RU2015247C1 - Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений - Google Patents
Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015247C1 RU2015247C1 SU5019927/33A SU5019927A RU2015247C1 RU 2015247 C1 RU2015247 C1 RU 2015247C1 SU 5019927/33 A SU5019927/33 A SU 5019927/33A SU 5019927 A SU5019927 A SU 5019927A RU 2015247 C1 RU2015247 C1 RU 2015247C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- soil
- loess
- loessial
- injection
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Использование: строительство, устранение просадочных свойств лессовых грунтов путем их уплотнения в основании зданий и сооружений. Сущность изобретения: в массиве просадочного лессового грунта через инъекторы нагнетают лессовую пульпу, постепенно наращивая давление до 3 - 10 атм со скоростью 3-5 м3/г, в течение времени, необходимого для образования гидроразрыва в массиве, затем скорость инъектирования уменьшают не менее, чем в 2 раза для прекращения роста трещины гидроразрыва и замачивания зоны массива вокруг трещины, а нагнетание цементно-песчаного раствора ведут под давлением 3 - 10 атм, уплотняя грунт в промоченной зоне до достижения пористости грунта 38 - 40%. К тому же лессовая пульпа содержит глинистых частиц 5 - 15%. Кроме того нагнетание лессовой пульпы ведут в противоположных направлениях, например, посредством двухнаправленного щелевидного инъектора. Способ позволяет эффективно уплотнить грунт. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к устранению просадочных свойств лессовых грунтов путем их уплотнения в основании зданий и сооружений.
Известен способ уплотнения лессовых грунтов с помощью гидровзрыва, включающий бурение скважин, замачивание водой и уплотнение лессового грунта путем взрыва [1].
Недостатком этого способа является потребность в больших количествах воды и времени для замачивания, неравномерность уплотнения массива после взрыва, а также необходимость доуплотнения верхней толщи массива и относительно высокая стоимость закрепления.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений путем введения в грунт через инъектор улучшающего раствора в виде пульпы под давлением до гидроразрыва грунта, после чего производят нагнетание в грунт твердеющего материала - цементно-песчаного раствора [2].
Недостатком этого способа является использование в качестве уплотняющего раствора 15-30% пульпы, так как пульпа слабо уплотняет массив грунта (за счет отсутствия в ней песчаных частиц) и, кроме того, в результате ее использования твердые частицы пульпы образуют высоковлажную ослабленную зону, а нагнетание твердеющего (песчано-цементного) материала приводит к уплотнению только мягкопластичной пульпы, не затрагивая при этом основной массив лессового грунта.
Вследствие этого происходит слабое уплотнение прилегающего массива лессового грунта, в результате чего в массиве образуются неуплотненные зоны, что делает метод недостаточно надежным, что в свою очередь приводит к получению низкой несущей способности оснований зданий и сооружений.
Целью изобретения является устранение указанных выше недостатков и разработка высоконадежного и эффективного способа уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений.
Цель достигается тем, что с поверхности земли осуществляют нагнетание пульпы, постепенно наращивая давление до 3-10 атм со скоростью 2-5 м3/ч в течение времени, необходимого для образования трещины гидроразрыва в массиве, затем скорость инъектирования пульпы уменьшают не менее, чем в 2 раза, в результате чего прекращается рост трещины и начинается замачивание зоны массива вокруг трещины, после этого производят нагнетание песчано-цементного раствора под давлением 3-10 атм, уплотняя тем самым лессовый грунт в промоченной зоне до достижения пористости грунта 38-40%. Длина трещины гидроразрыва колеблется от 2 до 3 м в каждую сторону, а ширина замоченной и уплотненной зоны от 1 до 1,5 м. Для лучшего замачивания следует использовать пульпу с содержанием глинистых частиц от 5 до 15%. Возможно проводить нагнетание лессовой пульпы в противоположных направлениях, например, посредством двухнаправленного щелевидного инъектора.
Таким образом высокая эффективность способа достигается за счет использования в качестве уплотняющего материала песчано-цементной смеси (в то время как в известном способе - лессовой пульпы, вводимой в грунт по специальной технологии); использование 5-15% -ной пульпы для замачивания, а также определенная скорость инъектирования позволяют качественно промочить лессовый грунт, что ведет к его полному уплотнению без образования ослабленных зон (в отличие от известного способа).
Дополнительными положительными техническими результатами являются: уплотнение лессовых грунтов в основании существующих (аварийных) зданий и сооружений практически на любой глубине; создание за счет образования жестких элементов слоистых природно-технических компонентов; использование данного способа для уплотнения массивов лессовых грунтов, лежащих ниже активной зоны здания с применением в качестве уплотняющего раствора песчано-глинистой смеси.
На чертеже показана схема уплотняемого массива лессового грунта (аксонометрическая проекция).
Способ осуществляют следующим образом.
