RU2588511C2 - Method for soil and device for its implementation - Google Patents
Method for soil and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588511C2 RU2588511C2 RU2014140553/03A RU2014140553A RU2588511C2 RU 2588511 C2 RU2588511 C2 RU 2588511C2 RU 2014140553/03 A RU2014140553/03 A RU 2014140553/03A RU 2014140553 A RU2014140553 A RU 2014140553A RU 2588511 C2 RU2588511 C2 RU 2588511C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- shell
- soil
- hardening composition
- elongated
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 241000502171 Distylium racemosum Species 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- YPSVSPBXPRTRQF-UHFFFAOYSA-N calcium;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[Ca+2] YPSVSPBXPRTRQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности строительству мостов, сооружений в водной среде, а также к возведению зданий и сооружений на водонасыщенных грунтах. В настоящее время широко известен способ закрепления грунта посредством нагнетания в них разных составов, активно реагирующих с грунтом (см., например, В.Е. Соколович «Химическое закрепление грунтов», М. - Стройиздат. - 1980. - С. 3).The invention relates to the construction, in particular the construction of bridges, structures in the aquatic environment, as well as the construction of buildings and structures on water-saturated soils. Currently, there is a widely known method of fixing the soil by pumping in them different compositions that actively react with the soil (see, for example, V.E. Sokolovich "Chemical fixing of soils", M. - Stroyizdat. - 1980. - P. 3).
Основным недостатком закрепления грунтов химическими составами является то, что химическая активность различных грунтов неодинакова. Это вызвало необходимость создания большого количества различных закрепляющих составов (см., например, а.с. СССР NN 1467137, 1622515, 166274, пат. РФ N 2035544 и др., МКИ Ε02D 3/12). Кроме того, этот способ невозможно использовать для закрепления грунтов, степень влажности которых превышает 0,6 д.ед., слабопроницаемых грунтов, плывунов и т.д.The main disadvantage of fixing soils with chemical compositions is that the chemical activity of different soils is not the same. This necessitated the creation of a large number of different fixing compositions (see, for example, the USSR AS NN 1467137, 1622515, 166274, Pat. RF N 2035544 and others, MKI
Этого недостатка лишен способ закрепления грунта и заключающийся в нагнетании в грунты через пробуренные скважины или инъекторы цементного или грунтоцементного раствора (см., например, Л.B. Гончарова «Основы искусственного улучшения грунтов», М. Издательство Московского университета, 1973, с. 331).This drawback is deprived of the method of fixing the soil and consisting in pumping cement or soil-cement mortar into the soil through drilled wells or injectors (see, for example, L. B. Goncharova, “Fundamentals of Artificial Soil Improvement”, M. University of Moscow Publishing House, 1973, p. 331 )
Однако при применении этого способа велик расхода цемента. Так в геологических условиях г. Ростова-на-Дону и Ростовской области, ряда районов Северного Кавказа и Западной Сибири для закрепления просадочных и слабых грунтов основания под фундамент, например, 9-ти этажного 72-квартирного дома серии 87-072/1.2 п потребляется до 600 тонн портландцемента марки 400-500.However, when applying this method, cement consumption is high. So in the geological conditions of the city of Rostov-on-Don and the Rostov region, a number of regions of the North Caucasus and Western Siberia for fixing subsidence and weak base soils under the foundation, for example, a 9-story 72-apartment building of 87-072 / 1.2 p series is consumed up to 600 tons of Portland cement grade 400-500.
При этом геологические разрезы грунтов этих районов на глубину закрепления, как показали многолетние исследования, представляют собой несколько геологических элементов (несколько слоев грунта), имеющих различные составы, физико-механические показатели и химическую активность, например, пылеватые пески, просадочные лессовидные грунты, плывуны, илы и т.д. Чередование и количество таких геологических элементов могут быть самыми различными даже в пределах одного населенного пункта.At the same time, geological sections of the soils of these regions to the depth of consolidation, as shown by long-term studies, are several geological elements (several layers of soil) having different compositions, physico-mechanical properties and chemical activity, for example, silty sands, subsidence loesslike soils, quicksand, silts, etc. The alternation and number of such geological elements can be very different even within the same settlement.
Также этот способ невозможно применить для возведения оснований сооружений в водной среде.Also, this method cannot be used to erect the foundations of structures in the aquatic environment.
Существующие технологии химического закрепления просадочных грунтов с влажностью выше 18% не позволяют обеспечить прочностных проектных параметров закрепления грунта.Existing technologies for the chemical fixation of subsidence soils with a moisture content above 18% do not allow providing strength design parameters for soil consolidation.
