Способы укрепления грунтов

Закрепление грунтов применяется для усиления их прочностных характеристик, уменьшения водопроницаемости и сжимаемости. Грунты закрепляют поверхностными и глубинными методами. При поверхностном закреплении грунт на глубину до 1 метра рыхлят и смешивают с вяжущими материалами (цементом, известью), а затем уплотняют. При глубинной обработке естественное положение слоев грунта не нарушается, вяжущие составы вводятся инъекционно путем бурения скважин, шпуров, также используют термообработку и заморозку.

Глубинные способы закрепления грунтов

К глубинным методам закрепления грунта относятся:

Электрический способ закрепления используют для глинистых и влажных грунтов. Через грунт пропускают постоянный ток для создания эффекта электроосмоса, глина осушается, становится плотной.

Электрохимический способ усиливает действие предыдущего метода. В этом случае помимо воздействия током в почву вводятся химические добавки, ускоряющие процесс закрепления.

Термическое закрепление предусматривает бурение скважин и сжигание в них жидких, сжиженных и газообразных газов. В скважине земля закрепляется под влиянием огня, в окружающих слоях — под воздействием паров раскаленных газов. Таким способом можно закрепить грунт на глубину до 15 метров, устранив его проседание.

Метод искусственной заморозки применяется для укрепления слабых, насыщенных влагой грунтов. В почве бурятся скважины по периметру и внутри выбранного участка, через них вводится хладоноситель. Он забирает из грунта тепло и замораживает его, превращая в плотный, прочный, водонепроницаемый массив. Замораживать грунт предлагается рассольным способом или при помощи сжиженного газа. Сжиженный газ — жидкий азот с температурой испарения -196 °С. Рассольный способ подразумевает использование в роли хладоносителя концентрированного раствора хлористого кальция или натрия. Раствор предварительно охлаждают в холодильниках до -25°С. Хладагентами в холодильных установках могут быть фреон, аммиак или жидкий азот.

Механическое закрепление грунтов осуществляется тремя методами: вытрамбовыванием котлованов, установкой грунтовых свай или подушек. Для вытрамбовывания котлованов используют виброкатки, виброплиты, кулачковые и гладкие катки, трамбующие машины, а также трамбовки, закрепленных на стреле башенного крана. Этот способ не требует предварительной подготовки грунта. При использовании грунтовых подушек слабый грунт удаляют, заменяя его на более прочный, который утрамбовывается слоями. Для создания грунтовой сваи в слабый грунт устанавливают сваю. Затем сваю извлекают и на ее место засыпают прочный грунт, который послойно уплотняется и утрамбовывается.

Химическое закрепление грунта осуществляется при помощи инъекций. Различают три инъекционных способа закрепления: силикатизацию, цементизацию и смолизацию. Силикация используется для укрепления лессовых и песчаных грунтов. При этом в грунт постепенно поступают растворы хлористого кальция и силиката натрия, образующие гель кремниевой кислоты. В результате почва обретает водонепроницаемость, становится прочной. Цементизацией называют процесс нагнетания цементного раствора или молока в грунт по полым сваям. Этим методом закрепляют крупно- и среднезернистые песчаные грунты, скальные породы с трещинами. Также для закрепления скальных пород применяют горячую и холодную битумизацию. Мелкие пески укрепляют при помощи растворов соляной кислоты и карбамидной смолы.