Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Инъекционное закрепление грунтов способами





Силикатизации и смолизации

2.1. Общие положения

Силикатизация и смолизация грунтов применяются для повышения несущей способности оснований и устройства фундаментов из укрепленного грунта. Этот метод может применяться в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут и в лессовых просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2,0 м/сут. Силикатизация и смолизация грунтов осуществляются путем нагнетания в грунт через систему инъекторов или скважин водных растворов или смесей, приготовляемых на основе силиката натрия и синтетических смол с отвердителем. Для закрепления песчаных и просадочных лессовых грунтов применяются способы, описанные в табл.6. На рис.10-12 даны схемы инъекционного закрепления грунтов.

При закреплении песчаных грунтов двухрастворной силикатизацией плотность раствора силиката натрия назначают в зависимости от коэффициента фильтрации грунтов согласно табл.7, а плотность раствора хлористого кальция принимают 1,26-1,28. Для безводного хлористого кальция указанным величинам плотности соответствуют 28-30%-ные значения концентрации.

Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способом силикатизации, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов.

Рис.10. Опоры из силикатизированного лессового грунта под строящееся здание

1 – фундамент; 2 – незакрепленный грунт; 3 – закрепленный силикатизацией грунт; 4 – непросадочный грунт

 

 

 
 

 

Рис.11. Технологические схемы химического закрепления грунтов под фундаменты существующих зданий

1 – фундамент; 2 – инъекторы; 3 – закрепленный грунт

 

 

Рис.12. Схема закрепления грунтов под фундаментами существующих зданий по горизонтальной технологии

а – план; б – разрез; 1 – инъекторы; 2 – технологические колодцы; 3 – закрепленный массив

 

Силикат натрия (содовый или содово-сульфатный) доставляются к месту работы в виде силикат-глыбы или раствора плотностью 1,4—1,5 г/см3. Раствор силиката натрия должен отвечать требованиям ГОСТ 13079-81.

Силикатный модуль есть отношение числа грамм-молекул кремнезема SіО2 к числу грамм-молекул окиси натрия Nа2О. Силикатный модуль является основной характеристикой силиката натрия, определяющей его состав. В процессе производства работ модуль употребляемых растворов силиката натрия подлежит контрольным определениям.

 

ТАБЛИЦА 6. СПОСОБЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Способ Реакция среды закрепляющих реагентов Область применения Коэффициент фильтрации грунтов, м/сут Прочность закрепленного грунта при сжатии*, МПа
Двухрастворная силикатизация на основе силиката натрия и хлорис-того кальция Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и кремне-фтористоводородной кислоты Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия   Газовая силикатизация на основе силиката натрия и углекислого газа   Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и форма-мида с добавкой кремнефтористо-водородной кислоты Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и ортофос-форной кислоты Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и алюми-ната натрия Однорастворная силикатизация на основе карбамидных смол марок М, М-2, М-3, МФ-17 и соляной кислоты То же, и щавелевой кислоты Щелочная     »     »     »     »   Кислая     Щелочная     Кислая   »   В песках гравелистых, крупных и средней крупности   В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных В просадочных грунтах, облада-ющих емкостью поглощения не менее 10 мг-экв на 100 г сухого грунта и степенью влажности не более 0,7** То же**   В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных То же   В песках средней крупности, мелких и пылеватых   В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных В песках всех видов от пылева-тых до гравелистых, кроме кар-бонатных   В песках всех видов от пылева-тых до гравелистых 5-80     0,5-20     0,2-2,0     0,2-2,0   0,5-20     0,5-20   0,5-10     0,5-10     0,5-50   0,5-50 2,0-8,0 5,0   1,0-5,0 3,0   0,5-1,5 1,0   0,5-3,5 2,0 1,0-5,0 3,0   1,0-0,3 2,0     0,2-0,5 0,35   0,2-0,3 0,25   2,0-8,0 5,0     2,0-8,0 5,0

* Под чертой даны средние значения прочности закрепления.