Это происходит вследствие вымывания с поглощающего комплекса и выщелачивания с грунтовой массы, которая закрепляется, солей кальция и других водорастворимых солей, участвующих в обменных реакциях закрепления.This is due to leaching from the absorbing complex and leaching from the soil mass, which is fixed, calcium salts and other water-soluble salts involved in the exchange reactions of consolidation.
Разработана химическая технология закрепления просадочных водонасыщенных грунтов и плавунов (свыше 20% влажности), которая позволяет обеспечить сплошное закрепление грунтов с использованием нагнетаемых компонентов на 90-95%.A chemical technology has been developed for the fixation of subsidence-saturated water-saturated soils and floats (over 20% moisture), which allows for the continuous fixation of soils using injected components by 90-95%.
Предлагаемая технология включает устройство скважин, образование в них зон нагнетания и подачу в закрепляемый массив через систему инъекторов химических растворов. Сначала в закрепляемых грунт через инъекторы нагнетают водный раствор гидрата окиси кальция последовательными заходками сверху вниз на всю глубину закрепления, а затем также последовательными заходками, но снизу вверх нагнетают раствор силиката натрия с модифицирующими добавками (состав модифицирующих добавок является НОУ-ХАУ). Инъекторы для нагнетания второго раствора расположены между инъекторами для нагнетания первого раствора и второго раствора.The proposed technology includes the construction of wells, the formation of injection zones in them and the supply of chemical solutions to the fixed array through a system of injectors. First, an aqueous solution of calcium oxide hydrate is injected into injected soil through injectors by successive injections from top to bottom to the entire depth of consolidation, and then by sequential injections, but from below upward injected a solution of sodium silicate with modifying additives (the composition of modifying additives is KNOW-HOW). Injectors for injecting the second solution are located between the injectors for injecting the first solution and the second solution.
Технология защищена патентом Украины №75409, с приоритетом от 29.12.2003 г.The technology is protected by Ukrainian patent No. 75409, with priority dated December 29, 2003.
Эта технология не позволяет строить основания сооружений в водной среде, например, возводить сваи мостов в море.This technology does not allow to build the foundations of structures in the aquatic environment, for example, to build piles of bridges in the sea.
Известен способ, который может быть использован для закрепления переувлажненных глинистых и расположенных ниже их слабых просадочных грунтов, при реконструкции и строительстве зданий и сооружений, а также для повышения устойчивости естественных оползневых склонов, искусственных откосов дамб, котлованов и бортов карьеров. Способ закрепления переувлажненных глинистых и просадочных грунтов включает выполнение в переувлажненных грунтах вертикальной или наклонной полости и формирование в ней путем заполнения этой полости несвязным составом.A known method that can be used to fix waterlogged clay and below their weak subsidence soils during reconstruction and construction of buildings and structures, as well as to increase the stability of natural landslide slopes, artificial slopes of dams, pits and sides of quarries. A method of fixing waterlogged clay and subsidence soils involves performing in waterlogged soils a vertical or inclined cavity and forming in it by filling this cavity with an incoherent composition.
Из технического уровня известен способ закрепления слабых грунтов, включающих создание цилиндрической полости в поверхности, укрепление стенок цилиндрической трубой-кондуктором и инъектирование твердеющего раствора путем его подачи под давлением в грунт через инъектор. В грунтах большой мощности цилиндрическую полость создают и укрепляют ее стенки трубой-кондуктором путем одновременного ее погружения под действием вибрации с размещенной в ней соосно вспомогательной трубой, внешний диаметр которой определяют по определенной зависимости. Вспомогательную трубу извлекают из трубы-кондуктора при достижении глубины расположения верхней границы слабых грунтов, подлежащих закреплению. Через трубу-кондуктор под действием вибрации погружают инъектор на всю мощность закрепляемой толщи слабых грунтов, герметизируют его в кондукторе и через него поинтервально нагнетают твердеющий раствор, поднимая каждый раз инъектор на высоту очередного инъектируемого интервала. Все операции по инъектированию на одной точке закрепления выполняют за время релаксации грунта, уплотненного при вибропогружении кондуктора и инъектора. Технический результат состоит в повышении производительности трудах, сокращении длительности процесса, снижения затрат, экономии энергии и технологичности способа (Пат. №2256028 на изобретение, опубл. 101.07.2005. Бюл. 19).From the technical level there is a known method for fixing weak soils, including creating a cylindrical cavity in the surface, strengthening the walls with a cylindrical conductor pipe and injecting a hardening solution by feeding it under pressure into the soil through an injector. In soils of high power, a cylindrical cavity is created and its walls are strengthened by a conductor pipe by its simultaneous immersion under vibration with an auxiliary pipe placed in it coaxially, the outer diameter of which is determined by a certain dependence. The auxiliary pipe is removed from the conductor pipe when the depth of the upper boundary of the weak soils to be fixed is reached. Under the influence of vibration, the injector is immersed through the conductor pipe to the full power of the fixed thickness of soft soils, it is sealed in the conductor and a hardening solution is pumped through it at intervals, each time raising the injector to the height of the next injected interval. All injection operations at one fixing point are performed during the relaxation of the soil, compacted with vibration immersion of the conductor and injector. The technical result consists in increasing labor productivity, reducing the duration of the process, reducing costs, saving energy and manufacturability of the method (Pat. No. 2256028 for an invention, publ. 101.07.2005. Bull. 19).
