Закрепление грунтов: Методы закрепления грунтов – новости строительства и развития подземных сооружений
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.
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.
Виды и способы закрепления грунтов
В данной статье приводится краткий обзор современных методов и видов закрепления грунтов.
Известно, что грунты — это искусственные изменения строительных свойств природных грунтов, применяемых в строительном комплексе и обладающие различными физическими свойствами и способами их залегания. Так, для искусственного изменения грунтов необходимо увеличение их устойчивости, прочности, улучшения проницаемости, сжимаемости, и уменьшения природной чувствительности грунтов к изменению внешней среды, особенно влажности.
Усиляемые грунты должны обладать достаточной природной проницаемостью. Мы знаем, что суглинистые и глинистые грунты в связи с низкой проницаемостью очень плохо поддается химическому закреплению, соответственно, хорошо фильтрующие грунты поддаются закреплению, внедряя в их поры вяжущие вещества. Метод закрепления выбирается в зависимости от грунтовых условий района строительства и производственных возможностей их выполнения.
Существующие разработанные химические способы закрепления очень эффективны для улучшения свойств грунтов под фундаменты существующих построек. Это обусловлено тем, что изменение грунта под фундаментом в камневидное состояние проходит без нарушения эксплуатации здания и сооружения.
Закрепление грунтов является актуальной проблемой современного этапа проведения строительных работ на площадке. В крупных и быстро растущих городах последние несколько лет наблюдается тенденция к замачиванию грунтов техногенными водами, что приводит к ослаблению фундаментов.
Химическое закрепление долговечно и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами. Основными преимуществами являются простота производства работ; портативность применяемого оборудования; короткие сроки выполнения работ; возможность закрепления грунта на любой глубине без проведения каких-либо специальных выработок и земляных работ; вероятность проведения подземных работ без прекращения эксплуатации здания или сооружения.
Как один из видов производства строительных работ закрепление грунтов в самом общем виде представляет собой целенаправленное искусственное преобразование строительных свойств грунтов посредством их химической или физико-химической, механической и термической обработки, с применением соответствующих технологий [1].
В зависимости от способа обработки грунтов, в результате которого улучшаются их свойства, закрепление грунтов подразделяется на следующие виды:
– химическое — когда его основу составляют химические и физико-химические процессы, возникающие в грунтах в результате введения в них определенных химреагентов;
– электрохимическое закрепление, основанное на вторичных химических и физико-химических явлениях электролиза, возникающих в грунтах под действием внешнего поля постоянного электрического тока;
– термическое закрепление, когда улучшение свойств грунтов достигается в результате их обжига в скважинах раскаленными газами или электропрогревом;
– термоконсолидация глинистых водонасыщенных грунтов, когда улучшение строительных свойств достигается самоуплотнением грунтов, обусловленным их нагревом в пределах 50–80 °С.
Так, химическое закрепление в зависимости от способа введения в грунты химических реагентов имеет два направления:
– инъекционное химическое закрепление, когда реагенты в виде растворов или газов вводятся в грунты без нарушения их естественного сложения нагнетанием под давлением;
– буросмесительное закрепление грунтов, осуществляемое с нарушением их естественного сложения, механическим перемешиванием с цементами или другими химическими реагентами и добавками при бурении скважин большого диаметра.
К первому направлению относятся способы силикатизации, смолизации, цементации; второе представлено способом буросмесительного закрепления илов и других сопутствующих им грунтов.
Каждый из способов закрепления имеет свою область применения, строго ограниченную номенклатурой грунтов и определенными характеристиками, а именно: водопроницаемостью и химическими свойствами для всех грунтов, степенью влажности и емкостью поглощения для глинистых грунтов и др.
Основные способы закрепления грунтов и примерные границы их практического применения по номенклатуре, влажности и водопроницаемости приведены в таблице 1.
Силикатизация и смолизация грунтов, в свою очередь, дифференцируются на ряд конкретных способов, которые различаются между собой химической технологией (рецептурой) и целенаправленно применяются для закрепления определенных разновидностей песчаных и просадочных грунтов сообразно их природным свойствам.
Закреплением указанными выше способами достигается значительное повышение несущей способности, прочности и устойчивости всех видов грунтов, с одновременным обеспечением их водостойкости, что открывает большие возможности для практического применения этих способов при строительстве в слабых грунтах.
