NO157511B

NO157511B - PROCEDURE FOR STABILIZATION OF REASONS.

Info

Publication number: NO157511B
Application number: NO851587A
Authority: NO
Inventors: Anne-Lise Berggren
Original assignee: Berggren Anne Lise
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1987-12-21
Also published as: NO851587L; NO157511C

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører stabilisering av grunn, f.eks. finkornet jord eller leire, ved fremkalling av setninger i grunnen slik som angitt i innledningen til det etterfølgende selvstendige fremgangsmåtekrav 1. The present invention relates to the stabilization of ground, e.g. fine-grained soil or clay, by eliciting sentences in the soil as stated in the introduction to the subsequent independent method requirement 1.

Ved belastning av f.eks. leirgrunn, kan det oppstå store setninger som øker med leirens lagtykkelse og størrelsen av belastningen. Dette kan føre til store total- og differen-sialsetninger som kan skade konstruksjoner som er under-støttet helt eller delvis på leire. Av denne grunn vil det være fordelaktig å kunne frembringe setninger i leirgrunnen før arbeidet med konstruksjonen påbegynnes eller eventuelt før konstruksjonen bringes i en slik stand at den kan ta skade av setninger i grunnen. When loading e.g. clay soil, large settlements can occur which increase with the layer thickness of the clay and the size of the load. This can lead to large total and differential settlements which can damage structures that are supported wholly or partly on clay. For this reason, it would be advantageous to be able to produce settlements in the clay soil before work on the construction begins or possibly before the construction is brought into such a condition that it can be damaged by settlements in the soil.

Kjente metoder for fremskyndelse av setninger i naturlig leirgrunn er f.eks.fylling (belastning av grunnen med ballast), grunnvannssenking, vakuumpumping, elektro-osmose, vertikal drenering eller en kombinasjon av to eller flere av de nevnte metoder. Known methods for accelerating settlements in natural clay soils are, for example, filling (loading the soil with ballast), groundwater sinking, vacuum pumping, electro-osmosis, vertical drainage or a combination of two or more of the aforementioned methods.

De nevnte metoder har alle sine fordeler og ulemper med hen-syn til forbrukt tid, effektivitet, bæreevne, enkelhet og generell anvendelighet. The aforementioned methods all have their advantages and disadvantages with regard to time spent, efficiency, carrying capacity, simplicity and general applicability.

Spesielt bløt grunn eller leire kan vanskelig utgjøre underlag for et fundament for en bygningskonstruksjon fordi bære-evnen er for dårlig. Forskjellige metoder for å oppta konstruksjons-/nyttelasten er hittil benyttet, såsom peling, masseutskifting og kompensert fundamentering. Especially soft ground or clay can hardly form a base for a foundation for a building structure because the load-bearing capacity is too poor. Different methods for absorbing the construction/payload have been used so far, such as piling, mass replacement and compensated foundations.

Ved så ekstremt dårlige grunnforhold som antydet lar ikke In such extremely poor ground conditions as indicated does not allow

de ovenfor nevnte metoder seg alltid gjennomføre og kan på tross av gjennomførbarhet, være en ugunstig samt tidkrevende løsning for konstruksjonen. the above-mentioned methods are always implemented and, despite feasibility, can be an unfavorable and time-consuming solution for the construction.

For bebyggelse som er fundamentert direkte på løsmasser der en større eller mindre del av løsmassene under grunnvann-standen består av leire, er det fare for langsiktige setningsskader på bebyggelsen dersom trykk eller nivå på grunnvannet faller eller trykket på kornskjelettet øker, . slik at setninger i løsmassene oppstår. For buildings that are founded directly on loose masses where a larger or smaller part of the loose masses below the groundwater level consists of clay, there is a risk of long-term settlement damage to the buildings if the pressure or level of the groundwater falls or the pressure on the grain skeleton increases, . so that sentences in the loose masses occur.

Som omtalt i det ovenstående,er det av største betydning å hindre setninger i grunnen etter at denne er blitt belastet ved oppførelse av bygningskonstruksjoner eller andre former for belastninger som f.eks. ved veibygging etc. Som nevnt vil det være fordelaktig å kunne frembringe setninger i grunnen før denne belastes og hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte av den inn-ledningsvis angitte art, slik at en på en raskere As discussed in the above, it is of the greatest importance to prevent settlements in the ground after it has been loaded by the construction of building structures or other forms of loads such as e.g. in road construction, etc. As mentioned, it would be advantageous to be able to produce settlements in the ground before it is loaded, and the purpose of the present invention is to provide a method of the kind indicated at the outset, so that one can in a faster

måte kan frembringe så store setninger i grunnen at muligheten for ekstra setninger etter at denne blir belastet, blir så godt som utelukket. way can produce such large sentences in the ground that the possibility of additional sentences after this is charged becomes virtually excluded.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved hjelp av de karakteristiske trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende selvstendige fremgangsmåtekrav 1, samt i de etterfølgende uselvstendige krav. According to the invention, this has been achieved by means of the characteristic features which are indicated in the characteristic of the subsequent independent method claim 1, as well as in the subsequent non-independent claims.