Недостатком известного способа является то, что диаметр уплотнения при забивке кондукторов не превышает трех внешних радиусов поперечного сечения трубы-кондуктора и сохраняется всего лишь до 3 суток, т.е. это вспомогательное мероприятие, которое обеспечивает возможность закрепления нижележащих грунтов, а верхние грунты в процессе релаксации или замачивания разуплотняются и принимают естественную прочность.The disadvantage of this method is that the diameter of the seal when driving the conductors does not exceed three external radii of the cross section of the conductor pipe and lasts only up to 3 days, i.e. this is an auxiliary measure that provides the possibility of fixing the underlying soils, and the upper soils in the process of relaxation or soaking soften and take on natural strength.
Этот способ также неприемлем для строительства сооружений в водной среде.This method is also unacceptable for the construction of structures in the aquatic environment.
Известен также способ закрепления грунта, включающий определение количества, порядка залегания, толщины и свойств геологических элементов в геологическом разрезе закрепляемого массива грунта с последующим закреплением грунта отдельными заходками снизу вверх по высоте закрепляемого грунта. Новым является то, что в геологических элементах с наибольшими просадочными свойствами возводят буронабивные сваи с использованием обсадной трубы путем полного замещения грунта бетонной смесью, а в остальных геологических элементах возводят грунто-цементные сваи по струйной технологии, при этом каждую следующую заходку осуществляют после того, как свая, возведенная предыдущей заходкой, наберет прочность, достаточную для удержания закрепляемого при последующей заходке грунта, а буронабивные и грунто-цементные сваи возводят соосно. Технический результат изобретения состоит в повышении степени закрепления и несущей способности грунта при сокращении сроков строительства и снижении расхода бетона (Патент №2209267).There is also known a method of fixing the soil, including determining the number, order of occurrence, thickness and properties of geological elements in the geological section of the fixed array of soil with subsequent fixing of the soil with individual entries from bottom to top along the height of the fixed soil. What is new is that in geological elements with the greatest subsidence properties, bored piles are erected using casing by completely replacing the soil with concrete mixture, and in the remaining geological elements erected cement-cement piles by jet technology, with each subsequent drilling run after the pile erected by the previous entry will gain strength sufficient to hold the soil fixed during the next entry, and the bored and soil-cement piles are erected coaxially. The technical result of the invention is to increase the degree of consolidation and bearing capacity of the soil while reducing construction time and reducing concrete consumption (Patent No. 2209267).
Недостатком способа является его нетехнологичность, т.к. для каждого инженерно-геологического элемента необходимо использовать свою технологию закрепления, следовательно на каждой точке заново устанавливать другое технологическое оборудование, а так как сооружение каждой сваи выполняют по схеме снизу вверх, то уже после устройства первого свайного элемента вся полость, расположенная выше этого элемента, в обводненных грунтах заплывает грунтом и остатками бетона, то выполнение очередного элемента вверх практически будет невозможно.The disadvantage of this method is its low technology, because for each engineering-geological element, it is necessary to use its own fixing technology, therefore, at each point, re-install other technological equipment, and since the construction of each pile is performed according to the scheme from the bottom up, after the first pile element is installed, the entire cavity located above this element, in flooded soils floats with soil and concrete residues, then the implementation of the next element up will be practically impossible.
