Спосіб закріплення грунту

Спосіб закріплення грунту, що включає влаштування свердловин і нагнітання в них закріплюючих розчинів, який відрізняється тим, що перед влаштуванням свердловин, і/або зануренням ін'єкторів, і/або зануренням електродів, і/або їх різноманітним поєднанням визначають фільтраційну анізотропію масиву грунту, що закріплюється, а влаштування свердловин, і/або занурення ін'єкторів, і/або занурення електродів, і/або їх різноманітне поєднання ведуть таким чином, щоб осі свердловин, ін'єкторів, електродів були перпендикулярні до напряму максимального значення коефіцієнта фільтрації грунту масиву, при цьому електроди можуть бути суміщеними з ін'єкторами або бути, як і ін'єктори і свердловини, самостійної конструкції Винахід стосується будівництва, зокрема закріплення грунтів, і може бути використаний для підвищення МІЦНОСТІ й водонепроникності основ, при проектуванні або експлуатації існуючих споруд, для зміцнення ґрунтових укосів, а також для зміцнення порід у гірництві ВІДОМІ конструктивні схеми закріплення грунтів [1], за яких ін'єктори і свердловини розташовуються переважно у вертикальному напрямі Якщо внаслідок обмежених умов або з інших причин закріплення грунтів по технології з вертикальним зануренням ін'єкторів і свердловин неможливе, ІН'ЄКЦІЙНІ роботи при закріпленні грунтів під існуючими спорудами рекомендується проводити за технологією з горизонтальним зануренням ін'єкторів і свердловин із спеціально пройдених та обладнаних технологічних виробок (колодязів, траншей і штолень) [1] Однак наведені схеми часто не дозволяють забезпечити високу якість закріплення Про це свідчать численні факти незадовільного закріплення грунтів основ під існуючими будівлями й спорудами [2] Крім цього, вказані схеми вимагають великої КІЛЬКОСТІ свердловин і тривалого часу закріплення, що в кінцевому результаті приводить до збільшення вартості робіт Так, наприклад, виходячи з [1], при коефіцієнті фільтрації 0,5-1 м/добу необхідна витрата розчину при довжині ін'єктора 1 м становить 1-2 л/хв У випадку, коли на 1 м3 грунту, що закріплюється, необхідно витратити 400-800 літрів (в залежності від його пористості), тривалість закріплення грунту через один ін'єктор становитиме десять і більше годин на одну заходку ін'єктора З метою підвищення інтенсивності і якості закріплення ґрунтових масивів застосовуються також способи закріплення грунтів, що включають занурення в грунт металевих стрижнів через заздалегідь виконані канали за допомогою напрямляючих із згинаючим пристроєм і з подальшим пропущенням через грунт електричного струму [3], одночасний імпульсний вплив на масив грунту і закріпляючий розчин [4], розміщення в свердловинах віброджерел і створення в грунті наростаючих по амплітуді віброколивань [5], введення електроліту в грунт через свердловину, вздовж якої по всій її довжині розташована пориста засипка [6] Недоліками цих аналогів є те, що вони не в повній мірі враховують фізико-механічні властивості грунтів, є тривалими, вимагають додаткових витрат енергоресурсів Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є спосіб закріплення грунту за патентом Російської Федерації [7] Воно включає влаштування свердловин, нагнітання в них цементного або ґрунтоцементного розчину Після утворення свердловин визначають КІЛЬКІСТЬ, порядок залягання і товщину геологічних елементів в геологічному розрізі масиву грунту, що закріпляються, а також нормальне напруження всередині кожного з цих елементів Закачку розчину ведуть знизу вгору по висоті свердловин окремими заходками У геологічному елементі, що має найбільші просадкові властивості, закачку розчину ведуть із гідравлічним розривом пласта Якщо масив грунту, що закріплюється, однорідний, то його ділять на декілька зон по глибині залягання, визначають в сере СО Ю 42253 дині кожної зони нормальне напруження і в залежності від нього підбирають розчин Істотним недоліком наведеного прототипу є те, що він не враховує фільтраційну анізотропію грунтів, яка в багатьох випадках є вельми істотною Так, наприклад, відомо, що в лесових грунтах коефіцієнти фільтрації у вертикальному і горизонтальному напрямах відрізняються в 5-10 і більше разів [8] В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу закріплення грунту, в якому розміщенням свердловин, і/або зануренням ін'єкторів, і/або електродів, і/або їх різноманітним поєднанням перпендикулярно до напряму максимального значення коефіцієнта фільтрації грунтового масиву забезпечується інтенсифікація процесу закріплення і поліпшення якості грунту, що закріплюється Поставлена задача вирішується тим, що в способі закріплення грунту, який включає влаштування свердловин, і/або занурення ін'єкторів, і/або занурення електродів, і/або їх різноманітне поєднання в закріплюваному грунті, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, перед влаштуванням свердловин, і/або зануренням ін'єкторів, і/або зануренням електродів, і/або їх різноманітним поєднанням визначають фільтраційну анізотропію масиву грунту, що закріплюється, а