-5 А/кв.м. При этом глина осушается, уплотняется и теряет способностью к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током через трубу, являющуюся катодом, в грунт вводят растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления грунта возрастает.

Механический способ укрепления грунтов

Механический способ укрепления грунтов имеет следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых свай, вытрамбовывание котлованов и др.

Устройство грунтовых подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, а на его место насыпают прочный грунт и послойно утрамбовывают. При устройстве грунтовых свай в слабый грунт забивают сваю-лидер. В полученную после извлечения этой сваи скважину засыпают грунт и послойно уплотняют. Вытрамбовывание котлованов осуществляется с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле башенного крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания. Также уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Расскажите о нашей статье своим друзьям,
поделившись ссылкой в социальной сети

Силикатизация

 

Силикатизация

 

Осуществляется нагнетанием в грунт через систему инъекторов (рис. 2) р-ра крепителя. При двухрастворном методе С. г. в грунт последовательно нагнетают силикат натрия и хлористый кальций, при однорастворном — р-р силиката натрия с добавлением фосфорной к-ты или др. коагулянта.

Рис. 1. К ст. Силикатизация грунтов. Схема установки для силикатизации грунтов: 1 — цистерна с крепителем; 2 — цистерна с кислотой; 3 — насосы; 4 — смеситель; 5 — пульт управления; 6 — отбойный молоток для погружения ивъекторов 7 в грунт; 8 — контур закрепления

 

Рис. 2. К ст. Силикатизация грунтов. Инъектор: 1 — наконечник; 2 — перфорированное звено; 3 и 5 — соединительные ниппели; 4 — трубы; б заглушка; 7 — наголовник; 8 — штуцер; 9 — шланг

 

Силикатизация грунтов применяется для закрепления мелкозернистых сухих и водонасыщенных песков, а также просадочных лёссов и лёссовидных суглинков. Лёссовидные грунты после силикатизации необходимо защищать от высыхания. Технология производства работ по силикатизации аналогична технологии цементации. Для закрепления песков с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут применяется двухрастворный способ силикатизации, который заключается в последовательном (или одновременном из разных скважин) нагнетании в закрепляемый песчаный грунт водного раствора силиката окиси натрия (жидкого стекла) и хлористого кальция. В результате реакции, происходящей в порах грунта, на поверхности песчинок откладывается камнеподобный цемент (гель кремниевой кислоты), который прочно их скрепляет. Для производства работ по силикатизации, помимо инъекторов и разводящей сети труб, применяется специальное оборудование: чаны (силикатоварки) для разваривания жидкого стекла с помощью пара, баки для приготовления раствора хлористого кальция, насосы для нагнетания растворов в сеть, контрольно-измерительная аппаратур? Двухрастворная силикатизация обеспечивает высокую прочность закрепленного грунта и практически полную его водонепроницаемость. Для крепления лёссовидных грунтов с коэффициентами фильтрации от 0,2 до 2,0 л/сутки применяют однорастворную силикатизацию. В этом случае нагнетается только жидкое стекло, так как раствор хлористого кальция имеется в самом грунте. Однорастворная силикатизация применяется также в песчаных грунтах с коэффициентами фильтрации от 0,5 до 2 м/сутки. В качестве закрепляющего раствора используется смесь окиси силиката натрия с серной или фосфорной кислотой. Прочность грунта, получаемая в результате однорастворной силикатизации, составляет 0,3— 0,5 МПа. Электросиликатизация применяется для закрепления глинистых грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сутки. Сущность способа заключается в том, что раствор проникает в грунт одновременно под действием напора и постоянного электрического тока. Грунт укрепляется в результате электрохимической реакции. Если на 100 г сухого грунта приходится более 0,013 г растворимых солей, применяется однорастворный способ электросиликатизации, при меньшем количестве солей — двухрастворный. При двухрастворном способе в закрепляемый массив одновременно забивают пять инъекторов, к которым (за исключением среднего) подводится постоянный электрический ток. Крайние инъекторы являются катодами, внутренние — анодами; средний остается нейтральным. Раствор подается в инъекторы, служащие анодами, и в нейтральный. Такая схема ускоряет проникание раствора в грунт и увеличивает радиус закрепляемого грунта. Для получения постоянного тока используется сварочный агрегат типа САК 30—60 В. Пластификация применяется для упрочнения мелкопесчаных и пылеватых грунтов и заключается в нагнетании в последние синтетических смол. В настоящее время пластификация выполняется с использованием водного раствора карбомидной смолы. Коагуляция и затвердение смолы происходят в течение нескольких часов под влиянием 5—10%-ной соляной кислоты, которая добавляется к раствору смолы перед нагнетанием. Технология производства работ такая же, как при силикатизации. Прочность закрепленного грунта от 80 до 400 Н/м2.

