RU2064555C1

RU2064555C1 - Method for increasing load bearing capacity of permafrost soils and method for increasing load bearing capacity of permafrost and/or ices

Info

Publication number: RU2064555C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Григорьевич Чеверев; Виктор Валентинович Разумов
Original assignee: Виктор Григорьевич Чеверев; Виктор Валентинович Разумов
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: method includes preparing fastening solution on the base of water, dispersed soil as filler, and small amount of polyvinyl alcohol, solution injecting into the space between foundation and host soil (ice). In necessary, preliminary soil loosing or melting, freezing fastening solution and holding it for up to five days at ambient temperature (ice) are provided. Even small additions of polymeric agent into soil solution (up to 2 per cent) increases ultimate long strength of the frozen solution/foundation mixture by a factor exceeding five. EFFECT: reduced expenditures for foundation erection. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для повышения несущей способности мерзлых, пластично- -мерзлых и засоленных мерзлых грунтов и льдов при их взаимодействии со свайными и другими типами фундаментов зданий и сооружений. The invention relates to the construction and can be used to increase the bearing capacity of frozen, plastic-frozen and saline frozen soils and ice when they interact with pile and other types of foundations of buildings and structures.

Известен способ повышения несущей способности мерзлых грунтов, заключающийся в искусственном понижении их отрицательной температуры [1]
Недостатком этого способа является его трудоемкость, обусловленная необходимостью бурения скважин и установки охлаждающих устройств.A known method of increasing the bearing capacity of frozen soils, which consists in artificially lowering their negative temperature [1]
The disadvantage of this method is its complexity, due to the need to drill wells and install cooling devices.

Известен способ повышения несущей способности мерзлых грунтов под фундаментом сооружения, включающий приготовление закрепляющего раствора в виде цементно-песчаной смеси с водой, нагнетание его в приконтактную зону грунта и фундамента, схватывание цемента и замораживание раствора [2] Этот способ имеет небольшой эффект повышения прочности смерзания фундамента с грунтами, всего до 1,5-1,8 раза. A known method of increasing the bearing capacity of frozen soils under the foundation of the structure, including the preparation of the fixing solution in the form of a cement-sand mixture with water, pumping it into the contact zone of the soil and foundation, setting cement and freezing the solution [2] This method has a small effect of increasing the freezing strength of the foundation with soils, only up to 1.5-1.8 times.

Данное изобретение направлено на повышение несущей способности фундаментов, мерзлых грунтов и льдов, взаимодействующих с фундаментами за счет физико-химического эффекта упрочнения и увеличения сил смерзания путем небольших добавок поливинилового спирта (ПВС) в грунтовый раствор. Применение изобретения позволит существенно снизить количество элементов фундамента / например, свай/ инженерного сооружения и тем самым заметно сократить его стоимость. This invention is aimed at increasing the bearing capacity of foundations, frozen soils and ice, interacting with foundations due to the physico-chemical effect of hardening and increase the freezing forces by small additions of polyvinyl alcohol (PVA) in the soil solution. The application of the invention will significantly reduce the number of elements of the foundation / for example, piles / engineering structures and thereby significantly reduce its cost.

Для решения этой задачи в предложенном способе повышения несущей способности фундаментов, мерзлых грунтов и льдов, включающем приготовления закрепляющего раствора, нагнетание его в приконтактную зону грунта и фундамента и внедрение раствора в окружающие грунты, замораживание и выдерживание его при отрицательной температуре окружающих мерзлых грунтов или льдов, закрепляющий раствор готовят на основе водного раствора ПВС и дисперсного грунта. To solve this problem in the proposed method of increasing the bearing capacity of foundations, frozen soils and ice, including the preparation of a fixing solution, pumping it into the contact zone of the soil and foundation and introducing the solution into surrounding soils, freezing and keeping it at a negative temperature of surrounding frozen soils or ice, fixing solution is prepared on the basis of an aqueous solution of PVA and dispersed soil.