Этот способ также неприемлем для строительства свай в море на плавунах.This method is also unacceptable for the construction of piles in the sea on the floating.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и выбранным в качестве прототипа- является «Способ усиления основании симметрично нагруженных фундаментов» (Патент RU №20269926. опубликованный 01.20.1995).The closest in the set of essential features and selected as a prototype is the "Method of strengthening the basis of symmetrically loaded foundations" (Patent RU No. 20269926. Published 01.20.1995).
Повышение эффективности уплотнения оснований фундаментов при реконструкции или усилении аварийных зданий, а также расширение области применения в песчаных и обводненных глинистых грунтах достигают проходкой с помощью пневмопробойника наклонных скважин с последующим уплотнением инертным материалом, например щебнем. При этом инертный материал засыпают в скважину порциями, равными 1/3-1/2 длины пробойника, с последующим уплотнением.Improving the effectiveness of compaction of foundations when reconstructing or strengthening emergency buildings, as well as expanding the scope of application in sandy and flooded clay soils, is achieved by drilling with the help of a pneumatic punch for deviated wells, followed by compaction with an inert material, such as crushed stone. In this case, inert material is poured into the well in portions equal to 1 / 3-1 / 2 of the length of the punch, followed by compaction.
Недостатком известного способа является ограниченная глубина при выполнении полости пневмопробойниками, дискретность выполнения свай отдельными заходками, малая прочность ее материала. Эти недостатки приводят к увеличению объемов закрепления для обеспечения необходимой несущей способности основания.The disadvantage of this method is the limited depth when performing the cavity with pneumatic punches, the discreteness of the piles in individual runs, the low strength of its material. These disadvantages lead to an increase in the volume of consolidation to provide the necessary bearing capacity of the base.
Глубина закрепления в известном способе ограничивается длиной пневмопробойника, а прочность материала основания - плотностью естественного грунта.The fixing depth in the known method is limited by the length of the pneumatic punch, and the strength of the base material - by the density of natural soil.
Способ непригоден без предварительных затрат при наличии подстилающих слабых и просадочных пород ниже подошвы сооружаемой сваи.The method is unsuitable without preliminary costs in the presence of underlying weak and subsiding rocks below the bottom of the piles being built.
Этот способ также непригоден для использования его в водной среде.This method is also unsuitable for use in the aquatic environment.
Известен способ уплотнения просадочных грунтов (см. «Рекомендации по уплотнению просадочных грунтов большой мощности гидровзрывным методом». - M.: Стройиздат, 1984, стр. 3-12, рис. 2, 6) (1) путем устройства котлована, бурения дренажных и взрывных скважин, при этом дренажные скважины заполняют дренажным материалом, который в процессе замачивания скважин дренирует воду и обеспечивает устойчивость стенок скважин, т.е. предохраняет их от оплывания, а во взрывные скважины устанавливают трубы для подачи смеси путем замачивания и сейсмического воздействия. Сущность изобретения: осуществляется образование котлована, бурение дренажно-взрывных скважин с закреплением их стенок, замачивание грунта, размещение в скважинах зарядов взрывчатого вещества и осуществление взрыва зарядов с осадкой грунта под собственным весом.A known method of compaction of subsidence soils (see "Recommendations for compaction of subsidence soils of high power by the hydraulic blasting method." - M .: Stroyizdat, 1984, pp. 3-12, Fig. 2, 6) (1) by means of excavation, drilling of drainage and blast holes, while drainage wells are filled with drainage material, which drains water during the soaking of the wells and ensures the stability of the walls of the wells, i.e. protects them from swimming off, and pipes for supplying the mixture by soaking and seismic action are installed in blast holes. The essence of the invention: the formation of a pit, drilling of drainage and blast holes with fixing their walls, soaking of the soil, placement of explosive charges in the wells and the explosion of charges with soil sediment under its own weight.
Стенки скважин закрепляются путем их обжига при температуре 400-1000С в виде кольцевого слоя на глубину, равную 2/3 просадочной толщи. Затем замачивают просадочную толщу через котлован и дренажные скважины, либо только через дренажные скважины, после водонасыщения грунтов просадочной толщи через транспортные трубы и через взрывные скважины транспортируют заряд ВВ и взрывают его, при этом структурные связи водонасыщенного грунта разрушаются и происходит интенсивное уплотнение грунта.The walls of the wells are fixed by firing them at a temperature of 400-1000С in the form of an annular layer to a depth equal to 2/3 of the subsiding thickness. Then, the subsidence stratum is soaked through a pit and drainage wells, or only through drainage wells, after water saturation of the subsidence stratum soil through transport pipes and through blasting holes, the explosive charge is transported and exploded, while the structural bonds of the water-saturated soil are destroyed and the soil is intensely compacted.