Метод силикатизации грунтов — ПроектДон

Способ силикатизации грунтов применяется для закрепления сухих и водонасыщенных песков, просадочных макропористых грунтов и некоторых видов насыпных грунтов.

Закрепление грунтов силикатизацией вначале широко применялось для усиления оснований деформированных зданий и сооружений. В последние годы, несмотря на высокую стоимость, этот метод также находит применение при закреплении грунтов оснований различных зданий и сооружений. Технология закрепления грунтов этими методами проста и доступна, не требует использования сложного оборудования, достаточно апробирована в вышеуказанных грунтовых условиях.

Силикатизация грунтов технология

Силикатизация – это метод, при котором под подошву фундаментов погружают инъекторы из стальных перфорированных труб диаметром 19–38 мм, через которые производится нагнетание раствора жидкого стекла под давлением 0,3–0,6 МПа.
Сущность метода заключается в том, что в массив закрепляемого грунта через специальные перфорированные трубы (инъекторы) нагнетается раствор силиката натрия (жидкого стекла) и некоторых других химических реагентов, в результате чего образовывается гель кремниевой кислоты, который цементирует частицы грунтов и значительно повышает их прочность.

Способы силикатизации

Метод силикатизации реализуется тремя способами: двухрастворным, однорастворным и газовым. Применение того или иного способа закрепления определяется коэффициентом фильтрации и необходимой прочностью закрепляемого грунта. Около одного инъектора закрепляется столб грунта радиусом 0,3–1 м. Грунт в пределах необходимого объема закрепляют, размещая инъекторы в шахматном порядке (двухрастворный метод).
В практике применяются однорастворный и двухрастворный способы силикатизации. Двухрастворный способ используется для закрепления грунтов с коэффициентом фильтрации kf = 2…80 м/сут, а однорастворный для грунтов с коэффициентом фильтрации kf < 2 м/сут. При двухрастворном способе в грунт последовательно нагнетают растворы силиката натрия и хлористого кальция. Радиус закрепления обычно варьируется от 0,3 до 1,0 м, прочность закрепленного грунта может достигать 0,5…3,5 МПа. При однорастворной силикатизации используется раствор, состоящий из силиката натрия и одной из кислот (фосфорной, серной, кремнефтористой).
Основные положения и требования по технологии закрепления, применяемого оборудования и проектирования закрепленных силикатизацией и синтетическими смолами массивов грунтов достаточно широко освещены в научно-технической и нормативной литературе.

Компания «ПроектДон» имеет большой опыт работы в сложных инженерно-геологических условиях. Квалифицированные специалисты готовы в сжатые сроки решить проблемы, связанные с деформациями зданий. «ПроектДон» — надежная точка опоры в вопросе закрепления грунтов Ростова и других регионов юга России. Необходимые консультации можно получить, позвонив по телефону 8(961) 295 28 55 или отправив запрос на электронную почту [email protected]

Закрепление грунтов методами цементации и силикатизации

Воздействие на грунт, с помощью которого повышается его прочность, называется искусственное закрепление грунта. Прочность грунта заключается в его способности быть неразмываемым, иногда водонепроницаемым, используется с целью создания водонепроницаемых ограждений при отрывке котлованов и траншей, для борьбы с оплыванием откосов и укрепления оснований фундаментов. Поверхностное закрепление грунтов используется в строительстве при работах на глубине менее метра, а глубинное закрепление грунтов — на глубине в несколько метров, закрепление грунта.Способы выполнения искусственного закрепления грунтов: замораживание, цементация, силикатизация, битумизация, термические и электрохимические и др.