Et utførelseseksempel av fremgangsmåten vil bli omtalt i det etterfølgende med henvisning til tegningen, hvor fig. la angir snitt gjennom opprinnelig leirgrunn, An embodiment of the method will be described below with reference to the drawing, where fig. la indicates section through original clay soil,

fig. lb viser første trinn i fremgangsmåten med frysing av et ønsket område av grunnen, fig. lb shows the first step in the method of freezing a desired area of the ground,

fig. lc viser annet trinn ved fremgangsmåten hvor det fryste området tines ved tilførsel av varme, fig. lc shows the second step in the method where the frozen area is thawed by applying heat,

fig. Id viser tredje trinn ved fremgangsmåten hvor overskuddsvann trekkes ut av grunnen, og fig. Id shows the third step in the process where excess water is extracted from the ground, and

fig. le viser et snitt gjennom den ved hjelp av fremgangs- fig. le shows a section through it using progress

måten behandlede grunn og den fremkalte setning i form av en forsenkning i grunnoverflaten. the way the ground was treated and the resulting settlement in the form of a depression in the ground surface.

Ved behandling av f.eks. opprinnelig leirgrunn 3 som vist i fig. la, ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, for å fremkalle komprimering og dermed setning av leirgrunnen, installeres koaksiale fryserør 1,1a i grunnen 3, idet fryserørene 1 er anbragt i grunnen 3 på en hvilken som helst kjent måte, f.eks. ved nedpressing i vertikal stilling i grunnen. Fryserørene 1 tilføres deretter kjøle-medium - dvs. en hvilken som helst kuldebærer - slik at et område 2 av leirgrunnen 3 fryser. Ved sakte frysing vil vannet i leiren fryse til islinser som vokser ved at vannet trekkes ut av den ikke-frossede leire nær/mellom islinsene. De voksende islinsene vil utøve et konsoliderende trykk på mineralkornaggregatene som utgjør leirmassen. Deretter tines det fryste område 2 ved tilførsel av varme som eventuelt utvinnes/trekkes ut av grunnen i forbindelse med frysing av et neste hosliggende område 2 i grunnen 3. Dette kan oppnås ved anvendelse av alminnelig kjent varmepumpe-teknikk og skal ikke omtales nærmere her. Ved tiningen av det fryste område 2 vil det oppstå overskuddsvann som må fjernes, hvilket oppnås slik som vist i fig. Id hvor fryserøret 1 er trukket opp og det derved fremkommende hull er fylt med sand eller annet permeabelt materiale. Det er herved dannet et vertikalt dreneringshull,i det fryste og deretter tinte område 2 i grunnen 3. Et tynt sammenhengende sandlag 5a anbringes ovenpå grunnen for å forbinde de øvre ender av"dreneringshullene fylt med sand 5,hvoretter det totale området med dreneringshull dekkes med en tett presenning 6 som avtettes/forsegles mot grunnen ved sine kanter. Det tilveiebringes deretter et undertrykk i sanden 5 i dreneringshullene samt sandlaget 5a ovenpå grunnen 3 ved hjelp av en vakuumpumpe 7 som vist i fig. Id som i det viste tilfellet er koplet tett til presenningen 6. When treating e.g. original clay soil 3 as shown in fig. 1a, by means of the method according to the invention, in order to induce compression and thus settlement of the clay soil, coaxial freezer pipes 1, 1a are installed in the soil 3, the freezer pipes 1 being placed in the soil 3 in any known way, e.g. by pressing down in a vertical position in the ground. The freezer tubes 1 are then supplied with cooling medium - ie any coolant - so that an area 2 of the clay base 3 freezes. During slow freezing, the water in the clay will freeze into ice lenses which grow by the water being drawn out of the unfrozen clay near/between the ice lenses. The growing ice lenses will exert a consolidating pressure on the mineral grain aggregates that make up the clay mass. The frozen area 2 is then thawed by supplying heat which is possibly extracted/extracted from the ground in connection with the freezing of a next adjacent area 2 in the ground 3. This can be achieved by using commonly known heat pump technology and shall not be discussed in more detail here. During the thawing of the frozen area 2, excess water will occur which must be removed, which is achieved as shown in fig. Id where the freezer tube 1 is pulled up and the resulting hole is filled with sand or other permeable material. A vertical drainage hole is thereby formed, in the frozen and then thawed area 2 in the soil 3. A thin continuous layer of sand 5a is placed on top of the soil to connect the upper ends of the drainage holes filled with sand 5, after which the total area of drainage holes is covered with a tight tarpaulin 6 which is sealed/sealed against the ground at its edges. A negative pressure is then provided in the sand 5 in the drainage holes as well as the sand layer 5a on top of the ground 3 by means of a vacuum pump 7 as shown in Fig. Id which in the case shown is connected tightly to the tarpaulin 6.