Этот способ также непригоден для закрепления больших массивов грунта.This method is also unsuitable for fixing large tracts of soil.
В книге Л.B. Гончарова «Основы искусственного улучшения грунтов, М., ИГУ, стр. 124, однако цель и конечный результат при этом совершенно иные, во-первых, в предлагаемой способе уплотнения грунтов известный технологический прием используют для обжига грунта лишь в стенках скважины толщиной слоя 10-15 см вокруг нее для получения «цилиндра» из обожженного грунта, заменяющего функции трубы, с целью защиты от оплывания и сохранения ее устойчивости с тем, чтобы после замачивания была бы обеспеченна возможность погружения в ее полость зарядов взрывчатого вещества на требуемую глубину просадочной толщи и тем самым исключения из технологии уплотнения дефицитных труб. Во-вторых, обжиг грунта в стенках скважин используется с целью повышения фильтрационной способности скважин, т.е. ее дебита с тем, чтобы ускорить процесс замачивания грунтов просадочной толщи, исключив при этом из технологии уплотнения дренажный материал (щебень и песок). При этом обжиг грунта в стенках скважин осуществляют лишь на 2/3 глубины просадочной толщи.In the book of L. B. Goncharova “Fundamentals of artificial improvement of soils, M., ISU, p. 124, however, the goal and end result are completely different, firstly, in the proposed method of compaction of soils, a well-known technological technique is used to bake soil only in the walls of the well with a thickness of 10- 15 cm around it to obtain a “cylinder” of burnt soil, replacing the functions of the pipe, in order to protect against slipping and maintain its stability so that after soaking it would be possible to immerse explosive charges in its cavity wa to the required depth of subsidence and thereby exclusion from the technology of sealing scarce pipes. Secondly, soil firing in the walls of the wells is used to increase the filtration capacity of the wells, i.e. its flow rate in order to accelerate the process of soaking the soils of subsiding thickness, while excluding drainage material (crushed stone and sand) from the compaction technology. At the same time, soil firing in the walls of the wells is carried out only at 2/3 of the depth of the subsidence thickness.
Конечный результат просадочной толщи применения обжига грунтов в предлагаемом способе повышение эффективности уплотнения просадочных грунтов за счет уменьшения объема буровых работ, ускорения процесса замачивания просадочной толщи, экономии труб и дренажного материала, тогда как конечный результат обжига грунтов в известном способе устранение просадочности грунтов за счет их термического укрепления в просадочной толще. При этом целью обжига грунтов является получение закрепленных массивов (грунтостолбов) диаметром по 2-3 м каждый. Причем обжиг грунтов становиться эффективным только при условии его осуществления на полную глубину просадочной толщи.The final result of the subsidence thickness of the application of soil roasting in the proposed method is to increase the efficiency of compaction of subsidence soils by reducing the volume of drilling operations, speeding up the process of soaking the subsidence thickness, saving pipes and drainage material, while the end result of roasting the soils in the known method to eliminate soil subsidence due to their thermal fortifications in subsidence. In this case, the purpose of soil firing is to obtain fixed massifs (soil columns) with a diameter of 2-3 m each. Moreover, soil roasting becomes effective only if it is implemented to the full depth of the subsidence thickness.
Если в предлагаемом способе в конечном итоге устранение просадочности происходит за счет разрушения природных связей, между частицами грунта и, следовательно, структуры грунта и его уплотнения, то в известном способе устранение просадочности происходит наоборот за счет укрепления природных связей. Отличительная особенность предлагаемого способа в сравнении с прототипом состоит в том, что взрывные скважины являются одновременно и дренажными, а защиту их стенок от оплывания осуществляют обжигом грунта вокруг них, при этом обжиг грунта производят на глубину 2/3 мощности просадочной толщи.If in the proposed method ultimately the elimination of subsidence occurs due to the destruction of natural bonds between soil particles and, consequently, the soil structure and its compaction, then in the known method, the elimination of subsidence occurs on the contrary due to the strengthening of natural bonds. A distinctive feature of the proposed method in comparison with the prototype is that blast holes are simultaneously drainage, and the protection of their walls from slipping is carried out by firing the soil around them, while the soil is fired at a depth of 2/3 of the thickness of the subsiding thickness.