** При других характеристиках грунтов возможность применения силикатизации устанавливается опытным путем.

 

ТАБЛИЦА 7. ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ

ДВУХРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ песчаных грунтов (при температуре 18ºС)

Коэффициент фильтрации, м/сут Плотность раствора, г/см3  
  2-10 10-20 20-80   1,35-1,38 1,38-1,41 1,41-1,44

 

Применяемый при однорастворной силикатизации в качестве отвердителя (коагулянта) алюминат натрия должен удовлетворять следующим требованиям: каустический модуль 1,5-1,7 (отношение Nа2О/Аl2О3), крупность дробления 5-6 мм; содержание нерастворимых взвешенных частиц 1—2 %. Рецептуры растворов при однорастворной смолизации песчаных грунтов приведены в табл.8.

 

ТАБЛИЦА 8. РЕЦЕПТУРЫ РАСТВОРОВ ДЛЯ СМОЛИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептуры Марка крепите-ля (кар-бамид-ной смолы) Плотность крепителя при t=18ºС, г/см3 Отвердитель Плотность отверди-теля, г/см3 Объемное отношение отвердителя к крепителю Продолжи-тельность гелеобра-зования, мин Порядок приготовления смеси
      М   М-2 М-2 М-17 М-3 М-3     М-3 1,08   1,09-1,1 1,09-1,1 1,08-1,09 1,12-1,13 1,178-1,18     1,178-1,18 5 %-ная соляная кислота   5 %-ная щавелевая кислота 5 %-ная соляная кислота То же » Азотнокислый аммоний 5 %-ная соляная кислота   Сульфитно-спиртовая барда 5 %-ная соляная кислота   1,023   1,023 1,023 1,09-1,1 1,023 1,1-1,2 1,023   1,15-1,16 1,023 0,05-0,06   0,12-0,14 0,07-0,08 0,08-0,10 0,03-0,05 1-2 0,25-0,35   1-2 0,25-0,35 40-180   60-180 50-150 40-150 25-150 30-150 -   30-180 - В смолу при тщательном пере-мешивании вливают кислоту То же » » » Крепитель смешивают с азот-нокислым аммонием, затем добавляют кислоту К сульфитно-спиртовой барде добавляют кислоту, затем кис-лый раствор сульфитной барды смешивают с крепителем

П р и м е ч а н и е. Способ смолизации по рецептуре № 2 применяется для закрепления карбонатных песков.

 

Преимуществом смолизации перед однорастворной силикатизацией песков является возможность значительно более прочного закрепления грунтов. Для глубинного закрепления смолизацией, не связанного с последующим вскрытием закрепленных грунтов (например, при усилении оснований, устройстве фундаментов или защитных стенок), следует применять способы на основе карбамидных смол марок М, М-2, МФ-17. При смолизации грунтов с целью проходки подземных выработок допускается применять способы на основе смолы марки М-3, содержащей наименьшее количество свободного формальдегида (0,3-0,5%).

Рабочая концентрация смолы достигается следующим образом: крепитель М-2 разбавляется водой в соотношении 1: 0,8 до плотности раствора 1,09 г/см3, являющейся нижним пределом разбавления; крепитель М-3 разбавляется водой в соотношении 1:0,5 до плотности раствора 1,12 г/см2; крепитель МФ-17 разбавляется водой в соотношении 1: 2 до плотности 1,08 г/см3. При разбавлении смолы растворами азотнокислого аммония или сульфитно-спиртовой барды раствор наиболее стабилен в отношении продолжительности гелеобразования.

Применяемые при смолизации в качестве крепителей растворы карбамидных смол по физическим и химическим характеристикам должны удовлетворять нормам, а щавелевая (кристаллогидрат) и соляная (жидкость) кислоты-требованиям ТУ ІI-1391-5 и ГОСТ 13282—76.

2.2. Расчет основных параметров

Расчетный радиус закрепления при силикатизации и смолизации грунта зависит от водопроницаемости грунтов и определяется по табл.9. При создании сплошного закрепленного массива инъекторы или скважины в плане располагаются рядами в шахматном порядке (рис.13 и 14). Расстояния между рядами инъекторов и инъекционных скважин вычисляются

ld = 1,5 r, (3)

а расстояние между ними в ряду – по формуле

ld1 = 1,73 r. (4)

где r – расчетный радиус закрепления от одиночной инъекции, м.