Для всех без исключения фильтрующих грунтов закрепление позволяет уменьшать или практически полностью устранять их водопроницаемость, что расширяет область его практического применения в качестве противофильтрационных мероприятий, а также мероприятий против неустойчивости этих грунтов в водонасыщенном состоянии, при подземных строительных работах [2].
Таблица 1
Номенклатура влажности и
водонепроницаемостиСпособ закрепления | Вид грунтов | Природная степень влажности | Коэффициент фильтрации, м/сут |
Силикатизация | Просадочные лессы, лессовидные и некоторые виды покровных суглинков | Не более 0,7 | Не менее 0,2 |
Песчаные | Независимо от влажности | 0,5–80 | |
Смолизация | Песчаные | Независимо влажности | 0,5–50 |
Цементация | Пустоты большого размера. Трещиноватые скальные, крупнообломочные и гравелистые песчаные | – | Для скальных 0,01 Для нескальных 50 |
Буросмесительное закрепление | Илы. | – | Независимо от водопроницаемости |
Термическое закрепление | Просадочные лессы и лессовидные суглинки, непросадочные суглинки и глины | Не более 0,5 | Независимо от водопроницаемости |
а также сопутствующие им глины в суглинки мягкопластичной, текучепластичной, текучей консистенции, рыхлые и средней плотности пески Разработанные лабораторией и применяемые в строительстве химические способы закрепления гравий-илистых, песчаных, суглинистых и глинистых грунтов основаны на инъекции, т. е. нагнетании химических растворов в грунт. Очевидно, что процесс нагнетание может быть осуществлен только при условии, когда закрепляющие растворы будут проникать в грунт без нарушения его структуры. Отсюда следует, что технология определяет границы применимости того или иного способа. В первую очередь это связано с вязкостью нагнетаемых растворов, единичным расходом и давлением при нагнетании.
Границы применения всех способов даны по коэффициенту фильтрации (рис.1).
Одновременно с этим некоторые из способов сообщают закрепленному грунту различные свойства; по ним способы можно разделить на следующие классы:
1) Резко изменяют строительные свойства закрепленного грунта и значительно повышают его механическую прочность и водонепроницаемость;
2) Сообщают закрепляемому грунту только водонепроницаемость;
3) Увеличивают водоустойчивость и плотность грунта.
Рис. 1. Классификация химических способов закрепления грунтов проф. Б. А. Ржаницына: 1 — закрепление с прочностью от 10 до 50 МПа; 2 — уплотнение с прочностью от 2 до 5 МПа; 3 — стабилизация; 4 — кислый гель; 5 — щелочный гель.
Из данных приведенных на рисунке видно, что цементацию следует применять для прочного закрепления гравелистых и песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации от 80 до 500 м/сут. Нижний предел характеризуется крупными песками, в поры которых могут проникать частицы цемента современного помола. Для придания водонепроницаемости песчаным грунтам, в которых применение цемента физически невозможно, его заменяют силикатными глиносиликатными растворами, которые могут придавать водонепроницаемость песчаным грунтам с коэффициентом фильтрации от 20 до 100м/сут.
Прочное закрепление песчаного грунта осуществляется путем применения двухрастворного способа силикатизации. Этот способ целесообразно применять в грунтах с коэффициентом фильтрации от 2 до 80м/сут.
Ряд однорастворных способов силикатизации может применяться в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 5м/сут. Эти способы сообщают грунтам, главным образом, водонепроницаемость. Однорастворный способ силикатизации с применением кремнефтористоводородной кислоты сообщает песчаным грунтам значительную прочность и водонепроницаемость и может быть применен в грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 20м/сут.
Одонорастворный способ силикатизации, при котором используется химически активные вещества самого грунта, разработан для закрепления просадочных лессовых грунтов. Способ применим в просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2,0м/сут, причем влажность его не должна превышать 17 %, т. е. толща лесса должна находиться выше уровня грунтовых вод. При большой влажности, порядка 20–22 %, применяется газовая силикатизация, когда сначала в грунт нагнетается углекислый газ, затем силикат и затем опять углекислый газ. Проведение этих работ может осуществляться только весьма опытными специалистами. В результате применения газовой силикатизация грунту сообщается прочность и водоустойчивость.
