Искусственное закрепление грунтов

Искусственное закрепле­ние грунтов представляет собой совокупность воздействий, в результате которых повышается прочность грунта; он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым. Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабатываемых выемок во­донепроницаемых завес или повышения несущей способ­ности грунтовых оснований. В зависимости от физико-меха­нических свойств грунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления применяют замораживание, цементацию, битумизацию, химический, термический, электрический, электрохими­ческий и другие способы искусственного закрепления грунтов.

Замораживание грунтов применяют в сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных между собой трубопроводом, по которому нагнетают специальную жидкость —рассол (растворы солей с низкой темпе­ратурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до —20... —25°С. Рассол в холодильной установке охлаждают так называемыми хладоагентами —аммиак, реже углекислота (ди­оксид углерода). Охлаждающие иглы состоят из наружных труб, закрытых и заостренных снизу, и внутренних, вставленных в них коаксиально и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в нижней части колонки переходит в наружную трубу, по которой поднимается вверх, после чего направляется к следующей колонке. Окружающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами с постепенно увеличивающимися диаметрами. Эти цилиндры смер­заются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая выполняет функцию конструкции охлаждения временной выемки. Расстояние между колонками зависит от гидрогеологических и температурных условий производства работ, глубины выемки и назначается в среднем от 1,5 до 3 м.

Цементация и битумизация заключаются в инъецирований со­ответственно цементного раствора или разогретых битумов. Их применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом филь­трации.

Термическое закрепление применяют для лёссовых грунтов. Оно реализуется в результате обжига раскаленными газами, нагнетаемы­ми через скважину в поры фунта. Газы образуются при сжигании жидкого или газообразного топлива, подаваемого в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в заранее пробуренную скважину.