На участке строительства здания или сооружения с поверхности земли погружают инъектор 1 на полную глубину уплотняемого массива 2 и поинтервально производят нагнетание пульпы через двухнаправленный инъектор, постепенно наращивая давление до 5-10 атм. При использовании пульпы с содержанием частиц грунта менее 5% будет происходить радиальное промачивание грунта без образования трещины гидроразрыва, а при применении пульпы с содержанием частиц более 15% твердые частицы грунта будут образовывать высоковлажные ослабленные зоны. При давлении более 10 атм будет происходить образование многочисленных мелких разветвленных трещин, куда в дальнейшем не будет поступать уплотняющий раствор, а при давлении меньшем 2 атм не будет происходить образования трещин вообще. При инъектировании пульпы описанным выше способом со скоростью 2-5 м3/ч в течение времени, необходимого для образования трещины гидроразрыва, образуется практически ровная, длиной 2-2,5 м в каждую сторону от инъектора, трещина гидроразрыва 3. Интервал скорости инъектирования пульпы обусловлен теми же причинами, что и давление. Затем скорость инъектирования пульпы уменьшают не менее, чем в 2 раза, в результате чего прекращается дальнейший рост трещины, и вода, составляющая пульпу, начинает промачивать массив лессового грунта вокруг трещины гидроразрыва. Объем воды и соответственно пульпы рассчитывается в зависимости от исходной степени водонасыщения и пористости грунта.
Например, при исходной степени водонасыщения лессового грунта 0,45 и пористости 45% для насыщения 1 м3 грунта до Sr = 0,85 потребуется 0,18 м3 воды (0,85-0,45 = 0,40 х 0,45 = 0,18). Конечная степень водонасыщения определяется оптимальной влажностью уплотнения и составляет для лессовых грунтов 0,7-0,9.
После промачивания массива лессового грунта вокруг трещины гидроразрыва на расстояние 1-1,5 м в каждую сторону производят нагнетание песчано-цементной смеси, например, марки М-200, под давлением, превышающем в 3-5 раз последующую нагрузку от сооружения - 5-10 атм, уплотняя тем самым лессовый грунт 4 в промоченной зоне до достижения пористости, при которой лессовый грунт становится непросадочным, а именно 38-40%. Объем песчано-цементного раствора зависит от исходной пористости грунта, конечной его пористости и мощности промоченной зоны. Например, при исходной пористости 46% и конечной 39% для уплотнения 1 м3 грунта потребуется 0,07 м3 раствора (0,46 - 0,39 0,07). Расширяющуюся при этом трещину гидроразрыва заполняет песчано-цементная смесь, которая при твердении образует субвертикальную стенку в грунте 5 шириной от 2 до 15 см в зависимости от степени относительной просадочности данного грунта.
Дополнительным положительным техническим результатом при использовании данного способа является возможность уплотнения лессового грунта под фундаментами существующих аварийных зданий и сооружений, так как длина трещины гидроразрыва может составлять 2,5 м, а при использовании однонаправленного инъектора 3-3,5 м.
Кроме того возможно использование данного способа для уплотнения слабых дисперсных грунтов.
При расположении инъекторов по сетке 3х4 м возможно создание объемного природно-техногенного композита, состоящего из соединенных между собой трещин гидроразрыва, заполненных затвердевшим песчано-цементным раствором (расстояние между инъекторами 4 м). В перпендикулярном направлении слоистый композит будет состоять из жесткого элемента - затвердевшего раствора, вокруг которого будет находиться уплотненный непросадочный лессовый грунт мощностью от 1000 до 1500 см в каждую сторону от трещины.
Если одним дополнительным положительным техническим результатом при использовании данного способа является применение с целью удешевления способа для уплотнения массива замоченного грунта песчано-глинистых смесей с соотношением песка, глины и воды 0,3, 0,3 и 0,4. Этот вариант уплотнения следует использовать ниже активной зоны под зданием на всю глубину распространения просадочной толщи.
П р и м е р 1. В массиве просадочного лессового грунта на глубине 3 м провели инъектирование 5% лессовой пульпы объемом 0,8 м3. Вначале с целью создания трещины гидроразрыва инъектирование проводили в течение 2 мин под давлением до 0,5 МПа со скоростью 2,0 м3/ч, затем скорость подачи пульпы уменьшили в 2 раза, в результате чего вокруг трещины гидроразрыва (длиной около 4 м и высотой около 2 м) образовалась промоченная зона мощностью от 80 до 100 см. Через сутки после нагнетания пульпы через тот же инъектор произвели нагнетание песчано-цементной смеси (марки М-200) объемом 0,6 м3 под давлением 5 атм. Вследствие инъектирования песчано-цементной смеси произошло уплотнение промоченной зоны вокруг трещины гидроразрыва. Результаты опробывания шурфа, вскрывшего опытную площадку, показывают, что пористость в промоченной зоне уменьшилась в среднем с 51 до 40%, что свидетельствует об образовании уплотненных зон с параметрами - длина 2-3 м в каждую сторону от инъектора, ширина 1 - 0,8 м в каждую сторону от трещины.
П р и м е р 2. После инъектирования 15% лессовой пульпы под давлением 1 МПа со скоростью 5 м3/ч в течение 1 мин в массив лессового грунта на глубину 3 м скорость подачи снизили до 1 м3/ч и произвели нагнетание пульпы объемом 1,6 м3. Через сутки после нагнетания пульпы через тот же инъектор произвели инъектирование песчано-цементной смеси марки М-100 с пластификатором объемом 0,8 м3 под давлением 10 атм. Опробывание промоченной и уплотненной зоны (шириной 2,2 м и длиной 4,2 м) показало, что пористость в результате уплотнения уменьшилась в среднем с 46 до 38%.