Прочное закрепление песчаных грунтов с приданием массиву водонепроницаемости выполняется способом смолизации, если грунт имеет коэффициент фильтрации от 0,5 до 20м/сут.
Что касается способа электрохимического закрепления, то его применение позволяет придать глинистым грунтам водоустойчивость, т.
е. ликвидировать размокание и набухание грунта в воде. Область применения этого способа ограничивается следующими значениями коэффициента фильтрации: при двухрастворной электросиликатизации от 0,05 до 0,2 м/сут, при однорастворной — от 0,005 до 0,2 м/сут.
Таким образом, существует несколько способов закрепления грунтов: цементация, силикатизация, смолизация, термический способ, электрохимический, битумизация, глинизация, импульсный метод.
Литература:
- Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01–83). — М.: Стройиздат, 1986.
- Ананьев В. П., Воляник Н. В. Инженерное грунтоведение и техническая мелиорация грунтов: Учебное пособие. Ростов-на-Дону: РГАС, 1994. — 87с
- Ржаницын Б. А. Химическое закрепление грунтов в строительстве.-М.: Стройиздат, 1986–264с.
Основные термины (генерируются автоматически): грунт, коэффициент фильтрации, способ силикатизации, закрепление грунтов, влажность, закрепление, прочное закрепление, свойство, химическое закрепление, естественное сложение.
Стабилизация почвы: важность и преимущества
Что такое стабилизация почвы?
Стабилизация грунта – это процесс, при котором физические свойства грунта преобразуются для обеспечения долгосрочного постоянного прироста прочности. Стабилизация достигается за счет увеличения прочности на сдвиг и общей несущей способности грунта. После стабилизации образуется твердый монолит, который снижает проницаемость, что, в свою очередь, снижает потенциал усадки/набухания и вредное воздействие циклов замораживания/оттаивания. Потенциал усадки/набухания почвы – это величина, на которую почва может измениться в объеме в зависимости от содержания влаги. Некоторые экспансивные почвы могут расширяться на целых десять процентов! Это резкое изменение объема может легко создать достаточную силу, чтобы нанести серьезный ущерб дому, зданию или проезжей части. Стабилизация грунта может улучшить состояние грунта на месте или в естественном состоянии, устраняя необходимость в дорогостоящих операциях по удалению и замене.
Часто грунты, которые служат структурной основой для дорог, строительных площадок или автостоянок, подвергаются химической обработке для контроля инженерных свойств грунта, таких как содержание влаги. Стабилизация почвы достигается с помощью извести, продуктов на основе извести или других химикатов, таких как портландцемент. Эти химические вещества основаны на пуццолановых реакциях для образования постоянных связей между частицами почвы. Предпроектные испытания необходимы, чтобы убедиться в наличии достаточного количества материала для постоянной стабилизации грунта.
Если стабилизированный слой грунта включен в конструкцию дорожного покрытия, последующие слои будут тоньше, что приведет к значительной экономии средств. Известковые стабилизированные грунты превосходят нестабилизированные грунты при правильном выборе материалов, конструкции и конструкции.
Важность и влияние стабилизации грунта на конструкции
Стабилизированный грунт обеспечивает прочную рабочую платформу, основу для всех других частей проектов.
После приемов стабилизации слабые грунты могут быть преобразованы путем образования постоянных пуццолановых реакций. Это означает, что грунты не подвержены выщелачиванию и имеют резко сниженную проницаемость, что приводит к уменьшению потенциала усадки/набухания и повышению устойчивости к замораживанию и оттаиванию. Кроме того, грунты, которые были стабилизированы, также претерпели некоторую модификацию. Другими словами, почва физически изменилась, облегчив уплотнение и уменьшив пластичность. Более легкое уплотнение облегчает достижение максимальной плотности в сухом состоянии. Индекс пластичности является важной геотехнической мерой, учитывающей критическое содержание воды в почвах. Всякий раз, когда пластичность в грунтах снижается, грунты становятся более рыхлыми и обрабатываемыми.
Вернитесь к работе с меньшими простоями.
Получить предложение.
Что такое процесс стабилизации грунта?
Процесс стабилизации почвы начинается в лаборатории, где анализируются образцы почвы, чтобы определить, сколько химического модификатора необходимо для постоянной стабилизации почвы.