Использование грунтового дисперсного материала в качестве заполнители позволяет экономить полимер и увеличить эффект закрепления грунтов. The use of soil dispersed material as aggregates allows to save polymer and increase the effect of soil consolidation.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Приготавливают закрепляющий состав из водного раствора ПВС /с концентрацией ПВС около 1-3%/ и грунта. Количество раствора ПВС с целью достижения наибольшего упрочнения может быть не менее пористости дисперсного заполнителя в плотном сложении. Возможно применение раствора ПВС и без дисперсного наполнителя, однако это повысит расход полимера. A fixing composition is prepared from an aqueous PVA solution / with a PVA concentration of about 1-3% / and soil. The amount of PVA solution in order to achieve the greatest hardening can be not less than the porosity of the dispersed aggregate in close addition. It is possible to use a PVA solution without dispersed filler, however, this will increase the polymer consumption.

Приготовленный закрепляющий раствор нагнетают в приконтактную зону грунта и фундамента. Для повышения опорной площади фундамента, прилегающая к фундаменту зона грунта также пропитывается полимер-грунтовым раствором. При этом, чем больше глубина зоны грунта, пропитанного закрепляющим раствором, тем больше суммарный эффект закрепления основания сооружения. The prepared fixing solution is injected into the contact zone of the soil and foundation. To increase the support area of the foundation, the soil zone adjacent to the foundation is also impregnated with a polymer-soil solution. At the same time, the greater the depth of the soil zone saturated with the fixing solution, the greater the total effect of fixing the base of the structure.

В случае, если фундаменты устанавливаются в сильнольдистых грунтах или льдах, то их зона, находящаяся вблизи фундамента, разрыхляется каким либо способом /например, направленным взрывом или специальным буровым снарядами т.д./ или протаивается /например, парогенераторной установкой/. Затем производится нагнетание в разрыхленную или протаянную зону закрепляющего раствора. If the foundations are installed in very icy soils or ice, then their zone located near the foundation is loosened in some way / for example, with a directed explosion or with special drill shells etc. / or thawed / for example, with a steam generator /. Then injection into the loosened or thawed zone of the fixing solution is performed.

Для перевода основания фундамента и самого фундамента в рабочее состояние закрепляющий состав замораживают и выдерживают при температуре окружающих мерзлых грунтов или льдов в течение не менее пяти суток до полного завершения процессов кристаллизации ПВС в мерзлом грунтовом растворе. To transfer the base of the foundation and the foundation itself into working condition, the fixing composition is frozen and kept at the temperature of the surrounding frozen soils or ice for at least five days until the crystallization of PVA in the frozen ground solution is complete.

Экспериментальные исследования по определению предельно-длительной прочности смерзания закрепляющего раствора с бетоном и металлом показали повышение прочности смерзания закрепляющего раствора с добавкой ПВС в среднем в 5-6 раз по сравнению с прочностью того же грунтового раствора, но не имеющего в своем составе добавок ПВС при температуре испытания -4^oС /см. табл. /.Experimental studies to determine the maximum long-term freezing strength of a fixing solution with concrete and metal showed an increase in the freezing strength of a fixing solution with PVA addition by an average of 5-6 times compared with the strength of the same soil solution, but without PVA additives at a temperature Tests -4 ^o C / cm. tab. /.

Использование данного способа, обеспечивающего повышение прочности смерзания закрепляющего раствора с материалом фундамента в несколько раз, существенно увеличивает несущую способность свайных фундаментов сооружений, возводимых в районах распространения многолетне-мерзлых грунтов и льдов. The use of this method, which increases the freezing strength of the fixing mortar with the foundation material several times, significantly increases the bearing capacity of the pile foundations of structures erected in areas of permafrost and ice.

Claims

1. A method of increasing the bearing capacity of frozen soils used as the foundations of buildings and structures, including the preparation of a fixing mortar and forcing it into the contact zone of the soil and the foundation of the building and structure for introducing the solution into the surrounding soil, freezing the solution from the side of the foundation and base, characterized in that the fixing solution is prepared on the basis of an aqueous solution of polyvinyl alcohol and dispersed soil.

2. A method of increasing the bearing capacity of frozen soils and / or ice used as the foundations of buildings and structures, including preparing the contact zone of the soil and the foundation of the building and structure by loosening or thawing to increase its permeability, preparing a fixing solution, pumping it into the contact zone, freezing the solution from the side of the foundation and the base, characterized in that the fixing solution is prepared on the basis of an aqueous solution of polyvinyl alcohol and dispersed soil.