По прототипу защиту стенок взрывных скважин от оплывания осуществляют химическими методами, например, силикатизацией. При этом производят нагнетание жидкого стекла или других реагентов в поры грунта, где происходит в результате химических реакций образование геля кремниевой или других кислот, вследствие чего происходит укрепление грунта в стенках скважин, однако они становятся водонепроницаемыми, что вынуждает наряду со взрывными скважинами бурить дренажные скважины, а защиту их стенок от оплывания и обеспечения фильтрации воды осуществлять заполнением щебнем или крупнозернистым песком, глубина закрепления взрывных скважин не превышает глубины начального просадочного давления, т.е., не более 6-7 м, что при большой мощности просадочной толщи, например, 30-40 м недостаточно, т.к. действие взрывной волны на такой глубине весьма слабое. Способ очень трудоемкий.According to the prototype, the walls of blast holes are protected from swimming by chemical methods, for example, by silicatization. At the same time, liquid glass or other reagents are injected into the pores of the soil, where a gel of silicic acid or other acids is formed as a result of chemical reactions, as a result of which the soil is strengthened in the walls of the wells, but they become waterproof, which forces drainage wells to be drilled along with blast holes, while protecting their walls from swimming off and ensuring water filtration by filling with crushed stone or coarse-grained sand, the depth of fixing of blast holes does not exceed the depth of the beginning total subsidence pressure, i.e., not more than 6-7 m, which is not enough with a large thickness of subsidence, for example, 30-40 m, because the effect of the blast wave at such a depth is very weak. The method is very laborious.
Известен способ уплотнения грунта, включающий бурение скважины, укладку в скважину взрывчатого вещества, и уплотнения скважины взрывом. Патент 2346111 С2, Е02D 3/10, 2006.01.A known method of compaction of the soil, including drilling a well, laying explosives in the well, and compaction of the well with an explosion. Patent 2346111 C2,
Недостатком этого способа является то, что он не пригоден для изготовления буронабивных свай и закрепления больших массивов грунта, также недостаточная несущая способность сваи, что влечет изготовление дополнительных свай.The disadvantage of this method is that it is not suitable for the manufacture of bored piles and fastening large tracts of soil, as well as insufficient bearing capacity of the piles, which leads to the manufacture of additional piles.
Также способ и устройство не позволяют использовать их, для образования свай в водной среде и на плавунах.Also, the method and device do not allow them to be used for the formation of piles in the aquatic environment and on floats.
Задачей изобретения является повышение несущей способности изготавливаемой сваи на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также снижение себестоимости изготовления буронабивной сваи и увеличении объема закрепляемого грунта.The objective of the invention is to increase the bearing capacity of the manufactured piles on the action of vertical and horizontal loads, as well as reducing the cost of manufacturing a bored pile and increasing the volume of fixed soil.
Поставленная задача решается совокупным применением группы изобретений.The problem is solved by the combined use of a group of inventions.
Ожидаемый технический результат от использования изобретения заключается в использовании способа, включающего образовании скважины, ввода в скважину удлиненного заряда, подачу в скважину твердеющего состава, и после заполнения скважины твердеющим составом, удлиненный заряд взрывают, после взрыва скважину снова заполняют твердеющим составом. При этом ввод в скважину удлиненного заряда и заполнения скважины твердеющим составом производят возвратно-поступательным перекатыванием в скважине оболочки, причем подачу твердеющего состава производят в полость образованную стенкой скважины и оболочкой, при этом в полость, образованную отогнутыми участками оболочки, подают текучий агент, и оболочку периодически выкатывают из скважины, причем удлиненные заряды размещают между стенкой скважины и оболочкой.The expected technical result from the use of the invention is to use a method including forming a well, introducing an elongated charge into the well, supplying a hardening composition to the well, and after filling the well with a hardening composition, the elongated charge is blown up, after the explosion, the well is filled again with a hardening composition. In this case, an elongated charge is introduced into the well and the well is filled with a hardening composition by reciprocating rolling of the shell in the well, and the hardening composition is supplied into the cavity formed by the wall of the well and the shell, while a fluid agent and the shell are fed into the cavity formed by the bent sections of the shell. periodically rolled out of the well, with elongated charges placed between the wall of the well and the shell.
