RU2181408C1 - Способ закрепления грунта - Google Patents
Способ закрепления грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181408C1 RU2181408C1 RU2001103096A RU2001103096A RU2181408C1 RU 2181408 C1 RU2181408 C1 RU 2181408C1 RU 2001103096 A RU2001103096 A RU 2001103096A RU 2001103096 A RU2001103096 A RU 2001103096A RU 2181408 C1 RU2181408 C1 RU 2181408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- aqueous solution
- solutions
- solution
- soils
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для закрепления глинистых, суглинистых, песчаных, супесчаных и лессовидных грунтов, в особенности в случае наличия в грунтах стальных конструкций, подверженных кислотной коррозии. Способ осуществляется следующим образом. В грунт сначала вводят 4-20%-ный водный раствор щелочи, например гидроксида натрия, а затем вводят 5-30%-ный водный раствор хлорида магния. Технический результат: предотвращение кислотной коррозии стальных конструкций, находящихся в закрепляемом грунте, снижение стоимости проводимого закрепления.
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для закрепления глинистых, суглинистых, песчаных, супесчаных и лессовых грунтов, в особенности в случае наличия в грунтах стальных конструкций, подверженных кислотной коррозии.
Известен способ электрохимического закрепления грунта путем введения смеси 5-8%-ного водного раствора резоцина и 10-15%-ного водного раствора сульфатно-бардяного концентрата в соотношении их соответственно 1:0,8-1,2 и во вторую половину периода 15-20%-ного водного раствора формальдегида, а через катод-инъектор - в течение всего периода 2-3%-ного водного раствора бихромата натрия; производят также дополнительное нагнетание 15-20%-ного водного раствора формальдегида через нейтральный инъектор, установленный на одинаковом расстоянии от анода и катода, см. авт. св. SU 1020513, кл. E 02 D 3/12, 21.08.1981.
Недостатки этого способа состоят в небольшой глубине проникания растворов вследствие больших размеров находящихся в них полимерных частиц, а также в высокой стоимости растворимых материалов.
Известен способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введения цементирующего силикатного материала с обработкой его углекислым газом, см. авт. св. SU 1099400, кл. E 02 D 3/11, 02.07.1982.
Недостатком этого способа является также малый радиус проникания цементирующего материала, что обусловлено большими размерами анионов кремниевой кислоты, а также тем, что анионы движутся к аноду против водяного потока в грунте.
Известен способ закрепления грунта, заключающийся в том, что поочередно вводят в грунт два раствора: силиката натрия и хлорида кальция. Растворы вводят в грунт через инъекторы или скважины, или путем пропитки сверху; возможно также введение растворов в грунт с помощью электроосмотического метода. В результате физико-химической реакции между этими растворами образуется гель кремниевой кислоты. Реакция взаимодействия между растворами происходит по схеме:
Na2OHSiO2+CaCl2+mH2О-->nSiO2(m-1)H2O+Са(ОН)2+2NaCl
образующийся гель кремниевой кислоты обусловливает закрепление грунта (Rcm до 8,0 МПа), см. А.И.Халикулов и др. Химия в строительстве, Ташкент, 1983, с. 19).
Na2OHSiO2+CaCl2+mH2О-->nSiO2(m-1)H2O+Са(ОН)2+2NaCl
образующийся гель кремниевой кислоты обусловливает закрепление грунта (Rcm до 8,0 МПа), см. А.И.Халикулов и др. Химия в строительстве, Ташкент, 1983, с. 19).
Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.
Его недостаток состоит, в основном, в малой дальности (несколько десятков сантиметров) проникания цементирующего материала, поскольку анионы кремниевой кислоты имеют большие размеры; при электроосмотическом методе введения растворов анионы кремниевой кислоты движутся к аноду против водяного потока в грунте. Поэтому данный способ (как и любые другие, связанные с силикатизацией) мало применим для мелкодисперсных грунтов (глины, суглинки и т.п.). Кроме того, силикат натрия (жидкое стекло) является искусственным материалом, что обусловливает высокую стоимость реализации способа.
Также существенным недостатком прототипа является значительное изменение обработанного грунта в сравнении с первоначальным (усадка).