Тест Eades and Grim pH (ASTM D 6276) обычно используется для определения количества материала, необходимого для правильного разрушения и стабилизации почвы. После определения нормы внесения можно приступать к стабилизации грунта на строительной площадке. Во-первых, материал доставляется на площадку, как правило, в пневматических цистернах, но также используются самосвалы и насыпные мешки в зависимости от потребностей строительной площадки. Затем материал распределяется по площадке с заданной скоростью либо с помощью разбрасывателей, либо механическим способом с помощью экскаваторов. Промышленные регенераторы тщательно смешивают химический модификатор с почвой, так что может произойти ряд реакций. Эти реакции включают физическую модификацию почвы и пуццолановые реакции в почве, которые приводят к долговременному постоянному увеличению прочности. Некоторым продуктам требуется короткий период созревания, чтобы реакция завершилась. После тщательного перемешивания грунта, его уплотнения, выравнивания и окончательного прикатывания стабилизированный грунт готов к дальнейшему строительству.
Конечным продуктом может быть дорога, взлетно-посадочная полоса, автостоянка или строительная площадка.
- Этап 1: Одно из многих решений Mintek доставляется на место проведения работ в пневматическом автоцистерне
- Шаг 2: Затем продукт перегружается в разбрасыватель
- Шаг 3: Разбрасыватель затем распределяет продукт по проблемной почве
- Этап 4: Реагент Mintek, вода и почва смешиваются с помощью водовоза и регенератора
- Этап 5: Затем уплотненный материал выравнивается по профилю и поперечному уклону
- Этап 6: После смешивания измельченная смесь уплотняется барабанным валиком или кулачковой лапкой
Как вы стабилизируете грунт?
Методы стабилизации грунта включают использование химикатов для улучшения свойств грунта для создания лучшей рабочей платформы для строительства.
Известь повышает рН почвы, растворяя кремний и оксид алюминия, которые естественным образом присутствуют в почвах, содержащих любое количество глины. Кремнезем и глинозем реагируют с кальцием из извести и воды, присутствующих в почве, с образованием гидратов силиката кальция (CSH) и гидратов алюмината кальция (CAH). CSH и CAH — это те же самые взаимодействия, которые присутствуют при работе с цементом. Они образуют долгосрочные, постоянные связи, которые резко улучшают несущую способность почвы. Побочные продукты процесса производства извести могут быть ценными, поскольку содержание глины в почве уменьшается. Эти материалы привносят пуццолановые свойства из процесса производства извести в почвенную смесь, где реакции могут образовывать высокопрочные связи. Портландцемент также может стабилизировать грунты, особенно когда нет доступных частиц глины для высвобождения природных пуццоланов. Цемент реагирует с содержанием воды в почве и гидратируется так же, как бетон, чтобы придать почве прочность.
Методы и материалы для стабилизации грунта
Что понимается под стабилизацией грунта?
Стабилизация грунта — это процесс, при котором физические свойства грунта преобразуются для обеспечения постоянного прироста прочности перед началом строительства. Стабилизированные грунты превосходят нестабилизированные грунты при правильном выборе материалов, конструкции и конструкции. Когда стабилизированный слой грунта включается в структурную конструкцию дорожного покрытия, последующие слои могут быть тоньше, что приводит к значительной экономии средств и минимизирует потребность в первичных материалах. В дополнение к повышению прочности, стабилизированный грунт образует твердый монолит, который снижает проницаемость, что, в свою очередь, снижает потенциал усадки/набухания и вредное воздействие циклов замерзания/оттаивания.
Стабилизация грунта может улучшить состояние грунта на месте или в естественном состоянии, устраняя необходимость в дорогостоящих операциях по удалению и замене. Часто строительные площадки, где необходимо построить дороги, строительные площадки, автостоянки, взлетно-посадочные полосы или другие конструкции дорожного покрытия, содержат естественно влажные, слабые почвы. Эти грунты можно химически обрабатывать для повышения прочности за счет стабилизации и улучшения инженерных свойств, включая содержание влаги и пластичность, за счет модификации. Процессы стабилизации грунта ex situ или за его пределами возможны, но обычно используются для экологических проектов, а не для типичных строительных работ.