Способ осуществляют устройством, включающим тяговый орган, системы подачи текучего агента и твердеющего состава, камеры по периметру которой закреплен конец оболочки, а второй конец оболочки отогнут и соединен тросом с тяговым органом, при этом в отогнутом участке оболочки размещен удлиненный заряд и его один конец соединен с взрывателем, а второй его конец закреплен на устье скважины.The method is carried out by a device including a traction body, a fluid supply system and a hardening composition supply system, a chamber along the perimeter of which is fixed to the shell end, and the second shell end is bent and connected by a cable to the traction body, while an elongated charge is placed in the bent portion of the shell and one end thereof is connected with a fuse, and its second end is fixed at the wellhead.
На чертеже изображено устройство для осуществления способа.The drawing shows a device for implementing the method.
Устройство выполнено из камеры 1, которая сообщена с системой 2 подачи текучего агента, с системой 3 подачи твердеющего состава. Система 2 сообщена с полостью 4. Система 3 подачи твердеющего состава сообщена с полостью 5, которая образована оболочкой 6 и стенкой 7 скважины. Конец 8 оболочки закреплен по периметру камеры 1. Второй конец 9 тросом 10 соединен с тяговым органом 11. Внутри отогнутого участка оболочки 6 размещен удлиненный заряд 12, который электрически соединен через запал и кабель 13 с источником электрического тока 14.The device is made of a
Оболочка 6 в камере 1 уложена шлагами 15. Удлиненный заряд 12 огибает оболочку 6 и анкером 16 закреплен на фунте 17.The
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Любым известным способом бурят или прокалывают скважины. Направление скважины может быть: вертикальным, горизонтальным или наклонным.Wells are drilled or punctured in any known manner. The direction of the well can be: vertical, horizontal or inclined.
На устье скважины любым известным способом крепят камеру 1. Системой 2 подачи текучего агента в камеру 1 подают воздух. Оболочка 6 перекатывается по скважине и укладывает на стенку 7 скважины удлиненный заряд 12. После того как вся оболочка 6 раскатается, удлиненный заряд 7 полностью будет уложен на стенке скважины 7.At the wellhead, in any known manner, a
Системой 3 подачи твердеющего состава в скважину закачивают твердеющий состав который сжимает воздух в оболочке 6 и по зазору, образованному стенкой 7 скважины и оболочкой 6 поступает в скважину.The hardening
Тяговым органом 11 оболочку 6 вытягивают из скважины 7. Воздух в оболочке 6 сжимается. После достижения в оболочке 6 заданного давления воздуха, трос 10 ослабляют. Воздух в оболочке 6 расширяется. Оболочка 6 и твердеющий состав разгоняются и ударяют в грунт 17 скважины 7. При этом твердеющий состав втрамбовывается в грунт 17 скважины 7. Оболочка 6 уплотняет твердеющий состав в полости 5. Затем снова тяговым органом 11 снова вытягивают оболочку 6 из скважины 7. Часть троса 10 наматывают на тяговый орган 11. При расслаблении троса 10 с тягового органа 11 отпускают только часть троса 10. Оболочку 6 перемещают возвратно-поступательно на другом уровне скважины 7.
Системой 3 в скважину закачивают новую порцию твердеющего состава.
Таким образом постепенно уплотняют грунт по всей высоте скважины 7.Thus gradually compacting the soil along the entire height of the
После уплотнения 8/10 глубины, взрывают удлиненный заряд 12. После этого оболочку 6 полностью выводят из скважины и системой 3 заполняют твердеющим составом. После чего камеру демонтируют с устья скважины.After compaction of 8/10 depths, an
Пример.Example.
Переувлажненный глинистый грунт имеет следующие характеристики:Waterlogged clay soil has the following characteristics:
- мощность закрепляемого грунта 17-19 м;- the power of the fixed soil 17-19 m;
- содержание воды 78%;- water content 78%;
- длина цементной сваи 40 м.- length of cement pile 40 m.
Состав твердеющего состава:The composition of the hardening composition:
- песок 63%;- sand 63%;
- цемент 18%;- cement 18%;
- базальтовая фибра 5%;-
- полимер Веселовского «Силор-Ультра» 14%;- polymer Veselovsky "Silor-Ultra" 14%;
- диаметр сваи 300 мм.- pile diameter 300 mm.
Способ осуществляли устройством, изображенным на чертеже.The method was carried out by the device depicted in the drawing.