В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания эффективного и сравнительно недорогого способа закрепления мелкодисперсного грунта, в особенности, при наличии в нем стальных конструкций, подверженных кислотной коррозии, а также существенное уменьшение усадки отрабатываемого грунта.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе закрепления грунта, заключающемся в поочередном введении в грунт двух растворов, сначала вводят 4-20%-ный водный раствор щелочи, например гидроксида натрия, а затем вводят 5-30%-ный водный раствор хлорида магния.
Происходит следующая химическая реакция:
NaOH+MgCl2+Н2O-->xMgO•yH2O•zMgCl2+NaCl
Получается продукт, цементирующий грунт и имеющий сложный состав, характеризуемый переменными значениями x, y, z.
NaOH+MgCl2+Н2O-->xMgO•yH2O•zMgCl2+NaCl
Получается продукт, цементирующий грунт и имеющий сложный состав, характеризуемый переменными значениями x, y, z.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".
Предложенный способ обладает важным, принципиально новым свойством: цементообразующими ионами являются катионы небольшого размера с высокой подвижностью в грунте. При механическом введении растворов в грунт с малыми порами небольшие по размеру катионы легко проникают на большое расстояние от места их введения (инъектирования, полива).
При электроосмотическом введении растворов катионы движутся к катоду вместе с потоком воды (а не против потока), что способствует их прониканию на большое расстояние от электрода. Кроме того, следует подчеркнуть, что хлорид магния (бишофит) широко распространен в природе и весьма недорог, что многократно удешевляет стоимость реализации способа. Введение раствора щелочи перед введением хлорида магния предотвращает кислую коррозию находящихся в грунте стальных конструкций. Объем обрабатываемого грунта практически не изменяется.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии отличительных признаков настоящего изобретения на достигаемый технический результат, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".
Сущность предлагаемого способа поясняется следующими примерами (лабораторными).
Пример 1. Суглинок тяжелый, пылеватый, ленточный, мягкопластичный, текучий.
Пористость грунта - 0,5;
природная влажность W - 0,394;
плотность грунта ρ - 1,32 т/м3;
объемная влажность - 0,52;
коэффициент фильтрации Кф - 2,0•10-5 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 6 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,05 кг/см2.
природная влажность W - 0,394;
плотность грунта ρ - 1,32 т/м3;
объемная влажность - 0,52;
коэффициент фильтрации Кф - 2,0•10-5 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 6 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,05 кг/см2.
Закрепление образца грунта размерами 15•9•9 см3 проводилось с помощью электроосмотического введения растворов при напряженности электрического поля 1-2 В/см.
Вначале вводился 4%-ный водный раствор NaOH в объеме 270 мл. Через сутки вводился 5%-ный водный раствор MgCl2 в объеме 330 мл. Через 2 суток электрический ток отключали, при этом грунт продолжал набирать прочность еще в течение 3 суток. Затем проводились испытания обработанного грунта на прочность. Получены следующие результаты:
С - 4,9 кг/см2; φ - 22 град.
С - 4,9 кг/см2; φ - 22 град.
Пример 2. Песчаный грунт.
Пористость - 0,3;
природная влажность W - 0,344;
плотность грунта ρ - 1,53 т/м3;
объемная влажность - 0,53;
коэффициент фильтрации Кф - 3,1•10-4 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 7 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,05 кг/см2.
природная влажность W - 0,344;
плотность грунта ρ - 1,53 т/м3;
объемная влажность - 0,53;
коэффициент фильтрации Кф - 3,1•10-4 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 7 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,05 кг/см2.
Обработка образца грунта массой 1860 г проводилась путем последовательного инъектирования 20%-ного водного раствора NaOH (170 г) и 30%-ного водного раствора MgCl2 (190 г). Растворы вводились непосредственно один за другим. Затем в течение 3 суток грунт набирал прочность. Получены следующие результаты:
С - 6,1 кг/см2; φ - 25 град.
С - 6,1 кг/см2; φ - 25 град.
Пример 3. Суглинок легкий, пылеватый, слоистый мягкопластичный.
Пористость грунта - 0,4;
природная влажность W - 0,278;
плотность грунта ρ - 1,52 т/м3;
объемная влажность - 0,42;
коэффициент фильтрации Кф - 4,0•10-5 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 9 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,07 кг/см2.