Метод цементации имеет место применения для закрепления крупнозернистых, среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов. Радиус закрепления грунтов составляет в скальных грунтах — 1,2-1,5 м, в крупных песках — 0,5-0,75 м, в песках средней крупности — 0,3-0,5 м. Достигают цементации нисходящими зонами, заканчивают нагнетание когда достигается заданное поглощение или при снижении расхода раствора 0,5 л/мин в течение 20 мин при нужном давлении. Способ силикатизации используют в основном с целью повышения прочности, устойчивости и водонепроницаемости песчаных и водонасыщенных грунтов с коэффициентом фильтрации 2 — 80 м/сут.

Силикатизация широко применяется при закреплении грунтов в основаниях существующих зданий для ликвидации их просадок. Силикатизация бывает одно- и двухрастворной. Двухрастворная силикатизация представляет собой последовательность нагнетаний в грунт сначала водного раствора силиката натрия, жидкого стекла, затем хлористого кальция, в результате химической реакции которые образуют гель кремниевой кислоты, гидрат окиси кальция, известь и хлористый натрий. Прочность грунта при этом достигает 1,5-3 МПа.Способ одноразовой силикатизации применим для слабо дренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут. При этом в грунт закачивается смесь жидкого стекла с отвердителем. Прочность закрепленного грунта в пределах 0,3-0,6 МПа — это наибольшая прочность при одноосном сжатии кубика из закрепленного грунта размером 5x5x5 см. Для этого лессовые грунты укрепляют, запуская в них под определенным давлением раствор жидкого стекла, который вступает в реакцию с имеющимися в этих грунтах солями кальция и образует гель кремниевой кислоты, гидрат окиси кальция и сернокислый натрий.При силикатизации раствор заполняют специальными трубами-инъекторами, которые погружаются раздельно или пакетами по пять штук. Расстояние между инъекторами уточняется экспериментально, так как зависит от типа грунта.

Закрепление грунтов силикатизацией в Москве, цены на укрепление

Компания «ИнъектирЪ» осуществляет закрепление грунтов силикатизацией и гидроизоляцию фундамента, включая сложные случаи! Работаем в Москве и Московской области, выезжаем в другие регионы РФ.

Стоимость услуг




Услуга

Цена
Силикатизация грунтов от 2 000 руб/п.м. инъектора

Зачем нужна силикатизация

Изначально слабый или давший просадку грунт под фундаментом ослабляет несущую способность здания. Возникают трещины, конструкции деформируются. В особо тяжелых случаях появляется опасность разрушения сооружения.

Повышающийся уровень грунтовых вод или прорыв подземных коммуникаций приводит к капиллярному просачиванию влаги по строительным конструкциям и появлению сырости в помещениях.

Силикатизация грунта – один из способов справиться с обозначенными проблемами.

Как мы работаем

Технология силикатизации

Метод заключается в закачке жидкого стекла под фундамент. Первоначально под фундаментом бурят шурфы. Если фундамент плитный, бурение идет с внутренней стороны здания вертикально насквозь. Если ленточный или столбчатый – с поверхности земли наискосок.

В шурфы устанавливают инъекционные приспособления, через которые насосом для нагнетания раствора закачивают жидкое стекло. В рыхлых грунтах возможен монтаж приспособлений без бурения шурфов, простой забивкой.

Жидкое стекло подается под давлением и заполняет находящиеся вокруг шурфа пустоты. Осуществляется постоянный контроль за тем, чтобы ремонтный состав не ушел в глубину.

Есть несколько вариантов технологии, конкретный выбор зависит от типа грунта.

Способы силикатизации грунта:

  • Однорастворный, чистое жидкое стекло. Применяется для закрепления лессовых грунтов с коэффициентом фильтрации 0.1–2 м/сутки.
  • Однорастворный, жидкое стекло с примесью фосфорной кислоты. Предназначен для закрепления плывунов с коэффициентом фильтрации 0.5–5 м/сутки.
  • Двухрастворный, жидкое стекло и раствор хлористого кальция. Оба раствора подают поочередно. Метод используют для закрепления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 2–80 м/сутки. Помимо этого двухрастворный способ применяют для увеличения прочности бетонной и каменной кладки.

Процедура силикатизации ведется без использования крупногабаритного оборудования, частичная разборка здания не нужна. Эксплуатация объекта продолжается в прежнем режиме, отселение жильцов не проводится, плотная застройка не является препятствием.