ТАБЛИЦА 9. РАСЧЕТНЫЙ РАДИУС ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ ГРУНТОВ

Способ Грунт Коэффициент фильтрации, м/сут Радиус закрепления грунта, м
Двухрастворная силикатизация Пески разной крупности 2-10 10-20 20-50 50-80 0,3-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Однорастворная силикатизация То же 0,5-1 1-2 2-5 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Газовая силикатизация » 0,5-1 1-5 5-20 0,3-0,5 0,5-0,8 0,8-1
Однорастворная силикатизация Просадочный лессовый 0,2-0,3 0,3-0,5 0,5-2 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1
Смолизация Пески разной крупности 0,5-1 1-5 5-10 10-20 20-50 0,3-0,5 0,5-0,65 0,65-0,85 0,85-0,95 0,95-1

 

 

 

Рис.13. Расчетная схема инъекционного химического закрепления грунтов

а – для одиночной заходки; б – для сплошного

массива; 1 – инъекторы; 2 – расчетный массив

закрепленного грунта от одной заходки; Рис.14. Конструктивные схемы

3 – действительный массив закрепленного грунта инъекционного закрепления грунтов

для однородной среды; 4 – перфорированная часть основания

инъектора; 5 – сплошной массив закрепленного а – сплошного; б – армированного;

грунта в - комбинированного

 

Для непрерывного закрепления грунтов одним инъектором или через инъекционную скважину по глубине (вертикально, наклонно или горизонтально) закрепляющие реагенты нагнетают последовательно – заходками.

Величина заходки определяется по выражению

ls = l + kr, (5)

где l – длина перфорированной (действующей) части инъектора (скважины), м; k – коэффициент, принимаемый для песков 0,5.

Объем закрепленного грунта, м3, от одиночной инъекции в одну захватку

Vst = πr2ls. (6)

Объемы закрепляющих растворов, л, с рабочими концентрациями в общем случае находятся по зависимости

Vsol = 100Vstna, (7)

где n – пористость грунта, доли единицы; a – коэффициент, принимаемый при двухрастворной силикатизации для каждого раствора 0,5; при однорастворной силикатизации – песков 1,2, лессовых просадочных грунтов 0,7; при смолизации песчаных грунтов 1,0; при газовой силикатизации – песчаных грунтов 0,7, плывунов и просадочных лессовых грунтов 0,8; Vst – общий объем закрепленного грунта.

Объем раствора крепителя с рабочей концентрацией на одиночную инъекцию при однорастворном закреплении песчаных грунтов определяется по формуле

V``sol = V`sol/(1 + α), (8)

где V`sol – объем гелеобразующей смеси на одиночную инъекцию, л; α – объемное отношение отвердителя к крепителю для данной рецептуры.

Объем отвердителя рабочей концентрации находится как разность объемов гелеобразующей смеси и крепителя.

Количество исходного раствора химических реагентов, л, необходимое для приготовления заданного объема раствора рабочей концентрации, для всех способов определяется по выражению

Qsol = (ρ`sol – ρωsol/(ρsol – ρω), (9)

где ρsol – плотность исходного раствора, г/см3; ρ`sol – плотность раствора рабочей концентрации, г/см3; ρω – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Количество воды, добавляемое к раствору исходной концентрации при приготовлении раствора рабочей концентрации, находится как разность объемов этих растворов.

При газовой силикатизации количества углекислого газа для предварительной активации грунтов А, кг, и для отверждения силикатного раствора в порах грунта В, кг, рассчитываются по формулам:

А = Vst nc ρg ; (10)

В = Vst nbρg , (11)

где ρg – плотность углекислого газа, кг/м3; c – коэффициент, равный 2,5; b – коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов 8, для плывунов 10, для просадочных грунтов 4.

 

Date: 2015-06-07; view: 1511; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию