Искусственное закрепление грунтов. Цементация

Искусственное закрепление грунтов. Цементация.

Закрепление грунтов представляет собой совокупность и многообразие существующих методов, в результате которых повышаются прочность грунта, он становится неразмываемым, при использовании отдельных методов грунт дополнительно становится водонепроницаемым, повышаются его противодействие агрессивным водам.

Закрепление грунтов применяют  при создании вокруг разрабатываемых  выемок водонепроницаемых завес  или повышения несущей способности  грунтовых оснований. В зависимости  от физико-механических свойств грунта и требуемых прочностных характеристик. Назначения закрепления и других свойств укрепленного грунта применяют цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, химический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунта.

Подробнее рассмотрим такой  способ искусственного закрепления  грунта, как цементация.

Цементация осуществляется для закрепления крупно- и среднезернистых  песков и трещиноватых скальных пород  и выполняется путем нагнетания в грунт цементного раствора через  инъекторы. Инъектор (рис. 1) состоит из отдельных звеньев гладких и перфорированных труд длиной 1,5 м и внутренним диаметром 19…38 мм; внизу он имеет острый наконечник, а в верхней части – наголовник, к которому присоединяется шланг для подачи раствора под давлением. На глубину до 15 м инъекторы погружаются забивкой пневматическими молотами, вибропогружателями, при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые трубы и опускают.

В зависимости от выявленных характеристик закрепляемых грунтов, расчетных прочностных величин  грунта через инъекторы подается цементный раствор состава от 1:1 до 1:10 по массе (цемент:вода); оптимальное давление обычно соответствует 1 атм на 1 пог. м трубы инъектора. Радиус закрепления в трещиноватых скальных породах достигает 1,2…1,5 м, в в крупнозернистых песках – 0,5…0,75 м, в песках средней крупности – 0,3…0,5 м. Прочность укрепленных грунтов может достигать 3,5 МПа. Нагнетание раствора в скважину прекращают при достижении заданного поглощения или когда при заданном давлении резко снижается расход раствора (за 20 минут в скважину попадает менее 10 л раствора).

Рис. 1. Цементация оснований

а – погружение инъектора; б – нагнетание раствора; в – последовательность нагнетания раствора при устройстве противофильтрационной завесы; г – схема цементации нисходящими зонами; д – схема цементации восходящими зонами; 1 – отбойный молоток; 2 – оголовок; 3 – труба-удлинитель; 4 – перфорированная часть с острием; 6 – домкраты; 7 – растворопровод; 8 – зоны цементации; 9 – скважины;                                                                1-я, 2-я и 3-я – зона цементации по высоте