Силикатизация грунта укрепляет основание и устанавливает противофильтрационную завесу для поднимающейся вверх влаги.

Наши преимущества

Богатый опыт

Имеем опыт работы инъекционных работ с 2010 года

Знаем свое дело

Добросовестно выполняем свои работы с пониманием инъекционных процессов, применяемых материалов

Все по нормативам

Имеется техническая и нормативная документация, выбираем наиболее оптимальный способ выполнения работ

Любая сложность

Наши специалисты способны решить даже самые технически сложные задачи

Полная отчетность

Мы предоставляем весь комплекс исполнительной документации

Гарантия 15 лет

Применение композиций на основе ММА позволяет давать гарантию качества на срок не менее 15 лет

Наши услуги

Компания «ИнъектирЪ» проведет полный комплекс работ по закреплению грунтов силикатизацией и гидроизоляции фундамента. Предоставим гарантию, что на следующие 5 лет вы забудете обо всех проблемах.

Перед началом ремонта объект осматривает специалист нашей фирмы и составляет техническое заключение. Выезд сотрудника за пределы Московской области платный, оплачивается согласно прейскуранту. В случае заключения договора уплаченная за выезд сумма возвращается заказчику.

Приблизительная цена работ указана в прайс-листе. Полная стоимость определяется после выезда специалиста и учитывает расположение объекта, возможность проживания, порядок оплаты, другие параметры.

Проверка уплотнения почвы и одометра

Что такое уплотнение почвы?

Уплотнение почвы относится к процессу, при котором объем насыщенной (частично или полностью) почвы уменьшается из-за приложенного напряжения. Термин был введен Карлом фон Терзаги, также известным как «отец механики грунтов и геотехнической инженерии». Терзаги установил теорию одномерной консолидации и изменил определение этого термина, поскольку ранее он ассоциировался (и все еще ассоциируется в геолого-геофизических исследованиях) с уплотнением глинистых отложений, которые образовывали сланцы.

Когда нагрузка прикладывается к грунту с низкой проницаемостью, она первоначально переносится водой, которая существует в пористой части насыщенного грунта, что приводит к быстрому увеличению порового давления воды. Это избыточное давление поровой воды рассеивается, когда вода стекает из пустот почвы, и давление передается на скелет почвы, который постепенно сжимается, что приводит к оседанию. Процедура консолидации длится до тех пор, пока не исчезнет избыточное давление поровой воды.

Увеличение приложенного напряжения, которое вызывает уплотнение, может быть вызвано либо естественными нагрузками (например,грамм. процессы седиментации), или антропогенные нагрузки (например, строительство здания или насыпи над массивом почвы), или даже снижение уровня грунтовых вод.

Продолжительность консолидации

Продолжительность процесса консолидации является критическим вопросом и в значительной степени зависит от проницаемости почвы, подверженной нагрузке, и от дренажных путей. В целом, уплотнение песчаных грунтов — это быстрый процесс (происходящий, возможно, сразу во время строительства), тогда как в глинистых грунтах этот процесс может длиться многие годы или даже десятилетия.

Процедура консолидации обычно разделяется на 3 этапа:

  1. Начальное уплотнение: быстрая потеря объема массы почвы, связанная с приложением внешнего напряжения, которое сжимает воздух внутри пустот почвы.
  2. Первичное уплотнение: оседание почвы, во время которого избыточное давление поровой воды передается на каркас почвы
  3. Вторичное уплотнение: последующая процедура оседания, которая происходит после первичного уплотнения и связана с внутренними изменениями в структуре почвы при почти постоянной нагрузке .Этот процесс обычно называют ползучестью.

Тест одометра

Простейшим рассмотренным случаем консолидации является одномерная консолидация. При этом не учитывается поперечная деформация грунтового массива. Процедура тестирования для количественной оценки критических свойств почвы, связанных с уплотнением почвы, — это тест Oedometer. Термин «одометр» происходит от древнегреческого языка и означает «набухать». Тест является одним из наиболее часто проводимых и важных лабораторных тестов в геотехнической инженерии.Одометрический тест направлен на измерение вертикального смещения цилиндрического насыщенного образца грунта, подвергнутого вертикальной нагрузке, когда он радиально ограничен. В последующем тесте описывается тест консолидации добавочной нагрузки. Обратите внимание, что существует также испытание с постоянной скоростью деформации (CRS), которое в настоящее время становится все более популярным.

