Закрепление грунтов

Основными способами физико-химического закрепления грунтов оснований являются силикатизация, смолизация, цементация, глинизация и битумизация и пр.

Силикатизация

Силикатизация и смолизация применяются для повышения несущей способности оснований сложенных песчаными и лессовыми грунтами.

Суть метода заключается в нагнетании растворов или смесей в грунт через систему скважин или инъекторов.

Существуют основные способы силикатизации грунтовых массивов:

Двухрастворная силикатизация на основе силиката натрия и хлористого кальция;
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и кремнефтористоводородной кислоты;
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия;
Газовая силикатизация на основе силиката натрия и углекислого газа;
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и формамида с добавкой кремнефтористоводородной кислоты;
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и алюмината натрия;
Однорастворная смолизация на основе карбомидных смол и соляной или щавелевой кислоты.

Цементация

Цементация как способ закрепления грунта является наиболее популярным в современной строительной практике, в первую очередь из за широкой распространенности слагающих материалов. Для цементации используют цемент, воду и различные добавки (пески, супеси, глины, искусственные химические вещества и пр.).

Цементация грунта применяется для усиления песчаных, гравелистых и скальных пород, насыпных грунтов и заполнения карстовых пустот.

Для выполнения цементации грунтов используют забивные инъекторы или инъекторы-тампоны которые опускают в пробуренные скважины.

Расход цементирующего раствора, количество и радиус цементации устанавливают посредством проведения опытных работ.

Смолизация

При смолизации используются высокомолекулярные органические смолы (карбамидные, фенолформальдегидные и др.), совместно с отвердителями - кислотами, кислыми солями.

Через некоторое время после нагнетания в грунтовый массив, смола полимеризуется тем самым увеличивая прочность слагающих грунтов. По некоторым данным прочность на одноосное сжатие закрепленного карбамидной смолой песка составляет от 1 до 5 МПа, в зависимости от концентрации смолы в растворе.

Радиус закрепления скважины песчаного грунта составляет порядка 0.3-1.0м.

Глинизация и битумизация

Эти способы применяют для снижения коэффициента фильтрации грунтов - уменьшения водопроницаемости. Для этого через инъекторы нагнетают бентонитовые растовры с содержанием монтмориллонита. Выпадая в осадок глинистые частицы заполняют поры грунта, что приводит к значительному снижению водопроницаемости, вплоть до полной водонепроницаемости.

Электрохимическое закрепление грунтов

Для электрохимического закрепления грунтов в грунт подают водные растворы солей многовалентных металлов. Подача происходит через аноды. Растворы солей, соединяясь с глинистым грунтом, коагулируют глинистые частицы, таким образом, создаются глинистые агрегаты, прочность которых существенно выше по сравнению с грунтами природного сложения.

Термическое закрепление грунтов

При термическом закреплении грунтов через систему скважин, в течении нескольких суток, в грунте пропускают раскаленные газы. Таким образом, от повышенных температур происходит оплавление отдельных минералов в структуре грунта, что приводит к образованию водостойких прочных структурных связей грунта. В результате термической обработки получается упрочненный массив грунта вокруг скважины - термосвая, прочностью до 10 МПа.