природная влажность W - 0,278;
плотность грунта ρ - 1,52 т/м3;
объемная влажность - 0,42;
коэффициент фильтрации Кф - 4,0•10-5 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 9 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,07 кг/см2.
Обработка образца грунта размерами 15•9•9 см3 проводилась с помощью электроосмотического введения растворов при напряженности электрического поля 1-2 В/см.
Сначала вводили 10%-ный водный раствор NaOH в объеме 110 мл. Через сутки вводили 15%-ный водный раствор MgCl2 в объеме 110 мл. Через 2 суток электрический ток отключали, грунт набирал прочность еще 3 суток. Получены следующие результаты:
С - 5,1 кг/см2; φ - 24 град.
С - 5,1 кг/см2; φ - 24 град.
Способ осуществляется с использованием обычного оборудования и доступных материалов, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию "промышленная применимость".
Claims (1)
- Способ закрепления грунта, заключающийся в поочередном введении в грунт двух растворов, отличающийся тем, что сначала вводят 4-20%-ный водный раствор щелочи, например, гидроксида натрия, а затем вводят 5-30%-ный водный раствор хлорида магния.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103096A RU2181408C1 (ru) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | Способ закрепления грунта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103096A RU2181408C1 (ru) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | Способ закрепления грунта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2181408C1 true RU2181408C1 (ru) | 2002-04-20 |
Family
ID=20245547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001103096A RU2181408C1 (ru) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | Способ закрепления грунта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2181408C1 (ru) |
-
2001
- 2001-01-25 RU RU2001103096A patent/RU2181408C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
БРОНШТЕЙН Б.Е. Закрепление тяжелых лессовидных суглинков с нарушенной структурой методом электросиликатизации. Материалы к УI Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. - М.: изд-во Московского университета, 1968, с.318-322. * |
ХАЛИКУЛОВ А.И. и др. Химия в строительстве. Ташкент: Стройиздат, 1983, с.19. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Puppala et al. | Enhanced electrokinetic remediation of high sorption capacity soil | |
Asavadorndeja et al. | Electrokinetic strengthening of soft clay using the anode depolarization method | |
Ozkan et al. | Electrokinetic stabilization of kaolinite by injection of Al and PO43− ions | |
Segall et al. | Electroosmotic contaminant-removal processes | |
KR101030761B1 (ko) | 미생물을 이용한 연약 지반의 고결화 방법 | |
Shainberg et al. | Response of sodic soils to gypsum and calcium chloride application | |
Esumi et al. | Adsorption of sodium dodecyl sulfate on hydrotalcite and adsolubilization of 2-naphthol | |
DE69014036T2 (de) | Verfahren zur Abdichtung von durchlässigen Lockergesteinen. | |
Di Emidio et al. | Advances in geosynthetic clay liners: polymer enhanced clays | |
Al-Kiki et al. | Strength, durability and hydraulic properties of clayey soil stabilized with lime and industrial waste lime | |
Moayedi et al. | Shear strength parameters of improved peat by chemical stabilizer | |
Thyagaraj et al. | Laboratory investigations of in situ stabilization of an expansive soil by lime precipitation technique | |
US5616235A (en) | Electrochemical stabilization of soils and other porous media | |
Moayedi et al. | Optimizing stabilizers enhanced electrokinetic environment to improve physicochemical properties of highly organic soil | |
RU2181408C1 (ru) | Способ закрепления грунта | |
RU2181409C1 (ru) | Способ закрепления грунта | |
CN108239974A (zh) | 一种粉煤灰改良膨胀土的方法 | |
Moayedi et al. | Peaty soil improvement by using cationic reagent grout and electrokintic method | |
KR102345422B1 (ko) | 발수성능을 갖는 천연 제올라이트 혼화재 및 이의 제조 방법 | |
US4647259A (en) | Sealing ponds and reservoirs by natural materials | |
JPH046753B2 (ru) | ||
Zelić et al. | Bromide induced adsorption of lead ions on mercury electrodes | |
Wu et al. | Solidification of fluviatile-lacustrine facies silt with ionic soil stabilizer | |
CZ264390A3 (cs) | Zařízení k elektrokinetickému odstranění solí ze zdiva | |
US5624208A (en) | Process for sealing soil formations |