Denne anbringelse av This placement of

vakuumpumpen kan selvsagt skje på en rekke forskjellige måter ved f.eks. rør fra pumpen som føres gjennom en tett gjennomføring i presenningen eller rør som føres via presenningskanten og inn til forskjellige områder under presenningen bg eventuelt ned i sandlaget 5a eller sanden 5 i dreneringshullene. I så fall må disse rør som er sugerør med sugeåpninger, forsynes med filtre som tillater dreneringsvann å renne inn i røret mens sanden holdes igjen. The vacuum pump can of course be done in a number of different ways by e.g. pipes from the pump which are led through a tight opening in the tarpaulin or pipes which are led via the tarpaulin edge into various areas under the tarpaulin bg possibly down into the sand layer 5a or the sand 5 in the drainage holes. In that case, these pipes, which are suction pipes with suction openings, must be fitted with filters that allow drainage water to flow into the pipe while retaining the sand.

Overskuddsvannet vil herved på grunn av det frembragte undertrykk trekkes ut av det fryste/tinte område 2 i leiregrunnen 3 og bli pumpet bort. Denne frembringelse av undertrykk samt vekkpumping av overskuddsvann kan selvsagt skje ved hjelp av to sett pumper, nemlig vakuumpumpe for frembringelse av undertrykk samt sugepumpe for vekkpumping av overskuddsvannet. The excess water will thereby be drawn out of the frozen/thawed area 2 in the clay base 3 and pumped away due to the created negative pressure. This generation of negative pressure and pumping away excess water can of course be done with the help of two sets of pumps, namely a vacuum pump for creating negative pressure and a suction pump for pumping away the excess water.

Etter at den ovennevnte behandling av områder 2 i grunnen 3 ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er gjennom-ført, vil det totale behandlede område 2 av grunnen 3 fremtre som en forsenkning og hele det grunnvolum 2 som har vært fryst og deretter tinet, vil ha fått en større tetthet, større styrke og bæreevne, samt være mindre setningsøm-fintlig enn det det var opprinnelig. De geotekniske egen-skapene for dette behandlede grunnvolum 2, er således for-bedret . " ^ After the above-mentioned treatment of areas 2 in the ground 3 using the method according to the invention has been carried out, the total treated area 2 of the ground 3 will appear as a depression and the entire ground volume 2 that has been frozen and then thawed will have gained a greater density, greater strength and load-bearing capacity, as well as being less seam-fine than it was originally. The geotechnical properties of this treated base volume 2 have thus been improved. " ^

Claims

1. Procedure for stabilizing ground, e.g. fine-grained soil or clay, by inducing settlements in the ground by means of vacuum pumping including the creation of vertical drainage holes which are connected to suction pumps for the removal of drainage water and the provision of negative pressure in an area of the ground which is covered by an airtight tarpaulin which is sealed against the ground at its edges , whereby the atmospheric pressure contributes to said sentences, characterized by that

1) the ground is first frozen to form ice lenses which grow by water being drawn out of the ground/clay between the ice lenses, which thereby exert a consolidating pressure on the ground's mineral grain aggregates,

2) the frozen area is thawed again by applying heat,

3) excess water is extracted from the ground and the drainage holes with the help of the vacuum pumping to produce the aforementioned settlements, whereby the area will appear as a depression.

2. Method according to claim 1, characterized in that freezer pipes (1) are first installed in the ground (3), which are connected to a cooling system for freezing an area (2) of the ground (3), which is known per se, after which the freezer pipes to -heating medium is introduced for thawing the frozen area (2), after which the freezing pipe (1) is replaced with sand (5), and a layer of sand is placed on top of the ground (3) to connect the created sand drainage holes before placing the tarpaulin (6) and starting the vacuum pumping.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that heat extracted from the ground (3) by freezing an area (2) of it is used for thawing a previously frozen area (2).