Оцените мощность дозы для вашей рабочей площадки с помощью Калькулятора мощности дозы
ПОПРОБУЙТЕ СЕЙЧАС
Химическая стабилизация почвы
Термин «химическая стабилизация почвы» используется, когда используется относительно широкий термин «химическая стабилизация почвы». как негашеная известь, пыль печи для обжига известняка (LKD), цемент или другие промышленные побочные продукты и побочные продукты используются для повышения прочности грунта земляного полотна. Независимо от реагента важно использовать надлежащие методы. Тщательное перемешивание обеспечивает полное включение и общую однородность смеси. Проверка влажности и уплотнения важна, чтобы убедиться, что все реакции произошли. Каждый реагент должен полностью гидратироваться, а максимальная плотность достижима только при оптимальном содержании влаги. Независимо от используемого вяжущего, предварительное планирование проекта, включая лабораторные испытания, важно для того, чтобы быть уверенным, что присутствует достаточное количество вяжущего для постоянной стабилизации грунта и обеспечения желаемого результата.
Материалы для стабилизации грунта
Известь Негашеная известь, которую часто называют просто известью, представляет собой химическое соединение оксида кальция (CaO). Негашеная известь доступна в двух видах: с высоким содержанием кальция и доломитовая. Высококальциевый почти полностью представляет собой оксид кальция, тогда как доломитовая негашеная известь содержит часть оксида магния (MgO) наряду с оксидом кальция. Некоторые промышленные применения, такие как сталь, требуют магниевого компонента для определенных процессов. Для строительных целей высококальциевая и доломитовая негашеная известь практически неотличимы. Узнайте больше о том, почему продукты на основе извести являются наиболее эффективным средством для сушки почвы и как они могут улучшать почву путем модификации.
Известь стабилизирует глинистые почвы, обеспечивая долговременный прирост прочности, который сохранится после первоначального применения. Исследования показали, что эти реакции могут продолжаться в течение года и более. Стабилизация известью обеспечивает кальциевый компонент и надлежащую химическую среду, необходимую для постоянной стабилизации почвы. Поскольку известь является щелочным материалом, она обеспечивает надлежащую химическую среду, повышая рН почвы до такой степени, что встречающиеся в природе пуццоланы, такие как кремнезем и оксид алюминия, становятся растворимыми. После растворения они могут реагировать и образовывать цементирующие связи с кальцием из извести. Образующиеся гидраты силиката кальция (C-S-H) и гидраты алюмината кальция (C-A-H) являются постоянными и уменьшают влияние глинистой почвы, что приводит к очень упругому основанию, а не маскирует его, как в случае с другими методами стабилизации.
Почвы с индексом пластичности (PI) 10 и выше, как правило, являются отличными кандидатами на стабилизацию известью. Надлежащие лабораторные испытания важны для определения реактивности почвы и дозировки, необходимой для надлежащей стабилизации.
Calciment® LKD
Известковая пыль, или LKD, является побочным продуктом процесса производства извести, который содержит комбинацию CaO, MgO и пуццоланов. Подобно летучей золе, пуццоланы образуются из топлива, используемого в процессах сгорания, и представляют собой мелкодисперсные материалы, переносимые выхлопными газами и собираемые средствами контроля выбросов, такими как мешочные фильтры.
Эти продукты представляют собой своего рода гибрид негашеной извести и цемента, которые хорошо работают на почвах с индексом PI 5-35. Наличие пуццоланов позволяет стабилизировать более зернистые и песчаные почвы. Поскольку Calciment LKD также содержит кальций, как и известь, продукт также может использовать пуццоланы, естественно присутствующие в глинистых почвах, для создания цементирующих связей. Подобно летучей золе, каждый раз, когда используются побочные продукты, потребление энергии и выбросы снижаются. Использование первичных материалов и вывоз на свалки сведены к минимуму, что делает Calciment LKD экологически чистой альтернативой традиционным реагентам.
Цемент
Цемент представляет собой широко используемый композиционный материал, состоящий в основном из кальция, кремнезема, глинозема и железа, полученных из известняка, песка и глины. Все они обрабатываются, обжигаются в печи и измельчаются в мелкий порошок. Когда цемент подвергается воздействию воды, он химически гидратируется, в результате чего образуется гель, который образует взаимосвязанную матрицу вокруг частиц почвы. Смесь затвердевает или затвердевает очень быстро, обычно в течение одного-трех часов, поэтому почвенно-цементную смесь необходимо укладывать, перемешивать и уплотнять быстро. Такое быстрое отверждение приводит к высокому начальному приросту прочности, который быстро снижается.