Claims (3)
1. СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ В ОСНОВАНИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, включающий нагнетание через инъектор лессовой пульпы под давлением до гидроразрыва грунта и замачивание его с последующим нагнетанием цементно-песчаного раствора, отличающийся тем, что нагнетание пульпы осуществляют, постепенно наращивая давление до 3 - 10 атм со скоростью 2 - 5 м3/ч в течение времени, необходимого для образования трещины гидроразрыва в массиве, затем скорость инъектирования пульпы уменьшают не менее чем в 2 раза для прекращения роста трещины гидроразрыва и замачивания зоны вокруг трещины, а нагнетание цементно-песчаного раствора ведут под давлением 3 - 10 атм, уплотняя лессовый грунт в промоченной зоне до достижения пористости грунта 38 - 40%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют лессовую пульпу с содержанием глинистых частиц в ней 5 - 15%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагнетание лессовой пульпы ведут в противоположных направлениях, например, посредством двунаправленного щелевидного инъектора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5019927/33A RU2015247C1 (ru) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5019927/33A RU2015247C1 (ru) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015247C1 true RU2015247C1 (ru) | 1994-06-30 |
Family
ID=21593260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5019927/33A RU2015247C1 (ru) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2015247C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007114728A1 (fr) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Viktor Ivanovich Osipov | Procédé de compactage du sol et sol de fondation à structure artificielle |
WO2007114727A1 (en) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Viktor Ivanovich Osipov | Soil compacting method and a device for carrying out said method |
RU2545573C1 (ru) * | 2013-10-11 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Способ образования трещин в водонасыщенных глинистых грунтах |
CN113330878A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-09-03 | 张新峰 | 一种林业苗木种植压土器 |
-
1991
- 1991-12-27 RU SU5019927/33A patent/RU2015247C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1534139, кл. E 02D 3/10, 1987. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1294910, кл. E 02D 3/12, 1985. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007114728A1 (fr) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Viktor Ivanovich Osipov | Procédé de compactage du sol et sol de fondation à structure artificielle |
WO2007114727A1 (en) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Viktor Ivanovich Osipov | Soil compacting method and a device for carrying out said method |
RU2545573C1 (ru) * | 2013-10-11 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Способ образования трещин в водонасыщенных глинистых грунтах |
CN113330878A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-09-03 | 张新峰 | 一种林业苗木种植压土器 |
CN113330878B (zh) * | 2021-07-15 | 2023-04-28 | 张新峰 | 一种林业苗木种植压土器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2119009C1 (ru) | Способ уплотнения грунта | |
US4540316A (en) | Composition for improving strength of soft ground containing organic matter, and method of improving strength of soft ground by utilizing said composition | |
CN108547336B (zh) | 一种适用于工业厂房独立桩基础的沉降加固顶升调平方法 | |
RU2103441C1 (ru) | Способ закрепления грунта | |
RU2015247C1 (ru) | Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений | |
RU2354778C2 (ru) | Способ закрепления грунта | |
RU2059043C1 (ru) | Способ замачивания массива лессового просадочного грунта | |
RU2324788C2 (ru) | Способ уплотнения грунта и устройство для его осуществления | |
RU2275470C1 (ru) | Способ повышения несущей способности висячих свай | |
RU2380482C1 (ru) | Способ подготовки основания | |
CN1042158C (zh) | 钢筋混凝土预制桩端部注浆法 | |
RU2059044C1 (ru) | Способ уплотнения связных дисперсных грунтов | |
SU1294910A1 (ru) | Способ улучшени массива лессового просадочного грунта в основании зданий и сооружений | |
Van Gemert et al. | Consolidation of the Tower of St. Mary’s Basilica at Tongeren/Verstärkung des Turmes der Marien-Basilika in Tongeren | |
RU2260654C1 (ru) | Способ изготовления буронабивной сваи с уплотнением грунта в забое скважины | |
RU2122068C1 (ru) | Способ подготовки основания | |
JP3709505B2 (ja) | 地盤の液状化防止工法 | |
Ibragimov | Design and implementation of soil stabilization by grout injection using hydrofracking technology | |
CN105155478B (zh) | 一种新型堰塞坝加固利用方法 | |
RU2256028C1 (ru) | Способ закрепления слабых грунтов | |
SU654746A1 (ru) | Устройство дл возведени набивной сваи | |
RU2275467C1 (ru) | Способ закрепления оползневых склонов | |
RU2199628C1 (ru) | Способ восстановления фундаментов | |
Witzany et al. | MATERIALS AND TECHNOLOGIES FOR THE STRENGTHENING OF HISTORIC MASONRY BY THE DEEP GROUT INJECTION AND SURFACE PENETRATION METHOD | |
RU2103443C1 (ru) | Способ устройства буронабивных свай |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20061219 |
|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20091228 |