влаштування свердловин, і/або занурення ін'єкторів, і/або зануренням електродів, і/або їх різноманітне поєднання ведуть таким чином, щоб осі свердловин, ін'єкторів, електродів були перпендикулярні до напряму максимального значення коефіцієнта фільтрації грунту масиву, при цьому електроди можуть бути суміщеними з ін'єкторами або бути, як і ін'єктори і свердловини, самостійної конструкції Суть технічного рішення, що пропонується, полягає в тому, що перед початком проведення робіт визначаються параметри фільтраційної анізотропії грунтів, наприклад, шляхом відбору зразків непорушеної структури, орієнтованих в просторі під різними кутами відносно вертикальної осі, а також в напрямі ПІВНІЧ-СХІД Максимальні і мінімальні значення коефіцієнта фільтрації визначаються шляхом аналізу значень коефіцієнтів фільтрації утрьох взаємно перпендикулярних напрямах Очевидно, що у напрямі максимального коефіцієнта фільтрації процес закріплення грунтів буде йти більш інтенсивно, ніж в будь-якому іншому напрямі Виходячи з цього, ін'єктори або буроін'єкційні свердловини та електроди розташовуються таким чином, щоб їх осі з напрямом максимального коефіцієнта фільтрації складали кут, рівний 90° У цьому разі лінії течи ін'єктованого реагенту навколо буроін'єкційних свердловин, і/або ін'єкторів, і/або електродів співпадатимуть з напрямом, в якому коефіцієнт фільтрації має максимальне значення, тобто в напрямі максимальної проникності грунту Таким чином, ми забезпечуємо інтенсифікацію процесу закріплення і поліпшення якості грунту, що закріплюється На фіг 1 зображено поперечний розріз масиву грунту, що закріплюється, наприклад, з ін'єктором і буроін'єкцюнною свердловиною, на фіг 2 - поперечний розріз масиву грунту, що закріплюється, наприклад, з електродами На фіг 1 позначено масив грунту 1, що закріпляється, ін'єктор, наприклад, перфорована труба 2, буроін'єкційна свердловина 3, нормальні до напряму максимального значення коефіцієнта фільтрації грунтового масиву 4 Пропонований спосіб закріплення грунту реалізується таким чином Беруть проби грунту з різної глибини Лабораторними дослідами цих проб та їх закріпленням визначають склад грунтів, залягаючих на різній глибині, їх фізико-механічні та ХІМІЧНІ властивості Визначають параметри фільтраційної анізотропії грунтів, наприклад шляхом відбору зразків непорушеної структури, орієнтованих в просторі під різними кутами відносно вертикальної осі, а також в напрямі ПІВНІЧ-СХІД Максимальні і мінімальні значення коефіцієнта фільтрації визначать шляхом аналізу значень коефіцієнтів фільтрації у трьох взаємно перпендикулярних напрямах На підставі цього вибирають технологічний процес та схему закріплення, яка складається, наприклад з ін'єктора 2 та буроін'єкційної свердловини 3 Розташовують ін'єктор 2 та буроін'єкційну свердловину 3 таким чином, щоб їх осі з напрямом максимального коефіцієнта фільтрації грунтового масиву 4 складали кут а, що дорівнює 90° Для інтенсифікації закріплення можна накласти на грунт 1, що закріплюється, електричне або/і магнітне поле шляхом занурення в грунт 1 металевих електродів 5 так, щоб їх осі складали з напрямом максимального коефіцієнта фільтрації кут а, рівний 90°, як це показано на фіг 2 При цьому електроди можуть бути суміщеними з ін'єкторами або бути, як і ін'єктори і буроін'єкційні свердловини, самостійної конструкції КІЛЬКІСТЬ ін'єкторів або буроін'єкційних свердловин або електродів в окремо взятому масиві, що закріплюється, може бути один-два або більше В залежності від абсолютних значень максимального коефіцієнта фільтрації можуть застосовуватися схеми з використанням тільки електродів, ін'єкторів або буроін'єкційних свердловин, або їх різне комбіноване поєднання з накладенням електричного або/і магнітного поля У вказаному способі значно інтенсифікується процес закріплення, збільшується радіус закріплення, зменшується тривалість, істотно знижуються витрати коштів Джерела інформації 1 Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3 02 01-83) - М Стройиздат, -1986 - 129 с 2 Волощук И Театр оперы и балета что сделано'? / В газ Вечерняя Одесса, № 6/2000 3 Спосіб підсилення основи електрохімічними елементами Винников Ю Л , Рубановський М Л , Лисенко І М / Патент України № 24220, кл E02D3/11, опуб 30 10 1998 Бюл №5 4 Способ закрепления массива несвязного грунта Гурковский П П , Панов С А / Авторское свидетельство СССР № 1827002, кл E02D3/12, опуб 07 07 1993 Бюл №25 5 Способ стабилизации оснований под сооружениями Бакулин В Н / Авторское свиде 42253 тельство СССР № 1779274, кл E02D3/12, опуб 30 11 1992 Бюл №44 6 Способ злеісгрохимического закрепления грунта Чепелев В В / Авторское свидетельство СССР № 191418, кл E02D3/14, опуб 14 01 1967 Бюл № 3 7 Способ закрепления грунта Голованов А М , Пашков В И / Патент Российской Федерации № 2133795, кл E02D3/12, опуб 27 07 1999 Бюл № 1 8 Кругов В И Основания и фундаменты на просадочных грунтах - К Будівельник, - 1982 224 с ФІГ. 1 Фіг. 2 42253 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22