Компоненты испытательной установки

Типичная испытательная установка одометра, показанная на рис. 1 , состоит из: i ) — ячейка консолидации , ii) — нагружающая рама , и iii) — механизм измерения деформации .

Ячейка консолидации состоит из следующих компонентов:

  • Ограничивающее кольцо, расположенное по окружности вокруг образца для ограничения бокового смещения
  • Нагрузочная крышка для передачи нагрузки на образец грунта
  • Резервуар, заполненный водой до обеспечить, чтобы почва оставалась по существу насыщенной.
  • Пористые камни, которые на несколько порядков более проницаемы, чем типичные образцы мелкозернистого грунта.Эти камни позволяют отводить воду сверху и снизу образца.
  • Фильтровальная бумага, помещаемая между камнем и образцом почвы, чтобы предотвратить закупорку почвой пор камня.

Типичный диаметр ( D ) до высоты ( H ) соотношения образцов грунта составляют D / H = 3 — 4 . Площадь поперечного сечения образца грунта может составлять 20, 35 или 50 см 2 ( D = 5-8 см ), а его высота составляет H = 2-2,5 см .

Нагрузочная рама Конфигурация состоит из грузовой балки и собственных грузов. Конфигурация позволяет поддерживать постоянную нагрузку неограниченное время. Приложение нагрузки вызывает деформацию погрузочной рамы, пористых камней и образца грунта. Поскольку испытание предназначено для измерения только деформации почвы, необходимо измерить другие движения (прогиб машины), а затем вычесть их из общей деформации. Это достигается путем измерения прогиба установки с использованием алюминиевого образца, который характеризуется линейно-упругим и, следовательно, известным откликом.

Измерение вертикальной деформации образца грунта выполняется с помощью индикатора часового типа (чаще всего) или электронного прибора.

Рис. 1: Типичная испытательная установка одометра (фото из Афинского национального технического университета)

Процедура испытания

Типичная процедура испытания состоит из следующих шагов:

  1. Размещение индикатора часового типа (или электронный прибор)
  2. Измерьте вес, высоту и диаметр ограничивающего кольца
  3. Измерьте высоту (H) и диаметр (D) алюминиевого образца
  4. Поднесите образец к ограничивающему кольцу
  5. Измерьте содержание воды с обрезков
  6. Взвесьте образец почвы и ограничивающее кольцо.
  7. Замочите пористые камни и фильтровальную бумагу.
  8. Поместите ячейку уплотнения в загрузочную раму и отрегулируйте высоту.Загрузочная балка должна быть почти горизонтальной.
  9. Снимите начальные показания ( R i — показания будут вычтены из всех измерений)
  10. Установите нагрузку на сиденье
  11. Добавьте воды в резервуар

Нагрузка поддерживается в течение 24 часов (в для некоторых глин необходимое время составляет 48 часов), в течение которого почва уплотняется дренажем из пористых камней. После этого прилагаемая нагрузка постепенно увеличивается, удваивая прилагаемое напряжение на каждом этапе. Количество ступеней нагрузки и максимальное прикладываемое напряжение зависит от интересующего диапазона напряжений. Во время процесса загрузки в ячейку подается вода, так что образец остается полностью насыщенным. На каждом этапе нагружения систематически снимаются показания деформации для построения кривой времени оседания. То есть после приложения каждой нагрузки деформация измеряется через 6, 15, 30 секунд, затем через 1, 2, 4, 8, 16, 30 минут и через 1, 2, 4, 8 и 24 часа соответственно. .Когда достигается максимальная нагрузка и, возможно, с промежуточным приращением нагрузки, вводится этап разгрузки, который может проводиться в один или несколько этапов; обычно нагрузка уменьшается в 4 раза на каждом шаге. Когда испытание завершено, измеряется окончательная высота образца и содержание в нем воды.

