Спосіб захисту будинків, споруд від зсувів

1. Спосіб захисту будинків, споруд, що включає влаштування підпірної стінки в кінці схилу, утворення контрбанкетів та закріплення ґрунтів схилу, який відрізняється тим, що закріплення ґрунтів схилу виконують шляхом випалу ґрунтів до 3 води закріплення ґрунтів виконують армуванням елементами високої міцності та жорсткості. Новим є також те, що в ґрунтах товщі схилу бурять свердловини, які прорізають всі шари слабких ґрунтів, нижче рівня підземної води із свердловин виконують закріплення ґрунтів армуванням бурозмішувальною або буроін'єкційною технологіями, а вище рівня підземної води - випалом. Новим є також те, що випал ґрунтів схилу вище рівня підземної води виконують шляхом термічної обробки ґрунтів із свердловин електронагрівними пристроями або спалюванням палива. Суть заявленого способу захисту будинків, споруд від зсуву пояснюється фігурою 1, де показано: 1-будинок, 2-поверхня ковзання ґрунту, 3підпірна стінка, 4-паля, 5-контрбанкет, 6-рівень підземної води, 7-нижня ґрунтоцементна частина армоелементу, 8-верхня частина армоелементу із випаленого ґрунту, ІГЕ (1-5)-інженерно-геологічні елементи товщі ґрунту. Будинок 1 зведено на зсувонебезпечному схилі, умовно складеному інженерно - геологічними елементами ІГЕ (1-5), ґрунти яких мають різні характеристики, у т.ч. кут внутрішнього тертя  та питоме значення С, яке розподіляється на водноколоїдне зчеплення C w і структурне зчеплення Сс, яке є основним показником опору зрушенню масиву ґрунту на схилі. Структурне зчеплення шарів фунту ІГЕ - 2 та ІГЕ - 3 відсутнє, тобто Сс=0. Тому в цих шарах ймовірно може бути зрушення верхньої частини ґрунтів схилу по умовно розташованій поверхні ковзання 2. Спосіб здійснюється таким чином для попередження зсуву, тобто захисту будинку від зсуву, в нижній частині схилу влаштовують підпірну стінку 3 на буроін'єкційних палях 4, утворюють контрбанкети 5 та виконують закріплення ґрунтів армуванням міцними та жорсткими елементами. Ґрунти армуючих елементів мають відповідати одночасно двом вимогам - мати високі структурне зчеплення та водопроникність. Таким вимогам відповідає випалений ґрунт, але в більшості випадків ґрунтові товщі, в т.ч. і в схилах включають підземну воду, рівень 6 якої знаходиться вище водоупору ІГЕ 4, тобто в шарі слабкого ґрунту ІГЕ 3. Оскільки водонасичений ґрунт не підлягає випалу, то частину армуючого елементу нижче рівня капілярного підняття підземної води влаштовують однією із технологій, наприклад, бурозмішувальною, яка полягає в наступному. У пробурену свердловину опускають спеціальний пристрій, яким руйнують структуру ґрунту нижче рівня капілярного підняття підземної води і одночасно в зону руйнування подають розчин в'яжучого, наприклад водоцементний, який ретельно перемішують. Після тужавлення та твердіння ґрунтоцементної суміші в ґрунтовій товщі нижче рівня підземної води утворюється ґрунтоцементна частина армуючого елементу 7. Закріплений ґрунт водонасиченого шару, тобто нижче рівня підземної води, у вигляді ґрун 63628 4 тоцементних елементів не розмокає у воді. Суттєве збільшення структурного зчеплення відбувається за рахунок цементації частинок ґрунту, що забезпечує високі міцність та жорсткість, які збільшуються у часі. Ґрунт, розташований вище капілярного підняття підземної води, піддають випалу. Випал ґрунтів виконують наступним чином. У свердловині вище капілярного підняття підземної води спалюють тверде, рідке або газоподібне паливо і в зону горіння подають стиснене повітря, яке нагрівається до високої температури і фільтрується в товщу ґрунту по порах. Завдяки конвекційній, радіаційній та контактній теплопередачам ґрунт нагрівається до високої температури, внаслідок чого утворюється термоґрунтова частина 8 армуючого елементу. Випал ґрунту виконують також електронагрівними пристроями, які опускають в свердловини та по високоомічним нагрівачам пропускають струм і в розігріту до високої температури зону подають стиснене повітря. Розпечене повітря фільтрується в товщу ґрунту і обпалює його, утворюючи термоґрунтові палі. Випалений ґрунт, по - перше, має високі значення структурного зчеплення Сс за рахунок розплавлення легкоплавких включень в ґрунті із наступним їх охолодженням, внаслідок чого утворюються жорсткі кристалічні зв'язки між частинками ґрунту, по - друге, водопроникність випаленого ґрунту суттєво підвищується внаслідок вигоряння органічних речовин, по-третє, не розмокає у воді. Проведені дослідження на експериментальному майданчику показали, що міцність випаленого ґрунту на стиск досягає 3,0-5,0 мПа, а його водопроникність збільшується в 5-10 разів. Отже, підсилення зсувонебезпечного схилу ґрунтоцементо-термічними армуючими елементами суттєво підвищує опір зрушенню ґрунту за рахунок значного підвищення структурного зчеплення ґрунтоцементу і випаленого ґрунту, а висока пористість випаленого ґрунту обумовлює його дренажну здатність, що попереджує накопиченню вологи і покращує її міграцію. Таким чином, запропоновані засоби боротьби зі зсувами у вигляді випалу ґрунтів зсувонебезпечних схилів шляхом нагрівання стисненого повітря спаленням у свердловинах до рівня капілярного підняття підземної води різного виду палива або розігрітими електронагрівачами, а нижче рівня капілярного підняття підземної води закріпленням ґрунтів армуванням елементами високої міцності та жорсткості, володіють новизною, та забезпечують їх ефективність завдяки суттєвому збільшенню структурного зчеплення ґрунтів та їх водопроникності, що в цілому збільшує ефективність способу захисту будинків, споруд від зсувів. 5 Комп’ютерна верстка М. Мацело 63628 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601