Цемент является эффективным реагентом для стабилизации некоторых типов грунтов. Однако не все типы грунтов одинаковы, и понимание геотехнических свойств грунтов для вашего конкретного применения является ключевым. Цемент является хорошим вариантом при работе с песчаными крупнозернистыми грунтами, но эффективность цемента снижается по мере увеличения содержания глины и пластичности. Стабилизация цементом просто маскирует эффект глины и не является экономичным вариантом стабилизации мелкозернистых грунтов. Кроме того, нежелательное растрескивание при усадке часто связано с стабилизированным цементом грунтом, позволяющим проникать воде и вызывать дальнейшие повреждения.
Грунты с индексом пластичности (PI) 10 или меньше обычно подходят для стабилизации цементом. Надлежащие лабораторные испытания важны для определения правильного продукта и дозировки, необходимой для правильной стабилизации почвы для вашего конкретного применения.
Прочие продукты для стабилизации
Битум Битум представляет собой встречающееся в природе органическое вяжущее, которое обычно получают путем перегонки или переработки сырой нефти. Это липкая, вязкая жидкость, которая обычно скрепляет асфальт. Когда битум добавляется в почву, он заполняет пустоты в почве, чтобы механически стабилизировать почву, а не вступать в реакцию с отдельными частицами почвы. Тип почвы является важным фактором при выборе битума для стабилизации. Мелкозернистые почвы требуют более высоких дозировок битума для стабилизации почвы по сравнению с песчаными крупнозернистыми почвами. Битум часто является одним из самых дорогих строительных материалов, поэтому дозировка является ключевым фактором экономической эффективности при рассмотрении битума. Погода является еще одним фактором, который необходимо учитывать, так как битум очень чувствителен к перепадам температуры. Вязкость будет уменьшаться с температурой, что приведет к плохому смешиванию, нежелательной неравномерности смеси и кажущейся случайной стабилизации при более низких температурах.
Геотекстиль
Геотекстиль — это ткань, устойчивая к химическим веществам и биоразложению. Как и битум, геотекстиль механически взаимодействует с грунтом, обеспечивая повышенную прочность и несущую способность. Размер раскрытия, прочность блокировки и сопротивление проколу являются важными факторами, связанными с геотекстилем. Увеличение стоимости геотекстиля увеличивает общую стоимость проекта.
Затирка
Затирка представляет собой текучую смесь воды, цемента и песка, которую можно перекачивать насосом по всей рабочей площадке. Суспензионный раствор впрыскивается через заданные промежутки времени для проникновения в матрицу почвы. Смесь со временем затвердевает, придавая грунту прочность и несущую способность. Заливка раствором под давлением возможна только в зернистых грунтах, поскольку материал должен иметь возможность проходить через массу грунта. Мелкий размер частиц, связанный с глинистыми почвами, приводит к минимальному проникновению или отсутствию проникновения, что делает цементирование неэффективным.
Методы стабилизации почвы
Лабораторные испытания
Лабораторные испытания важны для определения типа продукта и минимальной дозировки, а также воды, необходимой для достижения оптимального содержания влаги. Наш инновационный центр и специалисты по клиентским приложениям всегда готовы проверить варианты.
Транспортировка и разбрасывание
Известь обычно доставляется на строительную площадку с помощью пневматического грузовика, а затем перегружается в разбрасыватель. Грузовики-разбрасыватели распределяют материал по рабочей площадке с заданной дозой. После применения химического реагента обычно добавляется вода, и ее количество зависит от желаемых результатов и текущего содержания воды в почве. Для небольших или удаленных работ известь может доставляться в самосвалах или мешках.
Пневматическая тележка
Мешки для сыпучих материалов
Перемешивание
Известь и воду необходимо правильно вносить в почву, чтобы получить однородную смесь и помочь разрушить почву. Регенераторы являются предпочтительным смесительным оборудованием для этой части процесса. Тем не менее, экскаваторы-погрузчики и бульдозеры хорошо подходят для небольших работ или при низкой исходной несущей способности почвы, что часто имеет место на экологических объектах, связанных с проектами по стабилизации отстойников, шламов или отложений.
Выдержка
Период выдержки может потребоваться для стабилизации извести, в зависимости от проекта. Как правило, период выдержки около четырех часов необходим для обеспечения полной гидратации после тщательного перемешивания.
Добавить комментарий