Результаты и параметры, полученные в ходе одометрического теста

Следующие свойства почвы получены на основе одометрического теста:

  • Давление предварительного уплотнения : Максимальное эффективное напряжение, которое образец грунта выдержал в своей геологической истории.
  • Индекс сжатия C C : C C — это индекс, связанный с сжимаемостью почвы. В частности, он измеряется как наклон кривой между коэффициентом пустотности и эффективным напряжением. Коэффициент пустотности отображается в нормальном масштабе, а эффективное напряжение — в логарифмическом масштабе. Типичная кривая сжатия с точки зрения коэффициента пустотности — эффективного напряжения представлена ​​на рис. , рис. 2 . Наклон «девственной» части кривой обозначает индекс сжатия C C .

    Рис. 2: Типичная диаграмма соотношения пустот — корреляция эффективного напряжения, полученная с помощью одометра. Также представлены индексы сжатия C C и рекомпрессии C r .

    Следовательно, C C :

    C C = Δe / Δlog (σ ‘)

    C C обычно находится в диапазоне от 0,1 до 10 и не имеет единиц измерения. Для нормально консолидированных глин индекс обычно находится в диапазоне от 0,20 до 0,50, а для илов — от 0,16 до 0.24. Для песков индекс находится в диапазоне от 0,01 до 0,06, хотя для песка это не особенно значимый параметр.

    Вот некоторые эмпирические выражения, которые связывают индекс сжатия C C с пределом жидкости (LL) и индексом пластичности (PI) почвы:

    • C c = 0,007 (LL-10 ), (Skempton, 1944)
    • C c = 0,009 (LL-10), (Terzaghi and Peck, 1967)
    • C c = 0,50 × PI × G s , (Wroth and Wood, 1978 )
  • Индекс рекомпрессии C r : C r используется для определения сжимаемости переуплотненного грунта и рассчитывается с использованием наклона кривой отскока-рекомпрессии (Рисунок 2).Для неорганических почв C r составляет 0,1-0,2 от значения C C .
  • Коэффициент консолидации C V : C V — это параметр, который описывает скорость, с которой процесс консолидации развивается во время теста. Типовые значения коэффициента уплотнения приведены в Табл. 1 .

    Таблица 1: Типичные значения коэффициента C v

    ПОЧВА

    C v (см 2 / сек) x 10 -4

    Мягкая голубая глина (CL-CH)

    (Wallace & Otto, 1964)

    1.6-26

    Chicago Silty Clay (CL)

    (Terzaghi & Peck, 1967)

    8-11

    Mexico City Clay (MH)

    (Леонардс и Леонардс 1961)

    0,9-1,5

    Органические илы и глины (OH)

    (Сивакуган, 1990)

    1-10

Определение Co

C

V

Коэффициент консолидации C V можно легко оценить по кривой зависимости от времени с помощью графических методов. Наиболее часто используются две методологии:

  1. Метод подгонки логарифма Касагранде (Casagrande and Fadum, 1940):

    Коэффициент консолидации, C V , определяется путем оценки времени на уровне 50. % консолидации ( t 50 ), как показано в короткой анимации / презентации ниже. Тогда C V можно оценить как:

    C V = 0,917 * (H 2 dr / t 50 )

    , где H dr — дренаж. дорожка.Учитывая начальную высоту образца ( H i ) и сжатие образца почвы при 50% консолидации ( ΔΗ ), рассчитывается путь дренажа (для двойного дренажа), H dr как:

    H dr = ( H i ΔΗ ) / 2

  2. Квадратный корень Тейлора метода подгонки времени (Taylor, 1948):

    В этом методе показания шкалы откладываются от квадратного корня из времени.Коэффициент консолидации, C V , определяется путем оценки времени при 90% консолидации ( t 90 ), как показано в короткой анимации / презентации ниже. Тогда C V можно оценить как:

    C = 0,848 * (H 2 dr / t 90 )

    , где H dr — средний путь дренажа ( обычно половина высоты образца).

Источники

Леонардс, Г.А. и Жиро П. (1961). Исследование теста одномерной консолидации, Proc. Пятый Int. Конф. по механике грунтов и найденному. Eng., Paris, Vol. 1, 116-130.

Сивакуган, Н., (1990). Развитие заболоченных территорий в Коломбо, Шри-Ланка, Proc. Десятый Геот Юго-Восточной Азии. Конф., Тайбэй, т. 1, 469-472.

Скемптон, А. У. (1944). Замечания о сжимаемости глин. Q. J. Geol. Soc. Лондон, 100 (1-4), 119-135.