Способом прокола изготовили отверстие диаметром 300 мм и длиной 25 м, затем в отверстие ввели удлиненный заряд из аммонита общим весом 40 кг. После этого в отверстие закачивали твердеющий состав, который выдержали в полости 25 часов. Прочность сваи была 7,4 МПа. Использование изобретения повышает несущую способность сваи.A puncture method made a hole with a diameter of 300 mm and a length of 25 m, then an elongated charge of ammonite with a total weight of 40 kg was introduced into the hole. After that, a hardening composition was pumped into the hole, which was kept in the cavity for 25 hours. The strength of the piles was 7.4 MPa. The use of the invention increases the bearing capacity of piles.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140553/03A RU2588511C2 (en) | 2014-10-07 | Method for soil and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140553/03A RU2588511C2 (en) | 2014-10-07 | Method for soil and device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014140553A RU2014140553A (en) | 2016-04-27 |
RU2588511C2 true RU2588511C2 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785742C1 (en) * | 2022-03-05 | 2022-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный лесотехнический университет" | Fiber-cement -soil mixture |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1461451A (en) * | 1921-06-07 | 1923-07-10 | Ignatius V Mcglone | Method of making concrete piles |
US3852966A (en) * | 1971-12-14 | 1974-12-10 | R Taranto | Method for consolidating impermeable soils and pile provided thereby as fitted with spaced apart enlargements |
RU2039156C1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-07-09 | Индивидуальное частное предприятие "РИТА-1" | Method for producing cast-in-place piles |
RU2193625C2 (en) * | 2000-03-22 | 2002-11-27 | Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском государственном архитектурно-строительном университете | Method of cast-in-place pile making |
RU2526451C2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-08-20 | Дмитрий Михайлович Стешенко | Method to manufacture bored pile and device for its realisation |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1461451A (en) * | 1921-06-07 | 1923-07-10 | Ignatius V Mcglone | Method of making concrete piles |
US3852966A (en) * | 1971-12-14 | 1974-12-10 | R Taranto | Method for consolidating impermeable soils and pile provided thereby as fitted with spaced apart enlargements |
RU2039156C1 (en) * | 1993-12-22 | 1995-07-09 | Индивидуальное частное предприятие "РИТА-1" | Method for producing cast-in-place piles |
RU2193625C2 (en) * | 2000-03-22 | 2002-11-27 | Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском государственном архитектурно-строительном университете | Method of cast-in-place pile making |
RU2526451C2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-08-20 | Дмитрий Михайлович Стешенко | Method to manufacture bored pile and device for its realisation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785742C1 (en) * | 2022-03-05 | 2022-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный лесотехнический университет" | Fiber-cement -soil mixture |
RU2816155C1 (en) * | 2023-01-31 | 2024-03-26 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Reusable rock anchor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2739880C1 (en) | Method of inclined tunnels construction in weak water-saturated soils | |
RU2582530C2 (en) | Drive pile device in punched well with wider base | |
RU2382850C1 (en) | Method for fixation of overwetted clayey and collapsing soils | |
CN101603311B (en) | Jet grouting pile construction method adopting heavy hammer-tamping compaction soil preformed hole | |
RU2354778C2 (en) | Method of soil stabilisation | |
RU2328577C2 (en) | Method of existing buildings and constructions protection | |
RU2588511C2 (en) | Method for soil and device for its implementation | |
RU2601630C2 (en) | Method of pile drive device | |
Argal | Modern Technologies and Problems of Ground Stabilization by Injection. | |
RU2345194C1 (en) | Ground slope or hillside consolidation method | |
RU2749003C1 (en) | Method for reducing settlement of buildings during construction of underground workings under them | |
Galay et al. | Disadvantages of standards for construction on collapsible soils | |
RU2531410C1 (en) | Method of forming waterproof screen in cracked watercut mountain arrays using bridging | |
RU2654097C1 (en) | Method of pile production | |
RU2305153C2 (en) | Method and device for loose foundation base consolidation by directed horizontal pattern hydraulic fracturing | |
RU2095574C1 (en) | Method for construction of mine shafts in watered unstable rocks | |
RU2795924C2 (en) | Method for strengthening structurally unstable soils with karst formations and/or water-saturated soils using micropiles and injectors for forming micropiles | |
RU2762373C1 (en) | Method for creating a geotechnical structure in the ground | |
RU2558869C1 (en) | Erection method of pier foundation with expanded base | |
RU2503817C1 (en) | Erection method of non-cutting connection strap in drift way made in mountain slope | |
RU2275467C1 (en) | Sliding slope consolidation method | |
RU2470117C1 (en) | Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs | |
CN114960755B (en) | Masking tunnel on underwater rock foundation and construction method thereof | |
RU2278267C1 (en) | Vertical excavation liquidation method | |
RU2656656C2 (en) | Method of bulk soil cementation |