Терзаги К. и Пек Р. Б. (1967). Механика грунтов в инженерной практике, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 729 стр.

Уоллес, Дж. Б. и Отто, В. К. (1964). Дифференциальный расчет на базе ВВС Селфридж, Jnl. Почвенная механика и найдено. Div., ASCE, Vol. 90, № SM5, 197-220.

Рот, К. П. и Вуд, Д. М. (1978). Связь индексных свойств с некоторыми основными инженерными свойствами почв. Канадский геотехнический журнал, 15, 137-145.

Что такое сжимаемость и уплотнение почвы?

Сжимаемость
почва определяется как способность почвы уменьшать свой объем при
механических нагрузок, а уплотнение — сжатие насыщенных
грунт находится под постоянным давлением и возникает в результате вытеснения воды
из почвенных пустот.Сжимаемость и уплотнение почвы имеют решающее значение.
параметры, необходимые при проектировании.

Уплотнение грунта делится на три этапа, включая начальное уплотнение, первичное уплотнение и вторичное уплотнение. Уплотнение почвы зависит от времени, и его анализ обычно основан на теории Терзаги.

Важно
знать скорость консолидации, а также общую консолидацию, которую необходимо
ожидается при проектировании конструкций.Таким образом, дизайнер сможет
установить необходимые меры предосторожности и конструктивные соображения для сохранения урегулирования
до допустимого предела, иначе желание использовать конструкцию может быть нарушено
и расчетный срок службы конструкции может быть сокращен.

Сжимаемость
Почва

Когда массив грунта подвергается сжимающей силе, его объем уменьшается, т.е. дает величину осадки. Свойство почвы, из-за которого происходит уменьшение объема под действием сжимающей силы, известно как сжимаемость почвы.

Сжатие грунта может происходить из-за сжатия твердых частиц и воды в пустотах, сжатия и вытеснения воздуха в пустотах, вытеснения воды в пустотах.

Рис. 1: Сжимаемость грунта

Уплотнение грунта

Сжатие
насыщенный грунт под постоянным статическим давлением называется уплотнением, которое
полностью за счет вытеснения воды из пустот. Консолидация обычно
относится к мелкозернистым почвам, таким как илы и глины.

Грунты крупнозернистые,
такие как песок и гравий, также уплотняются, но гораздо быстрее
из-за их высокой проницаемости. Насыщенные глины затвердевают гораздо медленнее.
скорость из-за их низкой проницаемости.

Процесс уплотнения часто путают с процессом уплотнения. Уплотнение увеличивает плотность ненасыщенного грунта за счет уменьшения объема воздуха в пустотах. Однако консолидация — это связанный со временем процесс увеличения плотности насыщенного грунта за счет слива воды из пустот.

Рис. 2: Уплотнение или уплотнение почвы

Теория консолидации необходима для предсказания обоих
величина и скорость консолидации расчетов до
обеспечить работоспособность конструкций, основанных на сжимаемом слое грунта.

Уплотнение почвы состоит из трех компонентов, которые
включают начальную консолидацию, первичную консолидацию и вторичную консолидацию.
консолидация:

1. Первоначальное объединение

При приложении нагрузки
к частично насыщенной почве уменьшение объема происходит за счет изгнания и
сжатие воздуха в пустотах.Небольшое уменьшение громкости происходит из-за
сжатие твердых частиц.

Уменьшение
объем почвы сразу после приложения нагрузки известен как начальный
уплотнение или начальное сжатие. Для насыщенных почв начальная
уплотнение происходит в основном за счет сжатия твердых частиц.

2. Первичная консолидация

После начального
уплотнение, дальнейшее уменьшение объема происходит за счет вытеснения воды
из пустот. Когда насыщенный грунт подвергается давлению, сначала все
приложенное давление воспринимается водой как избыточное давление поровой воды.А
гидравлический градиент разовьется, и вода начнет вытекать, и
происходит уменьшение громкости.

Это сокращение
объем называется первичным уплотнением почвы. В мелкозернистых почвах
первичное уплотнение происходит в течение длительного времени. Однако в крупнозернистом
почв первичное уплотнение происходит довольно быстро из-за высокой
проницаемость.

3. Вторичная консолидация

Уменьшение объема продолжается с очень медленной скоростью даже после того, как избыточное гидростатическое давление, создаваемое приложенным давлением, полностью рассеивается и первичное уплотнение завершено.

Дополнительное уменьшение объема называется вторичной консолидацией. Вторичное уплотнение становится важным для определенных типов почв, таких как торф и мягкие органические глины.

Подробнее:

Уплотнение против консолидации

Уплотнение почв — Иллинойсский университет Урбана-Шампейн

TY — JOUR

T1 — Уплотнение почв

AU — Mesri, G.

AU — Feng, TW

PY — 2014

1 — 2014

N2 — Первичное сжатие и вторичное сжатие насыщенных грунтов соответствует принципу эффективного напряжения Терзаги.Как первичное сжатие, так и вторичное сжатие, а также связанное с ним оседание и увеличение недренированной прочности на сдвиг являются результатом перегруппировки частиц грунта в более плотную упаковку, чему способствует деформация частиц грунта, сжатие частиц грунта и повреждение частиц грунта. Вторичное сжатие грунтов хорошо объясняется и предсказывается законом сжимаемости Cα / Cc. Дискуссия о независимости соотношения пустот в конце первичной (EOP) и эффективной вертикальной нагрузки от продолжительности первичной консолидации продолжается, несмотря на следующую серию убедительных доказательств: (а) соотношение EOP e и σ’v от лабораторной консолидации. испытания не зависят от продолжительности первичного уплотнения, (b) давление предварительного уплотнения, мобилизованное в поле, равно давлению предварительного уплотнения EOP, определенному в результате лабораторных эдометрических испытаний на образцах ненарушенного грунта толщиной 20 мм, (c) поверхностные и подземные осадки, измеренные в поле во время первичное уплотнение грунта, подверженного нагрузке насыпи, равно осадке, спрогнозированной с использованием зависимости EOP e от σ’v по результатам лабораторных эдометрических испытаний на ненарушенных образцах грунта толщиной 20 мм, и (d) данные о сжимаемости во времени, (∂e / ∂ t) σ’v, объясняют независимость зависимости EOP e от σ’v от продолжительности первичной консолидации. Нет никаких прямых наблюдаемых доказательств, подтверждающих «экстремальную» гипотезу B.

AB — Первичное сжатие и вторичное сжатие насыщенных грунтов согласуются с принципом эффективного напряжения Терзаги. Как первичное сжатие, так и вторичное сжатие, а также связанное с ним оседание и увеличение недренированной прочности на сдвиг являются результатом перегруппировки частиц грунта в более плотную упаковку, чему способствует деформация частиц грунта, сжатие частиц грунта и повреждение частиц грунта.Вторичное сжатие грунтов хорошо объясняется и предсказывается законом сжимаемости Cα / Cc. Дискуссия о независимости соотношения пустот в конце первичной (EOP) и эффективной вертикальной нагрузки от продолжительности первичной консолидации продолжается, несмотря на следующую серию убедительных доказательств: (а) соотношение EOP e и σ’v от лабораторной консолидации. испытания не зависят от продолжительности первичного уплотнения, (b) давление предварительного уплотнения, мобилизованное в поле, равно давлению предварительного уплотнения EOP, определенному в результате лабораторных эдометрических испытаний на образцах ненарушенного грунта толщиной 20 мм, (c) поверхностные и подземные осадки, измеренные в поле во время первичное уплотнение грунта, подверженного нагрузке насыпи, равно осадке, спрогнозированной с использованием зависимости EOP e от σ’v по результатам лабораторных эдометрических испытаний на ненарушенных образцах грунта толщиной 20 мм, и (d) данные о сжимаемости во времени, (∂e / ∂ t) σ’v, объясняют независимость зависимости EOP e от σ’v от продолжительности первичной консолидации.Нет прямых наблюдаемых доказательств, подтверждающих «крайнюю» гипотезу B.

UR — http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84

2537&partnerID=8YFLogxK

UR — http: //www.scopus .com / inward / citedby.url? scp = 84

2537 & partnerID = 8YFLogxK

U2 — 10.1061 / 9780784413265.026

DO — 10.1061 / 9780784413265.026

M3 — Статья

902 9504 M3 — статья

904 — SCOPUS

JO — Специальная геотехническая публикация

JF — Специальная геотехническая публикация

SN — 0895-0563

IS — 233

ER —

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *